MOHR, Thilo (Heidestrasse 25, Homburg, 66424, DE)
FIEBIG, Joachim (Oberschoefring 12, St. Marien, A-4502, AT)
JACOBS, Franck (Reibroekstraat 58, Evergem, B-9940, BE)
DANIELS, Yvo (Engstegenseweg 24, Zonhofen, B-3520, BE)
BOREALIS TECHNOLOGY OY (P.O. Box 330, Porvoo, FI-06101, FI)
BUSCH, Detlef (Erste Gartenreihe 16, Saarlouis, 66740, DE)
MOHR, Thilo (Heidestrasse 25, Homburg, 66424, DE)
FIEBIG, Joachim (Oberschoefring 12, St. Marien, A-4502, AT)
JACOBS, Franck (Reibroekstraat 58, Evergem, B-9940, BE)
DANIELS, Yvo (Engstegenseweg 24, Zonhofen, B-3520, BE)
| Ansprüche
[001] 1. Biaxial orientierte Elektroisolierfolie, die eine Mischung aus einem
Polypropylen Pl und einem davon verschiedenen Polypropylen P2 enthält, wobei das Polypropylen Pl ein lineares Polypropylen ist und ein Mw/Mn >5 und eine Mesopentaden-Isotaxie von mindestens 95% aufweist und das Polypropylen
P2 eine Langkettenverzweigung aufweist. [002] 2. Elektroisolierfolie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichDnet, daß der
Verzweigungsindex g' des Polypropylen P2 im Bereich von 0,6 bis 0,9 liegt. [003] 3. Elektroisolierfolie gemäß Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennD zeichnet, daß die Folie 95 - 100 Gew.-% der Mischung enthält. [004] 4. Elektroisolierfolie gemäß einem der Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung >50 bis <100 Gew.-% Pl und 0 bis <50
Gew.-% P2 enthält. [005] 5. Elektroisolierfolie gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, die Mischung
70 bis 99 Gew.-% Pl und 1 bis 30 Gew.-% P2 enthält. [006] 6. Elektroisolierfolie gemäß einem der Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polypropylen Pl einen triadenbezogenen
Kettenisotaxieindex von >95 %, bevorzugt von >95 - 99,9 % aufweist. [007] 7. Elektroisolierfolie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Pl und P2 einen Aschegehalt von
<50 ppm und einen Chlorgehalt von maximal 10 ppm aufweist. . [008] 8. Elektroisolierfolie gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mischung aus Pl und P2 einen Aschegehalt von 10 bis 40 ppm und einen
Chlorgehalt von >0 bis 5 ppm aufweist. [009] 9. Elektroisolierfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Folie ein- oder beidseitig auf ihrer Oberfläche metallisiert ist. [010] 10. Elektroisolierfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dicke von höchstens 20 μm aufweist [011] 11. Verwendung der Elektroisolierfolie gemäß einem oder mehreren AnsprüDche
1 bis 10 als Dielektrikumsfolie in Kondensatoren. [012] 12. Kondensator enthaltend eine Elektroisolierfolie gemäß einem oder mehren der Ansprüche 1 bis 11. |
Beschreibung
[001] Biaxial orientierte Elektroisolierfolie
[002] Die Erfindung betrifft eine Polypropylenfolie mit verbesserten Eigenschaften für die Verwendung als Elektroisolierfolie in Kondensatoren.
[003] EP-A-O 776 926 beschreibt eine biaxial orientierte Folie für die
KondensatorDanwendung, welche bei 12O 0 C in Längs- und Qαerrichtung einen Gesamtschrumpf von 1-4% aufweist. Die Folie besteht aus einem hochisotaktischen Polypropylen und weist eine Isotaktizität von 98-99,5% und eine isotaktische Pentadfraktion von >99% auf.
[004] Bi WO 97/05634 wird ein Kondensator beschrieben, dessen Dielektrikum aus einer Polypropylenfolie mit einem Elastizitätsmodul größer 1500 MPa, einer Fließtempratur oberhalb 11O 0 C und einem Vicaterweichungspunkt größer 15O 0 C besteht. Die Folie weist unter anderem ein verbessertes Schrumpfverhalten in Längsrichtung zwischen 100 0 C und 15O 0 C auf. Das Schrumpfverhalten in (Verrichtung wird nicht beschrieben.
[005] EP 1 398 344 Al beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von biaxial orientierter Polypropylenfolie. Das Polypropylen besitzt eine spezielle Schmelzefestigkeit in Verbindung mit einem ausgewählten MFI. Es ist beschrieben, die Folien im Verpackungsbereich einzusetzen. Andere Anwendungen sind nicht erwähnt.
[006] Die JP 2006-63186 beschreibt Folien aus Polypropylenen mit einer engen Molekulargewichtsverteilung und hoher Isotaktizität . Nach dieser Lehre sind hochisotaktische Polyproplene mit einem Mw/Mn von <5 vorteilhaft bezüglich der Temperaturbestänidgkeit der daraus hergestellten Folie, aber die Verstreckbarkeit ist auf Grund der erhöhten Kristallinität schwierig. Zur Lösung diese Problems wird der hochisotaktische Polypropylen-Rohstoff mit einem HMS Polypropylen abgemischt. Die Vorteile des hochisotaktischen, eng verteilten Rohstoffs bleiben erhalten, die Verstreckbarkeit der Mischung ist wesentlich besser und die Folien haben eine bessere Dickengleichmäßigkeit. Des weiteren ist beschrieben, daß die Folien aus dieser Mischung eine verbesserte Durchbruchspannung haben.
