JP2009543364A - 電気絶縁膜 - Google Patents
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Abstract
本発明は、a)少なくとも0.5重量%のキシレン可溶部(XS)を有し、b)段階的等温偏析法(SIST)で測定される、200℃から105℃の温度範囲で溶融する結晶画分を含むポリプロピレン、を含有するキャパシタ膜であって、上記結晶画分が140℃又はそれ未満の温度で溶融する部分を含み、上記部分が上記結晶画分の少なくとも10重量%を占めるキャパシタ膜に関する。
Description
本発明は、電気絶縁膜、特にキャパシタ膜及びその使用に関するものである。
キャパシタ膜は高温、電気的高圧のような極端な条件に耐えうる必要がある。加えて、キャパシタ膜には高い剛性のような良好な機械的特性が要求される。高い電気的耐圧性は、チタン、アルミニウム、ホウ素等の残留金属に起因する低レベルの電気伝導性に伴ってのみ達成される、というのが、今日までキャパシタ技術の分野における有力な意見である。しかしながら、チーグラー・ナッタ触媒によって製造される従来のポリプロピレンには、大量の残留触媒成分が混じっている。キャパシタ膜に好適なポリプロピレンを製造するために、不純物を所望のレベルまで少なくするには、ポリプロピレンに対し、時間と費用のかかる洗浄処理を施さなければならない。この洗浄処理を克服するために、例えばWO02/16455A1に記載されているように、担持型シングルサイト触媒の存在下で製造したポリプロピレンが開発された。このポリプロピレンは、アルミニウム、チタン、珪素及び(塩素、臭素等の)ハロゲンのような金属及び非金属不純物を低レベルに含有するものである。しかしながら、低レベルの不純物という目的を達成するためには、製造条件を細心の注意ををもって制御しなければならない。さらに、そのようなポリプロピレンには、安定に処理ができないという欠点がある。特に担持型シングルサイト触媒の存在下で製造したポリプロピレンで作ったフィルムは、製造の際にたるみが生じたり、容易に破れるという欠点を有する。
従って、本発明の目的は、耐高温性、高い電気的耐圧性とともに良好な機械的特性、特に高い剛性を備えたキャパシタ膜を提供することにある。
本発明は、高い耐熱性、高い電気的耐圧性及び良好な機械的特性のより良いバランスは、特定の短鎖分岐度を特定量の非晶領域と組み合わせて導入することにより達成されえる、という知見に基づいている。特に、良好な特性は、存在する不純物の量、すなわちポリプロピレンがむしろ大量にアルミニウム、チタン、珪素、(塩素、臭素等の)ハロゲン及び/又はホウ素を含有するか否か、とは無関係に達成されえる、ということが見出された。
従って、本発明の第一の態様においては、上記の目的は、ポリプロピレンを含有する、キャパシタ膜等の、電気絶縁膜を提供することにより解決され、上記膜及び/又は上記ポリプロピレンは
a)少なくとも0.5重量%のキシレン可溶部(XS)を含有し、及び
b)温度180℃、変形速度dε/dt 1.00秒−1で測定した歪み硬化度(SHI@1秒−1)が少なくとも0.15である。ここで、歪み硬化度(SHI)は、1と3の間のヘンキー歪みの範囲における、ヘンキー歪みの底を10とする対数(lg(ε))の関数としての、引っ張り応力成長関数の底を10とする対数(lg(ηE+))の傾きと定義される。
a)少なくとも0.5重量%のキシレン可溶部(XS)を含有し、及び
b)温度180℃、変形速度dε/dt 1.00秒−1で測定した歪み硬化度(SHI@1秒−1)が少なくとも0.15である。ここで、歪み硬化度(SHI)は、1と3の間のヘンキー歪みの範囲における、ヘンキー歪みの底を10とする対数(lg(ε))の関数としての、引っ張り応力成長関数の底を10とする対数(lg(ηE+))の傾きと定義される。
驚くべきことに、このような特性を有するポリプロピレンを含有するキャパシタ膜は、従来の膜に比べ、優れた特性を持つことが見出された。特に、本発明のキャパシタ膜は、比較的大量の不純物が膜内に存在する場合においても、高い電気的耐圧性を有する。従って、従来のポリプロピレンのような煩雑な洗浄工程は不要である。さらに、本発明のキャパシタ膜は耐高温性を有するとともに、高い処理安定性をもってかつ低温で製造することができる。さらに、そして驚くべきことに、本発明の膜は、引張抵抗度で表される高い剛性を有し、機械的特性にも優れる。加えて、本発明の新しいキャパシタ膜の電気的耐圧性は、延伸倍率の増大とともに、顕著な上昇を示すことが観察された。
本発明の第一の態様の最初の要件は、ポリプロピレンを含有するキャパシタ膜及び/又はポリプロピレン自体がある程度の、すなわち少なくとも0.5重量%のキシレン可溶部を含有することである。キシレン可溶部は、沸騰キシレンへの溶解及び溶液を冷却して不溶部を結晶化させることによって決定される冷キシレンに可溶なポリマーの部分である(方法は下記実施例を参照のこと。)。キシレン可溶部画分は、立体規則性の低いポリマー鎖を含有し、非結晶領域の量の指標である。
膜のポリプロピレン成分は、0.60重量%を超えるキシレン可溶部を含有することが好ましい。一方、キシレン可溶部の量は多すぎるべきではない。これは、キシレン可溶部は、コンタミネーションの潜在的なリスクを示すからである。従って、キシレン可溶部は1.50重量%を超えないことが好ましく、1.35重量%を超えないことがより好ましく、1.00重量%を超えないことがさらに好ましい。好ましい態様においてキシレン可溶部は0.50から1.50重量%の範囲であり、0.60から1.35重量%の範囲であることがより好ましく、0.60から1.00重量%の範囲であることがさらに好ましい。
好ましくは、キャパシタ膜は0.6重量%を超えるキシレン可溶部を含有するが、キシレン可溶部は1.50重量%を超えないことがより好ましく、1.35重量%を越えないことがさらに好ましい。特に、膜は、キシレン可溶部を0.50重量%から1.35重量%の範囲で含有することが好ましく、0.60重量%から1.35重量%の範囲で含有することがより好ましく、0.60重量%から1.00重量%の範囲で含有することがさらに好ましい。
さらに、本発明のキャパシタ膜及び/又は膜のポリプロピレン成分は、特に伸張溶融流動特性により特徴づけられる。伸張流動又は粘性を有する素材の延伸に関連する変形は、ポリマーの典型的な処理操作において起こる収斂及び圧縮流動での主要なタイプの変形である。伸張溶融流動の測定は、ポリマーの特徴づけにおいて特に有用である。なぜなら、伸張溶融流動の測定は、被験ポリマー系の分子構造に非常に敏感だからである。ヘンキー歪み速度とも呼ばれる伸張の真の歪み速度が一定の時、単純延伸は「強い流動」である、と言われる。これは、単純延伸は、単純せん断における流動に比べ、はるかに強度の大きい分子の配向及び延伸を引き起こすという意味である。結果として、伸張流動は、結晶性及び短鎖分岐のようなマクロ組織効果に非常に敏感であり、それ自体、ポリマーの特徴づけに関し、せん断流動に適用される他のタイプのバルク レオロジー的な測定法よりもはるかに記述的である。
従って、本発明の要件の一つは、キャパシタ膜及び/又はキャパシタ膜のポリプロピレン成分が、少なくとも0.15、より好ましくは少なくとも0.20の歪み硬化度(SHI@1秒−1)を有し、さらに好ましくは歪み硬化度(SHI@1秒−1)が0.15から0.30の範囲内(例えば0.15から0.30未満)、さらにより好ましくは0.15から0.29の範囲内であることである。さらなる態様においては、キャパシタ膜及び/又はキャパシタ膜のポリプロピレン成分の歪み硬化度(SHI@1秒−1)は0.20から0.30の範囲内(例えば0.20から0.30未満)であることが好ましく、0.20から0.29の範囲内であることがより好ましい。
歪み硬化度は、ポリプロピレン溶融物の歪み硬化挙動の尺度である。さらに、0.10を越える歪み硬化度(SHI@1秒−1)の値は非直鎖ポリマー、すなわち短鎖分岐ポリマーを示す。本発明において、歪み硬化度(SHI@1秒−1)は、歪み硬化挙動を決定するために、温度180℃、変形速度dε/dt 1.00秒−1で測定される。ここで、歪み硬化度(SHI@1秒−1)は、1.00と3.00の間の対数スケールにおけるヘンキー歪みεの関数としての引っ張り応力成長関数(ηE+)の傾きと定義される(図1を見よ。)。ヘンキー歪みεは、式
で定義される。ここでヘンキー歪み速度
は、式
で定義される。ここでヘンキー歪み速度
は、式
で定義される。上記式中、L0は延伸される固定された支持されていない試験片サンプルの長さであり、マスタードラムとスレーヴドラムの間の中心線の距離に等しい。Rは等寸法の巻取りドラムの半径である。Ωは駆動軸の一定の回転速度である。
次に引っ張り応力成長関数(ηE+)は次式
で定義され、
及び
である。上記式中、ヘンキー歪み速度
は、ヘンキー歪みεに対してと同様に定義される。
Fは接線延伸力である。
Rは等寸法の巻取りドラムの半径である。
Tは接線延伸力「F」に関する測定されたトルクシグナルである。
Aは延伸された溶融試験片の瞬間的断面積である。
A0は試験片の固体状態(すなわち溶融前)における断面積である。
dsはポリマーの固体状態の密度であり、
dMは溶融ポリマーの密度である。
次に引っ張り応力成長関数(ηE+)は次式
で定義され、
及び
である。上記式中、ヘンキー歪み速度
は、ヘンキー歪みεに対してと同様に定義される。
Fは接線延伸力である。
Rは等寸法の巻取りドラムの半径である。
Tは接線延伸力「F」に関する測定されたトルクシグナルである。
Aは延伸された溶融試験片の瞬間的断面積である。
A0は試験片の固体状態(すなわち溶融前)における断面積である。
dsはポリマーの固体状態の密度であり、
dMは溶融ポリマーの密度である。
別の物理的パラメーターで、結晶性及びマクロ組織効果に敏感なものに、以下に詳細を説明する、多分岐指数(MBI)がある。
SHI@1秒−1の測定と同様に、歪み硬化度(SHI)は異なる歪み速度において測定することができる。歪み硬化度(SHI)は、温度180℃におけるヘンキー歪み1.00と3.00の間の、ヘンキー歪みεの底を10とする対数lg(ε)の関数としての、引っ張り応力成長関数ηE+ の底を10とする対数lg(ηE+)の傾きと定義される。ここで、SHI@0.1秒−1は、0.10秒−1の変形速度
で測定され、SHI@0.3秒−1は、0.30秒−1の変形速度
で測定され、SHI@3.0秒−1は、3.00秒−1の変形速度
で測定され、SHI@10.0秒−1は、10.0秒−1の変形速度
で測定される。これら0.10、0.30、1.00、3.00及び10.00秒−1の5つの歪み速度
での歪み硬化度(SHI)の比較において、
の底を10とする対数
の関数としての歪み硬化度(SHI)の傾きは、短鎖分岐の特徴的な尺度である。従って、多分岐指数(MBI)は、
の関数としての歪み硬化度(SHI)の傾き、すなわち最小二乗法を適用した、
に対する歪み硬化度(SHI)の一次関数近似曲線の傾きと定義される。歪み硬化度(SHI)は、好ましくは0.05秒−1と20.00秒−1の間の変形速度
にて、より好ましくは0.10秒−1と10.00秒−1の間の変形速度にて、さらに好ましくは0.10、0.30、1.00、3.00及び10.00秒−1の変形速度にて定義される。さらにより好ましくは、変形速度0.10、0.30、1.00、3.00及び10.00秒−1で測定されたSHI値は、多分岐指数(MBI)を確立する際に、最小二乗法による一次関数近似のために用いられる。
で測定され、SHI@0.3秒−1は、0.30秒−1の変形速度
で測定され、SHI@3.0秒−1は、3.00秒−1の変形速度
で測定され、SHI@10.0秒−1は、10.0秒−1の変形速度
で測定される。これら0.10、0.30、1.00、3.00及び10.00秒−1の5つの歪み速度
での歪み硬化度(SHI)の比較において、
の底を10とする対数
の関数としての歪み硬化度(SHI)の傾きは、短鎖分岐の特徴的な尺度である。従って、多分岐指数(MBI)は、
の関数としての歪み硬化度(SHI)の傾き、すなわち最小二乗法を適用した、
に対する歪み硬化度(SHI)の一次関数近似曲線の傾きと定義される。歪み硬化度(SHI)は、好ましくは0.05秒−1と20.00秒−1の間の変形速度
にて、より好ましくは0.10秒−1と10.00秒−1の間の変形速度にて、さらに好ましくは0.10、0.30、1.00、3.00及び10.00秒−1の変形速度にて定義される。さらにより好ましくは、変形速度0.10、0.30、1.00、3.00及び10.00秒−1で測定されたSHI値は、多分岐指数(MBI)を確立する際に、最小二乗法による一次関数近似のために用いられる。
キャパシタ膜のポリプロピレン成分は、好ましくは少なくとも0.10、より好ましくは少なくとも0.15、さらに好ましくは0.10から0.30の範囲の多分岐指数(MBI)有する。好ましい態様においては、ポリプロピレンは0.15から0.30の範囲の多分岐指数(MBI)有する。
本発明の膜のポリプロピレン成分は、歪み硬化度(SHI)が変形速度
とともに、ある程度上昇するという事実(すなわち、短鎖分岐ポリプロピレン)、すなわち直鎖ポリプロピレンでは観察されない現象、により特徴づけられる。単分岐ポリマータイプ(単一の長い側鎖を伴った背骨と「Y」に似た構造を持ついわゆるYポリマー)又はH−分岐ポリマータイプ(架橋により連結された2本のポリマー鎖と「H」に似た構造)及び直鎖ポリマーはそのような関係を示さない、すなわち歪み硬化度(SHI)が変形速度の影響を受けない(図2を見よ。)。従って、既知のポリマー、特に既知のポリプロピレンの歪み硬化度(SHI)は、変形速度dε/dtの上昇とともに上昇しない。伸張流動を含む工業的加工工程は非常に速い延伸速度で行われる。それゆえに、高い歪み速度において、(歪み硬化度(SHI)により測定された)より顕著な歪み硬化を示す素材の利点が明確になる。より速く素材が延伸される程、歪み硬化度が高くなり、それゆえに加工において素材はより安定になる。
