JP5586784B2 - 高ac破壊強度を有するboppフィルム - Google Patents

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Description

本発明は、新規なポリプロピレン組成物と、該ポリプロピレン組成物から作られる二軸配向ポリプロピレンフィルム及びキャパシタフィルムに関する。
キャパシタフィルムは、高温や高絶縁破壊強度などの苛酷な条件に耐えなければならない。さらに、キャパシタフィルムは、高剛性などの良好な機械的特性及び高い作動温度を有することが好ましい。絶縁破壊強度に関して、系(ここではキャパシタフィルム)のパフォーマンス又は性能全体がこの系の取るに足らない超局所的特性に支配されると考える必要がある。残念ながら、重要なのは最も強い極値ではなく、全体のパフォーマンスを支配するのは最も弱い値である。それゆえ、たとえキャパシタフィルムのサンプルが高い絶縁破壊値を達成することが好ましいにしても、同じキャパシタフィルムから得た別々のサンプルが平均して、期待される絶縁破壊値をも示すことが保証されなければならない。それゆえ、言いかえれば、キャパシタフィルムは、このフィルムのすべての箇所において途切れることなく、同じ特性を有していなければなければならない。
したがって、キャパシタフィルムが全面にわたり良好な絶縁破壊性能を有しているかどうかを評価するために、このフィルムから小さな試料を10個切り出し、各々の試料をIEC−60243に準じて実施される単独破壊測定にかける。その測定によって小さな試料が不可逆的に破損される。破壊現象の確率的性質により、(同一フィルムに由来する)10個の試料の各々について記録される破壊電場は、かなり大きく分散しており、ガウス分布ではなくワイブル分布であることが知られている。これは、所謂極値分布である。したがって、降伏電圧のみではなく結果の分散を見ることが必要である。ワイブルデータの分散はβパラメータによって特徴づけられる。βパラメータが低ければ低いほど、絶縁破壊の結果の幅が広がる。信頼度の観点から、分散を可能な限り小さくする必要があるため、βパラメータを可能な限り大きくする必要がある。このことは、高い絶縁破壊電圧の達成のみならず、高βパラメータの達成が課題であることを意味している。高いβパラメータのみが、キャパシタフィルムによって高い絶縁破壊電圧が実際に達成されることを確実にする。
上記したように、キャパシタフィルムの分野におけるさらなる側面は、作動温度が可能な限り高いことである。高い作動温度は、熱変形温度が高めの場合に達成可能である。
したがって、本発明の目的は、ポリプロピレンであって、それから作られたキャパシタフィルムが、確実に高電解強度障害を生ずることなく高電解強度に耐える上記ポリプロピレンを提供することであり、この特性は、高めのβパラメータにより実現される。好ましくは、そのようなポリプロピレンは、熱変形温度(HDT)又は耐熱性ビカットBを用いて表される高い耐熱性をさらに有する。
本発明は、以下に規定するポリプロピレン組成物をキャパシタフィルムに用いることによって、絶縁破壊強度とβパラメータに関して、破壊強度を改善し得るという知見に基づいている。すなわち、上記ポリプロピレン組成物は、α核形成剤を溶解したポリプロピレンを含み、そして上記ポリプロピレンは、<2,1>エリトロ部位欠損の量が高めであることによって特徴付けられるとともに、必要に応じて、140℃より高く170℃までの温度範囲で結晶化する結晶画分の量(段階的等温分離法(SIST)によって測定)が高めであることによって、さらに特徴付けられる。そのようなポリプロピレン組成物により、高い絶縁破壊強度及び高いβパラメータを有する二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)フィルム及び/又はキャパシタフィルムを得ることが可能になる。
従って、本発明は、ポリプロピレン組成物(PP−C)に基づいて、
(i)少なくとも70wt%、好ましくは85wt%のポリプロピレン(PP)と、
(ii)0.005〜1.5wt%のα核形成剤(N)
を含むポリプロピレン組成物(PP−C)であって、
上記ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又は上記ポリプロピレン(PP)が、
(a)1.0wt%以下のコモノマー含有量と、
(b)13CNMR分光法により測定される、0.1mol%を超える<2,1>エリトロ部位欠損
を有し、上記コモノマーはエチレン及び/又は少なくとも1種類のC〜C20α−オレフィンであり、さらに、
(c)上記ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又は上記ポリプロピレン(PP)が、少なくとも98mol%のペンタッド立体規則性<mmmm>を有し、
かつ/又は
(d)上記ポリプロピレン組成物(PP−C)が、160℃より高く170℃までの温度範囲で結晶化する結晶画分を少なくとも9.0wt%含み、上記画分が段階的等温分離法(SIST)によって決定される、
上記ポリプロピレン組成物(PP−C)に関する。
好ましくは、ポリプロピレンが、ポリプロピレン組成物(PP−C)中の唯一のポリマーである。
意外にも、そのようなポリプロピレン組成物により、良好な絶縁破壊を有するばかりか、高いβパラメータ値を有するキャパシタフィルムを得ることができることが見出された。さらに、熱変形温度(HDT)及び耐熱性ビカットBも非常に高い。
CE5、CE6、IE1及びIE2ペレットについて測定したSISTデータの比較を示すグラフである。 CE1~CE4ペレットについて測定したSISTデータの比較を示すグラフである。
以下、本発明をより詳細に説明する。
ポリプロピレン組成物(PP−C)中の重要な化合物の一つはポリプロピレン(PP)である。それゆえ、ポリプロピレン(PP)それ自体に関連する特徴のほとんどが、最終的なポリプロピレン組成物(PP−C)に等しくあてはまる。ポリプロピレン(PP)がポリプロピレン組成物(PP−C)中の唯一のポリマーである場合には、このことが特に当てはまる。
上記ポリプロピレン(PP)は、むしろ低いコモノマー含有量によって特徴付けられる。ポリプロピレン(PP)はポリプロピレン組成物(PP−C)の主要な部分であることから、その組成物それ自体もコモノマーの量が少ないことによって特徴付けられる。したがって、上記ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又は上記ポリプロピレン(PP)のコモノマー含有量は、1.0wt%以下であることが好ましく、0.8wt%以下であることがより好ましく、0.5wt%であることがいっそう好ましい。
それゆえ、ポリプロピレン(PP)は、好ましくはランダムプロピレンコポリマー(R−PP)又はプロピレンホモポリマー(H−PP)であり、後者がとりわけ好ましい。
上記ポリプロピレン(PP)がランダムプロピレンコポリマー(R−PP)である場合には、プロピレンと共重合可能なモノマーを含み、そのようなモノマーは、例えば、エチレン及び/又はC〜C20α−オレフィン、特にエチレン及び/又はC〜C10α−オレフィン(例えば、1−ブテン及び/又は1−ヘキセン)である。好ましくは、ランダムプロピレンコポリマー(R−PP)は、エチレン、1−ブテン及び1−ヘキセンからなる群からのプロピレンと共重合可能なモノマーを含み、特にそのようなモノマーからなる。より詳しくは、ランダムプロピレンコポリマー(R−PP)は、プロピレンとは別に、エチレン及び/又は1−ブテンに由来する単位を含む。好ましい態様において、ランダムプロピレンコポリマー(R−PP)は、エチレン及びプロピレンに由来する単位のみを含む。ランダムプロピレンコポリマー(R−PP)のコモノマー含有量は、好ましくは0.5wt%を上回り1.0wt%までの範囲内、さらにいっそう好ましくは0.5wt%を上回り0.8wt%までの範囲内である。
本発明で使用されるホモポリマーという表現は、すなわち、少なくとも99.5wt%、より好ましくは少なくとも99.8wt%のポリプロピレン単位から実質的になるポリプロピレンに関する。好ましい態様において、プロピレンホモポリマー(H−PP)のプロピレン単位のみが検知可能である。実施例において後述されるように、コモノマー含有量は13CNMR分光法によって測定することができる。
用語「ランダムコポリマー」は、プロピレンコポリマー(PP)のコモノマーがランダムに分布していることを示す。ランダム性は、ポリマー鎖に含まれるコモノマーの全量と比較した孤立コモノマー単位、すなわち、隣接するコモノマー単位がないコモノマー単位、の量を規定する。好ましい態様において、プロピレンコポリマー(R−PP)のランダム性は、少なくとも30%、より好ましくは少なくとも50%、なおいっそう好ましくは少なくとも60%、そしてさらにいっそう好ましくは少なくとも65%である。
好ましくは、ポリプロピレン(PP)は高アイソタクチックである。したがって、ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)のペンタッド立体規則性<mmmm>は、高め、すなわち98mol%を上回り、より好ましくは98.5mol%を上回り、さらにいっそう好ましくは98.6mol%を上回ることが好ましい。
上記ポリプロピレン(PP)のさらなる特徴は、好ましくはシングルサイト触媒によって製造されることである。シングルサイト触媒によって製造されたポリプロピレンは、ポリマー鎖内のプロピレンの部位誤挿入量が大きめであることによって、とりわけ特徴付けられる。したがって、ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)は、13C−NMR分光法によって測定される<2,1>エリトロ部位欠損量が大きいこと、すなわち、0.1mol%を上回り、より好ましくは0.2mol%以上、よりいっそう好ましくは0.4mol%以上、さらにいっそう好ましくは0.6mol%を上回り、例えば0.7〜0.9mol%であることによって、特徴付けられる。
原則としてキャパシタに有用な市販のポリプロピレンは、冷キシレン可溶画分(XCS)含有量が高めであることによって特徴付けられる。本発明のポリプロピレン(PP)及び/又はポリプロピレン組成物(PP−C)は、冷キシレン可溶画分(XCS)含有量が低めであること、すなわち冷キシレン可溶画分(XCS)含有量が1.5wt%以下、より好ましくは1.3wt%以下、よりいっそう好ましくは1.0wt%以下、例えば、0.8wt%以下であることによって、特徴付けられる。それゆえ、本発明のポリプロピレン(PP)及び/又はポリプロピレン組成物(PP−C)は、冷キシレン可溶画分(XCS)含有量が0.3から1.5wt%以下の範囲内、より好ましくは0.3から1.3wt%以下の範囲内、よりいっそう好ましくは0.4から1.0wt%以下の範囲内、例えば、0.4から0.8wt%以下の範囲内であることが特に好ましい。
冷キシレン可溶画分(XCS)の量は、ポリプロピレン組成物(PP−C)にはエチレンプロピレンゴムのような弾性ポリマー成分が好ましくはまったく含まれていないことをさらに示す。言いかえれば、上記ポリプロピレン(PP)は、異相ポリプロピレン、すなわち、弾性相が分散しているポリプロピレンマトリックスからなる系、ではないものとする。そのような系は、冷キシレン可溶画分含有量がむしろ高いことによって特徴付けられる。