[007] Die elektrische Durchbruchspannung ist ein wichtiges Qαalitätskriterium für die
Elektroisolationsfolie. Die Durchbruchspannung ist die maximale Spannung mit der der Kondensator belastet werden kann. Erreicht man die DurchbruchDspannung kommt es zu Durchschlägen durch die Folie, welche die Kapazität beeinträchtigen und bis zu einem Totalausfall des Kondensators führen können. Die maximale elektrische Durchbruchspannung bei einer gegebenen Temperatur ist sowohl von der Foliendicke,
als auch von der TemperaturDbeständigkeit der Elektroisolierfolie abhängig. Die erreichbare Durchbruchspannung sinkt mit steigender Temperatur. Daher sind Kondensatoren auf eine bestimmte maximale Gebrauchstemperatur ausgelegt, die nicht überschritten werden soll. Bei überschreitung der Gebrauchstemperatur kann es somit zu Ausfällen des Kondensators durch Durchschläge kommen. Diese Mängel können nach dem Stand der Technik nur durch eine erhöhte Foliendicke ausgeglichen werden, womit der Verkleinerung der Bauteile Grenzen gesetzt sind.
[008] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, eine biaxial orientierte Polypropylenfolie zur Verfügung zu stellen, welche zu verbesserten Gebrauchseigenschaften der daraus hergestellten Kondensatoren beiträgt. Insbesondere sind die Verbesserung (Erhöhung) der elektrischen DurchbruchD Spannung einhergehend mit einer besseren Temperaturbeständigkeit der Kondensatoren in der Fachwelt ein ständiges Bedürfnis.
[009] Zur Herstellung von Folienkondensatoren werden die Folien im allgemeinen zunächst metallisiert und anschließend gewickelt. Bereits die Metallisierung der Folie beinhaltet eine Temperaturbelastung, welcher die Folie standhalten muß, d.h. es darf bei der Metallisierung nicht zu Dimensionsänderungen der Folie durch Schrumpfungen kommen.
[010] Es wurde gefunden, daß insbesondere bei sogenannten LeistungsDkondensatoren für HochspannungsDanwendungen lokal im Inneren des Kondensators durch fließende Ströme oder EMadungsvorgängen zwischen Folienlagen extreme Temperaturen in lokalen Bereichen auftreten können, sogenannte Hot Spot-Temperaturen. Hierbei werden nach vorliegenden Untersuchungen stellenweisen Temperaturen von deutlich über 12O 0 C bis zu 140 0 C erreicht. Somit ist die Folie sowohl während der Verarbeitung zum metallisierten Wickel als auch während des Gebrauchs des Kondensators häufig erhöhten Temperaturen ausgesetzt.
[011] Diese vorstehend formulierte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine biaxial orientierte Elektroisolierfolie gelöst, die eine Mischung aus einem Polypropylen Pl und einem davon verschiedenen Polypropylen P2 enthält, wobei das Polypropylen Pl ein lineares Polypropylen ist und ein Mw/Mn >5 und eine Mesopentaden-Fraktion von mindestens 95% aufweist und das Polypropylen P2 eine Langkettenverzweigung aufweist.
[012] Die Folie enthält erfindungsgemäß eine Mischung aus mindestens zwei verschiedenen Polymeren Pl und P2 und gegebenenfalls übliche Additive in geringen Mengen, wie beispielsweise Stabilisatoren und Neutralisationsmittel. Die erste
Komponente Pl ist ein Polypropylen, welches auf Grund seiner besonderen Reinheit (niedriger Asche- und Chlorgehalt) zur Herstellung von Elektroisolierfolien geeignet ist. Dieses Polypropylen zeichnet sind durch eine breite Molekulargewichtsverteilung in Verbindung mit einer hohen Isotaktizität aus. Strukturell weist diese Material eine lineare Kettenstruktur auf, wie sie normalerweise bei Polypropylenen für Folien üblich ist. Die zweite Komponente ist ein Propylenpolymeres P2, welches von Pl strukturell verschieden ist und eine Langkettenverzweigung aufweist.
[013] Die Folie enthält im allgemeinen mindestens 95 - 100 Gew.-%, vorzugsweise 98 bis <100 Gew.-%, jeweils bezoDgen auf die Folie, bzw. die Schicht, der Polymermischung. Die Zusammensetzung der Mischung kann grundsätzlich in einem breiten Bereich variieren. Im allgemeinen ist es bevorzugt, daß das Polymere Pl die Hauptkomponente der Mischung bildet, d.h. der Pl- Anteil ist >50 bis <100 Gew-%, P2 entsprechend <50 bis >0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Mischung. Bevorzugt sind Mischungen, welche aus 70 - 99 Gew.-% Pl und 1 - 30 Gew.-% P2, vorzugsweise 80 - 98 Gew.-% Pl und 2 - 20 Gew.-% P2, bestehen. Insbesondere sind Mischungen mit 90 - 97Gew.-% Pl und 3 - 10 Gew.-% P2 geeignet.
[014] Als Propylenpolymer Pl der Mischung sind alle üblichen Polypropylenrohstoffe einsetzbar, die üblicherweise zur Herstellung von Elektroisolierfolien verwendet werden, soweit sie die Molekulargewichtsverteilung mit einem Mw/Mn >5 und eine Mesopentaden Isotaxie von zumindest 95% erfüllen. Das Propylenpolymere Pl enthält mindestens 98 bis 100 Gew.-%, insbesondere 99 bis 100 Gew.-%, Propylen. Der entsprechende Comonomergehalt von höchstens 2 Gew.-% bzw. insbesondere 0 bis 1 Gew.-% besteht, wenn vorhanden, im allgemeinen aus Ethylen. Die Angaben in Gew.-% beziehen sich jeweils auf das Propylenpolymere. Propylenhomopolymere sind bevorzugt.