とともに、ある程度上昇するという事実(すなわち、短鎖分岐ポリプロピレン)、すなわち直鎖ポリプロピレンでは観察されない現象、により特徴づけられる。単分岐ポリマータイプ(単一の長い側鎖を伴った背骨と「Y」に似た構造を持ついわゆるYポリマー)又はH−分岐ポリマータイプ(架橋により連結された2本のポリマー鎖と「H」に似た構造)及び直鎖ポリマーはそのような関係を示さない、すなわち歪み硬化度(SHI)が変形速度の影響を受けない(図2を見よ。)。従って、既知のポリマー、特に既知のポリプロピレンの歪み硬化度(SHI)は、変形速度dε/dtの上昇とともに上昇しない。伸張流動を含む工業的加工工程は非常に速い延伸速度で行われる。それゆえに、高い歪み速度において、(歪み硬化度(SHI)により測定された)より顕著な歪み硬化を示す素材の利点が明確になる。より速く素材が延伸される程、歪み硬化度が高くなり、それゆえに加工において素材はより安定になる。
キャパシタ膜について測定する場合、多分岐指数(MBI)は少なくとも0.10であり、より好ましくは少なくとも0.15であり、さらに好ましくは0.10から0.30の範囲である。より好ましい態様においては、キャパシタ膜は0.15から0.30の範囲の多分岐指数(MBI)を有する。
加えて、本発明のキャパシタ膜のポリプロピレンは、好ましくは1.00未満の分岐指数g’を持つ。さらに分岐指数は0.7を超えることがより好ましい。従って、ポリプロピレンの分岐指数g’は0.7より大きく、1.0未満の範囲であることが好ましく、0.7より大きく、0.95までの範囲であることがより好ましく、0.75から0.95までの範囲であることがさらに好ましい。分岐指数g’は分岐の度合いを規定し、ポリマーの分岐の量と相関する。分岐指数g’はg’=[IV]br/[IV]linと定義される。ここで、g’は分岐指数、[IV]brは分岐ポリプロピレン固有の粘性、[IV]linは分岐ポリプロピレンと同じ平均分子量(±3%の範囲内)を持つ直鎖ポリプロピレンの固有の粘性である。従って、低いg’の値は高度に分岐したポリマーの指標である。つまり、g’の値が小さくなれば、ポリプロピレンの分岐は増大する。これに関してはB.H.Zimm,及びW.H.Stockmeyer,J.Chem.Phys.17,1301(1949)を参照されたい。この文献は引用により本明細書中に取り込まれる。
分岐指数g’を決定するために必要な固有の粘性はDIN ISO 1628/1,1999年10月(デカリン中135℃において)に従って測定される。
キャパシタ膜について測定した場合は、分岐指数g’は、好ましくは0.7より大きく、1.0未満の範囲である。
分岐指数g’、引っ張り応力成長関数ηE+、ヘンキー歪み速度
ヘンキー歪みε及び多分岐指数(MBI)のための関連データを得るために用いられる測定方法に関するさらなる情報については、実施例の部分を参照されたい。
ヘンキー歪みε及び多分岐指数(MBI)のための関連データを得るために用いられる測定方法に関するさらなる情報については、実施例の部分を参照されたい。
さらに本発明のキャパシタ膜はそのラメラ厚み分布(lamellar thickness distribution)によってさらに特定されることが好ましい。ポリマーがむしろ大量の薄層(thin lamellar)を含有する場合、より高い電気的耐圧性が得られることが知られている。従って、膜がキャパシタ膜に適するかどうかは、ポリプロピレン中に存在する不純物の量と独立であるが、その結晶特性とは無関係ではない。段階的等温偏析法(SIST)は、ラメラ厚み分布を測定する可能性を提供する。低温で結晶化する大量のポリマー画分は、むしろ大量の薄層の指標である。従って、本発明のキャパシタ膜及び/又は膜のポリプロピレンは、段階的等温偏析法(SIST)で測定される200℃から105℃の温度範囲で結晶化する結晶画分を含む。ここで、上記結晶画分は、10℃/分の溶融速度での後の溶融の際に、140℃又はそれ未満の温度で溶融する部分を含む。そして上記部分は、好ましくは上記結晶画分の少なくとも10重量%、より好ましくは少なくとも15重量%、さらに好ましくは少なくとも20重量%、さらにより好ましくは少なくとも25重量%を占める。また、本発明のキャパシタ膜及び/又は膜のポリプロピレンは、段階的等温偏析法(SIST)で測定される200℃から105℃の温度範囲で結晶化する結晶画分を含む。ここで、上記結晶画分は、10℃/分の溶融速度での後の溶融の際に、温度T=Tm−3℃又はそれ未満の温度で溶融する部分を含む。ここで、Tmは溶融温度であり、上記部分は、好ましくは上記結晶画分の少なくとも45重量%、より好ましくは少なくとも50重量%、さらに好ましくは少なくとも55重量%を占める。SISTについてのさらなる詳細については下記実施例中において述べる。
加えて、段階的等温偏析法(SIST)で測定される200℃から105℃の温度範囲で結晶化する結晶画分は、膜全体及び/又は総ポリプロピレンの少なくとも90重量%であり、より好ましくは少なくとも95重量%であり、さらに好ましくは98重量%である。
第二の態様において、本発明は、ポリプロピレンを含有するキャパシタ膜等の電気絶縁膜であって、膜及び/又は膜のポリプロピレンが
a)少なくとも0.5重量%のキシレン可溶部(XS)を含有し、及び
b)段階的等温偏析法(SIST)で測定される200℃から105℃の温度範囲で結晶化する結晶画分であって、10℃/分の溶融速度での後の溶融の際に、140℃又はそれ未満の温度で溶融する部分が、上記結晶画分の少なくとも10重量%、より好ましくは少なくとも20重量%を占めるものを含有する、
電気絶縁膜を提供する。
a)少なくとも0.5重量%のキシレン可溶部(XS)を含有し、及び
b)段階的等温偏析法(SIST)で測定される200℃から105℃の温度範囲で結晶化する結晶画分であって、10℃/分の溶融速度での後の溶融の際に、140℃又はそれ未満の温度で溶融する部分が、上記結晶画分の少なくとも10重量%、より好ましくは少なくとも20重量%を占めるものを含有する、
電気絶縁膜を提供する。
また、第二の態様において、本発明は、ポリプロピレンを含有するキャパシタ膜等の電気絶縁膜であって、膜及び/又は膜のポリプロピレンが
a)少なくとも0.5重量%のキシレン可溶部(XS)を含有し、及び
b)段階的等温偏析法(SIST)で測定される200℃から105℃の温度範囲で結晶化する結晶画分であって、10℃/分の溶融速度での後の溶融の際に、温度T=Tm−3℃又はそれ未満の温度で溶融する部分が、上記結晶画分の少なくとも45重量%、より好ましくは少なくとも50重量%、さらに好ましくは少なくとも55重量%を占めるものを含有する、
電気絶縁膜を提供する。
a)少なくとも0.5重量%のキシレン可溶部(XS)を含有し、及び
b)段階的等温偏析法(SIST)で測定される200℃から105℃の温度範囲で結晶化する結晶画分であって、10℃/分の溶融速度での後の溶融の際に、温度T=Tm−3℃又はそれ未満の温度で溶融する部分が、上記結晶画分の少なくとも45重量%、より好ましくは少なくとも50重量%、さらに好ましくは少なくとも55重量%を占めるものを含有する、
電気絶縁膜を提供する。
驚くべきことに、このような特性を有するポリプロピレンを含有するキャパシタ膜は、従来の膜に比べ、優れた特性を持つことが見出された。特に、本発明のキャパシタ膜は、比較的大量の不純物が膜内に存在する場合においても、高い電気的耐圧性を有する。従って、従来のポリプロピレンのような煩雑な洗浄工程は不要である。さらに、本発明のキャパシタ膜は耐高温性を有するとともに、高い処理安定性をもって、かつ低温で製造することができる。さらに、そして驚くべきことに、本発明の膜は、引張抵抗度で表される高い剛性を有し、機械的特性にも優れる。加えて、本発明の新しいキャパシタ膜の電気的耐圧性は、延伸倍率の増大とともに、顕著な上昇を示すことが観察された。
本発明の第二の態様の最初の要件は、ポリプロピレンを含有するキャパシタ膜及び/又はポリプロピレン自体がある程度の、すなわち少なくとも0.5重量%のキシレン可溶部を含有することである。キシレン可溶部は、沸騰キシレンへの溶解及び溶液を冷却して不溶部を結晶化させることによって決定される冷キシレンに可溶なポリマーの部分である(方法は下記実施例を参照のこと。)。キシレン可溶部画分は、立体規則性の低いポリマー鎖を含有し、非結晶領域の量の指標である。
膜のポリプロピレン成分は、0.60重量%を超えるキシレン可溶部を含有することが好ましい。一方、キシレン可溶部の量は多すぎるべきではない。これは、キシレン可溶部は、コンタミネーションの潜在的なリスクを示すからである。従って、キシレン可溶部は1.50重量%を超えないことが好ましく、1.35重量%を超えないことがより好ましく、1.00重量%を超えないことがさらに好ましい。好ましい態様においてキシレン可溶部は0.50から1.50重量%の範囲であり、0.60から1.35重量%の範囲であることがより好ましく、0.60から1.00重量%の範囲であることがさらに好ましい。
好ましくは、キャパシタ膜は、1.50重量%を超えないキシレン可溶部を含有することが好ましく、1.35重量%を越えないキシレン可溶部を含有することがより好ましい。より好ましくは、膜は、キシレン可溶部を0.50重量%から1.35重量%の範囲で含有することが好ましく、0.60重量%から1.35重量%の範囲で含有することがより好ましく、0.60重量%から1.00重量%の範囲で含有することがさらに好ましい。
さらに本発明のキャパシタ膜はそのラメラ厚み分布によってさらに特定される。ポリマーがむしろ大量の薄層を含有する場合、より高い電気的耐圧性が得られることが知られている。従って、膜がキャパシタ膜に適するかどうかは、ポリプロピレン中に存在する不純物の量と独立であるが、その結晶特性とは無関係ではない。段階的等温偏析法(SIST)は、ラメラ厚み分布を測定する可能性を提供する。低温で結晶化する大量のポリマー画分は、むしろ大量の薄層の指標である。従って、本発明のキャパシタ膜及び/又は膜のポリプロピレンは、段階的等温偏析法(SIST)で測定される200℃から105℃の温度範囲で結晶化する結晶画分を含む。ここで、上記結晶画分は、10℃/分の溶融速度での後の溶融の際に、140℃又はそれ未満の温度で溶融する部分を含む。そして上記部分は、好ましくは上記結晶画分の少なくとも10重量%、より好ましくは少なくとも15重量%、さらに好ましくは少なくとも20重量%、さらにより好ましくは少なくとも25重量%を占める。SISTについてのさらなる詳細については下記実施例中において述べる。
加えて、段階的等温偏析法(SIST)で測定される200℃から105℃の温度範囲で結晶化する結晶画分は、膜全体及び/又は総ポリプロピレンの少なくとも90重量%であり、より好ましくは少なくとも95重量%であり、さらに好ましくは98重量%である。
さらに、本発明のキャパシタ膜及び/又は膜のポリプロピレン成分は、特に伸張溶融流動特性により特徴づけられる。伸張流動又は粘性を有する素材の延伸に関連する変形は、ポリマーの典型的な処理操作において起こる収斂及び圧縮流動での主要なタイプの変形である。伸張溶融流動の測定は、ポリマーの特徴づけにおいて特に有用である。なぜなら、伸張溶融流動の測定は、被験ポリマー系の分子構造に非常に敏感だからである。ヘンキー歪み速度とも呼ばれる伸張の真の歪み速度が一定の時、単純延伸は「強い流動」である、と言われる。これは、単純延伸は、単純せん断における流動に比べ、はるかに強度の大きい分子の配向及び延伸を引き起こすという意味である。結果として、伸張流動は、結晶性及び短鎖分岐のようなマクロ組織効果に非常に敏感であり、それ自体、ポリマーの特徴づけに関し、せん断流動に適用される他のタイプのバルク レオロジー的測定法よりもはるかに記述的である。
従って、本発明の要件の一つは、キャパシタ膜及び/又はキャパシタ膜のポリプロピレン成分が、少なくとも0.15、より好ましくは少なくとも0.20の歪み硬化度(SHI@1秒−1)を有し、さらに好ましくは歪み硬化度(SHI@1秒−1)が0.15から0.30の範囲内(例えば0.15から0.30未満)、さらにより好ましくは0.15から0.29の範囲内であることである。さらなる態様においては、キャパシタ膜及び/又はキャパシタ膜のポリプロピレン成分の歪み硬化度(SHI@1秒−1)が0.20から0.30の範囲内(例えば0.20から0.30未満)であることが好ましく、0.20から0.29の範囲内であることがより好ましい。
歪み硬化度は、ポリプロピレン溶融物の歪み硬化挙動の尺度である。さらに、0.10を越える歪み硬化度(SHI@1秒−1)の値は非直鎖ポリマー、すなわち短鎖分岐ポリマーを示す。本発明において、歪み硬化度(SHI@1秒−1)は、歪み硬化挙動を決定するために、温度180℃、変形速度dε/dt 1.00秒−1で測定される。ここで、歪み硬化度(SHI@1秒−1)は、1.00と3.00の間の対数スケールにおけるヘンキー歪みεの関数としての引っ張り応力成長関数(ηE+)の傾きと定義される(図1を見よ。)。ヘンキー歪みεは、式
で定義される。ここでヘンキー歪み速度
は、式
で定義される。上記式中、L0は延伸される固定された支持されていない試験片サンプルの長さであり、マスタードラムとスレーヴドラムの間の中心線の距離に等しい。Rは等寸法の巻取りドラムの半径である。Ωは駆動軸の一定の回転速度である。
