(57)【要約】【課題】コンデンサー用フィルムとして絶縁破壊強度に優れたポリプロピレン延伸フィルムを提供する。【解決手段】灰分含量が３０ｐｐｍ以下、塩素含量が３ｐｐｍ以下であり、メルトフローレート（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、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％以上であるポリプロピレン系樹脂（Ａ）１００重量部に対して、フッ素系樹脂（Ｂ）０．１〜１０重量部を添加したポリプロピレン系樹脂組成物。および該ポリプロピレン系樹脂組成物を、少なくとも１方向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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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（Ａ）に、フッ素系樹脂（Ｂ）を添加したポリプロピレン系樹脂組成物。
【請求項２】
前記ポリプロピレン系樹脂（Ａ）１００重量部に対して、前記フッ素系樹脂（Ｂ）が０．１〜１０重量部添加された請求項１に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
【請求項３】
前記ポリプロピレン系樹脂（Ａ）のメルトフローレート（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、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％以上である請求項１または２に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
【請求項４】
前記フッ素系樹脂（Ｂ）が、フッ化ビニリデン樹脂、塩化３フッ化エチレン樹脂、４フッ化エチレン樹脂、６フッ化プロピレン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種類を含んでいることを特徴とする請求項１または２に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物を、少なくとも一方向に延伸してなるポリプロピレン延伸フィルム。
【請求項６】
コンデンサー用途向けである、請求項５に記載のポリプロピレン延伸フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフッ素系樹脂が添加されたポリプロピレン系樹脂組成物、および該ポリプロピレン系樹脂組成物を延伸してなる、絶縁破壊強度に優れたポリプロピレン延伸フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】特開昭５６−１３１９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。絶縁破壊は主に電流を運ぶ荷電粒子が、印加によりエネルギーを受けてポリプロピレン分子（原子）と衝突し、原子結合を破壊することによって起こる。原子結合が破壊されるにはある程度の電子密度が必要であるが、荷電粒子が原子と衝突することによって、原子から価電子が飛び出すこと（衝突電離）を繰り返すことにより、電子密度が高まっていく。そのためこれまでは、荷電粒子の発生源となりうる他樹脂を添加するようなことはほとんどなく、触媒残渣を可能な限り減らしたり、結合部分の破壊が起こり難いよう立体規則性を上げて結晶部を増やす等の検討が行われてきた。しかし触媒残渣の低減では、現状すでに３０ｐｐｍ以下とかなり低減されており、これ以上の低減は難しい状況にある。また立体規則性も高過ぎると延伸性が悪くなり、結果的に延伸フィルムの絶縁破壊電圧が低下するという問題があった。今回フッ素系樹脂をポリプロピレに少量添加することにより、ポリプロピレンの絶縁破壊強度が向上することを見出した。本発明の目的は、ポリプロピレンにフッ素系樹脂を添加することにより、絶縁破壊電圧の高いコンデンサー用ポリプロピレン延伸フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（１）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（Ａ）に、フッ素系樹脂（Ｂ）を添加したポリプロピレン系樹脂組成物。
（２）前記ポリプロピレン系樹脂（Ａ）１００重量部に対して、前記フッ素系樹脂（Ｂ）が０．１〜１０重量部添加された請求項１に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
（３）前記ポリプロピレン系樹脂（Ａ）のメルトフローレート（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、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％以上である（１）または（２）に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
（４）前記フッ素系樹脂（Ｂ）が、フッ化ビニリデン樹脂、塩化３フッ化エチレン樹脂、４フッ化エチレン樹脂、６フッ化プロピレン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種類を含んでいることを特徴とする（１）または（２）に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
（５）（１）〜（４）のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物を、少なくとも一方向に延伸してなるポリプロピレン延伸フィルム。
（６）コンデンサー用途向けである、（５）に記載のポリプロピレン延伸フィルム。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のフッ素系樹脂を添加したポリプロピレン系樹脂組成物を延伸してなるポリプロピレン延伸フィルムを、コンデンサー絶縁フィルムとして使用した場合、優れた絶縁破壊強度が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂（Ａ）のメルトフローレート（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８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。
また、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）の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。またポリプロピレン樹脂（Ａ）の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を超えたりすると、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。
【０００７】