[015] Das Propylenhomopolymere Pl hat erfindungsgemäß ein Mw/Mn von >5, vorzugsweise von >5 bis 12, insbesondere von 5,5 bis 10. Mw/Mn ist ein Wert für die MolekulargewichtsDverteilung (bestimmt mittels GPC) des PropylenDpolymeren ausgedrückt als Verhältnis des GewichtsDmittels M w zum Zahlenmittel M n . Die Mesopentadenisotaxie beträgt bevorzugt 95 - 99,8%, insbesondere 96,5 - 99,5%. überraschenderweise verbessert sich die Temperaturbeständigkeit der DurchbruchD Spannung der Folien durch Zumischung von langketten verzweigten P2 Polymeren zu einem breit-verteiϊen Polymeren, wenn die Mesopentaden-Isotaxie des breit- verteilten Polymeren Pl einen Mindestwert von mindestens 95% aufweist. Es wurde ursprünglich erwartet, daß die breite Verteilung des Polymeren Pl diese
Temperaturbeständigkeit soweit beeinträchtigen würde, daß der Zusatz von langkettenverzweigten Polymeren P2 diese Beeinträchtigung nicht mehr kompensieren kann. überraschenderweise bringt der besagte Zusatz jedoch die gewünschte Verbesserung auch bei Abmischung mit einem breit verteilten Polypropylen, wenn gleichzeitig eine hohe Isotaxie gegeben ist. Liegt die Mesopentaden Isotaxie des breitverteüten Polymeren unter 95% wird keine Verbesserung der Durchbruchspannung durch den Zusatz des langkeiten-verzweigten Polymeren P2 festgestellt.
[016] Das Polypropylen Pl hat im allgemeinen einen Schmelzpunkt von 155 bis 170 0 C, vorzugsDweise von 160 bis 167 0 C, und einen Schmelzflußindex (Messung ISO 1133 bei 2,16 kg Belastung und 230 0 C) von 0,7 bis 15 g/10 min, vorzugsweise von 1,0 bis 8,0 g/10 min. Der n-hepDtanlösliche Anteil des Polymeren Pl beträgt im allgemeinen 0,2 bis 4 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 2 Gew.-% bezogen auf das AusDgangsDpolymere, entsprechend einem isotaktischen Anteil (wobei hierfür der n- heptan unlösliche Anteil als isotaktischer Anteil angenommen wird) von 96 bis 99,8%, vorzugsweise 98 bis 99%. Das mMere Molekulargewicht Mw (Gewichismittel) des Polymeren Pl, bestimmt mittels GPC, liegt im Bereich von 200.000 und 800.000, vorzugsweise 400.000 bis 650.000.
[017] Der mittels 13 C-NMR-Spektroskopie bestimmte Kettenisotaxie-lndex
(Triadenmethode, Nachstehend „Triadenwert") des PropylenhomoDpolymeren Pl beträgt >95%, bevorzugt von >95 - 99,9 % vorzugsweise >97 bis 99,5 %.
[018] Das Polymere Pl ist strukturell verschieden vom Polymeren P2. Es hat eine lineare Struktur im Gegensatz zu der Struktur mit Kettenverzweigungen des Polymeren P2. Daher ist der Verzweigungsindex von Pl g' = 1.
[019] Im Hinblick auf den vorgesehenen Verwendungszweck der erfindungsgemäßen Folie als Kondensatorfolie soll das Propylenhomopolymer Pl einen Aschegehaϊ von < 50 ppm, vorzugsweise zwischen 10 und 40 ppm, und einen Chlorgehalt von maximal 10 ppm, vorzugsweise >0 - 5 ppm aufweisen.
[020] Die Propylenpolymeren P2 der Mischung zeichnen sich durch eine spezielle langkettenverzweigte Struktur aus. Das Propylenpolymere P2 enthält mindestens 98 bis 100 Gew.-%, insbesondere 99 bis 100 Gew.-%, Propyleneinheiten. Der entsprechende Comonomergehalt von höchstens 2 Gew.-% bzw. insbesondere 0 bis 1 Gew.-% besteht, wenn vorhanden, im allgemeinen aus Ethyleneinheiten. Die Angaben in Gew.-% beziehen sich jeweils auf das Propylenpolymere. Propylenhomopolymere sind bevorzugt.
[021] Das Propylenpolymere P2 hat im allgemeinen einen Schmelzpunkt von 155 bis 170 0 C, vorzugsDweise von 160 bis 167 0 C, und einen Schmelzflußindex (Messung ISO 1133 bei 2,16 kg Belastung und 230 0 C) von 0,7 bis 20 g/10 min, vorzugsweise von 1,5 bis 15 g/10 min. Der n-hepDtanlösliche Anteil beträgt im allgemeinen 1 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 2 Gew.-% bezogen auf das AusDgangsDpolymere, entsprechend einem isotaktischen Anteil von 97 bis 99%, vorzugsweise 98 bis 99%. Das mMere Molekulargewicht Mw (Gewichismittel) des P2, bestimmt miteis GPC, liegt im Bereich von 200.000 und 800.000, vorzugsweise 400.000 bis 650.000. Die MolekulargewichtsDverteilung (bestimmt mittels GPC) des Propylenpolymeren P2 ausgedrückt als Verhältnis des GewichtsDmittels M w zum Zahlenmittel M n liegt im allgemeinen zwischen 2 und 11, vorzugsweise zwischen 5 und 10.
[022] Der mittels 13 C-NMR-Spektroskopie bestimmte Kettenisotaxie-lndex
(Triadenmethode, Nachstehend „Triadenwert") des PropylenDpolymeren P2 beträgt mindestens 92 bis 99 %, vorzugsweise 93 bis 98 %. Somit können für die Zwecke der Erfindung sowohl hochisotaktische Propylenpolymere P2 mit einem Triadenwert von 95 - 99% eingesetzt werden, als auch Propylenpolymere mit geringeren Isotaxiewerten, bei denen der Triadenwert im Bereich von 92 - <95% liegt.