で定義される。ここでヘンキー歪み速度
は、式
で定義される。上記式中、L0は延伸される固定された支持されていない試験片サンプルの長さであり、マスタードラムとスレーヴドラムの間の中心線の距離に等しい。Rは等寸法の巻取りドラムの半径である。Ωは駆動軸の一定の回転速度である。
Fは接線延伸力である。
Rは等寸法の巻取りドラムの半径である。
Tは接線延伸力「F」に関する測定されたトルクシグナルである。
Aは延伸された溶融試験片の瞬間的断面積である。
A0は試験片の固体状態(すなわち溶融前)における断面積である。
dsはポリマーの固体状態の密度であり、
dMは溶融ポリマーの密度である。
別の物理的パラメーターで、結晶性及びマクロ組織効果に敏感なものに、以下に詳細を説明する、多分岐指数(MBI)がある。
多分岐指数(MBI)の決定については、本発明の第一の態様を参照のこと。
Rは等寸法の巻取りドラムの半径である。
Tは接線延伸力「F」に関する測定されたトルクシグナルである。
Aは延伸された溶融試験片の瞬間的断面積である。
A0は試験片の固体状態(すなわち溶融前)における断面積である。
dsはポリマーの固体状態の密度であり、
dMは溶融ポリマーの密度である。
別の物理的パラメーターで、結晶性及びマクロ組織効果に敏感なものに、以下に詳細を説明する、多分岐指数(MBI)がある。
多分岐指数(MBI)の決定については、本発明の第一の態様を参照のこと。
キャパシタ膜のポリプロピレン成分は、好ましくは少なくとも0.10、より好ましくは少なくとも0.15、さらに好ましくは0.10から0.30の範囲の多分岐指数(MBI)有する。好ましい態様においては、ポリプロピレンは0.15から0.30の範囲の多分岐指数(MBI)有する。
本発明のキャパシタ膜のポリプロピレン成分は、歪み硬化度(SHI)が変形速度とともに、ある程度上昇するという事実(すなわち、短鎖分岐ポリプロピレン)、すなわち直鎖ポリプロピレンでは観察されない現象、により特徴づけられる。単分岐ポリマータイプ(単一の長い側鎖を持つ背骨と「Y」に似た構造を持ついわゆるYポリマー)又はH−分岐ポリマータイプ(架橋により連結された2本のポリマー鎖と「H」に似た構造)及び直鎖ポリマーはそのような関係を示さない、すなわち歪み硬化度(SHI)が変形速度の影響を受けない(図2を見よ。)。従って、既知のポリマー、特に既知のポリプロピレンの歪み硬化度(SHI)は、変形速度dε/dtの上昇とともに上昇しない。伸張流動を含む工業的加工工程は非常に速い延伸速度で行われる。それゆえに、高い歪み速度において、(歪み硬化度(SHI)により測定された)より顕著な歪み硬化を示す素材の利点が明確になる。より速く素材が延伸される程、歪み硬化度が高くなり、それゆえに加工において素材はより安定になる。
キャパシタ膜について測定する場合、多分岐指数(MBI)は少なくとも0.10であり、より好ましくは少なくとも0.15であり、さらに好ましくは0.10から0.30の範囲である。より好ましい態様においては、キャパシタ膜は0.15から0.30の範囲の多分岐指数(MBI)を有する。
加えて、本発明のキャパシタ膜のポリプロピレンは、好ましくは1.00未満の分岐指数g’を持つ。さらに分岐指数は0.7を超えることがより好ましい。従って、ポリプロピレンの分岐指数g’は0.7より大きく、1.0未満の範囲であることが好ましく、0.7より大きく、0.95までの範囲であることがより好ましく、0.75から0.95までの範囲であることがさらに好ましい。分岐指数g’は分岐の度合いを規定し、ポリマーの分岐の量と相関する。分岐指数g’はg’=[IV]br/[IV]linと定義される。ここで、g’は分岐指数、[IV]brは分岐ポリプロピレン固有の粘性、[IV]linは分岐ポリプロピレンと同じ平均分子量(±3%の範囲内)を持つ直鎖ポリプロピレンの固有の粘性である。従って、低いg’の値は高度に分岐したポリマーの指標である。つまり、g’の値が小さくなれば、ポリプロピレンの分岐は増大する。これに関してはB.H.Zimm及びW.H.Stockmeyer,J.Chem.Phys.17,1301(1949)を参照されたい。この文献は引用により本明細書中に取り込まれる。
分岐指数g’を決定するために必要な固有の粘性はDIN ISO 1628/1,1999年10月(デカリン中135℃において)に従って測定される。キャパシタ膜について測定する場合は、分岐指数g’は、好ましくは0.7より大きく、1.0未満の範囲である。
分岐指数g’、引っ張り応力成長関数ηE+、ヘンキー歪み速度
、ヘンキー歪みε及び多分岐指数(MBI)のための関連データを得るために用いられる測定方法に関するさらなる情報については、実施例の部分を参照されたい。
、ヘンキー歪みε及び多分岐指数(MBI)のための関連データを得るために用いられる測定方法に関するさらなる情報については、実施例の部分を参照されたい。
以下に説明するさらなる特徴は両態様、すなわち上記した第一及び第二の態様に適用される。
分子量分布(NWD)(ここでは多分散性とも呼ぶ)は、ポリマー中の分子数と個々の鎖の長さとの関係である。分子量分布(NWD)は、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比で表される。数平均分子量(Mn)は、分子量に対する、それぞれの分子量範囲における分子の数のプロットの最初のモーメントとして表されるポリマーの平均分子量である。要するに、全分子の総分子量を分子数で割ったものである。次に、重量平均分子量(Mw)は、分子量に対する、それぞれの分子量範囲におけるポリマーの重量のプロットの最初のモーメントとして表される。
数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(NWD)は、オンライン粘度計を装備したWaters Alliance GPCV 2000装置を用いて、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)により測定することができる。オーブン温度は140℃である。トリクロロベンゼンが溶媒として用いられる(ISO 16014)。
本発明のキャパシタ膜は、10,000から2,000,000g/molの重量平均分子量(Mw)を持つポリプロピレンを含有することが好ましく、20,000から1,500,000g/molの重量平均分子量(Mw)を持つポリプロピレンを含有することがより好ましい。
本発明のキャパシタ膜は、10,000から2,000,000g/molの重量平均分子量(Mw)を持つポリプロピレンを含有することが好ましく、20,000から1,500,000g/molの重量平均分子量(Mw)を持つポリプロピレンを含有することがより好ましい。
ポリプロピレンの数平均分子量(Mn)は、5,000から750,000g/molであることが好ましく、10,000から750,000g/molであることがより好ましい。
分子量分布(NWD)が広ければ、ポリプロピレンの処理性が向上するため、分子量分布(NWD)は、好ましくは20.00以下、より好ましくは10.00以下、さらに好ましくは8.00以下であることが好ましい。しかしながら、広い分子量分布(NWD)は、むしろたるみの発生を引き起こす。
従って、別の態様においては、分子量分布(NWD)は1.00と8.00の間であることが好ましく、1.00と4.00の間の範囲内であることがより好ましく、1.00と3.50の間の範囲内であることがさらに好ましい。
さらに、本発明の膜のポリプロピレン成分は、特定の範囲内のメルトフローレイト(MFR)を有することが好ましい。メルトフローレイトは、主として平均分子量に依存する。これは、長い分子は、短い分子に比べ、より小さい流動傾向を物質に与える、という事実によるものである。分子量の増大はMFR値の減少を意味する。メルトフローレイト(MFR)は、特定の温度及び圧力条件の下で、ポリマーを規定のダイよりg/10インチの速さで射出して測定される。ポリマーの粘度の測定は、それぞれのタイプのポリマーにおいて、主にその分子量に影響されるが、その分岐度にも影響を受ける。230℃、2.16kgの負荷(ISO1133)の下で測定されたメルトフローレイトは、MFR2と呼ばれる。従って、本発明においては、キャパシタ膜は、10.00g/10分以下のMFR2を持つポリプロピレンを含有することが好ましく、6.00g/10分以下のMFR2を持つポリプロピレンを含有することがより好ましい。別の好ましい態様においては、ポリプロピレンは4g/10分以下のMFR2を持つ。MFR2の好ましい範囲は、1.00から10.00g/10分であり、1.00から8.00g/10分までの範囲内がより好ましく、1.00から6.00g/10分までの範囲内がさらに好ましい。
架橋は、延伸流動特性に不利益な効果をもたらすため、本発明のポリプロピレンは架橋を有さないことが好ましい。
本発明のポリプロピレンはアイソタクチックであることがより好ましい。従って、本発明の膜のポリプロピレンは、メソ ペンタッド密度(ここではペンタッド密度とも呼ばれる。)により測定した、むしろ高いアイソタクティシティーを持たなければならない。すなわち91%より高く、より好ましくは93%より高く、さらに好ましくは94%より高く、95%より高いことが最も好ましい。一方、ペンタッド密度は99.5%を越えてはならない。ペンタッド密度は、ポリプロピレンの規則性分布の狭さの指標であり、NMRスペクトロスコピーにより測定される。
加えて、キャパシタ膜のポリプロピレンの溶融温度Tmは148℃より高いことが好ましく、150℃より高いことがより好ましい。好ましい態様においては、ポリプロピレン成分の溶融温度Tmは148℃より高く、156℃より低いことが好ましい。溶融温度Tmの測定方法については、実施例において言及する。
キャパシタ膜のポリプロピレンの溶融温度Tmは、好ましくは少なくとも148℃であり、より好ましくは少なくとも150℃である。好ましい態様においては、キャパシタ膜の溶融温度Tmは、150℃より高く、160℃より低い。
本発明のキャパシタ膜は、二軸配向であることが好ましい。キャパシタ膜は、機械方向及び横方向の延伸が、少なくとも3.5以下の延伸倍率で、より好ましくは少なくとも4.0以下の延伸倍率で、破れることなく可能であることがさらにより好ましい。好ましい態様において、本発明のキャパシタ膜は、機械及び横方向において、少なくとも3.5の延伸倍率、より好ましくは少なくとも4.0の延伸倍率を有する。サンプルの長さは延伸中に縦方向に増大し、縦方向における延伸倍率は、サンプルの元の長さに対する現在の長さより算出される。続いて、サンプルの幅が増大する場合には、サンプルは横方向に引っ張られる。従って、延伸倍率は、サンプルの元の幅に対するサンプルの現在の幅より算出される。
二軸配向ポリプロピレン膜は、商業的に、4から6の延伸倍率にて機械方向に延伸され、5から8の延伸倍率にて横方向に延伸されるため、機械方向における延伸倍率4及び横方向における延伸倍率4での、このようなむしろ高い引張抵抗度は評価に値する。
本発明の膜のポリプロピレン成分は、少なくとも800MPaの引張抵抗度を有することが好ましい。ここで、引張抵抗度は、1mm/分のクロスヘッドスピードでISO 527−3に従って測定される。ポリプロピレン成分の引張抵抗度は、少なくとも850MPaであることが好ましく、900MPaであることがより好ましく、少なくとも1000MPaであることがさらに好ましい。
本発明の二軸配向ポリプロピレン膜は、機械方向における4の延伸倍率及び横方向における4の延伸倍率にて、少なくとも1800MPaの引張抵抗度を有することが好ましい。ここで、引張抵抗度は、1mm/分のクロスヘッドスピードでISO 527−3に従って測定される。ポリプロピレン膜は、機械方向における4の延伸倍率及び横方向における4の延伸倍率にて、好ましくは少なくとも1900MPa、より好ましくは1950MPa、最も好ましくは2200MPaの引張抵抗度を有する。
好ましい態様において、膜は、延伸温度152℃又はそれ未満、機械方向及び横方向における4の延伸倍率にて、機械方向において少なくとも2.5MPaの延伸応力を有し、横方向において少なくとも2.5MPaの延伸応力を有する。上記した延伸温度は、膜の溶融温度より少なくとも2℃、より好ましくは少なくとも3℃低いことが好ましい。
さらに、本発明の膜は、少なくとも230kV/mmの電気的耐圧性 EB63%を有することが好ましい。電気的耐圧性 EB63%の測定は標準IEC 60243−パート1(1988)に従う。電気的耐圧性についてのさらに詳細な説明は下記実施例に記載する。
加えて、本発明のキャパシタ膜は良好な光学特性を有することが好ましい。従って、ASTM D 1003−92により測定したキャパシタ膜のくもりは、15を越えないことが好ましく、10を越えないことがより好ましい。膜の透明度はむしろ高くなければならない。従って、キャパシタ膜は少なくとも90%のASTM D 1003−92により測定した透明度を有することが好ましい。