ポリプロピレン系樹脂（Ａ）は、プロピレン単独重合体、またはプロピレン−エチレン共重合体であり、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）に含まれるトータルエチレン量は２ｗｔ％以下であり、また、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）のアイソタクチックインデックス（ＩＩ）は９０％以上である。トータルエチレン量が２ｗｔ％より多くなったり、ＩＩが９０％より低下したりすると、結晶性の低下により絶縁破壊強度が低下する恐れがある。
【０００８】
本発明で用いられるフッ素系樹脂（Ｂ）の添加量は、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）１００重量部に対して、０．１〜１０重量部であり、好ましくは０．２〜１０重量部、さらに好ましくは１〜１０重量部である。フッ素系樹脂（Ｂ）としては、一般的にフッ素原子含有モノマーを重合してなる樹脂であれば何でもよいが、フッ化ビニリデン樹脂、塩化３フッ化エチレン樹脂、４フッ化エチレン樹脂、６フッ化プロピレン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種類を含んでいることが好ましい。
さらに、本発明におけるポリプロピレン系樹脂組成物には必要に応じて、酸化防止剤や塩酸吸収剤などの安定剤を本発明の効果を損なわない範囲内で添加してもよい。
【０００９】
本発明のポリプロピレン系樹脂（Ａ）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。
【００１０】
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。
【００１１】
本発明で用いられ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。
【００１２】
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、特に好ましいポリプロピレン系樹脂（Ａ）を得ることが出来る。
【００１３】
前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。
【００１４】
本発明で用いるポリプロピレン系樹脂組成物を製造するには、原料ポリプロピレン系樹脂、フッ素系樹脂および必要に応じて他の添加剤とを、リボンブレンダー、タンブラーブレンダー、ヘンシェルブレンダー等で混合する。
混合された原料ポリプロピレン系樹脂、フッ素系樹脂および必要に応じて添加されるその他の添加材料は次いで溶融混練することにより、ポリプロピレン系樹脂組成物を得ることが出来る。溶融混練の装置としては、コニーダー、バンバリーミキサー、ブラベンダー、単軸押出機、２軸押出機などの混練機、２軸表面更新機、２軸多円板装置などの横型かく攪拌機またはダブルヘリカルリボン攪拌機などの縦型攪拌機などを採用することが出来る。
溶融混練時の加熱温度が１７０〜２７０℃、好ましくは１８０〜２４０℃である。この温度範囲で溶融混練すると、原料ポリプロピレン系樹脂が充分に溶融し、フッ素系樹脂との混ざりも良くなり、更に得られるポリプロピレン系樹脂組成物の性状を変化させることがないため好ましい。また溶融混練の時間は、一般に１０秒間〜５分間、好ましくは３０秒〜６０秒間である。
【００１５】
本発明におけるポリプロピレン系樹脂組成物を少なくとも一方向に延伸してポリプロピレン延伸フィルムを製造する方法としては、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。
【００１６】
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５００μｍのシートを作成する。こうして得られたシートを１５４℃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。
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。コンデンサー用途向けに用いる場合には、ポリプロピレン延伸フィルムの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。
【００１７】
〔実施例〕
絶縁破壊電圧（Ｖ／μｍ）の測定は、２３℃または８０℃においてＪＩＳ−２３３０に準拠して行った。
【００１８】
灰分含量の定量方法としては、まず１００gの試料を磁製の坩堝に入れ、試料を燃焼させた後、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。
【００１９】
アイソタクチックインデックス（ＩＩ）の測定方法としては、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。
【００２０】
塩素含量の定量方法としては、試料をアルゴンガスと酸素ガスの混合気流中で燃焼した後、生成した塩素イオンをイオンクロマトグラフで定量するイオンクロマトグラフ法を使用した。
【実施例１】
【００２１】
ＭＦＲが３ｇ／１０分、ＩＩが９８％、灰分含量が１７ｐｐｍ、塩素含量が１ｐｐｍのプロピレン単独重合体であるポリプロピレン系樹脂Ａに、フッ素系樹脂（３Ｍ製  ダイナマー  ＦＸ−５９１１Ｘ；フッ化ビニリデン樹脂、４フッ化エチレン樹脂、および６フッ化プロピレン樹脂の混合物）が０．２ｐｈｒ添加されたポリプロピレン系樹脂組成物を、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）を用いて、１５４℃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２軸延伸フィルムを作成した。
【００２２】
上記の方法で得た２軸延伸フィルムの２３℃および８０℃での絶縁破壊電圧を測定した。結果を表１に示す。
【実施例２】
【００２３】
実施例１で使用したポリプロピレン系樹脂Ａに、フッ素系樹脂（３Ｍ製  ダイナマー  ＦＸ−５９１１Ｘ）が０．５ｐｈｒ添加されたポリプロピレン系樹脂組成物を、実施例１と同様の方法で厚さ１５μｍの２軸延伸フィルムを作成し、この２軸延伸フィルムの２３℃および８０℃での絶縁破壊電圧を測定した。結果を表１に示す。
【実施例３】
【００２４】
実施例１で使用したポリプロピレン系樹脂Ａに、フッ素系樹脂（３Ｍ製  ダイナマー  ＦＸ−５９１１Ｘ）が１．０ｐｈｒ添加されたポリプロピレン系樹脂組成物を、実施例１と同様の方法で厚さ１５μｍの２軸延伸フィルムを作成し、この２軸延伸フィルムの２３℃および８０℃での絶縁破壊電圧を測定した。結果を表１に示す。
【００２５】
〔比較例１〕
実施例１で使用したポリプロピレン系樹脂Ａに、フッ素系樹脂を添加せずに、実施例１と同様の方法で厚さ１５μｍの２軸延伸フィルムを作成し、この２軸延伸フィルムの２３℃および８０℃での絶縁破壊電圧を測定した。結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
フッ素系樹脂が添加されたポリプロピレン系樹脂組成物では、フッ素系樹脂無添加の場合に比べて、絶縁破壊強度の高いポリプロピレン延伸フィルムを得ることができた。またフッ素系樹脂添加量が多い程、絶縁破壊強度も上昇した。