[023] Im Hinblick auf den vorgesehenen Verwendungszweck der erfindungsgemäßen Folie als Kondensatorfolie soll auch das Propylenpolymere P2 einen Aschegehaϊ von < 50 ppm, vorzugsweise zwischen 10 und 40 ppm, und einen Chlorgehalt von maximal 10 ppm, vorzugsweise >0 - 5 ppm aufweisen, wobei gegebenenfalls auch höhere Verunreinigungen in Kauf genommen werden können, wenn P2 in vergleichsweise geringen Mengen zugesetzt wird. Grundsätzlich sollten die Verunreinigungen der einzelnen Komponenten so liegen, daß die Mischung aus Pl und P2 die genannten Obergrenzen für den Aschegehaϊ von <50ppm und Chlorgehalt von maximal 10 ppm nicht überschreitet.
[024] Erfindungsgemäß ist das langketenverzweigte P2 durch eine spezielle Struktur gekennzeichnet, d.h. es weist Langkettenverzweigungen auf. Das Ausmaß der VerzweiDgung wird unter Verwendung des gewichtsmittleren VerzweiDgungsDindex g' des verzweigten Polymers bestimmt. Der gewichtsmittlere VerzweiDgungsDindex g' ist definiert als g' = [IV] br /[IV] lm |M w , worin g' für den gewichtsmittleren VerzweiDgungsDindex steht, [IV] br für die Grenzviskosität des verzweigten Polypropylens steht und [IV] lm für die Grenzviskosität des linearen Polypropylens mit dem gleichen gewichtsmitleren Molekulargewicht wie das verzweigte Polypropylen steht. Es ist in der Technik gut bekannt, daß mit abnehmendem g'-Wert die
Verzweigung zunimmt. Siehe B. H. Zimm und W.H. Stockmayer, J. Chem. Phys. 17, 1301 (1949).
[025] Bi der Regel liegt der Verzweigungsindex g' des für die vorliegende Erfindung verwendeten PropylenDpolymers P2 im Bereich von 0,60 bis 0,90. Vorzugsweise beträgt der Verzweigungsindex g' des für die erfindungsgemäßen Folien verwendeten Propylenpolymers P 2 weniger als 0,88, besonders bevorzugt weniger als 0,85 und ganz besonders bevorzugt weniger als 0,80.
[026] Herstellung von Propylenpolymeren P2 mit g' < 0,90
[027] Die Propylenpolymeren P2 sind nach einer Reihe von Verfahren erhäMich, z.B. durch Behandlung des linearen Propylenpolymers mit thermisch zerfallenden Radikalbildnern und/oder durch Behandlung mit ionisierender Strahlung, wobei beide Verfahren gegebenenfalls von einer Behandlung mit bi- oder multifunktionellen ethylenisch ungesättigten Monomeren, z.B. Butadien, Isopren, Dimethylbutadien, Divinylbenzol oder Trivinylbenzol, begleitet oder gefolgt werden können. Weitere Verfahren können zur Herstellung des Propylenpolymers P2 geeignet sein, vorausgesetzt, daß das erhaltene Propylenpolymer P2 die hinsichtlich g' geforderten Eigenschaften besitzt. Langkettenverzweigtes Polypropylen kann etwa auch durch Polymerisation unter Verwendung von Metallocen Katalysatoren erhalten werden.
[028] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter „bifunktionell ethylenisch ungesättigt" oder „biDfunkDtioDnell" das Vorliegen zweier nichtaromatischer Doppelbindungen zu verstehen, wie z.B. in Divinylbenzol oder Cyclopentadien. Es werden nur solche bifunktioDnelDlen ethylenisch ungesättigten Verbindungen verwendet, die mit Hilfe von freien Radikalen polymerisierbar sind. Das bifunktionelle ungesättigte Monomer ist in seinem chemisch gebundenen Zustand nicht wirklich „ungesättigt", da die beiden Doppelbindungen jeweils für eine kovalente Bindung an die Polymerketten des linearen Polypropylens verwendet werden.
[029] Beispiele für Verfahren, mit denen Propylenpolymere mit g' < 0,90 erhäMich sind, sind insbesondere:
[030] durch Umsetzung mit Bismaleinimidoverbindungen in der Schmelze modifizierte Polypropylene (EP 0 574 801 und EP 0 574 804)
[031] durch Behandlung mit ionisierender Strahlung modifizierte Polypropylene (EP 0 190 889 A2)
[032] durch Behandlung mit Peroxiden in fester Phase (EP 0 384 431 A2) bzw. in der Schmelze (EP 0 142 724 A2) modifizierte Polypropylene
[033] durch Behandlung mit bifunktionellen ethylenisch ungesättigten Monomeren unter
Einwirkung ionisierender Strahlung modifizierte Polypropylene (EP 0 678 527)
[034] durch Behandlung mit bifunktionellen ethylenisch ungesättigten Monomeren in
Gegenwart von Peroxiden in der Schmelze modifizierte Polypropylene (EP 0 688 817 und EP 0 450 342).
[035] Bi der Regel werden Propylenpolymere P2 mit LangkettenDverzweigungen ausgehend von linearen Propylenpolymeren hergestellt.
[036] Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Herstellung des
Propylenpolymers mit LangkettenDDverzweigungen vorzugsweise durch Mischen des linearen Propylenpolymers in Teilchenform, mit einer wirksamen Menge eines organischen Peroxids bei einer Temperatur von 30-100 0 C. Das Peroxid muß bei höheren Temperaturen zersetzbar sein und dient als Radikalbildner. Bevorzugte Peroxide sind Acylperoxide, Alkylperoxide, Hydroperoxide, Perester und/oder Peroxycarbonate. Die Peroxide können in reiner Form oder in Lösung in einem organischen Lösungsmittel oder in Form eines MasterDbatch eingesetzt werden. Vorzugsweise beträgt die Peroxidmenge 0,05 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polymers.