好ましくは本発明の膜のポリプロピレンは低レベルの不純物、すなわち低レベルの残留アルミニウム(Al)及び/又は低レベルの残留珪素(Si)及び/又は低レベルの残留ホウ素(B)を含有する。従って、ポリプロピレンの残留アルミニウムは12.00ppmのレベルまで下げることができる。一方、本発明の特性は残留物の存在によって不利な影響を受けることはない。それゆえに、好ましい態様においては、本発明の膜は、本質的に残留ホウ素及び/又は残留珪素を含まない、すなわちこれらの残留物が検出されないポリプロピレンを含有することが好ましい(残留物の含有量の分析は実施例で規定する。)。別の好ましい態様においては、本発明の膜のポリプロピレンは、検出可能な量のホウ素及び/又は珪素、すなわち0.10ppmを越える、より好ましくは0.20ppmを越える、さらに好ましくは0.50ppmを越える量の残留ホウ素及び/又は残留珪素を含む。さらに別の好ましい態様においては、本発明の膜のポリプロピレン成分は、12.00ppmを越える、より好ましくは20.00ppmを越える、さらに好ましくは25.00ppmを越える量の残留Alを含む。さらに別の好ましい態様においては、本発明の膜のポリプロピレン成分は、検出可能な量のホウ素及び/又は珪素、すなわち0.20ppmを越える量の残留ホウ素及び/又は残留珪素、及び12.00ppmを越える、より好ましくは20.00ppmを越える、さらに好ましくは25.00ppmを超える量の残留アルミニウムを含む。
さらに好ましくは、本発明のキャパシタ膜は低レベルの不純物、すなわち低レベルの残留アルミニウム(Al)及び/又は低レベルの残留珪素(Si)及び/又は低レベルの残留ホウ素(B)を含有する。従って、膜の残留アルミニウムは12.00ppmのレベルまで下げることができる。一方、本発明の特性は残留物の存在によって不利な影響を受けることはない。それゆえに、好ましい態様においては、本発明の膜は、本質的に残留ホウ素及び/又は残留珪素を含まない、すなわちこれらの残留物が検出されない(残留物の含有量の分析は実施例で規定する。)。別の好ましい態様においては、本発明の膜は、検出可能な量のホウ素及び/又は珪素、すなわち0.10ppmを越える、より好ましくは0.20ppmを越える、さらに好ましくは0.50ppmを越える量の残留ホウ素及び/又は残留珪素を含む。さらに別の好ましい態様においては、本発明の膜は、12.00ppmを越える、より好ましくは20.00ppmを越える、さらに好ましくは25.00ppmを越える量の残留Alを含む。さらに別の好ましい態様においては、本発明の膜は、検出可能な量のホウ素及び/又は珪素、すなわち0.20ppmを越える量の残留ホウ素及び/又は残留珪素、及び12.00ppmを越える、より好ましくは20.00ppmを越える、さらに好ましくは25.00ppmを超える量の残留アルミニウムを含む。
好ましい態様においては、上述した(そしてさらに以下に述べる)ポリプロピレンは、好ましくは単相(unimodal)である。別の好ましい態様においては、上述した(そしてさらに以下に述べる)ポリプロピレンは、好ましくは多相(multimodal)であり、より好ましくは二相(bimodal)である。
「多相」又は「多相分散」とは、(単一のピークを持つ単相とは逆に)いくつかの相対的ピークを有する頻度分布である。特に、「ポリマーの様相(modality)」という表現は、その分子量分布(NWD)曲線の型、すなわち分子量の関数としてのポリマー重量画分のグラフの外観を意味する。もしポリマーが、例えば系列をなして連結されたリアクターを使用し、各リアクターで異なる条件を用いることにより、引き続いて起こる段階的なプロセスにて製造されるなら、それぞれの異なるリアクターで製造された異なるポリマーの画分は、相互にかなり異なる独自の分子量分布を持つ。結果としての最終的なポリマーの分子量分布曲線は、ポリマー画分の分子量分布曲線のスーパーインポージングで見ることができる。従って、上記分子量分布曲線は、より顕著なピークを示すか、又は少なくとも個々の画分の曲線と比較して際立って広がっているであろう。
そのような分子量分布曲線を示すポリマーは、それぞれ二相又は多相と呼ばれる。
キャパシタ膜のポリプロピレンが単相でない場合は、二相であることが好ましい。
そのような分子量分布曲線を示すポリマーは、それぞれ二相又は多相と呼ばれる。
キャパシタ膜のポリプロピレンが単相でない場合は、二相であることが好ましい。
本発明の膜のポリプロピレンは、ホモポリマーであってもよく、コポリマーであってもよい。ポリプロピレンが単相である場合は、ポリプロピレンはポリプロピレンホモポリマーであることが好ましい。ポリプロピレンが多相、より好ましくは二相である場合は、ポリプロピレンはポリプロピレンホモポリマーであってもよく、ポリプロピレンコポリマーであってもよい。しかしながら、ポリプロピレンが多相、より好ましくは二相である場合は、ポリプロピレンはポリプロピレンホモポリマーであることが特に好ましい。さらに、好ましくは多相ポリプロピレンの画分の少なくとも一つが短鎖分岐ポリプロピレンであり、上記した短鎖分岐ポリプロピレンホモポリマーであることが好ましい。
本発明の膜のポリプロピレンは、単相ポリプロピレンホモポリマーであることが最も好ましい。
本発明で使用されるポリプロピレンホモポリマーという表現は、実質的に、すなわち少なくとも97重量%、好ましくは少なくとも99重量%、最も好ましくは99.8重量%のプロピレン単位から成るポリプロピレンに関する。好ましい態様においては、ポリプロピレンホモポリマーにおいて、プロピレン単位のみが検出可能である。コモノマーの含有量は、FT赤外線スペクトロスコピーで測定できる。さらなる詳細は実施例に記載する。
本発明の膜のポリプロピレンが多相又は二相ポリプロピレンコポリマーである場合は、コモノマーはエチレンであることが好ましい。しかしながら、既知の他のコモノマーを用いることも可能である。プロピレンコポリマー中のコモノマー、好ましくはエチレン、の総量は、好ましくは30重量%以下、より好ましくは25重量%以下である。
好ましい態様において、多相又は二相ポリプロピレンコポリマーは、上述した短鎖分岐ポリプロピレンのポリプロピレンホモポリマーのマトリックスとエチレン−プロピレンゴム(EPR)を含有するポリプロピレンコポリマーである。
ポリプロピレンホモポリマーのマトリックスは、単相であっても多相、すなわち二相であってもよいが、好ましくは単相である。
多相又は二相ポリプロピレンコポリマー全体におけるエチレン−プロピレンゴム(EPR)の量は50重量%以下であることが好ましく、10から40重量%の範囲内であることがより好ましく、10から30重量%の範囲内であることがさらに好ましい。
加えて、多相又は二相ポリプロピレンコポリマーは、上述した短鎖分岐ポリプロピレンのポリプロピレンホモポリマーのマトリックスと、エチレン含量が50重量%以下であるエチレン−プロピレンゴム(EPR)を含有するポリプロピレンコポリマーであることが好ましい。
加えて、上述のポリプロピレンは、以下に規定する触媒の存在下で製造することが好ましい。さらに、上述のポリプロピレンの製造には、以下に述べる製法を用いることが好ましい。
本発明のキャパシタ膜のポリプロピレンは、特に新触媒系を用いて得られる。この新触媒系は対称性触媒を含有し、1.40ml/g未満、より好ましくは1.30ml/g未満、最も好ましくは1.00ml/g未満の多孔度を有する。多孔度はDIN 66135(N2)に従って測定された。別の好ましい態様において、多孔度は、DIN 66135(N2)に従って適用された方法で測定した際、検出不可能である。
本発明の対称性触媒は、C2対称性を有するメタロセン化合物である。C2対称メタロセンは、好ましくは2つの同一の有機リガンドを、より好ましくは同一の有機リガンドを2つだけ、さらに好ましくは架橋された同一の有機リガンドを2つだけ有する。
上記対称性触媒は、好ましくはシングルサイト触媒(SSC)である。
上記対称性触媒は、好ましくはシングルサイト触媒(SSC)である。
対称性触媒を含有し、多孔度の非常に低い触媒系を用いることにより、上述の短鎖分岐ポリプロピレンの製造が可能になる。
さらに、触媒系は25m2/g未満の表面積を有することが好ましく、より好ましくは20m2/g未満、さらに好ましくは15m2/g未満、さらにより好ましくは10m2/g未満、最も好ましくは5m2/g未満の表面積を有する。本発明において、表面積はISO 9277(N2)により測定される。
本発明の触媒系は、対称性触媒(すなわち上述の触媒であり、詳細は後述する。)を含有し、DIN 66135(N2)に従う方法を適用した際に検出不可能な多孔度を有し、ISO 9277(N2)により測定された表面積が5m2/g未満であることが特に好ましい。
対称性触媒化合物、すなわちC2対称メタロセンは、好ましくは次式(I)で表される:
(Cp)2R1MX2 (I)
上記式中、MはZr,Hf又はTi、より好ましくはZrであり、
Xは独立に、σ−リガンド等の1価のアニオンリガンドであり、
Rは二つのCpリガンドをつなぐ架橋基であり、
Cpは非置換シクロペンタディエニル、非置換インデニル、非置換テトラヒドロインデニル、非置換フルオレニル、置換シクロペンタディエニル、置換インデニル、置換テトラヒドロインデニル及び置換フルオレニルからなる群から選択される有機リガンドであるが、ただし両方のCpリガンドとも上記に述べられた群より選択され、両方のCpリガンドは化学的に同等、すなわち同一である。
(Cp)2R1MX2 (I)
上記式中、MはZr,Hf又はTi、より好ましくはZrであり、
Xは独立に、σ−リガンド等の1価のアニオンリガンドであり、
Rは二つのCpリガンドをつなぐ架橋基であり、
Cpは非置換シクロペンタディエニル、非置換インデニル、非置換テトラヒドロインデニル、非置換フルオレニル、置換シクロペンタディエニル、置換インデニル、置換テトラヒドロインデニル及び置換フルオレニルからなる群から選択される有機リガンドであるが、ただし両方のCpリガンドとも上記に述べられた群より選択され、両方のCpリガンドは化学的に同等、すなわち同一である。
「σ−リガンド」の語は、明細書全体において既知の態様で解釈される、すなわちシグマ結合を介して1又は2の部位において金属と結合する基である。好ましい1価のアニオンリガンドは、ハロゲンであり、特に塩素(Cl)である。
好ましくは、対称性触媒は上記式(I)において、
MがZr,
それぞれのXがClのものである。
同一の両方のCpリガンドは置換されていることが好ましい。
好ましくは、対称性触媒は上記式(I)において、
MがZr,
それぞれのXがClのものである。
同一の両方のCpリガンドは置換されていることが好ましい。
シクロペンタディエニル、インデニル、テトラヒドロインデニル又はフルオレニルに結合する任意の1又は2以上の置換基は、ハロゲン、ヒドロカルビル(例えばC1−C20−アルキル、C2−C20−アルケニル、C2−C20−アルキニル、C3−C12−シクロアルキル、C6−C20−アリル又はC7−C20−アリルアルキル)、1、2、3又は4個のヘテロ原子を環部分に含むC3−C12−シクロアルキル、C6−C20−ヘテロアリル、C1−C20−ハロアルキル、−SiR3’’、−OSiR3’’、−SR’’、−PR2’’及び−NR2’’を含む群から選択される。それぞれのR’’は独立に水素又はヒドロカルビル(例えばC1−C20−アルキル、C2−C20−アルケニル、C2−C20−アルキニル、C3−C12−シクロアルキル又はC6−C20−アリル)である。
同一の両方のCpリガンドは、それぞれのインデニルが上記した1又は2個の置換基を有するインデニルであることがより好ましい。同一のCpリガンドのそれぞれが、上記した2個の置換基を有するインデニルであることがより好ましい。ただし、置換基は、両方のCpリガンドが同じ化学構造となるように、すなわち両方のCpリガンドが化学的に同じインデニルに結合した同じ置換基を有するように選択される。
同一の両方のCpは、少なくともインデニルの5員環に、より好ましくは2位に、C1−C6−アルキル等のアルキル(例えばメチル、エチル、イソプロピル)及びアルキルが独立にメチル、エチル等のC1−C6−アルキルから選択されるトリアルキルオキシシロキシからなる群より選択される置換基を有するインデニルであることがさらに好ましい。ただし、両方のCpのインデニルが同じ化学構造である、すなわち両方のCpリガンドが化学的に同じインデニルに結合した同じ置換基を有する。
同一の両方のCpは、少なくともインデニルの6員環に、より好ましくは4位に、フェニル、ナフチル等のC6−C20−芳香族環基、好ましくはフェニル、及び芳香族複素環基からなる群より選択される置換基を有するインデニルであることがさらに好ましい。C6−C20−芳香族環基は、1又は2以上のC1−C6−アルキル等の置換基により置換されていてもよい。ただし、両方のCpのインデニルが同じ化学構造である、すなわち両方のCpリガンドが化学的に同じインデニルに結合した同じ置換基を有する。
同一の両方のCpは、少なくともインデニルの5員環に、より好ましくは2位に、置換基を有し、インデニルの6員環に、より好ましくは4位にさらなる置換基を有するインデニルであることがさらにより好ましい。5員環の置換基はC1−C6−アルキル等のアルキル(例えばメチル、エチル、イソプロピル)及びトリアルキルオキシシロキシからなる群より選択され、6員環の置換基は、フェニル、ナフチル等のC6−C20−芳香族環基、好ましくはフェニル、及び芳香族複素環基からなる群より選択される。C6−C20−芳香族環基は、1又は2以上のC1−C6−アルキル等の置換基により置換されていてもよい。ただし、両方のCpのインデニルが同じ化学構造である、すなわち両方のCpリガンドが化学的に同じインデニルに結合した同じ置換基を有する。
「R」については、好ましくはRは次式(II)であらわされる:
−Y(R’)2− (II)
上記式中、
YはC、Si又はGeであり、
R’はC1−C20−アルキル、C6−C12−アリル、又はC7−C12−アリルアルキル又はトリメチルシリルである。
−Y(R’)2− (II)
上記式中、
YはC、Si又はGeであり、