ポリプロピレン組成物(PP−C)及びそのポリプロピレン(PP)のさらなる特徴は、溶融挙動である。
したがって、ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)は、示差走査熱量測定法(DSC)によって測定された溶融温度(T)が少なくとも150.0℃、より好ましくは少なくとも152℃であることが好ましい。それゆえ、ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)の示差走査熱量測定法(DSC)によって測定された溶融温度(T)は、150〜160℃の範囲内、より好ましくは151〜159℃の範囲内、そしてよりいっそう好ましくは152〜155℃の範囲内であることが特に好ましい。この段落に示される溶融温度(T)は、特にポリプロピレン組成物(PP−C)に関するものである。
さらに、本発明のポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)は、高めの結晶温度(T)を有することが好ましい。それゆえ、示差走査熱量測定法(DSC)によって測定したポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)の結晶温度(T)は、少なくとも110℃、より好ましくは少なくとも113℃である。したがって、示差走査熱量測定法(DSC)によって測定したポリプロピレンの結晶化温度は、好ましくは110〜120℃の範囲内、より好ましくは115〜119℃の範囲内である。この段落に示される結晶化温度(T)は、特にポリプロピレン組成物(PP−C)に関するものである。
分子量分布(MWD)は、ポリマー中の分子数と個々の鎖長との関係である。分子量分布(MWD)は、重量平均分子量(M)と数平均分子量(M)との比として表現される。数平均分子量(M)は、分子量に対する各分子量範囲の分子数のプロットの一次モーメントとして表現されたポリマーの平均分子量である。実際には、これは分子数で割った全分子の合計分子量である。同様に、重量平均分子量(M)は、分子量に対する各分子量範囲のポリマー重量のプロットの一次モーメントである。
数平均分子量(M)及び重量平均分子量(M)並びに分子量分布(MWD)は、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)(ISO16014−42003)によって測定される。
したがって、ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)の重量平均分子量(M)は、100〜600kg/molであることが好ましく、より好ましくは200〜500kg/molである。
ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)の数平均分子量(Mn)は、好ましくは5〜400kg/molの範囲内、より好ましくは10〜300kg/molの範囲内である。
分子量分布(MWD)を広くすることで、ポリプロピレンの加工性が改善される。したがって、ISO16014−4 2003に基づいて測定されたポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)の分子量分布(MWD)は、少なくとも2.0、より好ましくは少なくとも2.2、例えば、2.5であることが好ましい。一方で、分子量分布(MWD)が広めであることは、誘電性能を改善することなしに、キシレン可溶画分の量に寄与する低分子量画分の量が高めであることを示す。したがって、別の態様において、ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)の分子量分布(MWD)は、好ましくは、2.0から7.0まで、さらにいっそう好ましくは2.0〜5.0、例えば2.5〜5.0の範囲内である。
さらに、本発明のポリプロピレン(PP)は、特定の範囲で示されるメルトフローレート(MFR)を有することが好ましい。230℃、2.16kgの荷重の下で測定されたメルトフローレート(ISO1133)をMFR(230℃)として示す。したがって、本発明では、ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)のMFR(230℃)が、1.5g/10分を上回り、より好ましくは1.8g/10分を上回ることが好ましい。したがって、ISO1133に基づいて測定されたポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)のMFR(230℃)が、1.5〜10.0g/10分の範囲内、より好ましくは1.8〜6.0g/10分の範囲内、例えば、2.0〜4.0g/10分の範囲内にあることが好ましい。
さらに、ポリプロピレン(PP)は、分子量分布及び/又はコモノマー含有量分布の点から見て、単峰性又は多峰性、例えば二峰性、であり得る。
本明細書で使用される表現「多峰性」又は「二峰性」とは、ポリマーのモダリティー、すなわち、
−その分子量の関数としての分子量画分のグラフである分子量分布曲線の形状、
又は
−ポリマー画分の分子量の関数としてのコモノマー含有量のグラフである、コモノマー含有量分布曲線の形状
を意味する。
上記ポリプロピレン(PP)は、その分子量分布曲線の点から見て、単峰性でない場合には、二峰性のような多峰性であることが特に好ましい。したがって、本発明のポリプロピレン(PP)は、MFR(230℃)が0.3〜3.0g/10分の範囲内である第1の画分と、MFR(230℃)が1.0〜50.0g/10分の範囲内である第2の画分とを含んでもよい。よりいっそう好ましくは、第1の画分は第2の画分よりも低いMFR(230℃)を有する。好ましくは、第1の画分がループ型反応器内で製造され、第2の画分が気相反応器内で製造される。
さらに、上記ポリプロピレン(PP)が直鎖状構造を有し、分岐を示さない(あるいは、ほとんど示さない)ことが好ましい。したがって、本発明のポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)は、分岐指数g’が0.9以上、好ましくは0.9を上回り、例えば、少なくとも0.95であることが好ましい。言い換えれば、ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)がある種の分岐を有する場合には、それは中等度のものでなければならない。したがって、ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)の分岐指数g’は、好ましくは0.9〜1.0の範囲内、より好ましくは0.9を上回り1.0までの範囲内、例えば、0.96〜1.0である。特に好ましい態様において、ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)は分岐を示さない。すなわち、ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)は分岐指数g’が1.0である。低いg’値は高分岐ポリマーの指標である。言いかえれば、g’値が減少する場合、ポリプロピレンの分岐が増加する。g’値の正確な測定については、実施例の項で説明する。
本発明のポリプロピレン(PP)は、好ましくは非分岐構造のものであることから、顕著な量のゲル含有量も示さない。ゲルは、架橋されているポリプロピレンの典型的な現象である。それゆえ、ゲル含有量は、ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)の化学修飾に関するよい指標である。したがって、本発明のポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又はポリプロピレン(PP)は、沸騰キシレンに不溶なポリマーの相対量(沸騰キシレン不溶画分XHI)として測定されるゲル含有量が相対的に中等度、すなわち0.050wt%以下、より好ましくは0.25wt%以下、さらにいっそう好ましくは0.15wt%以下、例えば、0.15wt%未満、よりいっそう好ましくは0.10wt%以下であることにより特徴づけられる。特に好ましい態様において、ゲル含有量は検知されない。
さらなる成分として、α核形成剤(N)を、上記ポリプロピレン組成物(PP−C)に含有させることができる。好ましいα核形成剤(N)は、ポリプロピレン(PP)に可溶なものである。可溶性のα核形成剤は、一連の加熱溶解及び冷却再結晶化を示し、分散度を改善することによって特徴付けられる。上記溶解及び再結晶化を測定する方法は、例えば、Kristiansenらにより、Macromolecules 38(2005)、10461〜10465頁に、そしてBalzanoらにより、Macromolecules 41(2008)、5350〜5355頁に記述されている。詳しくは、溶解及び再結晶化は、ISO6271−10:1999によって定義されているように、動的モードでの溶融レオロジーを用いることによってモニターすることができる。
したがって、α核形成剤(N)は、ソルビトール誘導体、ノニトール誘導体、以下に定義する通りの式N−Iのベンゼン誘導体(例えば、ベンゼントリスアミド)、及びそれらの混合物からなる群から選択される。
好適なソルビトール誘導体は、ジ(アルキルベンジリデン)ソルビトール、例えば1,3:2,4−ジベンジリデンソルビトール又はビス−(3,4−ジメチルベンジリデン)ソルビトールである。
好適なノニトール誘導体は、1,2,3−トリデオキシ−4,6:5,7−ビス−O−[(4−プロピルフェニル)メチレン]−ノニトールを含む。
既に述べたように、ベンゼン誘導体は式N−Iによって定義される。
Figure 0005586784
式中、
Xは、−NR−、−CR−及び−0−からなる群より独立して選択され、好ましくは−NR−であり、
Yは、−CR及び−C(0)Rからなる群より独立して選択され、
は、−H、メチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピル及びn−ブチルからなる群より選択され、好ましくは−Hであり、
及びRは、−H、メチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピル及びn−ブチルからなる群より独立して選択され、好ましくは−Hであり、
、R及びRは、−H、メチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピル、n−ブチル及びtert−ブチルからなる群より独立して選択されるか、又は残基R、R及びRの1つは、−H、メチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピル及びn−ブチルからなる群より選択され、残りの2つの残基は、炭素Cとともに脂肪族5〜8員環、好ましくは置換され又は未置換のシクロ−ヘキシル環を形成し、そして
は、メチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、シクロ−ペンチル及びシクロ−ヘキシルからなる群より選択される。
よりいっそう好ましくは、ベンゼン誘導体は式N−II又はN−IIIのものであり、好ましく式はN−IIIのものである。
Figure 0005586784
式中、