[037] Flüchtige bifunktionelle ethylenisch ungesättigte Monomere werden bei
Temperaturen von 20-120 0 C und vorzugsweise 70-90 0 C von dem teilchenförmigen Polymer aus der Gasphase absorbiert. Die Menge an bifunktionell ungesättigtem Monomer beträgt vorzugsweise 0,01 bis 10 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,05 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polymers.
[038] Die das Peroxid und die bifunktionellen Monomere enthaltende Mischung wird auf eine Temperatur von bis zu 21O 0 C erhitzt und aufgeschmolzen, vorzugsweise in einer iiertgas und/oder flüchtiges bifunktionelles Monomer enthaltenden Atmosphäre. Das Peroxid zerfällt, und es laufen Reaktionen zwischen den entstandenen Radikalen, den Polymerketten und den bifunktionellen Monomeren ab.
[039] Schließlich wird die Schmelze zur Entfernung von nicht umgesetzten Monomeren und Zerfallsprodukten auf 220-250 0 C erhitzt. Die Erhitzungs- und Aufschmelzschritte werden vorzugsweise in kontinuierlich arbeitenden Knetern oder Extrudern, vorzugsweise in DoppelDschneckenDextrudern, durchgeführt.
[040] Das schmelzflüssige Propylenpolymer mit LangkettenDverzweigungen wird dann abgekühlt und granuliert.
[041] Die mittlere Sorptionszeit der flüchtigen bifunktioDnelDlen Monomere an dem teilchenförmigen Polymer beträgt vorteilhafterweise 10 bis 1000 Sekunden, vorzugsweise 20 bis 800 Sekunden und besonders bevorzugt 60 bis 600 Sekunden.
[042] Beispiele für geeignete organische Peroxide sind:
[043] Acylperoxide, wie Benzoylperoxid, 4-ChlorbenzoylDperoxid, 3-Methoxybenzoylperoxid und/oder MethylDbenzoylDperoxid;
[044] Alkylperoxide, wie Allyl-tert.-butylperoxid, 2,2-Bis(tert.-butylperoxybutan), l,l-Bis-(tert.-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, n-
Butyl-4,4-bis(tert.-butylperoxy)valerat, DiisopropylDaminoDmethyl-tert.-amylperoxid, DimethylDaminoDmethyl-tert.-amylperoxid, Diethylaminomethyl-tert.-butylperoxid, Dirne thylaminomethyl-tert. -butylperoxid, 1 , 1 -Di(tert. -amylperoxy)cyclohexan, tert.-Amylperoxid, tert.-Butylcumylperoxid, tert.-Butylperoxid, und/oder 1 -Hydroxybutyl-n-butylDperoxid;
[045] Perester und Peroxycarbonate, wie Butylperacetat, Cumylperacetat,
Cumylperpropionat, CyclohexylDperacetat, Di-tert.-butylperadipat, Di- tert.-butylperazelat, Di-tert.-butylperglutarat, Di-tert.-butylperphthalat, Di- tert. -butylpersebazat, 4-Nitrocumylperpropionat, 1 -Phenylethylperbenzoat, Phenylethylnitroperbenzoat, tert.-Butylbicyclo-(2.2.1)heptanpercarboxylat, tert.-Butyl-4-carboDmethoxyperbutyrat, tert.-ButylcyclobutanDperDcarboxylat, tert.Butylcyclohexylperoxycarboxylat, tert.-Butylcyclopentylpercarboxylat, tert.-ButylDcycloDpropanpercarboxylat, tert.-ButyldimethylDperDcinnamat, tert.-Butyl-2-(2,2-diphenylDvinyl)DperDbenDzoat, tert.-Butyl-4-methoxyperbenzoat, tert.-ButylDperbenzoat, tert.-Butylcarboxycyclohexan, tert.-Butylpernaphthoat, tert.-ButylperoxyDisopropylDcarbonat, tert.-Butylpertoluat, tert.-Butyl-l-phenylcyclopropylpercarboxylat, tert.-Butyl-2-propylperpenten-2-oat, tert.-Butyl-l-methylDcyclopropylpercarboxylat, tert.-Butyl-4-nitroDphenylperacetat, tert.-ButylnitroDphenylperoxyDcarbamat, tert.-Butyl-N-succinimidopercarboxylat, tert.-Butylpercrdonat, tert.-Butylpermaleinsäure, tert-Butylpermethacrylat, tert.-Butylperoctoat, tert.-ButylperoxyDisopropylcarbonat, tert.-ButylDperisobutyrat, tert.-Butylperacrylat und/oder tert.-Butylperpropionat;
[046] und Mischungen dieser Peroxide.
[047] Flüchtige bifunktionelle Monomere, die vorzugsweise für die Herstellung des Propylenpolymers mit LangkettenDverzweigungen verwendet werden, sind u.a.:
[048] Divinylverbindungen, wie Divinylanilin, m-DivinylDbenzol, p-Divinylbenzol, Divinylpentan und/oder Divinylpropan;
[049] Allylverbindungen, wie Allylacrylat, AllylmethDacrylat, Allylmethylmaleat und/oder AllylDvinylDether;
[050] Diene, wie Butadien, Chloropren, Cyclohexadien, Cyclopentadien,
2,3-Dimethylbutadien, Heptadien, Hexadien, Isopren, und/oder 1,4-Pentadien;
[051 ] und Mischungen dieser Monomere.
[052] Besonders bevorzugt sind Butadien, Isopren, DimethylDbutadien und Divinylbenzol.