R’はC1−C20−アルキル、C6−C12−アリル、又はC7−C12−アリルアルキル又はトリメチルシリルである。
上記した対称性触媒の両方のCpリガンドが架橋基Rでつながれている場合、特に2つのインデニルの場合、架橋基Rは通常1位に位置する。架橋基Rは、例えばC、Si及び/又はGe、好ましくはC及び/又はSiから選択される1又は2以上の架橋原子を含んでいてもよい。好ましい架橋基Rの一つは−Si(R’)2−である。ここで、R’は例えばトリメチルシリル、C1−C10−アルキル、C6−C12−アリル等のC1−C20−アルキル又はC7−C12−アリルアルキル等のC7−C40−アリルアルキルから独立に1又は2以上選択される。アルキル又はアリルアルキルの部分としてのアルキルは、好ましくはメチル、エチル等のC1−C6−アルキルであり、好ましくはメチルである。アリルは好ましくはフェニルである。架橋−Si(R’)2−は、好ましくは、例えば−Si(メチル)2−等の−Si(C1−C6−アルキル)2−、−Si(フェニル)2−又は−Si(C1−C6−アルキル)(フェニル)−である。
好ましい態様において、対称性触媒、すなわちC2−対称メタロセンは次式(III)であらわされる:
(Cp)2R1ZrCl2 (III)
上記式中、両方のCpはMに配位しており、非置換シクロペンタディエニル、非置換インデニル、非置換テトラヒドロインデニル、非置換フルオレニル、置換シクロペンタディエニル、置換インデニル、置換テトラヒドロインデニル及び置換フルオレニルからなる群から選択される。ただし両方のCpリガンドは化学的に同等、すなわち同一である。
Rは2つのリガンドLをつなぐ架橋基である。
ここで、Rは次式(II)によりあらわされる:
−Y(R’)2− (II)
上記式中、
YはC、Si又はGeであり、
R’はC1−C20−アルキル、C6−C12−アリル、トリメチルシリル又はC7−C12−アリルアルキルである。より好ましくは対称性触媒は式(III)であらわされ、両方のCpは置換シクロペンタディエニル、置換インデニル、置換テトラヒドロインデニル及び置換フルオレニルからなる群から選択される。
(Cp)2R1ZrCl2 (III)
上記式中、両方のCpはMに配位しており、非置換シクロペンタディエニル、非置換インデニル、非置換テトラヒドロインデニル、非置換フルオレニル、置換シクロペンタディエニル、置換インデニル、置換テトラヒドロインデニル及び置換フルオレニルからなる群から選択される。ただし両方のCpリガンドは化学的に同等、すなわち同一である。
Rは2つのリガンドLをつなぐ架橋基である。
ここで、Rは次式(II)によりあらわされる:
−Y(R’)2− (II)
上記式中、
YはC、Si又はGeであり、
R’はC1−C20−アルキル、C6−C12−アリル、トリメチルシリル又はC7−C12−アリルアルキルである。より好ましくは対称性触媒は式(III)であらわされ、両方のCpは置換シクロペンタディエニル、置換インデニル、置換テトラヒドロインデニル及び置換フルオレニルからなる群から選択される。
好ましい態様において、対称性触媒は、二塩化ジメチルシリル(2−メチル−4−フェニルーインデニル)2ジルコニウム(二塩化ジメチルシリルビス(2−メチル−4−フェニルーインデニル)ジルコニウム)である。より好ましくは、上記対称性触媒は、非シリカ担持である。
上記の対称性触媒成分は、WO 01/48034に記載された方法により製造される。
対称性触媒は、WO 03/051934に記載されたエマルジョン固化技術により製造できることが特に好ましい。この文献は、引用によりその全体がここに包含される。従って、対称性触媒は、下記の工程を含む方法により製造可能な固体触媒粒子の形態であることが好ましい。
a)1又は2以上の対称性触媒成分の溶液を調製する工程、
b)上記溶液を、その溶媒と混和しない溶媒中に分散して、上記1又は2以上の対称性触媒成分が分散相の小滴中に存在する乳濁液を形成する工程、
c)上記分散相を凝固させて上記小滴を固体粒子にする工程、及び上記触媒を得るために、上記粒子を回収する任意の工程。
b)上記溶液を、その溶媒と混和しない溶媒中に分散して、上記1又は2以上の対称性触媒成分が分散相の小滴中に存在する乳濁液を形成する工程、
c)上記分散相を凝固させて上記小滴を固体粒子にする工程、及び上記触媒を得るために、上記粒子を回収する任意の工程。
好ましくは溶媒、より好ましくは有機溶媒が、上記溶液を調製するために用いられる。さらに好ましくは、有機溶媒は直鎖アルカン、環式アルカン、直鎖アルケン、環式アルケン、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、連続相を形成する不混和溶媒は不活性溶媒であり、より好ましくは不混和溶媒はフッ素化有機溶媒及び/又はその官能基を有する誘導体を含み、さらに好ましくは不混和溶媒は半フッ素化、高度フッ素化又は過フッ素化された炭化水素及び/又はその官能基を有する誘導体を含む。上記不混和溶媒は、過フッ素化炭化水素又はその官能基を有する誘導体を含むことが特に好ましく、好ましくはC3−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C4−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)又はそれらの混合物を含む。
さらに上記連続相及び分散相を含む乳濁液は、技術的に既知の二相系又は多相系であることが好ましい。乳濁液を形成するために、乳化剤を使用してもよい。乳濁液系が形成された後、上記触媒は、上記溶液中の触媒成分からin situで形成される。
原則として、乳化剤は、乳濁液の形成及び/又は安定化に寄与し、そして触媒の触媒活性に不利な影響を与えない好適な乳化剤であれば、いかなるものでも使用できる。乳化剤は、例えばヘテロ原子が介在していてもよい炭化水素を基礎とした界面活性剤であってもよいが、好ましくは官能基を持っていてもよいハロゲン化炭化水素、好ましくは技術的に既知の半フッ素化、高度フッ素化又は過フッ素化された炭化水素である。また、乳化剤は、乳濁液の調製中に、例えば界面活性剤前駆物質を触媒溶液の化合物と反応させることにより、調製してもよい。上記の界面活性剤前駆物質は、少なくとも1つの官能基を有するハロゲン化炭化水素であってもよく、例えばアルミノキサン等の共触媒成分と反応する、例えば高度フッ素化されたC1−C30アルコールを用いることができる。
分散小滴から固体粒子を形成する目的のためには、原則として、いかなる凝固法であっても使用することができる。好適な態様の一つにおいては、凝固は温度変化処理により行われる。乳濁液は、10℃/分以下、好ましくは0.5から6℃/分、より好ましくは1から5℃/分の漸進的な温度変化処理を施される。さらにより好ましくは、乳濁液は、10秒未満、好ましくは6秒未満の間に、40℃を越える、好ましくは50℃を越える温度変化処理を施される。
回収された粒子は、好ましくは5から200μm、より好ましくは10から100μmの範囲の平均寸法を有する。
さらに、凝固した粒子の形態は好ましくは球形であり、所定の粒度分布を持ち、そして、前記したように、好ましくは25m2/g未満、より好ましくは20m2/g未満、さらに好ましくは15m2/g未満、さらにより好ましくは10m2/g未満、最も好ましくは5m2/g未満の表面積を有する。上記粒子は前記した方法に得られる。
さらなる詳細については、例えば前記引用の国際特許出願、WO 03/051934において、連続及び分散相系、乳濁液形成法、乳化剤及び凝固法の実施例を参照のこと。
上記の対称性触媒成分は、WO 01/48034に記載の方法により製造される。
上記したように、触媒系は、WO 03/051934に記載されているように、さらに共触媒としてのアクティベータを含有してもよい。WO 03/051934は、引用により本明細書中に取り込まれる。
上記の対称性触媒成分は、WO 01/48034に記載の方法により製造される。
上記したように、触媒系は、WO 03/051934に記載されているように、さらに共触媒としてのアクティベータを含有してもよい。WO 03/051934は、引用により本明細書中に取り込まれる。
所望であれば、メタロセン及び非メタロセンの共触媒としては、アルミノキサンが好ましく、C1−C10アルキルアルミノキサンが特に好ましく、メチルアルミノキサン(MAO)が最も好ましい。アルミノキサンは、単一の共触媒として、又は他の共触媒と共に用いることができる。アルミノキサンの他に、又はアルミノキサンに加えて、他のカチオン錯体形成触媒アクティベータを使用することができる。上記アクティベータは、市販されているか、又は先行技術文献に従って製造することができる。
さらなるアルミノキサン共触媒が、例えばWO 94/28034に記載されている。WO 94/28034は、引用により本明細書中に取り込まれる。これらは40以下、好ましくは3から20までの−(Al(R’’’)O)−繰り返しユニットを持つ直鎖又は環式オリゴマーである。ここで、R’’’は水素、C1−C10アルキル(好ましくはメチル)又はC6−C18アリル又はこれらの混合である。
アクティベータの使用及び量については、当業者が習熟している。例として、ホウ素アクティベータの場合、ホウ素アクティベータに対する遷移金属の比が5:1から1:5、好ましくは2:1から1:2(例えば1:1)で使用される。メチルアルミノキサン(MAO)等の好ましいアルミノキサンの場合、アルミノキサンにより供給されるAlの量は、Al:遷移金属のモル比が、例えば1から10000の範囲内、好適には5から8000、好ましくは10から7000、例えば100から4000、1000から3000となるように選択される。固体(不均一)触媒の場合、典型的には500未満の比であることが好ましい。
従って、本発明の触媒で使用される共触媒の量は可変的であり、条件及び当業者に知られた方法で選択された特定の遷移金属化合物に依存する。
有機遷移化合物を含有する溶液中に含まれる追加の化合物は、分散工程の前、又は後に上記溶液に加えることができる。
さらに、本発明は、本発明のポリプロピレンの製造のための上記の触媒系の使用に関する。
加えて、本発明は、上記の触媒系を使用したポリプロピレンを含有する本発明のキャパシタ膜を製造するための方法に関する。さらに、製造温度は60℃より高いことが好ましい。上記方法は、前記した多相ポリプロピレンを得るための多段階工程であることが好ましい。
多段階工程は、多相プロピレンポリマーを製造するためのマルチゾーン気相リアクターとして知られる塊状/気相リアクターをも含む。
好ましい多段階工程は、デンマークのBorealis A/Sにより開発され、例えばEP0887379又はWO 92/12182等の特許文献に記載された(BORSTAR(登録商標)技術として知られる)「ループ−気相」−法である。
多相ポリマーは、例えばWO 92/12182、EP0887379及びWO 97/22633等に記載された幾つかの方法に従って製造できる。
本発明の多相ポリプロピレンは、好ましくはWO 92/12182に記載された多段階反応シークエンスにおいて多段階工程にて製造される。この文献の内容は引用により本明細書中に取り込まれる。
多相、特に二相ポリプロピレンを、系列的に連結した2以上のリアクター中で、すなわち異なる工程(a)及び(b)にて製造することは以前から知られていた。
本発明においては、主たる重合工程は、好ましくは塊状重合/気相重合の組み合わせとして行われる。
塊状重合は、いわゆるループリアクター中で行われることが好ましい。
本発明の多相ポリプロピレンを製造するためには、フレキシブル・モードが好ましい。この理由から、組成物を、ループリアクター/気相リアクターを組み合わせた2つの主たる重合段階において製造することが好ましい。
任意に、そして好ましくは、本発明の方法は、重合段階(a)に先立ち、当業者に既知の方法で行われる前重合段階を有してもよい。
所望であれば、前述のポリプロピレンコポリマーを形成するために、さらなるエラストメリック コモノマー成分、すなわち本発明における、いわゆるエチレン−プロピレンゴム(EPR)成分、を、得られたポリプロピレンホモポリマーのマトリックスに取り込んでもよい。エチレン−プロピレンゴム(EPR)成分は、気相重合工程(b)の後に続いて行われ、1又は2以上の気相リアクターを用いる、2番目又はさらなる気相重合において製造されることが好ましい。
上記製造方法は連続的な工程であることが好ましい。
上記のプロピレンポリマーの製造方法において、工程(a)のバルクリアクターの条件は、好ましくは下記のようであってもよい:
−温度は40℃から110℃の範囲内、好ましくは60℃と100℃の間であり、70℃から90℃までである。
−圧力は20barから80barの範囲内、好ましくは30barと60barの間である。
−モル質量を制御するために、それ自体既知の方法にて、水素を加えてもよい。
上記製造方法は連続的な工程であることが好ましい。
上記のプロピレンポリマーの製造方法において、工程(a)のバルクリアクターの条件は、好ましくは下記のようであってもよい:
−温度は40℃から110℃の範囲内、好ましくは60℃と100℃の間であり、70℃から90℃までである。
−圧力は20barから80barの範囲内、好ましくは30barと60barの間である。
−モル質量を制御するために、それ自体既知の方法にて、水素を加えてもよい。
続いて、バルク(バルク)リアクター(工程a)からの反応混合物を、気相リアクター、すなわち工程(b)、に移す。工程(b)の条件は好ましくは下記に従う:
−温度は50℃から130℃の範囲内、好ましくは60℃と100℃の間である。