、R及びRは、−H、メチル、エチル、n−プロピル及びイソ−プロピルからなる群より独立して選択され、好ましくは−Hであり、
、R及びRは、−エチル、n−プロピル、イソ−プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、シクロ−ペンチル及びシクロ−ヘキシルからなる群より独立して選択され、好ましくは、イソ−プロピル、tert−ブチル、シクロ−ペンチル及びシクロ−ヘキシルからなる群より独立して選択され、例えば、イソ−プロピル又はシクロ−ヘキシルである。
好ましくは、式N−I、N−II及びN−IIIのベンゼン環のすべての残基は同一である。
したがって、特に好ましいベンゼン誘導体はN,N’,N”−トリス−tert−ブチル−1,3,5−ベンゼントリカルボキシアミド又はN,N’,N”−トリス−シクロヘキシル−1,3,5−ベンゼン−トリカルボキシアミドである。最も好ましいベンゼン誘導体は、N,N’,N”−トリス−tert−ブチル−1,3,5−ベンゼントリカルボキシアミドである。
より詳しくは、α核形成剤(N)が高度の分子対称性を有し、正味の双極子モーメントがゼロデバイになる場合に、特に良好な結果が達成可能であるという知見が得られている。好ましいα核形成剤は、C3hとして分類される分子対称性を有する。正味の双極子モーメントが小さいか又はゼロである、高い分子対称性を示す分子は、誘電正接への貢献が小さいので、誘電体応用において好まれる。
したがって、好ましい態様において、本発明のポリプロピレン組成物(PP−C)は、C3hとして分類される分子対称性を有し、かつ式N−I、より好ましくは式N−II又はN−III、よりいっそう好ましくは式N−IIIのベンゼン誘導体、例えばN,N’,N”−トリス−tert−ブチル−1,3,5−ベンゼントリカルボキシアミド又はN,N’,N”−トリス−シクロヘキシル−l,3,5−ベンゼン−トリカルボキシアミドである、少なくとも1種類のα核形成剤(N)を含む。したがって、特に好ましい態様において、本発明のポリプロピレン組成物(PP−C)は、α核形成剤(N)として、式N−I、より好ましくは式N−II又はN−III、よりいっそう好ましくは式N−IIIのベンゼン誘導体のもののみを含む。特に好ましい態様において、本発明のポリプロピレン組成物(PP−C)は、α核形成剤として、N,N’,N”−トリス−シクロヘキシル−l,3,5−ベンゼン−トリカルボキサミド及び/又はN,N’,N”−トリス−tert−ブチル−l,3,5−ベンゼントリカルボキシアミドのみを含み、後者が特に好ましい。
ポリプロピレン組成物(PP−C)は、段階的等温分離法(SIST)により得られたその結晶画分によって、さらに特徴づけられる。既知のポリプロピレン組成物とは異なって、本発明のポリプロピレン組成物(PP−C)は、140〜170℃の温度範囲で高めの量の結晶画分を含む。したがって、ポリプロピレン組成物(PP−C)は、160℃より高く170℃までの温度範囲で結晶化する少なくとも9.0wt%、より好ましくは少なくとも15.0wt%、よりいっそう好ましくは少なくとも20.0wt%、例えば少なくとも24.0wt%の結晶画分を含み、上記画分が段階的等温分離法(SIST)によって測定されることが好ましい。一方、160℃より高く170℃までの温度範囲において結晶化するポリプロピレン組成物(PP−C)の結晶画分は、高すぎてはならず、すなわち40.0wt%よりも高いものであってはならず、例えば35.0wt%以下のものである。したがって、好ましい態様において、ポリプロピレン組成物(PP−C)は、160℃より高く170℃までの温度範囲で結晶化する9.0〜40.0wt%、より好ましくは少なくとも15.0wt%〜35.0wt%、よりいっそう好ましくは20.0〜30.0wt%、例えば24.0〜30wt%の結晶画分を含む。
好ましくは、ポリプロピレン組成物(PP−C)は、
(i)140℃よりも高く150℃まで、
(ii)150℃よりも高く160℃まで、
(iii)160℃よりも高く170℃まで
の温度範囲で結晶化する結晶画分を含む。ここで、これら3通りの結晶画分量[wt%]間の差は、5.0wt%以下、好ましくは4.0wt%以下、例えば3.0wt%以下である。
それゆえ、160℃よりも高く170℃までの温度範囲で結晶化する結晶画分について上に定義した値及び範囲は、150℃よりも高く160℃までの温度範囲及び160℃よりも高く170℃までの温度範囲でそれぞれ結晶化する結晶画分に対して、等しく適用可能である。
一方、170℃を超える温度で結晶化する結晶画分の量は低め、すなわち5.0wt%以下、好ましくは3.0wt%以下、より好ましくは検出不可である。
ポリプロピレン組成物(PP−C)のさらなる特徴は、好ましくは、結晶ポリプロピレンのγ修飾(γ相又はγ形態)の存在である。したがって、ポリプロピレン組成物(PP−C)は、10%を上回り60%まで、より好ましくは10%を上回り50%まで、よりいっそう好ましくは10%を上回り45%までのγ相を有することが好ましく、上記γ相の測定は、広角X線分散法(WAXS)による段階的等温偏析(SIST)の後に行った。
さらに、ポリプロピレン組成物(PP−C)は、
(a)ISO306(50N)に基づいて測定される少なくとも95℃、より好ましくは少なくとも96℃、例えば95〜98℃又は96〜98℃の範囲内の耐熱性ビカットB、及び/又は
(b)ISO75−2に基づいて測定される少なくとも89℃、より好ましくは少なくとも92℃、例えば89〜97℃又は92〜96℃の範囲内の熱変形温度(HDT−B、0.45N/mm)、を有することが好ましい。
キャパシタフィルムにおける1つの重要な側面は、灰含有量が低いことであり、さもなければ誘電特性が悪影響を受ける。したがって、たとえ本発明のポリプロピレン組成物(PP−C)がα核形成剤(N)の存在を必要としても、灰含有量が少ない、すなわちISO3451−1(1997)に基づいて測定された灰含有量が60ppm以下、より好ましくは50ppm以下、例えば20〜55ppm未満の範囲内であることが好ましい。
通常通り、1ppmの添加物は、1kgのポリプロピレン組成物(PP−C)中の1mgの添加物に相当する。
とりわけ良好な結果が達成可能であるのは、ポリプロピレン組成物(PP−C)が
(a)少なくとも70wt%、より好ましくは、少なくとも85wt%、よりいっそう好ましくは、少なくとも90wt%、さらにいっそう好ましくは、少なくとも95wt%のポリプロピレン(PP)と、
(b)0.005〜1.5wt%、より好ましくは0.005〜0.5wt%、よりいっそう好ましくは0.005〜0.1wt%、さらにいっそう好ましくは0.05〜0.005wt%のα核形成剤(N)、
とを含む場合である。
上記したように、ポリプロピレン(PP)は、好ましくは、ポリプロピレン組成物(PP−C)内の唯一のポリマー成分である。
さらに、本発明は、二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)フィルムにも関し、この二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)フィルムには、本発明において定義するポリプロピレン組成物(PP−C)が少なくとも80wt%含まれ、より好ましくは少なくとも80wt%含まれるもので、よりいっそう好ましくは上記ポリプロピレン組成物(PP−C)からなる。好ましくは、二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)フィルムは、機械方向に少なくとも4倍、好ましくは少なくとも5倍の延伸率を有し、かつ横方向に少なくとも4倍、好ましくは少なくとも5倍の延伸率を有するものであり、より好ましくは機械方向に少なくとも9倍の延伸率を有し、かつ横方向に少なくとも5倍の延伸率を有する。
より好ましくは、二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)フィルムは、、機械方向及び横方向の延伸倍率が5.0である二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)フィルム上で測定される、IEC 60243、part 1(1998)にもとづく絶縁破壊強度EB63%が、少なくとも310kV/mm、より好ましくは少なくとも320kV/mm、例えば少なくとも325kV/mmである。
さらに、本発明のポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又は二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)フィルムを、キャパシタフィルムに用いることができる。そのような場合、キャパシタフィルムは、少なくとも80wt%、より好ましくは少なくとも90wt%、さらにいっそう好ましくは少なくとも99wt%のポリプロピレン組成物(PP−C)又は二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)フィルムを含む。特に好ましい態様において、キャパシタフィルムは、本発明のポリプロピレン組成物(PP−C)又は二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)フィルムからなる。
以下、本発明のポリプロピレンの製造を詳細に説明する。
本発明のポリプロピレン(PP)は、好ましくは、シングルサイト触媒の存在下、特にメタロセン触媒、例えば式(I)のメタロセン触媒の存在下で生産された。
(Cp’)MX (I)
式中、
「M」は、ジルコニウム(Zr)又はハフニウム(Hf)、好ましくはジルコニウム(Zr)であり、
各々の「X」は、独立に1価のアニオン性σ配位子であり、
各々の「Cp’」は、置換シクロペンタジエニル、置換インデニル、置換テトラヒドロインデニル及び置換又は未置換フルオレニルからなる群より独立して選択されるシクロペンタジエニル型有機配位子であり、上記有機配位子は遷移金属(M)に配位し、
「R」は、上記有機配位子(Cp’)を連結する二価の架橋基であり、そして
「n」は、1又は2であり、好ましくは1である。
したがって、本発明はまた、下記の工程を含む、ポリプロピレン組成物(PP−C)の製造方法にも関する:
(a) 固体触媒系の存在下で、プロピレン並びに任意にエチレン及び/又は少なくとも1種類のC〜C20α−オレフィンを重合させる工程であって、
上記固体触媒系が、
(i) 式(I)の遷移金属化合物、
(Cp’)MX (I)
(式中
「M」は、ジルコニウム(Zr)又はハフニウム(Hf)、好ましくはジルコニウム(Zr))であり、
各々の「X」は、独立に1価のアニオン性σ配位子であり、
各々の「Cp’」は、置換シクロペンタジエニル、置換インデニル、置換テトラヒドロインデニル及び置換又は未置換フルオレニルからなる群より独立に選択されるシクロペンタジエニル型有機配位子であり、上記有機配位子は遷移金属(M)に配位し、
「R」は、上記有機配位子(Cp’)を連結する二価の架橋基であり、そして
「n」は、1又は2である。)
及び、
(ii) 任意に、周期表(IUPAC)の第13属の元素を含む共触媒、好ましくはAlの化合物を含む共触媒、
を含む上記工程;
(b) 工程(a)で得た上記ポリプロピレン(PP)を、α核形成剤(N)と溶融混合して、ポリプロピレン組成物(PP−C)を得る工程;及び