[053] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, daß die Einmischung des Polymeren P2 in das Polymere Pl überraschend zur Verbesserung der elektrischen Durchbruchspannung der Elektroisolierfolie beiträgt, obwohl das Polymere Pl eine vergleichsweise breite Molekulargewichtsverteilung aufweist. Folien aus der erfindungsgemäßen Polymermischung sind hervorragend als Kondensatorfolien geeignet. Gegenüber bekannten Kondensatorfolien aus üblichem Polypropylen zeigen die erfindungsgemäßen Folien aus der vorstehend beschriebenen Mischung eine höhere elektrische Durchbruchspannung, die auch bei erhöhten Temperaturen sehr stabil bleibt und deutlich höher liegt als bei den Kondensatorfolien nach dem Stand der Technik.
[054] Die Folie enthält im allgemeinen 95 - 100 Gew.-% der vorstehend beschriebenen Mischung, insbesondere 98 - <100 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Folie, sowie gegebenenfalls übliche Additive in jeweils wirksamen Mengen, beispielsweise Neutralis aDtionsmittel und Stabilisatoren. Im Verpackungsfolienbereich übliche Additive wie AntiblockDmittel, Antistatika, Gleitmittel und Pigmente werden im allgemeinen in Hinblick auf die Verwendung als Kondensatorfolie nicht zugesetzt.
[055] Als Stabilisatoren können die üblichen stabilisierend wirkenden Verbindungen für Ethylen-, Propylen- und andere α-Olefinpolymere eingesetzt werden. Deren Zusatzmenge liegt zwischen 0,05 und 2 Gew.-%. Besonders geeignet sind phenoDlische Stabilisatoren, Alkali-/ErdalkaliDstearate und/oder Alkali- /ErdalkalicarDbonate. Phenolische Stabilisatoren werden in einer Menge von 0,05 bis 0,6 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 0,5 Gew.-%, und mit einer Molmasse von mehr als 500 g/mol beDDvorzugt. Pentaerythrityl-
Tetrakis-3-(3,5-di-Tertiärbutyl-4-HydroxDyD-phenyl)-Prop ioDnat (Irganox 1010) oder l,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-Tertiärbutyl-4-HydroxyDbe nzyl)benDzol (Irganox 1330) oder 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyloluol (BHT) sind beD sonders vorteilhaft.
[056] Neutralisationsmittel ist vorzugsweise Calciumstearat, wobei gegebenenfalls auch andere übliche Neutralisationsmittel eingesetzt werden können, die die dielektrischen Eigenschaften der Folie nicht beeinträchtigen. Neutralisationsmittel sind im allgemeinen in einer Menge von 0,001 bis 0,5 Gew.-% , vorzugsweise zwischen 0,005 und 0,1 Gew.-% zugesetzt. Die Angaben in Gew.-% beziehen sich jeweils auf das Gewicht der Basisschicht.
[057] Die Gesanldicke der erfindungsgemäßen Polypropylenfolie kann inDnerOhalb weiter Grenzen variieren und richtet sich nach dem beabsichtigten Einsatz. Sie beträgt vorzugsweise 1 bis 20 μm, vorzugsweise 2,5 bis 15 μm,. Es wurde gefunden, dass aus der erfindungsgemäßen Mischungen Dünnstfolien mit Dicken von <5μm, vorzugsweise <3μm besonders vorteilhaft hergestellt werden können. Die verbesserte Durchbruchspannung ermöglicht es die Dicke der Folie bei gleichbleibender elektrischer Belastbarkeit weiter zu reduzieren. Damit wird die Miniaturisierung von Kondensator-Bauteilen weiter vorangetrieben. Bi Anwendungen mit üblichen Dicken bietet die erhöhte Durchbruchspannung gleichfalls wichtige Vorteile.
[058] Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsDgeDmäßen Polypropylenfolie nach dem an sich bekannten Extrusionsverfahren.
[059] Im Rahmen dieses Verfahrens wird so vorgegangen, daß die der Folie enlsprechende/n Schmelze/n durch eine FlachDdüse coexDtruDdiert wird/werden, die so erhaltene Folie zur Verfestigung auf einer oder mehreren Walze/n abgezoDgen wird, die Folie anschließend biaxial gestreckt (orientiert), die biaxial gestreckDte Folie thermofixiert und gegebenenfalls an der zur Metallisierung vorOgeseheDnen Oberflächenschicht/en Corona- oder flammDbehandelt wird.
[060] Die biaxiale Streckung (Orientierung) wird im allgemeinen aufeinanderfolgend durchD geführt, wobei die aufeinanderfolgende biaxiale Streckung, bei der zuDerst längs (in Maschinenrichtung) und dann cμer (senkrecht zur MaschinenDrichDtung) gestreckt wird, bevorzugt ist. Grundsätzlich ist auch eine simultane Streckung in Längs- und Qierrichtung möglich.
[061] Zunächst wird wie beim Extrusionsverfahren üblich das Polymere bzw. die PolyDmermischung in einem Extruder komprimiert und verDflüssigt, wobei die gegebenenD falls zugesetzten Additive bereits im Polymer bzw. in der Polymermischung enthalten sein können. Die Schmelze wird dann durch eine Flachdüse (BreitschlitzDdüse) gepreßt, und die ausDgepreßte Folie wird auf einer oder mehreren AbzugsDwalzen abgezogen, wobei sie abDkühϊ und sich verfestigt.
[062] Die so erhaltene Folie wird dann längs und cμer zur Extrusionsrichtung geD streckt, was zu einer Orientierung der Molekülketten führt. Das LängsD strecken wird man zweckDmäDßigerweise mit Hilfe zweier entDspreDchend dem angestrebten StreckverhäMs verschieden schnelD laufender WalDzen durchDführen und das Qierstrecken mit Hilfe eines enlspreDchenden KluppenDrahDmens. Die LängsstreckverhäMsse liegen im Bereich von 3,0 bis 8,0 vorzugsweise 4,0 bis 6,5.