−温度は50℃から130℃の範囲内、好ましくは60℃と100℃の間である。
−圧力は5barから50barの範囲内、好ましくは15barと35barの間である。
−モル質量を制御するために、それ自体既知の方法にて、水素を加えてもよい。
滞留時間は、両リアクターゾーンで異なっていてもよい。プロピレンポリマーの製造方法の一態様において、バルクリアクター内での滞留時間、(例えばループは0.5から5時間の範囲内である)は、例えば0.5から2時間であり、気相リアクター内での滞留時間は一般に1から8時間であろう。
所望であれば、重合は、バルク、好ましくはループリアクター内で及び/又は気相リアクター内で凝縮モードとして、極端に厳格な条件下において、既知の方法で行ってもよい。
本発明の方法又は上記したその態様は、本発明のプロピレンポリマーを製造し、さらにはプロピレンポリマーに要求に合った特性を付与する高度に実際的な方法を実現する。例えば、ポリマー組成物の特性は、既知の方法、例えば下記の1又は2以上のプロセスパラメーターにて調整又は制御することができる:温度、水素の供給、コモノマーの供給、例えば気相リアクターにおいてはプロピレンの供給、触媒、(使用する場合には)外部供給のタイプと量、成分間の分離。
上記の方法は、リアクターで製造される上記のポリプロピレンを得るための非常に実際的な手段を実現する。
キャパシタ膜は、技術的に既知の従来の延伸方法で製造することができる。従って、本発明のキャパシタ膜の製造方法は、ここで定義したポリプロピレンの使用及びそのフィルム、好ましくは流延膜への成形を包含する。典型的には、流延膜は、まず、ポリプロピレンペレットの押し出しにより製造される。製造された流延膜は、通常、50−100μmの厚さを有し、さらなる膜延伸に用いられる。続いて、特定の積層体厚、例えば700−1000μm、を得るために、多くの流延膜シートから流延膜の積層体を製造することができる。延伸温度は、通常、融点より若干低く、例えば融点より2−4℃低く設定され、膜は特定の延伸倍率で、機械方向及び横方向に延伸される。
さらに、本発明は、ここに定義したキャパシタ膜のコンデンサへの使用に関する。
加えて、本発明は、ここに定義したキャパシタ膜を含む少なくとも一つの層を有するコンデンサに関する。
以下の実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。
実施例
1.定義/測定法
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、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。
A.ペンタッド密度
メソペンタッド密度分析、(ここではペンタッド密度分析とも呼ぶ。)に関しては、帰属分析は、T.Hayashi,Pentad concentration,R.Chujo and T.Asakura,Polymer 29 138−43(1988)及びChujo Rら,Polymer 35 339(1944)に従って行われる。
B.多分岐指数
1.実験データの取得
以下の実験においては、ポリマーをT=180℃で溶融し、以下に記載するSER Universal Testing Platformで、変形速度dε/dt=0.1、0.3、1.0、3.0及び10秒−1にて延伸した。生データを取得する方法は、Sentmanatら,J.Rheol.2005,Measuring the Transient Elongational Rheology of Polyethylene Melts Using the SER Universal Testing Platformに記載されている。
実験の設定
TC30 温度制御ユニット及びCTT600オーヴン(対流及び放射加熱)を装備したPaar Physica MCR300、温度センサー及びソフトウェアRHEOPLUS/32 v2.66付きのSERVP01−025延伸装置を使用した。
サンプルの製造
安定化したペレットを、型内において220℃で、試験片中の気泡を避けるのに十分な圧力にて圧縮成型(ゲル化時間3分、圧縮時間3分、合計成型時間3+3=6分)し、室温まで冷却する。そのように調製された0.7mmの厚さのプレートより、幅10mm、長さ18mmの短冊状試験片を切り出す。
SER装置の点検
薄い厚さに引き延ばされるサンプルに作用する小さな力のため、装置のいかなる本質的な摩擦も実験結果の正確さを低下させる。従って、そのような摩擦は回避されなければならない。
実施例
1.定義/測定法
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、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。
A.ペンタッド密度
メソペンタッド密度分析、(ここではペンタッド密度分析とも呼ぶ。)に関しては、帰属分析は、T.Hayashi,Pentad concentration,R.Chujo and T.Asakura,Polymer 29 138−43(1988)及びChujo Rら,Polymer 35 339(1944)に従って行われる。
B.多分岐指数
1.実験データの取得
以下の実験においては、ポリマーをT=180℃で溶融し、以下に記載するSER Universal Testing Platformで、変形速度dε/dt=0.1、0.3、1.0、3.0及び10秒−1にて延伸した。生データを取得する方法は、Sentmanatら,J.Rheol.2005,Measuring the Transient Elongational Rheology of Polyethylene Melts Using the SER Universal Testing Platformに記載されている。
実験の設定
TC30 温度制御ユニット及びCTT600オーヴン(対流及び放射加熱)を装備したPaar Physica MCR300、温度センサー及びソフトウェアRHEOPLUS/32 v2.66付きのSERVP01−025延伸装置を使用した。
サンプルの製造
安定化したペレットを、型内において220℃で、試験片中の気泡を避けるのに十分な圧力にて圧縮成型(ゲル化時間3分、圧縮時間3分、合計成型時間3+3=6分)し、室温まで冷却する。そのように調製された0.7mmの厚さのプレートより、幅10mm、長さ18mmの短冊状試験片を切り出す。
SER装置の点検
薄い厚さに引き延ばされるサンプルに作用する小さな力のため、装置のいかなる本質的な摩擦も実験結果の正確さを低下させる。従って、そのような摩擦は回避されなければならない。
装置の摩擦が、正確で正しい測定に必要な5×10−3mNm(ミリニュートンメーター)未満のスレッショルドになるように、各測定の前に、以下の点検手続が行われる。
−装置は、クランプの存在下、サンプルの無い状態で、最低限20分の間、試験温度(180℃)に設定される。
−試験温度(180℃)設定した装置で、0.3秒−1にて標準試験を行う。
−トルク(mNmで測定)を記録し、時間に対してプロットする。
−装置の摩擦が許容できる低い範囲内にあることを確認するため、トルクは5×10−3mNmの値を超えてはならない。
実験の実行
装置をクランプと共に、サンプルの無い状態で、最低限20分の間、試験温度(180℃。SER装置に取り付けた熱電対で測定する。)に加熱する。続いて、上記のように製造したサンプル(0.7×10×18mm)を、加熱した装置内にクランプで把持する。試験開始前において2分±20秒の間、サンプルは溶融が可能な状態におかれる。
−装置は、クランプの存在下、サンプルの無い状態で、最低限20分の間、試験温度(180℃)に設定される。
−試験温度(180℃)設定した装置で、0.3秒−1にて標準試験を行う。
−トルク(mNmで測定)を記録し、時間に対してプロットする。
−装置の摩擦が許容できる低い範囲内にあることを確認するため、トルクは5×10−3mNmの値を超えてはならない。
実験の実行
装置をクランプと共に、サンプルの無い状態で、最低限20分の間、試験温度(180℃。SER装置に取り付けた熱電対で測定する。)に加熱する。続いて、上記のように製造したサンプル(0.7×10×18mm)を、加熱した装置内にクランプで把持する。試験開始前において2分±20秒の間、サンプルは溶融が可能な状態におかれる。
延伸試験は不活性雰囲気下(窒素)、一定のヘンキー歪み速度で行われ、その間、(SER装置に取り付けた熱電対で測定及び制御される)等温条件で、トルクが時間の関数として記録される。
延伸の後、装置を開き、(ドラム上に巻きつけられた)延伸膜を検査する。均一な延伸が要求される。サンプルの延伸が均一か否かは、ドラム上の延伸膜の形状から目視にて判断することができる。テープは、両ドラム上に対称的に巻きつけられなければならないが、試験片の上半部と下半部においても対称でなければならない。
対称的な延伸が確認されたならば、以下に概説するように、記録されたトルクから瞬間的伸張粘度が算出される。
2.評価
溶融物の歪み硬化挙動を決定するために、用いられた異なる歪み速度dε/dtのそれぞれについて、得られた引っ張り応力成長関数(ηE+)(dε/dt、t)を総ヘンキー歪みεに対してプロットする。図1を見よ。
2.評価
溶融物の歪み硬化挙動を決定するために、用いられた異なる歪み速度dε/dtのそれぞれについて、得られた引っ張り応力成長関数(ηE+)(dε/dt、t)を総ヘンキー歪みεに対してプロットする。図1を見よ。
1.0と3.0の間のヘンキー歪みの範囲において、引っ張り応力成長関数(ηE+)は、関数
によく適合する。ここで、c1及びc2は近似変数である。このように導き出されたc2は、溶融物の歪み硬化挙動の尺度であり、歪み硬化度SHIと呼ばれる。
によく適合する。ここで、c1及びc2は近似変数である。このように導き出されたc2は、溶融物の歪み硬化挙動の尺度であり、歪み硬化度SHIと呼ばれる。
ポリマーの構造により、SHIは
−歪み速度と独立であり得(直鎖物質、Y−あるいはH−構造)
−歪み速度とともに増大し得る(短鎖−、ハイパーブランチ−又は多分岐構造)
図2に上記の事項を示す。
−歪み速度と独立であり得(直鎖物質、Y−あるいはH−構造)
−歪み速度とともに増大し得る(短鎖−、ハイパーブランチ−又は多分岐構造)
図2に上記の事項を示す。
ポリエチレンについては、直鎖(HDPE),短鎖分岐(LLDRE)及びハイパーブランチ構造(LDPE)がよく知られており、そのため、延伸粘度の結果に基づく構造分析を説明するのに用いられる。これらのポリエチレンは、歪み速度の関数としての歪み硬化挙動の変化に関し、Y及びH構造のポリプロピレンと比較される。図2及び表1を見よ。
異なる歪み速度及び多分岐指数(MBI)におけるSHIの測定について説明するために、既知の鎖構造を持つ4つのポリマーについて、上記の分析手順にて試験を行った。
第一のポリマーは、EP879830に従って製造されたH及びY形状ポリプロピレンホモポリマー(「A」)である。MFR230/2.16は2.0g/10分、引張抵抗度は1950MPa、多分岐指数g’は0.7である。
第二のポリマーは、技術的に既知である高圧工程で製造された、市販のハイパーブランチLDPE、Borealis(「B」)である。MFR190/2.16は4.5、密度は923kg/m3である。
第三のポリマーは、技術的に既知である低圧工程で製造された、短鎖分岐LLDPE、Borealis(「C」)である。MFR190/2.16は1.2、密度は919kg/m3である。
第四のポリマーは、技術的に既知である低圧工程で製造された、直鎖HDPE、Borealis(「D」)である。MFR190/2.16は4.0、密度は954kg/m3である。
既知の鎖構造を持つ4つの物質について、温度180℃、歪み速度0.10、0.30、1.0、3.0及び10秒−1における瞬間的伸張粘度を測定することにより試験を行った。得られたデータ(瞬間的伸張粘度対ヘンキー歪み)は、それぞれの歪み速度において、関数ηE+=c1 *εc2に適合する。パラメーターc1及びc2は、瞬間的伸張粘度の対数をヘンキー歪みの対数にプロットし、最小二乗法を適用して、このデータの一次関数近似を行うことにより得られる。パラメーターc1は、lg(ε)に対するデータlg(ηE+)の一次関数近似の切片から、c1=10interceptより算出される。c2は、特定の歪み速度における歪み硬化度(SHI)である。
この手順は5つのすべての歪み速度について行われ、従って、SHI@0.1秒−1、SHI@0.3秒−1、SHI@1.0秒−1、SHI@3.0秒−1、SHI@10.0秒−1が決定される。図1を見よ。
SHI@1秒−1の値から測定された歪み硬化挙動より、2つの群のポリマーを既に明確に区別することができる:直鎖と短鎖分岐は、0.30より実質的に小さなSHI@1秒−1を持つ。対照的に、ハイパーブランチ物質及びY及びH分岐は、0.30より実質的に大きなSHI@1秒−1を持つ。
0.10、0.30、1.0、3.0及び10秒−1の5つの歪み速度
における歪み硬化度の比較において、
の対数
の関数としてのSHIの傾きは、多分岐の特徴的な尺度である。従って、多分岐指数(MBI)は、
に対するSHIの一次関数近似曲線の傾きから算出される:
パラメーターc3及びMBIは、SHIをヘンキー歪み速度の対数
に対してプロットし、最小二乗法を適用して、このデータの一次関数近似を行うことにより得られる。図2と比較せよ。
多分岐指数(MBI)はY又はH分岐ポリマーとハイパーブランチポリマーの区別を可能にする。すなわち、Y又はH分岐ポリマーは、0.05より小さなMBIを示し、ハイパーブランチポリマーは0.15より大きなMBIを示す。さらに、0.10より大きなMBIを持つ短鎖分岐ポリマーと0.10より小さなMBIを持つ直鎖物質との区別も可能にする。