(c) 必要に応じて、上記ポリプロピレン組成物(PP−C)を二軸延伸フィルムに延伸する工程。
具体的な態様の1つにおいて、ポリプロピレン(PP)は特に、式(I)のメタロセンを含む固体触媒系によって得ることができ、より好ましくは得られ、上記触媒系は15m/g未満、さらに10m/g未満、最も好ましくは、測定下限である5m/g未満の表面を有する。本発明にもとづく表面積は、ASTM D3663(N)に従って測定される。
それに代わるものとして、又はそれに加えて、上記固体触媒系は、孔隙率が1.30ml/g未満、より好ましくは、1.00ml/gであることが好ましい。孔隙率の測定は、ASTM 4641(N)に従って行われている。別の好ましい態様において、ASTM 4641(N)に基づいて適用された方法により測定した場合、孔隙率は検出できない。
さらに、上記固体触媒系は、通常、平均粒径が500μm以下、すなわち好ましくは、2〜500μm、より好ましくは、5〜200μmの範囲内である。平均粒径が80μm未満であることが特に好ましく、70μm未満であることがより好ましい。平均粒径の好ましい範囲は5〜70μm、より好ましくは10〜60μmである。
既に述べたように、遷移金属(M)はジルコニウム(Zr)又はハフニウム(Hf)、好ましくは、ジルコニウム(Zr)である。
全体の記述を通し、用語「σ−配位子」は既知の通りに、すなわちシグマ結合を介して金属に結合している基と理解される。従って、アニオン性配位子「X」は独立に、ハロゲンであるか、又は、R’、OR’、SiR’、OSiR’、OS0CF、OCOR’、SR’、NR’、又はPR’基からなる群より選択することができる。式中、R’は独立に、水素、直鎖状又は分岐状、環式又は非環式のC〜C20アルキル、C〜C20アルケニル、C〜C20アルキニル、C〜C12シクロアルキル、C〜C20アリール、C〜C20アリールアルキル、C〜C20アルキルアリール、C〜C20アリールアルケニルであり、R’基は任意に、14〜16族に属する1又は2種類以上のヘテロ原子を含む。好ましい態様において、アニオン性配位子「X」は同一であり、かつClのようなハロゲン又はメチル若しくはベンジルである。
好ましい1価のアニオン性配位子はハロゲンであり、特に塩素(Cl)である。
置換シクロペンタジエニル型配位子は、ハロゲン、ヒドロカルビル(例えば、C〜C20アルキル、C〜C20アルケニル、C〜C20アルキニル、C〜C20シクロアルキル、例えばC〜C20アルキル置換C〜C20シクロアルキル、C〜C20アリール、C〜C20シクロアルキル置換C〜C20アルキルからなる群より選択される1又は2以上の置換基を有してもよい。ここで、シクロアルキル残基は、C〜C20アルキル、C〜C20アリールアルキル、環部分に1、2、3又は4個のヘテロ原子を含むC〜C12シクロアルキル、C〜C20−ヘテロアリール,C〜C20−ハロアルキル、−SiR’’、−SR’’、−PR’’又は−NR’’によって置換され、各々のR’’は独立に、水素又はヒドロカルビル(例えば、C〜C20アルキル、C〜C20アルケニル、C〜C20アルキニル、C〜C12シクロアルキル、若しくはC〜C20アリール)であるか、又は、例えば−NR’’の場合、2つの置換基R’’はそれらが結合する窒素原子とともに環、例えば五員環又は六員環を形成することができる。
さらに、式(I)の「R」は、好ましくは1〜4個の原子からなる架橋であり、そのような原子は、独立に、炭素(C)、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)又は酸素(O)原子であり、架橋原子の各々は、独立に、C〜C20−ヒドロカルビル、トリ(C〜C20−アルキル)シリル、トリ(C〜C20−アルキル)シロキシ等の置換基を有し、そしてより好ましくは、「R」は、−SiR’’’−のような1原子架橋であり、ここで各々のR’’’は独立に、C〜C20−アルキル、C〜C20−アルケニル、C〜C20−アルキニル、C〜C12シクロアルキル、C〜C20−アリール、アルキルアリール若しくはアリールアルキル、又はトリ(C〜C20アルキル)シリル−残基、例えばトリメチルシリル−であるか、又は2つのR’’’がSi架橋原子を含む環系の一部分であり得る。
好ましい態様において、メタロセン触媒、すなわち遷移金属化合物は式(II)を有する。
Figure 0005586784
式中、
Mは、ジルコニウム(Zr)又はハフニウム(Hf)、好ましくは、ジルコニウム(Zr)であり、
Xは、金属「M」に対するσ結合を有する配位子、好ましくは、式(I)について上記に定義した通りの配位子であり、好ましくは、塩素(Cl)又はメチル(CH)であり、前者が特に好ましく、
は、互いに等しいか又は異なり、好ましくは互いに等しく、直鎖状飽和C〜C20アルキル、直鎖状不飽和C〜C20アルキル、分岐状飽和C〜C20アルキル、分岐状不飽和C〜C20アルキル、C〜C20シクロアルキル、C〜C20アリール、C〜C20アルキルアリール及びC〜C20アリールアルキルからなる群より選択され、上記C〜C20アリールアルキルは、任意に、周期表(IUPAC)の第14〜16族の1又は2以上のヘテロ原子を含み、
好ましくは、互いに等しいか又は異なり、好ましくは互いに等しく、C〜C10直鎖状又は分岐状ヒドロカルビルであり、より好ましくは互いに等しいか又は異なり、好ましくは互いに等しく、C〜C直鎖状又は分岐状アルキルであり、
〜Rは、
互いに等しいか又は異なり、水素、直鎖状飽和C〜C20アルキル、直鎖状不飽和C〜C20アルキル、分岐状飽和C〜C20アルキル、分岐状不飽和C〜C20アルキル、C〜C20シクロアルキル、C〜C20アリール、C〜C20アルキルアリール及びC〜C20アリールアルキルからなる群より選択され、上記C〜C20アリールアルキルは、任意に、周期表(IUPAC)の第14〜16族の1又は2以上のヘテロ原子を含み、
好ましくは、互いに等しいか又は異なり、C〜C10直鎖状又は分岐状ヒドロカルビルであり、より好ましくは互いに等しいか又は異なり、C〜C直鎖状又は分岐状アルキルであり、
及びRは、
互いに等しいか又は異なり、水素、直鎖状飽和C〜C20アルキル、直鎖状不飽和C〜C20アルキル、分岐状飽和C〜C20アルキル、分岐状不飽和C〜C20アルキル、C〜C20シクロアルキル、C〜C20アリール、C〜C20アルキルアリール、C〜C20アリールアルキル、SiR10 、GeR10 、OR10、SR10及びNR10 からなる群より選択され、上記C〜C20アリールアルキルは、任意に、周期表(IUPAC)の第14〜16族の1又は2以上のヘテロ原子を含み、
式中、R10は、直鎖状飽和C〜C20アルキル、直鎖状不飽和C〜C20アルキル、分岐状飽和C〜C20アルキル、分岐状不飽和C〜C20アルキル、C〜C20シクロアルキル、C〜C20アリール、C〜C20アルキルアリール及びC〜C20アリールアルキルからなる群より選択され、上記C〜C20アリールアルキルは、任意に、周期表(IUPAC)の第14〜16族の1又は2以上のヘテロ原子を含み、
かつ/又は
及びRは、任意に、それらが結合するインデニル炭素とともにC〜C20炭素環系、好ましくは、C環の一部であり、任意に、1個の炭素原子が窒素、イオウ又は酸素原子によって置換されることができ、
は、
互いに等しいか又は異なり、水素、直鎖状飽和C〜C20アルキル、直鎖状不飽和C〜C20アルキル、分岐状飽和C〜C20アルキル、分岐状不飽和C〜C20アルキル、C〜C20シクロアルキル、C〜C20アリール、C〜C20アルキルアリール、C〜C20アリールアルキル、OR10及びSR10からなる群より選択され、
好ましくは、Rは、互いに等しいか又は異なり、H又はCHであり、
式中、R10は、既に定義した通りであり、
Lは、
2つのインデニル配位子を架橋する二価の基であり、好ましくは、C11 構成単位又はSiR11 若しくはGeR11 であり、
式中、R11は、H、直鎖状飽和C〜C20アルキル、直鎖状不飽和C〜C20アルキル、分岐状飽和C〜C20アルキル、分岐状不飽和C〜C20アルキル、C〜C20シクロアルキル、C〜C20アリール、C〜C20アルキルアリール又はC〜C20アリールアルキルからなる群より選択され、上記C〜C20アリールアルキルは、任意に、周期表(IUPAC)の第14〜16族の1又は2以上のヘテロ原子を含み、
好ましくは、Lは、Si(CH、SiCH11又はSiPhであり、式中、C11はシクロヘキシルである。
好ましくは、式(II)の遷移金属化合物は、C対称性又は擬C対称性を有する。対称性の定義に関しては、Resconiら、Chemical Reviews、2000、Vol.100、No.41263と、本明細書中に引用した引例を参照されたい。
好ましくは、残基Rは、互いに等しいか又は異なり、より好ましくは互いに等しく、直鎖状飽和C〜C10アルキル、直鎖状不飽和C〜C10アルキル、分岐状飽和C〜C10アルキル、分岐状不飽和C〜C10アルキル及びC〜C12アリールアルキルからなる群より選択される。よりいっそう好ましくは、残基Rは、互いに等しいか又は異なり、より好ましくは互いに等しく、直鎖状飽和C〜Cアルキル、直鎖状不飽和C〜Cアルキル、分岐状飽和C〜Cアルキル、分岐状不飽和C〜Cアルキル及びC〜C10アリールアルキルからなる群より選択される。さらによりいっそう好ましくは、残基Rは、互いに等しいか又は異なり、より好ましくは互いに等しく、例えばメチル又はエチルのような直鎖状又は分岐状C〜Cヒドロカルビルから選択される。
好ましくは、残基R〜Rは、互いに等しいか又は異なり、直鎖状飽和C〜Cアルキル又は分岐状飽和C〜Cアルキルである。よりいっそう好ましくは、残基R〜Rは、互いに等しいか又は異なり、より好ましくは互いに等しく、メチル、エチル、イソ−プロピル及びtert−ブチルからなる群より選択される。
好ましくは、R及びRは、互いに等しいか又は異なり、水素及びメチルから選択されるか、又は、それらは、それらが結合する2つのインデニル環炭素を含む5−メチレン環の一部分である。別の好ましい態様において、Rは、OCH及びOCから選択され、Rはtert−ブチルである。
好ましい態様において、遷移金属化合物は、rac−メチル(シクロヘキシル)シランジイル ビス(2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウム二塩化物である。
好ましくは、上記固体触媒系は共触媒をさらに含み、この共触媒は、周期表(IUPAC)の第13族の元素を含み、例えばこの共触媒はAlの化合物を含む。
そのような共触媒の例として、有機アルミニウム化合物、例えばアルミノキサン化合物が挙げられる。
そのようなAl化合物、好ましくは、アルミノキサンを、共触媒に含まれる唯一の化合物として、又は他の共触媒化合物とともに使用することができる。従って、さらに、Al化合物(すなわち、アルミノキサン)に加えて又はそれに代えて、共触媒化合物を形成する他のカチオン錯体、例えばホウ素化合物を用いることができる。上記共触媒は市販されているか、あるいは先行技術文献に基づいて製造することができる。しかし、好ましくは、固形触媒系の製造において、Alの化合物のみが共触媒として使用される。
特に好ましい共触媒はアルミノキサンであり、とりわけC1〜C10アルキルアミノキサンであり、最も好ましくはメチルアルミノキサン(MAO)である。