Die QierstreckverhäϊDnisse liegen im Bereich von 6,0 bis 10,0, vorzugsweise zwischen 7 und 9,5.
[063] An die biaxiale Streckung der Folie schließt sich ihre Thermofixierung
(WärmebeDhandDlung) an, wobei die Folie etwa 0,1 bis 10 s lang bei einer Temperatur von 100 bis 160 0 C gehalten wird. Anschließend wird die Folie in üblicher Weise mit einer Aufwickeleinrichtung aufgewickelt.
[064] Es hat sich als besonders günstig erwiesen, die Abzugswalze oder -walzen, durch die die ausgepreßte Folie abgekühlt und verfestigt wird, durch einen Heiz- und Kühlkreislauf bei einer DTemperatur von 30 bis 120 0 C, vorzugsweise zwischen 60 und 100 0 C, zu halten. Die erhöhten Abzugswalzentemperaturen begünstigen die Bildung von ß-Sphäroliten in der Vorfolie. Diese ß-Sphärolite erzeugen die für Kondensatorfolien gewünschte verfahrensbedingte OberflächenDrauheit, wie in EP- A-O 497 160 beschrieben.
[065] Bevor die so abgekühlte Vorfolie in das Längsstreckwerk geführt wird, wird sie üblicherweise bei einer Temperatur von 110 - 16O 0 C, vorzugsweise bei 120 - 15O 0 C vorgeheizt. Diese Vorheizung kann mittels geheizter Walzen erfolgen, grundsätzlich jedoch auch mit anderen gängigen Verfahren wie beispielsweise IR-Strahler, beheizte Luft etc.
[066] Die Temperaturen, bei denen Längs- und Qierstreckung durchgeführt werden, richten sich nach den geDwünschten Eigenschaften, insbesondere der zu erzeugenden Oberflächenrauheit der Folie. Im allgemeinen wird die LängsDstreDckung bei 120 bis 160 0 C, vorzugsweise 130 - 16O 0 C und die Cuerstreckung bei 140 bis 180 0 C , vorzugsweise 150 - 170°Cdurchgeführt.
[067] Bevorzugt wird/werden nach der biaxialen Streckung eine oder beide OberO fläche/n der Folie nach einer der bekannten Methoden Corona-, plasma- oder flammD -behandelt. Die Behandlungsintensität liegt im allDgemeinen im Bereich von 34 bis 50 mN/m, vorzugsweise 36 bis 45 mN/m.
[068] Bei der Coronabehandlung wird zweckmäßigerweise so vorOgeganDgen, daß die Folie zwischen zwei als Elektroden dienenden LeiterelemenDten hindurchDgeD führt wird, wobei zwischen den Elektroden eine so hohe SpanDnung, meist WechDselD Spannung (etwa 5 bis 20 kV und 5 bis 30 kHz), angelegt ist, daß Sprüh- oder Coronaenύadungen stattfinden können. Durch die Sprüh- oder Coronaerώadung wird die Luft oberhalb der Folienoberfläche ionisiert und reagiert mit den MoleküDlen der Folienoberfläche, so daß polare Einlagerungen in der im wesentlichen unDpoDlaren Polymermatrix entstehen.
[069] Für eine Flammbehandlung mit polarisierter Flamme (vgl. US-A-4,622,237) wird eine elektrische Gleichspannung zwischen einem Brenner (negativer Pol) und einer Kühlwalze angelegt. Die Höhe der angelegten Spannung beträgt zwischen 400 und 3 000 V, vorzugsweise liegt sie im Bereich von 500 bis 2 000 V. Durch die angelegte Spannung erhalten die ionisierten Atome eine erhöhte BeschleuniDgung und treffen mit größerer kinetischer Energie auf die Polymeroberfläche. Die chemischen Bindungen innerhalb des Polymermoleküls werden leichter aufgeDbrochen, und die Radikalbildung geht schneller vonstatten. Die thermische Belastung des Polymeren ist hierbei weitaus geringer als bei der StandardflammDbehandlung ohne Anlegen einer Spannung, welche auch für die Vorbehandlung der Oberfläche geeignet ist.
[070] Zur Charakterisierung der Rohstoffe und der Folien wurden die folgenden MeßDmethoden benutzt:
[071] Schmelzflußindex
[072] Der Schmelzflußindex wurde nach ISO 1133 bei 2, 16 kg Belastung und 230 0 C gemessen.
[073] Schmelzpunkt
[074] DSC-Messung, Maximum der Schmelzkurve, Aufheizgeschwindigkeit 10 K/min.
[075] Schrumpf:
[076] Die Längs- und Qαerschrumpfwerte beziehen sich auf die jeweilige
LängenDausdehnung der Folie (längs L 0 und cμer Q 0 ) vor dem Schrumpfprozeß. Die Längsrichtung ist die Maschinenrichtung, als Qierrichtung wird entsprechend die Richtung cμer zum Maschinenlauf definiert. Der Probekörper von 10* 10cm 2 wird im UmluftOofen bei der jeweiligen Temperatur (von 100 bis 14O 0 C) über eine Dauer von 15 min geschrumpft. Anschließend werden die verbliebenen LängenDausdehnungen des Probekörpers längs und cμer erneut bestimmt (L ! und Q 1 ). Als Schrumpf in % wird dann die Differenz der ermittelten Längenausdehnungen im Verhältnis zur urD sprünglichen Länge L 0 und Q 0 mal 100 angegeben.