異なるポリプロピレンを比較した場合、同様の結果が得られる。すなわち、むしろ高度に分岐した構造を持つポリプロピレンは、その直鎖及び短鎖の対応物に比べ、より高いSHIとMBI値をそれぞれ持つ。直鎖低密度ポリエチレンと同様に、新しく開発されたポリプロピレンは、ある程度の短鎖分岐を持つ。しかしながら、本発明のポリプロピレンは、既知の直鎖低密度ポリエチレンと、SHI及びMBI値において、明確に区別される。この理論に縛られることなく、異なるSHIとMBI値は、異なる分岐構造の結果であると信じられている。この理由から、新規に見出された本発明の分岐ポリプロピレンは短鎖分岐とされる。
歪み硬化度及び多分岐指数の両方を組み合わせて、鎖構造は、表3に示すように評価される。
C.元素分析
以下に記載する元素分析は、主として触媒に由来する残留元素、特にポリマー中の残留Al、B、及びSiの量を測定するのに有用である。上記残留Al、B、及びSiはいかなる形態、例えば元素あるいはイオン形態で存在し得、以下に記載するICP法を用いてポリプロピレンから回収し及び検出することができる。この方法は、ポリマー中のTi含量を測定するために用いることもできる。同様の結果を与える既知の他の方法も使用できるものと理解されたい。
ICPスペクトロメトリー(誘導結合プラズマ発光)
ICP装置:Al、B、及びSi含量を測定するための装置は、この装置用のソフトウェアを伴ったICP Optima 2000 DV,PSN620785(供給者、Perkin Elmer Instruments。ベルギー)である。
C.元素分析
以下に記載する元素分析は、主として触媒に由来する残留元素、特にポリマー中の残留Al、B、及びSiの量を測定するのに有用である。上記残留Al、B、及びSiはいかなる形態、例えば元素あるいはイオン形態で存在し得、以下に記載するICP法を用いてポリプロピレンから回収し及び検出することができる。この方法は、ポリマー中のTi含量を測定するために用いることもできる。同様の結果を与える既知の他の方法も使用できるものと理解されたい。
ICPスペクトロメトリー(誘導結合プラズマ発光)
ICP装置:Al、B、及びSi含量を測定するための装置は、この装置用のソフトウェアを伴ったICP Optima 2000 DV,PSN620785(供給者、Perkin Elmer Instruments。ベルギー)である。
検出限界は0.10ppm(Al),0.10ppm(B),0.10ppm(Si)である。
まず、既知の方法によりポリマーサンプルを灰化し、適宜な酸性溶媒に溶解する。検量線のための標準液の希釈は、サンプルに用いたのと同じ溶媒で行う。濃度は、サンプルの濃度が標準検量線の範囲内に収まるように選択する。
ppm:は質量によるparts per millionを意味する。
ppm:は質量によるparts per millionを意味する。
灰分含量:灰分含量は、ISO3451−1(1997)標準にしたがって測定する。
算出された灰分、Al、B、及びSi含量:
灰分及び上記した元素、Al及び/又はB及び/又はSiは、実施例に例示した触媒の重合活性に基づいて、ポリプロピレンから算出することも可能である。これらの値は、触媒に由来する上記残留物の存在の上限値を与える。
算出された灰分、Al、B、及びSi含量:
灰分及び上記した元素、Al及び/又はB及び/又はSiは、実施例に例示した触媒の重合活性に基づいて、ポリプロピレンから算出することも可能である。これらの値は、触媒に由来する上記残留物の存在の上限値を与える。
従って、触媒残留物の見積もりは、触媒組成及び重合生産性に基づく。ポリマー中の触媒残留物は、以下のように見積もられる:
総触媒残留物[ppm]=1/生産性[kgpp/gcatalyst]×100
Al残留物[ppm]=WAl,catalyst[%]×総触媒残留物[ppm]/100
Zr残留物[ppm]=WZr,catalyst[%]×総触媒残留物[ppm]/100
(同様の計算が残留B、Cl及びSiにも適用される。)
残留塩素含量:残留Clは、蛍光X線(XRF)スペクトロメトリーを用いて、既知の方法で、サンプルから測定される。装置はX ray fluorescention Philips PW2400, PSN 620487(供給者:Philips,ベルギー)ソフトウェア X47であった。Clの検出限界は1ppmである。
D.さらなる測定方法
粒度分布:粒度分布はCoulter Counter LS200により、n−ヘプタンを溶媒として、室温にて測定した。
NMR
NMR−スペクトロスコピーの測定
ポリプロピレンの13C−NMRスペクトルは、1,2,4−トリクロロベンゼン/ベンゼン−d6(90/10 w/w)中に溶解したサンプルから、130℃でBruker 400MHz分光計に記録された。ペンタッド分析については、帰属は文献に記載された方法により行った(T.Hayashi,Y.Inoue,R.Chuejoe,及びT.Asakura,Polymer 29 138−43(1988)及びChujo Rら、Polymer 35 339(1994))。
総触媒残留物[ppm]=1/生産性[kgpp/gcatalyst]×100
Al残留物[ppm]=WAl,catalyst[%]×総触媒残留物[ppm]/100
Zr残留物[ppm]=WZr,catalyst[%]×総触媒残留物[ppm]/100
(同様の計算が残留B、Cl及びSiにも適用される。)
残留塩素含量:残留Clは、蛍光X線(XRF)スペクトロメトリーを用いて、既知の方法で、サンプルから測定される。装置はX ray fluorescention Philips PW2400, PSN 620487(供給者:Philips,ベルギー)ソフトウェア X47であった。Clの検出限界は1ppmである。
D.さらなる測定方法
粒度分布:粒度分布はCoulter Counter LS200により、n−ヘプタンを溶媒として、室温にて測定した。
NMR
NMR−スペクトロスコピーの測定
ポリプロピレンの13C−NMRスペクトルは、1,2,4−トリクロロベンゼン/ベンゼン−d6(90/10 w/w)中に溶解したサンプルから、130℃でBruker 400MHz分光計に記録された。ペンタッド分析については、帰属は文献に記載された方法により行った(T.Hayashi,Y.Inoue,R.Chuejoe,及びT.Asakura,Polymer 29 138−43(1988)及びChujo Rら、Polymer 35 339(1994))。
NMR測定は技術的によく知られた方法で、mmmmペンタッド密度を測定するために用いられた。
数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(NWD)は、オンライン粘度計を装備したWaters Alliance GPCV2000装置を用いてサイズ排除クロマトグラフィーによって測定される。オーヴン温度は140℃である。トリクロロベンゼンを溶媒として用いた(ISO 16014)。
キシレン可溶部(XS、重量%):既知の方法による分析:2.0gのポリマーを135℃、攪拌下で250mlのp−キシレンに溶解した。30±2分後、溶液を周囲温度で15分間冷却し、次に25±0.5℃で30分間静置した。溶液をろ過し、窒素流で蒸発させ、そして一定の重量に達するまで真空下、90℃で残渣を乾燥した。
XS%=(100×m1×v0)/(m0×v1)
上記式中、
m0=初期ポリマー量(g)
m1=残渣重量(g)
v0=初期体積(ml)
V1=分析されたサンプルの体積(ml)
溶融温度Tm、結晶化温度Tc及び結晶化度:Mettler TA820示差走査熱量計(DSC)で、5−10mgのサンプルについて測定した。結晶化及び溶融曲線は10℃/分での冷却及び30℃と225℃の間の加熱走査の間に得られた。溶融及び結晶化温度は吸熱と発熱のピークとみなされた。
XS%=(100×m1×v0)/(m0×v1)
上記式中、
m0=初期ポリマー量(g)
m1=残渣重量(g)
v0=初期体積(ml)
V1=分析されたサンプルの体積(ml)
溶融温度Tm、結晶化温度Tc及び結晶化度:Mettler TA820示差走査熱量計(DSC)で、5−10mgのサンプルについて測定した。結晶化及び溶融曲線は10℃/分での冷却及び30℃と225℃の間の加熱走査の間に得られた。溶融及び結晶化温度は吸熱と発熱のピークとみなされた。
また、溶融―及び結晶化エンタルピー(Hm及びHc)は、ISO11357−3に従うDSC法にて測定された。
MFR2:ISO1133(230℃、2.16kg負荷)に従って測定された。
コモノマー含量は、フーリエ変換赤外分光法(FTIR)により測定され、13C−NMRにて補正された。ポリプロピレン中のエチレン含量の測定においては、ホットプレスにてサンプルの薄膜(厚さ約250mm)を製造した。−CH2−吸収ピーク(800−650cm−1)の面積は、Perkin Elmer FTIR1600 分光計で測定した。この方法は、13C−NMRにて測定されたエチレン含量データにより補正された。
膜の剛性TD(横方向)、膜の剛性(機械方向)、破断伸びTD及び破断伸びMD:これらはISO527−3(クロスヘッドスピード:1mm/分)に従って測定される。
くもりと透明度:はASTM D1003−92により測定される。
極限粘度:はDIN ISO 1628/1、1999年10月(デカリン中135℃において)に従って測定される。
多孔度:はDIN 66135に従って測定される。
表面積:はISO 9277に従って測定される。
段階的等温偏析法(SIST):SIST分析のための等温結晶化は、Mettler TA820 DSC内にて、200℃と105℃の間の温度下降で、3±0.5mgのサンプルについて行われた。
(i)サンプルは225℃で5分間溶融された。
(ii)次に80℃/分で145℃に冷却され、
(iii)145℃で2時間保持し、
(iv)そして80℃/分で135℃に冷却され、
(v)135℃で2時間保持し、
(vi)そして80℃/分で125℃に冷却され、
(vii)125℃で2時間保持し、
(viii)そして80℃/分で115℃に冷却され、
(ix)115℃で2時間保持し、
(x)そして80℃/分で105℃に冷却され、
(xi)105℃で2時間保持した。
(i)サンプルは225℃で5分間溶融された。
(ii)次に80℃/分で145℃に冷却され、
(iii)145℃で2時間保持し、
(iv)そして80℃/分で135℃に冷却され、
(v)135℃で2時間保持し、
(vi)そして80℃/分で125℃に冷却され、
(vii)125℃で2時間保持し、
(viii)そして80℃/分で115℃に冷却され、
(ix)115℃で2時間保持し、
(x)そして80℃/分で105℃に冷却され、
(xi)105℃で2時間保持した。
最後の工程の後、サンプルは周囲温度まで冷却され、冷却されたサンプルを10℃/分の加熱速度で200℃まで加熱することにより、溶融曲線を得た。すべての測定は窒素雰囲気で行われた。溶融エンタルピーは温度の関数として記録され、表8及び図5中の実施例E1に対して示された温度間隔内で溶融する画分の溶融エンタルピーの測定を通じて評価される。
このように結晶化された物質の溶融曲線は、Thomson−Gibbs式(Eq1.)によるラメラ厚み分布の算出に用いることができる。
上記式中、T0=457K,ΔH0=184×106J/m3、σ=0,049.6J/m2であり、Lはラメラの厚みである。
電気的耐圧性(EB63%)
IEC60243−part1(1988)に従う。
IEC60243−part1(1988)に従う。
上記方法は、圧縮成型された小板について、絶縁物質の電気的耐圧性を測定する方法を記載する。
定義:
定義:
破損を生じさせる試験サンプル内の電場の強さ。均一な小板及び膜においては、小板/膜の厚み(d)で割った電気的耐圧性に相当する。単位:kV/mm
電気的耐圧性は、IEC60243−1(4.1.2)に記載されているように、電極として金属棒を用いて、高圧キャビネット内において50Hzで測定される。膜/小板にかけられる電圧は、破損が起こるまで、2kV/秒で上げられる。
3.実施例
実施例1(E1)
触媒の調製
触媒はWO 03/051934の実施例5に記載されているように製造された。Al及びZrの割合は上記実施例と同じにした(Al/Zr=250)。
触媒の性質:
Al及びZr含量は、上記の方法により分析し、Al36.27重量%、Zr0.42重量%だった。平均粒子径(コールター・カウンターにて分析)は20μmであり、粒子サイズの分布は図3に示す。
重合
プロピレンの重合には5lステンレス鋼のリアクターを用いた。1100gの液体プロピレン(Borealis 重合グレード)をリアクターに供給した。0.2mlのトリエチルアルミニウム(100%、Cromptonより購入)をスカベンジャーとして、15mmolの水素(等級6。0、Ågaより供給)を連鎖移動剤として供給した。リアクター温度は30℃に設定した。触媒29.1mgを窒素過圧で、リアクターにフラッシング供給した。リアクターを約14分の間に70℃に加熱した。重合を70℃で50分間継続してから、プロピレンをフラッシング除去し、5mmolの水素を供給した後、リアクターの圧力を(気体)プロピレンの供給により20barに上昇させた。重合を気相で144分間継続した後、リアクターをフラッシングし、ポリマーを乾燥して計量した。