好ましくは、式(I)(又は式(II))の有機ジルコニウム化合物と固体触媒系の共触媒とが、この固体触媒系の少なくとも70wt%、より好ましくは、少なくとも80wt%、よりいっそう好ましくは、少なくとも90wt%、さらによりいっそう好ましくは、少なくとも95wt%である。従って、固形触媒系はそれが自立型、すなわち不均一触媒系で一般に使用される触媒不活性支持物質、例えばシリカ、アルミナ若しくはMgCl又は多孔性の高分子材料をまったく含まないことによって特徴づけられることが好ましい。すなわち、触媒系は、外部支持物質又は担体物質上に支持されていない。その結果として固体触媒系は自立型であり、むしろ低い表面積を有する。
一態様において、固体メタロセン触媒系は、WO03/051934に記載された基本原理であるエマルジョン固化技術によって得られる。この文献を参照により本明細書に援用する。
従って、固体触媒系は、好ましくは、固体触媒粒子の形態を有し、下記の工程を含む方法により得ることができる:
a) 1又は2以上の触媒成分の溶液を製造する工程;
b) 上記溶液を第2の溶媒に分散して、上記1又は2以上の触媒成分が分散相の液滴内に存在するエマルジョンを形成する工程;
c) 上記分散相を固化して、上記液滴を固体粒子に変換し、任意に、上記粒子を回収して上記触媒を得る工程。
好ましくは、第1の溶媒、より好ましくは、第1の有機溶媒を用いて上記溶液を形成する。さらにより好ましくは、有機溶媒は、直鎖状アルカン、環状アルカン、芳香族炭化水素及びハロゲン含有炭化水素からなる群より選択される。
さらに、連続相を形成する第2の溶媒は、触媒成分に対して不活性な溶媒である。この第2の溶媒は、少なくとも分散工程における条件(温度等)下で、触媒成分の溶液に対して不混和性の場合もある。用語「触媒溶液に不混和性」は、第2の溶媒(連続相)が、分散相溶液に完全に不混和性又は部分的に不混和性(すなわち完全に混和性ではない)であることを意味する。
好ましくは、不混和性溶媒は、フッ素化有機溶媒及び/又はその官能化誘導体を含み、さらにいっそいう好ましくは、不混和性溶媒は、半フッ素化、高度フッ素化若しくは過フッ素化された炭化水素及び/又はその官能化誘導体を含む。上記不混和性溶媒は、過フッ素化炭化水素又はその官能化誘導体、好ましくは、C〜C30過フッ素化アルカン、−アルケン又は−シクロアルカン、より好ましくは、C〜C10過フッ素化アルカン、−アルケン又は−シクロアルカン、特に好ましくは、過フッ素化ヘキサン、過フッ素化ヘプタン、過フッ素化オクタン又は過フッ素化(メチルシクロヘキサン)又は過フッ素化(1,3−ジメチルシクロヘキサン)あるいはそれらの混合物、を含むことが特に好ましい。
さらに、上記連続相及び上記分散相を含むエマルジョンは、当該技術分野で公知の二相又は多相系であることが好ましい。エマルジョンを形成し、安定化させるために、乳化剤を用いてもよい。エマルジョン系の形成後、上記溶液中の触媒成分から上記触媒がその場で形成される。
原則的に、乳化剤は、エマルジョンの形成及び/又は安定化に寄与し、かつ触媒の触媒作用に対して何ら悪影響を及ぼさない適宜な物質であればよい。乳化剤は、例えば、任意にヘテロ原子が介在する炭化水素系界面活性剤であってもよく、好ましくは、任意に官能基を持つハロゲン化炭化水素、好ましくは、当該技術分野で公知の半フッ素化炭化水素、高フッ素化炭化水素又は過フッ素化炭化水素である。あるいは、乳化剤は、エマルジョン製造の過程で、例えば界面活性剤前駆体と触媒溶液の化合物とを反応させることによって製造してもよい。上記界面活性剤前駆体は、アルミノキサン等の共触媒成分と反応して「実際の」表面活性剤を形成する、少なくとも1つの官能基を有するハロゲン化炭化水素、例えば高フッ素化C1−n(好適には、C4〜30又はC5〜15)アルコール(例えば、高フッ素化ヘプタノール、オクタノール又はノナノール)、酸化物(例えば、プロペンオキシド)あるいはアクリル酸エステルであってもよい。
原則的に、分散した液滴から固体粒子を形成するためにはどのような固化方法も用いることができる。好ましい一態様において、固化は温度変化処理により行われる。従って、エマルジョンは、10℃/分までの、好ましくは0.5〜6℃/分及びより好ましくは1〜5℃/分の段階的温度変化に付される。さらにより好適には、エマルジョンは10秒未満、好ましくは、6秒未満内で、40℃を超える、好ましくは50℃を超える温度変化に付される。
連続及び分散相系、エマルジョン形成方法、乳化剤及び固化方法のさらなる詳細、態様及び実施例については、例えば、上記で引用した国際特許出願WO03/051934を参照されたい。
製造工程の全体又は一部分は、連続的に行うことができる。エマルジョン/固化方法を介して製造される固体触媒種のそのような連続的又は半連続的な製造方法の原理を記載するWO2006/069733を参照されたい。
上記の触媒成分は、WO01/48034に記載された方法に従って製造される。
ポリプロピレン(PP)の重合は、好ましくは所謂ループ反応器内で行われるバルク重合で行うことができる。あるいは、ポリプロピレン(PP)の重合は、スラリー相で操作されるループ反応器とボルスターのポリプロピレンプロセス等で利用されるような気相反応器を組み合わせて実行される二段階重合である。
好ましくは、上に定義したようなポリプロピレン(PP)の生産方法において、バルク反応器のための工程条件は下記の通りであってもよい:
−温度が40℃〜110℃の範囲内、好ましくは60℃と100℃の間、70℃〜90℃である、
−圧力が20バールから80バールの範囲内、好ましくは、30バールと60バールの間である、
−モル質量を調整するためにそれ自体が公知である方法で水素を加えることもできる。
次に、バルク(バルク)反応器からの反応混合物を気相反応器へ移すが、その際の条件は、好ましくは下記の通りである:
−温度が50℃〜130℃の範囲内、好ましくは60℃と100℃の間である、
−圧力が、5バールから50バールの範囲内、好ましくは、15バールと35バールの間である、
−モル質量を調整するためにそれ自体が公知である方法で水素を加えることができる。
滞留時間は、両反応器ゾーンで変動し得る。ポリプロピレン(PP)の生産方法の一態様において、バルク反応器、例えばループ内での滞留時間は、0.5〜5時間、例えば0.5〜2時間の範囲内であり、気相反応器内での滞留時間は通常1〜8時間となる。
所望であれば、重合は、超臨界条件下で公知の方法により、バルク反応器内で、好ましくは、ループ反応器内で、及び/又は気相反応器の濃縮モードとして、実施してもよい。
上記したように、そのようにして得られたポリプロピレン(PP)は、続いて、適宜な混合装置内で、少なくともα核形成剤(N)と、又は所望のα核形成剤を含むポリプロピレンのマスターバッチと溶融混合される。なお、具体的には、混合装置として単軸押出機及び二軸押出機等の押出機が挙げられる。他の適宜な溶融混合装置として、遊星押出機及び一軸スクリュー共混練機が挙げられる。特に好ましくは、高強度の混合部及び混練部を有する二軸押出機である。ポリプロピレン組成物(PP−C)を製造するための適宜な溶融温度は、170〜300℃の範囲内、好ましくは、200〜260℃の範囲内であり、スクリュー回転速度は50〜300rpmである。
さらに、本発明にもとづく二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)フィルム及び/又はキャパシタフィルムを製造するために、本明細書で定義されるポリプロピレン(PP)は、当該技術分野で公知のように二軸延伸される。好ましくは、当該技術分野で公知のテンター法が適用される。
具体的には、テンター法は、本明細書に定義されるポリプロピレン(PP)をTダイ等のスリットダイから溶融押出し、冷却ドラム上で冷して未延伸シートを得る方法である。上記シートは、例えば、加熱された一連の金属ロールにより予熱された後、周速が異なる複数のロール間の長手方向に沿って延伸され、次いで、両端を把持部で把持し、そしてこのシートをテンターによりオーブン内で横方向に延伸することにより、二軸延伸フィルムが得られる。長手方向延伸過程での上記延伸シートの温度は、好ましくは、本明細書に定義されるポリプロピレン(PP)の融点の温度よりも低い温度(Tよりも5〜15℃下)になるように調整される。横方向延伸での膜厚の均一性は、長手方向の延伸後にこの膜の一定領域をマスクし、横方向延伸後に上記マスクの間隔を測定することで実際の延伸度を測定する方法によって、評価することができる。
続いて、このフィルムは、金属化すべき表面に対して、空気、窒素、二酸化炭素ガス又はこれらのいずれかの混合物中でコロナ放電処理することで、蒸着すべき金属に対する粘着力を改善し、さらに巻き取り機により巻き取ることができる。
得られたフィルムを真空メタライザー内に設置することができる。次に、当該目的に適した金属を蒸着して所定の層抵抗を達成する。さらに、必要に応じて、櫛状防着板を介して金属化を行うことにより、フィルムの横方向に沿って抵抗値を連続的に変化させる。金属化フィルムに切り込みを入れることで、キャパシタ装置を作るための2本の金属化リールを対として作る。次に、これらのリールを巻くことで装置を作り、この装置を熱プレスにかけて平坦化することで、最終的にキャパシタを作る。
さらに、本発明は、本明細書に定義するキャパシタフィルムのキャパシタにおける使用に関する。
また、本発明は、本明細書に定義するキャパシタフィルムを含む少なくとも1つの層を含むキャパシタに関する。さらに、このキャパシタは、金属層、特に、上記方法によって得られる金属層を含むことが好ましい。
本発明を下記の実施例によってさらに詳細に説明する。
A.測定方法
以下に記載する用語の定義及び測定法は、特に言及しない限り、本発明に関する上記の一般的記載及び以下の実施例に適用される。
NMR分光法による微細構造の定量化
定量的核磁気共鳴(NMR)分光法を用いて、ポリマーの立体規則性、レジオ規則性及びコモノマー含有量を定量した。Bruker Advance III 400 NMR分光計を用いて定量的12C{H}NMRスペクトルを溶液状態で記録した。この際、H及び13Cに対して、それぞれ400.15MHz及び100.62MHzで操作した。すべての空気圧に対して窒素ガスを用い、かつ13Cに最適化された10mm拡張温度範囲プローブヘッドを125℃で用いて、すべてのスペクトルの記録を行った。
ポリプロピレンホモポリマーについて、約200mgの材料を1,2−テトラクロロエタン−d(TCE−d)に溶解した。溶液の均一性を確保するために、ヒートブロックでの初期試料製造後、NMR管を回転式オーブンで少なくとも1時間、さらに加熱した。マグネットに挿入すると同時に、NMR管を10Hzで回転させた。このセットアップは、主として立体規則性分布定量化に必要とされる高解像度を得るために選ばれた(Busico,V.、Cipullo,R.、Prog.Polym.Sci.26(2001)443;Busico、V.;Cipullo,R.、Monaco,G.、Vacatello、M,Segre、A.L.、Macromoleucles 30(1997)6251)。NOE及び二重WALTZ−16デカップリング スキーム(bi−level WALTZ 16 decoupling scheme)を利用する標準的な単一パルス励起を用いた(Zhou,Z.、Kuemmerle,R.、Qiu,X.、Redwine,D.、Cong,R.、Taha,A.、Baugh,D.Winniford、B.、J.Mag.Reson. 187(2007)225;Busico,V.、Carbonniere,P.、Cipullo,R.、Pellecchia,R.、Severn,J.、Talarico,G.、Macromol.Rapid Commun. 2007,28,11289)。1スペクトルあたり合計で8192(8k)のトランジエントが得られた。