電気的耐圧性は、IEC60243−1(4.1.2)に記載されているように、電極として金属棒を用いて、高圧キャビネット内において50Hzで測定される。膜/小板にかけられる電圧は、破損が起こるまで、2kV/秒で上げられる。
3.実施例
実施例1(E1)
触媒の調製
触媒はWO 03/051934の実施例5に記載されているように製造された。Al及びZrの割合は上記実施例と同じにした(Al/Zr=250)。
触媒の性質:
Al及びZr含量は、上記の方法により分析し、Al36.27重量%、Zr0.42重量%だった。平均粒子径(コールター・カウンターにて分析)は20μmであり、粒子サイズの分布は図3に示す。
重合
プロピレンの重合には5lステンレス鋼のリアクターを用いた。1100gの液体プロピレン(Borealis 重合グレード)をリアクターに供給した。0.2mlのトリエチルアルミニウム(100%、Cromptonより購入)をスカベンジャーとして、15mmolの水素(等級6。0、Ågaより供給)を連鎖移動剤として供給した。リアクター温度は30℃に設定した。触媒29.1mgを窒素過圧で、リアクターにフラッシング供給した。リアクターを約14分の間に70℃に加熱した。重合を70℃で50分間継続してから、プロピレンをフラッシング除去し、5mmolの水素を供給した後、リアクターの圧力を(気体)プロピレンの供給により20barに上昇させた。重合を気相で144分間継続した後、リアクターをフラッシングし、ポリマーを乾燥して計量した。
ポリマーの収量は901gであり、これは31kgpp/gcatalystと同等である。市販の安定剤Irganox B215(FF)(Ciba)1000ppmを粉末に添加した。粉末を溶融し、Prism TSE16実験用混練機を用いて、250rpm、220−230℃の温度で混練した。
実施例2(E2)
I1で用いた触媒を用いた。
実施例2(E2)
I1で用いた触媒を用いた。
プロピレンの重合には5lステンレス鋼のリアクターを用いた。1100gの液体プロピレン(Borealis 重合グレード)をリアクターに供給した。0.5mlのトリエチルアルミニウム(100%、Cromptonより購入)をスカベンジャーとして、50mmolの水素(等級6.0、Ågaより供給)を連鎖移動剤として供給した。リアクター温度は30℃に設定した。触媒19.9mgを窒素過圧で、リアクターにフラッシング供給した。リアクターを約14分の間に70℃に加熱した。重合を70℃で40分間継続してから、プロピレンをフラッシング除去し、リアクターの圧力を(気体)プロピレンの供給により20barに上昇させた。重合を気相で273分間継続した後、リアクターをフラッシングし、ポリマーを乾燥して計量した。
ポリマーの収量は871gであり、これは44kgpp/gcatalystと同等である。市販の安定剤Irganox B215(FF)(Ciba)1000ppmを粉末に添加した。粉末を溶融し、Prism TSE16実験用混練機を用いて、250rpm、220−230℃の温度で混練した。
比較例1(CE1)
Borealisの市販のポリプロピレンホモポリマーを用いた。
比較例2(CE2)
Borealisの市販のポリプロピレンホモポリマーを用いた。
比較例1(CE1)
Borealisの市販のポリプロピレンホモポリマーを用いた。
比較例2(CE2)
Borealisの市販のポリプロピレンホモポリマーを用いた。
表4、5及び6にサンプルCE1、CE2、E1及びE2の特性をまとめて示す。
二軸配向膜は以下のように製造した:
二軸延伸装置Bruckner Karo IV内に膜サンプルをクランプで把持し、一定の延伸速度で縦、横両方向に延伸する。縦方向における延伸の間に、サンプルの長さは増大し、縦方向における延伸率は、サンプルの元の長さに対する現在の長さの比から算出される。次に、サンプルは横方向に延伸され、サンプルの幅が増大する。延伸率は、サンプルの元の幅に対する現在の幅の比から算出される。
表8において、サンプルE1の結晶化挙動を、段階的等温偏析法(SIST)にて測定した。
Claims (34)
- ポリプロピレンを含有するキャパシタ膜であって、上記膜及び/又は上記ポリプロピレンが
a)少なくとも0.5重量%のキシレン可溶部(XS)を有し、
b)段階的等温偏析法(SIST)で測定される、200℃から105℃の温度範囲で結晶化する結晶画分を含み、上記結晶画分は、10℃/分の溶融速度での後の溶融の際に、140℃又はそれ未満の温度で溶融する部分を含み、上記部分が上記結晶画分の少なくとも10重量%を占めることを特徴とするキャパシタ膜。 - ポリプロピレンを含有するキャパシタ膜であって、上記膜及び/又は上記ポリプロピレンが
a)少なくとも0.5重量%のキシレン可溶部(XS)を有し、
b)段階的等温偏析法(SIST)で測定される、200℃から105℃の温度範囲で結晶化する結晶画分を含み、上記結晶画分は、10℃/分の溶融速度での後の溶融の際に、T=Tm−3℃(上記式中、Tmは溶融温度である。)又はそれ未満の温度で溶融する部分を含み、上記部分が上記結晶画分の少なくとも45重量%を占めることを特徴とするキャパシタ膜。 - ポリプロピレンを含有するキャパシタ膜であって、上記膜及び/又は上記ポリプロピレンが
a)少なくとも0.5重量%のキシレン可溶部(XS)を有し、
b)温度180℃、変形速度dε/dt 1.00秒−1で測定した歪み硬化度(SHI@1秒−1)が少なくとも0.15であることを特徴とするキャパシタ膜、
ここで、歪み硬化度(SHI)は、1と3の間のヘンキー歪みの範囲における、ヘンキー歪みの底を10とする対数(lg(ε))の関数としての、引っ張り応力成長関数の底を10とする対数(lg(ηE+))の傾きと定義される。 - 前記膜及び/又は前記ポリプロピレンが、温度180℃、変形速度dε/dt 1.00秒−1で測定した、少なくとも0.15の歪み硬化度(SHI@1秒−1)を有する請求項1又は2に記載のキャパシタ膜、
ここで、歪み硬化度(SHI)は、1と3の間のヘンキー歪みの範囲における、ヘンキー歪みの底を10とする対数(lg(ε))の関数としての、引っ張り応力成長関数の底を10とする対数(lg(ηE+))の傾きと定義される。 - 前記膜及び/又は前記ポリプロピレンが、段階的等温偏析法(SIST)で測定される、200℃から105℃の温度範囲で結晶化する結晶画分を含み、上記結晶画分は、10℃/分の溶融速度での後の溶融の際に、140℃又はそれ未満の温度で溶融する部分を含み、上記部分が上記結晶画分の少なくとも20重量%を占める請求項3に記載のキャパシタ膜。
- 前記膜及び/又は前記ポリプロピレンが、段階的等温偏析法(SIST)で測定される、200℃から105℃の温度範囲で結晶化する結晶画分を含み、上記結晶画分は、10℃/分の溶融速度での後の溶融の際に、T=Tm−3℃(上記式中、Tmは溶融温度である。)又はそれ未満の温度で溶融する部分を含み、上記部分が上記結晶画分の少なくとも50重量%を占める請求項3に記載のキャパシタ膜。
- 前記膜及び/又は前記ポリプロピレンが、0.5から1.5重量%の範囲のキシレン可溶部を有する請求項1〜6のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- 前記膜及び/又は前記ポリプロピレンが、少なくとも90重量%の上記結晶画分を含有する請求項1、2、4〜7のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- 前記膜が二軸配向膜である請求項1〜8のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- 機械及び横方向において、少なくとも延伸倍率3.5まで破断することなく延伸が可能な請求項1〜9のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- 機械及び横方向において、少なくとも3.5の延伸倍率を有する請求項1〜10のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- 1mm/分のクロスヘッドスピードでISO 527−3に従って測定された、前記膜及び/又は前記ポリプロピレンの引張抵抗度が、機械方向における4の延伸倍率及び横方向における4の延伸倍率にて、少なくとも1800MPaである請求項1〜11のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- 延伸温度152℃又はそれ未満、機械方向及び横方向における4.0の延伸倍率にて、機械方向及び横方向において少なくとも2.5MPaの延伸応力を有する請求項1〜12のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- 前記膜及び/又は前記ポリプロピレンが0.15から0.30の範囲の歪み硬化度(SHI@1秒−1)を有する請求項3〜13のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- 前記膜及び/又は前記ポリプロピレンが少なくとも148℃の融点Tmを有する請求項1〜14のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- 前記膜及び/又は前記ポリプロピレンが少なくとも0.15の多分岐指数(MBI)を有する請求項1〜15のいずれかに記載のキャパシタ膜、
ここで多分岐指数(MBI)は、ヘンキー歪み速度の底を10とする対数(lg(dε/dt))の関数としての歪み硬化度(SHI)の傾きと定義され、
a)dε/dtは変形速度であり、
b)εはヘンキー歪みであり、
c)歪み硬化度(SHI)は温度180℃にて測定され、1と3の間のヘンキー歪みの範囲における、ヘンキー歪みの底を10とする対数(lg(ε))の関数としての、引っ張り応力成長関数の底を10とする対数(lg(ηE+))の傾きと定義される。 - 前記膜及び/又は前記ポリプロピレンの分岐指数g’が1.00未満である請求項1〜16のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- 前記ポリプロピレンが多相である請求項1〜17のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- ポリプロピレンが単相である請求項1〜17のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- ISO 16014に従って測定した前記ポリプロピレンの分子量分布(MWD)が8.00を超えない請求項1〜19のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- ISO 1133に従って測定された、前記ポリプロピレンのメルトフローレイトMFR2が、10g/10分以下である請求項1〜20のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- NMR−スペクトロスコピーにより測定した、前記ポリプロピレンのmmmmペンタッド密度が94%を超える請求項1〜21のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- 前記ポリプロピレンがプロピレンホモポリマーである請求項1〜22のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- 前記ポリプロピレンがメタロセン錯体を含む触媒系の存在下で製造され、上記触媒系がDIN 66135に従って測定された1.40ml/g未満の多孔度を有する請求項1〜23のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- 前記ポリプロピレンが対称メタロセン錯体の存在下で製造された請求項1〜24のいずれかに記載のキャパシタ膜。
- 請求項1〜25のいずれかに記載のキャパシタ膜のコンデンサにおける使用。
- 請求項1〜25のいずれかに記載のキャパシタ膜を含む少なくとも1つの層を有するコンデンサ。
- 請求項1〜9、12、14〜25のいずれかに記載のポリプロピレンを膜、好ましくは流延膜に成形する、請求項1〜25のいずれかに記載のキャパシタ膜の製造方法。
- 膜、好ましくは流延膜が二軸配向である請求項28に記載の方法。
- 対称性触媒を含有する触媒系であって、DIN 66135に従って測定された多孔度が1.40ml/g未満である、低多孔度の触媒系を使用してポリプロピレンを製造する請求項28又は29に記載の方法。
- 前記触媒系が非シリカ担持系である請求項30に記載の方法。
- 前記触媒系が、DIN 66135の検出限界未満の多孔度を有する請求項30又は31に記載の方法。
- 前記触媒系が、ISO 9277により測定された25m2/g未満の表面積を有する請求項30〜32のいずれかに記載の方法。
- 対称性触媒が次式(I):
(Cp)2R1MX2 (I)
の遷移金属化合物である請求項30〜33のいずれかに記載の方法:
上記式中、MはZr,Hf又はTi、より好ましくはZrであり、
Xは独立に、σ−リガンド等の1価のアニオンリガンドであり、
Rは二つのCpリガンドをつなぐ架橋基であり、
Cpは非置換シクロペンタディエニル、非置換インデニル、非置換テトラヒドロインデニル、非置換フルオレニル、置換シクロペンタディエニル、置換インデニル、置換テトラヒドロインデニル及び置換フルオレニルからなる群から選択される有機リガンドであり、
ただし両方のCpリガンドとも上記に述べられた群より選択され、両方のCpリガンドは化学的に同等、すなわち同一である。
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