エチレンプロピレンコポリマーについて、約200mgの材料を3mlの7,2−テトラククロロエタン−d(TCE−d)にクロム(III)アセチルアセトナート(Cr(arc))とともに溶かし、65mM緩和試薬溶媒溶液を得た(Singh,G.、Kothari,A.、Gupta,V.、Polymer Testing 28 5(2009)、475)。溶液の均一性を確保するために、ヒートブロックでの初期試料製造後、NMR管を回転式オーブンで少なくとも1時間、さらに加熱した。マグネットに挿入すると同時に、NMR管を10Hzで回転させた。このセットアップは、主としてエチレン含有量を正確に定量化する上で必要とされる高解像度を得るために選ばれた。最適チップ角度、1秒の待ち時間(recycle delay)及び二重WALTZ−16デカップリングスキームを利用し、NOEなしで標準的な単一パルス励起を用いた(Zhou,Z.、Kuemmerle,R.、Qiu,X.、Redwine,D.、Cong,R.、Taha,A.、Baugh,D.、Winniford,B.、J.Mag.Reson. 187(2007)225;Busico,V.、Carbonniere,P.、Cipullo,R.、Pellecchia,R.、Severn,J.、Talarico,G.、Macromol. Rapid Commun.、2007,28,11289)。その際、1スペクトルあたり合計で6144(6k)のトランジエントが得られた。
定量的13C{H}NMRスペクトラムの処理及び積分をおこない、そしてその積分値から関連する定量的特性を独自のコンピュータプログラムを用いて決定した。
エチレンプロピレンコポリマーについては、すべての化学シフトを、溶媒の化学シフトを用いて30.00ppmのエチレンブロック(EEE)の中心メチレン基に対して間接的に対応させた。このようなアプローチによって、この構造体が存在しなくても比較参照が可能になった。
ポリプロピレンホモポリマーについては、すべての化学シフトが、21.85ppmでメチルアイソタックチックペンタッド(mmmm)に対して内部参照される。
部位欠陥(Resconi,L.、Cavallo,L.、Fait,A.、Piemontesi,F.、Chem.Rev. 2000、100、1253;Wang,W−J.、Zhu,S.、Macromolecules 33(2000)、1157;Cheng,H. N.、Macromolecules 17(1984)、1950)又はコモノマーに対応する特徴的なシグナルが観察された。
立体規則性分布は、目的の立体配列に関連しない任意の部位を補正して23.6から19.7ppmまでの間のメチル領域を積分することにより定量した(Busico,V.、Cipullo,R.、Prog.Polym.Sci. 26(2001)443;Busico,V.、Cipullo,R.、Monaco,G.、Vacatello,M.、Segre,A.L.、Macromoleucles 30(1997)6251)。
特に、立体規則性分布の定量化に対する部位欠陥及びコモノマーの影響は、立体配列の特定の積分領域から代表的な部位欠陥及びコモノマーの積分を減算することによって補正された。
立体規則性はペンタッドレベルで決定し、そしてすべてのペンタッド配列に対するペンタッド立体規則性(mmmm)配列の百分率として決定した:
[mmmm]%=100*(mmmm/全ペンタッドの合計)
2,1エリトロ部位欠陥の存在は、17.7ppm及び17.2ppmに2つのメチル部位が存在することによって示され、他の特徴的部位によって確認された。
部位欠陥の他の型に対応する特徴的なシグナルは観察されなかった(Resconi,L.、Cavallo,L.、Fait,A.、Piemontesi,F.、Chem.Rev. 2000、100、1253)。
2,1エリトロ部位欠陥の量は、17.7ppm及び17.2ppmの2つの特徴的なメチル部位の平均積分を用いることによって定量化した:
21e=(Ie6+Ie8)/2
1,2一次挿入プロペンの定量化は、メチル領域に基づいて行い、その際、一次挿入に関連しないこの領域に含まれる部位とこの領域から除かれた一次挿入部位とに対して補正が行われた:
12=ICH3+P12e
プロペンの総量は、一次挿入プロペンと存在する他のすべての部位欠陥との合計として定量化した:
total=P12+P21e
2,1エリトロ部位欠陥のモル百分率をすべてのプロペンに対して定量化した:
[21e]mol%=100*(P21e/Ptotal
コポリマーについて、エチレンの取り込みに対応する特徴的なシグナルが観察された(Cheng,H.N.、Macromolecules 17(1984)、1950)。
同様に観察された部位欠陥(Resconi,L.、Cavallo,L.、Fait,A.、Piemontesi,F.、Chem.Rev.2000、100、1253;Wang,W−J.、Zhu,S.、Macromolecules 33(2000)、1157;Cheng,H.N.、Macromolecules 17(1984)、1950)によって、コモノマー含有量に対するそのような欠陥の影響を補正することが必要とされた。
ポリマー中のエチレンのモル分率は、所定の条件を用いて得られた13C{H}スペクトルの全スペクトル領域にわたる多数のシグナルの積分を通じて、Wangらの方法(Wang,W−J.、Zhu,S.、Macromolecules 33(2000)、1157)を用いて定量化した。この方法は、その正確さ、信頼性及び、必要に応じて、部位欠陥の存在を示す能力で選ばれた。積分領域を若干調整することで、より広範囲なコモノマー含有量に対する適用性を高めた。
ポリマー内に取り込まれるコモノマーのモル百分率を、以下の式に従ってモル分率から計算した:
E[mol%]=100*fE
ポリマー内に取り込まれるコモノマーの重量百分率を、以下の式に従ってモル分率から計算した:
E[wt%]=100*(fE*28.05)/((fE*28.05)+((1−fE)*42.08))
トライアドレベルでのコモノマー配列分布は、所定の条件を用いて得られた13C{H}スペクトルの全スペクトル領域にわたる多数のシグナルの積分を通じて、Kakugoらの方法(Kakugo,M.、Naito,Y.、Mizunuma,K.、Miyatake,T.、Macromolecules 15(1982)1150)を用いて決定された。この方法はその信頼性で選ばれた。積分領域を若干調整することで、より広範囲なコモノマー含有量に対する適用性を高めた。
ポリマー中の所定のコモノマートライアド配列のモル百分率を、以下の式に従ってKakugoらの方法(Kakugo,M.、Naito,Y.、Mizunuma,K.、Miyatake,T.Macromolecules 15(1982)1150)を用いて決定されたモル分離から計算した:
XXX[mol%]=100*fXXX
トリアドレベルでのコモノマー配列分布から決定される、ポリマーに取り込まれたコモノマーのモル分率を、既知の必須関係式(Randall, J. Macromol. Sci., Rev. Macromol. Chem. Phys. 1989, C29, 201)を用いてトリアド分布から計算した:
fXEX=fEEE+fPEE+fPEP
fXPX=fPPP+fEPP+fEPE
式中、PEE及びEPPは、それぞれ、可逆的配列PEE/EEP及びEPP/PPEの合計を表す。
取り込まれたエチレン全体と比較した単離エチレン配列の相対量として、コモノマー分布のランダム性を定量化した。ランダム性は、下記の関係式を用いて、トリアド配列分布から算出した:
R(E)[%]=100*(fPEP/fXEX)
SEC/VISC−LSによって決定される平均分子量、分子量分布、分岐指数(Mn、Mw、MWD、g’)
平均分子量(Mw、Mn)、分子量分布(MWD)、及び多分散指数PDI=Mw/Mn(式中、Mwは数平均分子量であり、Mwは重量平均分子量である。)によって記述されるその範囲を、ISO16014−4 2003に基づいてゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により決定した。屈折率計(RI)、4本キャピラリーブリッジ式のオンライン粘度計(PL−BV 400−HT)、並びに角度15°及び90°のデュアル式光散乱検出器(PL−LS15/90光散乱検出器)を備えたA PL220(Polymer Laboratories))GPCを用いた。Polymer LaboratoriesのOlexisカラム3本及びOlexis Guardカラム1本を固定相として、1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB、250mg/Lの2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチル−フェノールで安定化)を160℃かつ1mL/分の一定流量での移動相として使用した。1回の分析あたり200μLの試料溶液を注入した。対応する検出器定数及び検出器間遅延容量を、分子量132900g/mol及び粘度0.4789dl/gのナローPSスタンダード(Narrow PS standard)(MWD=1.01)を用いて決定した。使用したPSスタンダードのTCB中の対応するdn/dcは、0.053cm/gである。
各々の溶出スライスでのモル質量を、2つの角度15°及び90°の組み合わせを用いる光散乱によって決定した。すべてのデータ処理及び計算を、Cirrus Multi−Offline SEC−Software Version 3.2(Polymer Laboratories a Varian inc. Company)を用いて行った。分子量の計算は、Cirrusソフトウェアにある「sample calculation options subfield slice MW data from」のフィールドにある「use combination of LS angles」を用いて計算した。
データ処理は、G.Saunders、P.A.G:Cormack、S.Graham;D.C.Sherrington、Macromolecules、2005、38、6418−6422に詳細に記載されている。この文献において、各々のスライスでのMwが以下の等式により角度90°で算出される:
Figure 0005586784
角度90°のレイリー比R(θ)90°はLS検出器によって測定され、RはRI検出器の応答である。粒子散乱関数P(θ)は、C.Jackson及びH.G.Barth(Handbook of Size Exclusion Chromatography and related techniques、C.−S. Wu、2nded.、Marcel Dekker、New York、2004、p.103中の、C.Jackson and H.G.Barth、「Molecular Weight Sensitive Detectors」)の記載通りに、両方の角度(15°及び90°)を用いて決定される。LS検出器又はRI検出器のシグナルがそれぞれ小さくなる低及び高分子領域に関しては、線形近似を用いて溶出容積を対応分子量に相関させた。
等式に用いられるdn/dcは、RI検出器の検出定数、試料の濃度c、及び分析した試料の検出器応答の面積から計算される。分岐の相対量は、分岐ポリマー試料のg’指数を用いて算出される。長鎖分岐(LCB)指数は、g’=[η]br/[η]linと定義される。g’値が増加すると分岐定数が減少することは周知である。[η]は、ある分子量のポリマー試料のトリクロロベンゼン中における160℃での固有粘度であり、オンライン粘度濃度検出器によって測定される。固有粘度は、Solomon−Gatesmanの等式を用いて、Cirrus Multi−Offline SEC−Software Version 3.2のハンドブックの記載通りに測定した。
各々の溶出スライスの必要濃度は、RI検出器によって決定される。
[η]linは、直鎖状試料の固有粘度であり、[η]brは、分子量及び化学組成が同じである分岐試料の固有粘度である。g’の数平均及及びg’の重量平均は、下記の式によって定義される:
Figure 0005586784
式中、aは画分iのdW/dlogMであり、Aは画分iまでのポリマーの累積dW/dlogMである。分子量に対する基準直線(線形アイソタクティックPP)の[η]linをオンライン粘度検出器を用いて測定した。以下のK値及びα値を、logM=4.5〜6.1の分子量範囲における基準直線から得た(K=30.68*10−3及びα=0.681)。g’計算のための1スライス分子量あたりの[η]linを、[η]lin=K*M αの関係に従うことによって計算した。各試料について、[η]br,iをオンライン粘度濃度検出器によって測定した。
MFR(230℃)の測定は、ISO1130(230℃、2.16kgの負荷)に基づいて行う。
冷キシレン可溶画分(XCSwt%)
冷キシレン可溶画分(XCS)を、ISO6427に基づいて23℃にて測定した。ゲル含有量は熱キシレン不溶(XHI)画分と同一であると仮定され、熱キシレン不溶(XHI)画分は、細かく切断したポリマー試料1gを、ソックスレー抽出器内において沸騰温度で48時間にわたり350mlのキシレンにより抽出することによって決定される。残留固体量を90℃で乾燥させ、不溶分量を決定するために秤量する。
溶融温度(T)及び融解熱(H)、結晶化温度(T)及び結晶化熱(H):5〜10mgの試料についてMettler TA820示差走査熱量計(DSC)を用いて測定した。DSCは、ISO3146/パート3/方法C2に基づいて、+23℃〜+210℃の温度範囲で、走査速度を10℃/分として、加熱/冷却/加熱のサイクルで運転される。結晶化温度及び結晶化熱(H)は冷却工程から決定され、一方溶融温度及び融解熱(H)は、第2の加熱工程から決定される。
熱変形温度(HDT−A/B)はISO75−2に基づいて測定した。
熱抵抗ビカットBはISO306(50N)に基づいて測定した。
絶縁破壊強度(EB63%)
絶縁破壊強度はIEC60243、パートI(1998)に基づいて測定した。得られた生データをIEC60727、パート1及び2に基づいて評価した。この方法(IEC60243、パートI)は、圧縮成形したプラーク上で絶縁材料の絶縁破壊強度を測定する方法を記述する。絶縁破壊強度は、IEC60243−1(4.1.2)に記載の通りに、電極として金属棒を用いて、高電圧キャビネット内で50Hzにて測定する。絶縁破壊が生じるまで、フィルム/プラーク全体にわたって電圧を2kV/sで上昇させる。
定義:
Eb: E=U/d
絶縁破壊が生ずる試験試料の電界強度(U、[kV])。均質なプラーク及びフィルムにおいて、Uをプラーク/フィルム(d、[mm])の厚さで割ることにより、絶縁破壊強度(E、[kV/mm])を算出することができる。Eの単位はkV/mmである。各々のBOPPフィルムについて、個別の絶縁破壊強度測定を10回実施する。その絶縁破壊強度により材料を特徴付けるためには、平均絶縁破壊強度を記述するパラメータは、個々に得られた10個の結果に由来するものでなければならない。このパラメータは、しばしばEb63%パラメータと呼ばれる。このパラメータを得るために、IEC60727、パート1及び2に記載される統計的評価を実施した。その概要は下記の通りである:BOPPフィルム1枚あたり10個の個別の絶縁破壊結果(Eb、kV/mm)を、ワイブルプロットを用いて評価する。ここで、63パーセンタイル(ワイブル分布の尺度パラメータ)を用いて材料の絶縁破壊強度(Eb63%)を特徴付ける。βパラメータは、これらの10点を通る直線回帰曲線の傾斜である。βパラメータはワイブル分布の形状パラメータである。
孔隙率:Nガスを用いたBET、ASTM4641、装置 Micromeritics Tristar 3000;試料の製造:真空中、温度50℃にて6時間。
表面積:Nガスを用いたBET、ASTM D3663、装置 Micromeritics Tristar 3000;真空中、温度50℃、6時間で試料を製造。
段階的等温分離法(SIST)
Mettler TA820 DSC内で、SIST分析のための等温結晶化を、3±0.5mgの試料に対して200℃〜105℃の間での降温にて行った。
(i) 225℃にて5分間、試料を溶融させ、
(ii) 次いで80℃/分で145℃に冷却し、
(iii) 145℃に2時間保持し、
(iv) 次いで80℃/分で135℃に冷却し、
(v) 135℃に2時間保持し、
(vi) 次いで80℃/分で125℃に冷却し、
(vii) 125℃に2時間保持し、
(viii) 次いで80℃/分で115℃に冷却し、
(ix) 115℃に2時間保持し、
(x) 次いで80℃/分で105℃に冷却し、
(xi) 105℃で2時間保持した。
最終工程後、試料を80℃/分で−10℃に冷却し、この冷却した試料を加熱速度10℃/分で200℃まで加熱することで、溶融曲線を得た。すべての測定を窒素雰囲気下で行った。溶融エンタルピーは温度の関数として記録し、50〜60℃;60〜70℃;70〜80℃;80〜90℃;90〜100℃;100〜110℃;110〜120℃;120〜130℃;130〜140℃;140〜150℃;150〜160℃;160〜170℃;170〜180℃;180〜190℃;190〜200℃の温度間隔内で融解する画分の溶融エンタルピーを測定することにより評価した。
灰含有量:灰含有量は、ISO3451−1(1997)に基づいて測定する。
広角X線散乱(WAXS):
結晶化度及び多形組成の測定を、下記の設定で動作するGADDS X線回折計を備えたBruker D8 Discoverを用いて、反射配置で行った:X線発生装置:30kV及び20mA;θ=6°及びθ=13°;試料検出距離:20cm;ビームサイズ(コリメータ):500μm;及び持続時間/走査:300秒。各々の試料に対して測定を3回実施した。二次元スペクトルを積分することで、強度対2θ=10°と2θ=32.5°の間の2θ曲線を得た。
次に、強度対2θ曲線の定量化を以下のように行った:溶媒抽出によって調製した非晶質iPP試料に対して、同一の測定設定で強度対2θ曲線を得た。非晶質ハローを、強度対2θ曲線を平滑化することで得た。実際の試料で得られた各々の強度対2θ曲線から非晶質ハローを差し引くことで、結晶化曲線が得られる。結晶化指数Xは、Challaら(Makromol.Chem.vol.56(1962)、169−178頁)によって提案された方法を用いて、結晶化曲線下の面積とオリジナル曲線下の面積とにより、以下のように定義される:
Figure 0005586784
二相結晶化系(α及びβ修飾を含む)において、結晶相B内のβ修飾の量を、Turner−Jonesら(Makromol.Chem.Vol.75(1964)、134−158頁)によって提案された方法を用いて、以下のように計算した:
Figure 0005586784
式中、Iβ(300)は、β(300)ピークの強度であり、Iα(110)はα(110)ピークの強度であり、Iα(040)はα(040)ピークの強度であり、そしてIα(130)はα(130)ピークの強度であり、これらは非晶質ハローを差し引いた後に得られる。β形態のwt%を、Bに100を掛けることによって算出した。
二相結晶化系(α及びγ修飾を含む)において、Pae(J.Polym.Sci.、Part A2、vol.6(1968)、657−663頁)によって開発された方法を用いて、結晶相G内のγ修飾の量を、以下のように計算した:
Figure 0005586784
式中、Iα(130)はα(130)ピークの強度であり、そしてIγ(117)はγ(117)ピークの強度であり、これらの強度はこれらのピークのベースを結ぶベースラインを差し引いた後に得られる。γ形態のwt%を、Gに100を掛けることによって算出した。
B.実施例
PP2に対して使用した触媒は、使用された触媒がrac−メチル(シクロヘキシル)シランジイル ビス(2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウム二塩酸塩に置き換えられたWO03/051934の実施例5に基づいて製造した。実施例CE4、CE5、CE6、I1及びI2のベースポリマーPP2を、バルク重合プロセス(ループ型反応器)と気相重合工程からなる二段階連続重合プロセスにおいて、上記触媒を用いて生産した。バルク重合プロセスに先立って、ループ型予備重合反応器において、触媒を一定の重合度に予備重合する。予備重合反応器、ループ型反応器及び気相反応器の水素濃度をそれぞれ異なるものとし、第1の重合工程により得られるポリマーの分子量(MFR)が第2の重合工程により得られるポリマーの分子量(MFR)と異なるように調整した。ループ生成物(スプリット)の重量画分は、30wt%と70wt%の間で変動し得る。表1に示すような核化化合物を、PP1又はPP2のいずれかをベースポリマーとして用いて、ZSK18同方向二軸スクリュー押出機(Coperion W&P)上で混合した。表1の材料を最初にキャストフィルムプロセスにかけることによって、絶縁破壊強度測定に使用するBOPPフィルムを得た。キャストシートは、厚さが約500μmであり、温度90℃の冷却ロール上にスリットダイを介して溶融物(230℃)を押し出すことによって形成した。それに続く二軸配向を行うために、正方形の試験片を各々のキャストフィルムの中心領域から切り出した(8.5cm×8.5cm試料)。これらの試験片をBOPP装置(「Karo IV laboratory stretcher」Bruckner Maschinenbau GmbH、ドイツ)上で二軸延伸した。延伸プロセスは、ひずみ速度870%にて、そして(CE1、CE2、CE3、CE4について)152℃、(CE5、CE6、I1、I2について)〜142℃の温度にて行った。延伸装置を同時に作動させ、最終的な厚さが20μmである延伸倍率5×5のBOPPフィルムを得た:キャストフィルムの押出成型から始まる今述べたようなこのプロセスを、各々の材料に対して2回実行することで、各々のBOPPフィルムがさらなる分析(絶縁破壊試験)のための反復試験片となった。表3に報告したBDVを以下のようにして得た。
BOPPフィルム1枚あたり、BOPPフィルムの中心領域から切り出した小さな試験片(5×5cm)上で絶縁破壊電圧(E、kV)を10回記録する。降伏点に近い位置で追加測定された試料の厚さに対して、記録された絶縁破壊電圧を正規化した。このように計算された絶縁破壊強度(kV/mm)を、IEC60727、パート1及び2に記載の通りに、ワイブル確率プロットを用いてさらに評価した。10個の個々の結果をランク付けし、等式1を用いて累積故障確率を評価した。
Figure 0005586784
F(X) 累積破壊確率
i 第i回目測定(1〜10)
n 測定回数(10)
この手順に従って、BOPPフィルム1枚あたり、絶縁破壊強度(kV/mm)と対応する故障確率を対にした10対が得られた。BOPPフィルム1枚あたりに得られた10個の絶縁耐力の値がWeibull分布に従う場合、Weibullプロットでデータ対をプロットすると直線になる。10個の結果が得られたBOPPフィルムの平均絶縁破壊強度は、このプロットの63.2パーセンタイルと推定される。そのようなWeibullプロットのデータポイントに当てはめられた直線の傾きは、βパラメータとして与えられ、データ(10回の測定)の広がりに関係する。BOPPフィルム生成が繰り返されることで、1材料あたり10+10個の絶縁破壊データポイントが利用可能になった。従って、絶縁破壊データ20個全てが1枚のBOPPフィルム上で得られたものとして扱って、これらのデータ全てを使用して上記の評価(63.2パーセンタイルを推定するためのWeibullプロット)を実行した。表3に報告されたBDVは、n=20として、上記に概略された手順で求められたEb63%パラメータである。
Figure 0005586784
Figure 0005586784
PP1は、Borealis AGから市販されているプロピレンホモポリマーHB311BFである。
PP2は、上記のように生産されるプロピレンホモポリマーである。
Aは、HB311BFに等価な反応器粉体であるHC001A−B1であるが、いずれの添加剤よりも先だって添加される。
AOは、酸化防止剤であるペンタエリスリチル−テトラキス(3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネートである。
NA1は、Borealis AGから市販されているプロピレンホモポリマーHC904BFである。Borealisが所有するBorstar核形成技術を用いて生産される。
NA2は、Millikenから市販されているα核形成剤NX8000である。
NA3は、Cibaから市販されているα核形成剤Irgaclear XT 386である。
Figure 0005586784
Figure 0005586784
Figure 0005586784

Claims (16)

  1. ポリプロピレン組成物(PP−C)に基づいて、
    (i)少なくとも70wt%のポリプロピレン(PP)と、
    (ii)0.005〜1.5wt%のα核形成剤(N)
    を含むポリプロピレン組成物(PP−C)であって、
    上記ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又は上記ポリプロピレン(PP)が、
    (a)1.0wt%以下のコノモノマー含有量と、
    (b)13C−NMR分光法により測定される、0.1mol%を超える<2,1>エリトロ部位欠損を有し、
    上記コモノマーは、エチレン及び/又は少なくとも1種類のC〜C20α−オレフィンであり、
    さらに、
    (c)上記ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又は上記ポリプロピレン(PP)が、少なくとも98mol%のペンタッド立体規則性<mmmm>を有し、
    かつ
    (d)上記ポリプロピレン組成物(PP−C)が、160℃より高く170℃までの温度範囲で結晶化する結晶画分を少なくとも9.0wt%含み、上記画分が段階的等温分離法(SIST)によって決定される、上記ポリプロピレン組成物(PP−C)。
  2. 前記ポリプロピレン(PP)が、前記ポリプロピレン組成物(PP−C)中の唯一のポリマーである、請求項1に記載のポリプロピレン組成物(PP−C)。
  3. (a)上記ポリプロピレン組成物(PP−C)が、
    (i)140℃よりも高く150℃まで、
    (ii)150℃よりも高く160℃まで、
    (iii)160℃よりも高く170℃まで
    の温度範囲で結晶化する結晶画分を含み、上記3つの結晶画分量[wt%]間の差は5.0wt%以下であり、
    かつ/又は
    (b)160℃よりも高く170℃までの温度範囲で結晶化するポリプロピレン組成物(PP−C)の上記結晶画分の量が、35wt%以下であり、
    かつ/又は
    (c)前記ポリプロピレン組成物(PP−C)が、170℃よりも高い温度で結晶化する結晶画分を5.0wt%以下含み、
    上記(a)、(b)及び(c)に記載の画分が段階的等温分離法(SIST)によって決定される、請求項1又は2に記載のポリプロピレン組成物(PP−C)。
  4. 前記ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又は前記ポリプロピレン(PP)が、
    (a)少なくとも150.0℃である、示差走査熱量測定法(DSC)によって測定された溶融温度(T)、
    及び/又は
    (b)少なくとも110℃である、示差走査熱量測定法(DSC)によって測定された結晶化温度(T)、
    を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリプロピレン組成物(PP−C)。
  5. 前記ポリプロピレン組成物(PP−C)が、
    (a)ISO306(50N)に基づいて測定される、少なくとも95℃の耐熱性ビカットB、
    及び/又は
    (b)ISO75−2に基づいて測定される、少なくとも89℃の熱変形温度(HDT−B)、
    を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリプロピレン組成物(PP−C)。
  6. 前記ポリプロピレン組成物(PP−C)が、
    (a)広角X線分散法(WAXS)による段階的等温偏析(SIST)の後に測定される、10%を上回り60%までのγ相、
    及び/又は
    (b)ISO3451−1(1997)に基づいて測定される、60ppm未満の灰含有量、
    を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリプロピレン組成物(PP−C)。
  7. 前記ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又は前記ポリプロピレン(PP)が、
    (a)ISO16014に基づいて測定される、少なくとも3.0の分子量分布(MWD)、
    及び/又は
    (b)ISO1133に基づいて測定される、1.5g/10分を超えるメルトフローレートMFR(230℃)、
    及び/又は
    (c)ISO6427に基づいて23℃にて測定される、1.5wt%以下の冷キシレン可溶画分(XCS)を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリプロピレン組成物(PP−C)。
  8. 前記ポリプロピレン組成物(PP−C)及び/又は前記ポリプロピレン(PP)が、少なくとも0.9の分岐指数g’を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリプロピレン組成物(PP−C)。
  9. 前記α核形成剤(N)が、ソルビトール誘導体、ノニトール誘導体、ベンゼントリスアミド及びそれらの混合物からなる群より選択される、請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリプロピレン組成物(PP−C)。
  10. 前記α核形成剤(N)が、
    (a)前記ポリプロピレン(PP)に可溶であり、
    かつ/又は
    (b)C3hとして分類される分子対称性を有する、請求項1〜9のいずれか1項に記載のポリプロピレン組成物(PP−C)。
  11. 前記ポリプロピレン組成物(PP−C)が二軸配向フィルムである、請求項1〜10のいずれか1項に記載のポリプロピレン組成物(PP−C)。
  12. 先行する請求項1〜10のいずれか1項に記載のポリプロピレン組成物(PP−C)を少なくとも90wt%含む、二軸配向ポリプロピレン(BOPP)フィルム。
  13. 前記フィルムが、
    (a)機械方向の延伸倍率が少なくとも4.0、かつ横方向の延伸倍率が少なくとも4.0であり、
    かつ/又は
    (b)機械方向及び横方向の延伸倍率が5.0である二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)フィルム上で得られる、IEC 60243、パート1(1998)に基づいて測定されるデータに由来し、かつIEC 60727、パート1及び2に基づいて評価される絶縁破壊強度EB63%が少なくとも310kV/mmである、請求項12に記載の二軸配向ポリプロピレン(BOPP)フィルム。
  14. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のポリプロピレン組成物(PP−C)又は請求項12又は13に記載の二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)フィルムを含むキャパシタフィルム。
  15. (a) 固体触媒系の存在下で、プロピレン並びに任意にエチレン及び/又は少なくとも1種類のC〜C20α−オレフィンを重合させる工程であって、
    上記固体触媒系が、
    (i) 式(I)の遷移金属化合物、
    (Cp’)MX (I)
    (式中
    「M」は、ジルコニウム(Zr)又はハフニウム(Hf)であり、
    各々の「X」は、独立に1価のアニオン性σ配位子であり、
    各々の「Cp’」は、置換シクロペンタジエニル、置換インデニル、置換テトラヒドロインデニル及び置換又は未置換フルオレニルからなる群より独立に選択されるシクロペンタジエニル型有機配位子であり、上記有機配位子は遷移金属(M)に配位し、
    「R」は、上記有機配位子(Cp’)を連結する二価の架橋基であり、そして
    「n」は、1又は2である。)
    及び、
    (ii) 任意に、周期表(IUPAC)の第13属の元素を含む共触媒、
    を含む上記工程;
    (b) 工程(a)で得た上記ポリプロピレン(PP)を、α核形成剤(N)と溶融混合して、ポリプロピレン組成物(PP−C)を得る工程;及び
    (c) 任意で、上記ポリプロピレン組成物(PP−C)を二軸延伸フィルムに延伸する工程、
    によりポリプロピレン(PP)を製造する工程を有する、請求項1〜11のいずれか1項に記載のポリプロピレン組成物(PP−C)を製造する方法。
  16. 前記ポリプロピレン(PP)及び前記α核形成剤(N)が、先行する請求項1〜11のいずれか1項に基づいて定義される、請求項15に記載の方法。
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