[077] Längsschrumpf L s [%] =(L 0 -L 1 )/L 0 *100[%]
[078] Cuerschrumpf Q s [%] = (Q 0 -Q 1 )Q 0 * 100[%]
[079] Diese Bestimmungsmethode für den Längs- und Qierschrumpf entspricht DIN 40634.
[080] Dielektrischer Verlustfaktor:
[081] Die Messung des dielektrischen Verlustfaktors (tan α) wird nach VDE 0303, Teil 4 durchgeführt. Die Folienproben werden vor der Messung in einer Vakuumbedampfungsanlage beidseitig mit Aluminium bedampft. Die Größe der
Meßfläche F (= bedampfter Fläche) richtet sich nach der Foliendicke d:
[082] für eine Foliendicke d von < 10 μm eine Fläche von 1 cm 2
[083] für eine Foliendicke d von > 10 μm eine Fläche von 5 cm 2
[084] Es wird von jedem zu prüfenden Muster eine Doppelbestimmung durchgeführt und der Mittelwert gebildet. Die Proben werden in einen Trockenschrank gelegt. Die untere Elektrodenplatte besteht aus Messing. Die obere Elektrode ist zylinderförmig und besteht ebenfalls aus Messing. Die Prüfspannung beträgt IV. Die Messung erfolgt bei drei Frecμenzen von 0,1 KHz, 1 KHz und 10 KHz.
[085] Restaschegehal:
[086] Zur Messung des Restaschegehab wird der Anteil der nicht verbrennbaren
Füllstoffe φantitativ bestimmt. Der Restaschegehaϊ (Glühverlust) errechnet sich aus dem Ausgangsgewicht der Probe und dem Glührückstand. Das Meßergebnis wird in ppm angegeben. Aus dem zu prüfenden Material (Granulat, Regenerat usw.) wird eine repräsentaDtive Stichprobe von ca. 1 kg entnommen. Das Material muß sauber und vollkomDmen trocken sein; eventuell ist ein Vortrocknen bei ca. 8O 0 C im UmluftwärmeD schrank erforderlich. Drei leere Porzellantiegel werden mindestens 1 h lang bei einer Temperatur von 650 DC im Tiegelofen geglüht und nach Abkühlung im Exsikkator auf RaumtemDperatur auf 0,1 mg Genauigkeit gewogen. Das Glühen wird wiederholt, bis zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wägungen Gewichtskonstanz erreicht ist. Danach wird in jeden Tiegel 50 g (±0,1 g) Material eingewogen und in den 65O 0 C heißen Muffelofen gegeben. Die Temperatur im Ofen wird jetzt auf 1 000 0 C hochDgefahren und bei dieser Temperatur mindestens 1 h geglüht. Nach Abkühlung der Tiegel im Exsikkator werden diese auf 0,1 mg Genauigkeit ausgewogen. Der Aschegehaϊ wird in Maßeinheit ppm (parts per million) = mg/m 3 angegeben. Alle drei Tiegel werden nach der folgenden Formel ausgewertet, und die beiden am wenigsten differierenden Werte zu einem Mittelwert zusammengefaßt:
[087] ppm = Auswaage (g)/Einwaage (g) x 1 000 000
[088]
[089] Chlorgehalt
[090] Der Chlorgehalt in Polyolefinen wird φantitativ mittels Röntgen-
Fluoreszenz- Analyse (RFA) nach DIN 51 001, Teil 1, gemessen. Es wird eine Tablette aus Granulat/Pulver gepreßt, die mit der RFA gegen eine Kalibrierkurve vermessen wird. Die Kalibrierkurve wurde mit Hilfe von 10 Kalibrierproben aufgestellt, in denen der Chlorgehalt nach einer unabhängigen Methode (naßtechnisch) beD stimmt wurde. (Werte für den Chlorgehalt von unterhalb 5ppm werden aus Genauigkeitsgründen
numerisch nicht angegeben, Angabe < 5ppm).
[091] Grenzviskosität
[092] Die Bestimmung der Grenzviskosität erfolgte nach ISO 1628-3 in Dekalin bei 135 0 C.
[093] Molekulargewichtsbestimmung
[094] Die mMere Molmasse und die mittlere Molmassen-Dispersität wurden in
AnlehDnung an DIN 55 672, Teil 1, mittels Gelpermeationschromatographie bestimmt. Anstelle von THF wurde als Elutionsmittel Orthodichlorbenzol verwendet. Da die zu untersuchenden Homopolymeren bei Raumtemperatur nicht löslich sind, wird die gesamte Messung bei erhöhter Temperatur (bei 135 0 C) durchDgeführt.
[095] Isotaktischer Anteil
[096] Der isotaktische Anteil des Homopolymeren kann in Näherung durch die unlösliche Fraktion des Rohstoffes in n-Heptan charakterisiert werden. üblicherweise führt man eine Soxlet-DExtraktion mit siedendem n-Heptan durch, wobei es zweckmäßig ist, das Soxlet anstelle von Granulat mit einem PreßDling zu befüllen. Die Dicke des Preßlings sollte hierbei 500 Mikrometer nicht übersteigen. Für die quantitative Erfassung des n- heptan unlöslichen Anteils des HomoDpolymeren ist es von entscheidender Bedeutung, eine ausreichende ExtraktionsDzeit von 8 bis 24 Stunden sicherzustellen.
[097] Die operationelle Definition des isotaktischen Anteils PP 1SO in Prozent ist gegeben durch das Verhältnis der Gewichte der getrockneten n-heptanunlöslichen FrakDtion zur Einwaage:
[098] PP 1SO = 10Ox (n-heptanunlösliche Fraktion/Einwaage)
[099] Eine Analyse des getrockneten n-Heptan-Extraktes zeigt, daß dieser in der Regel nicht aus reinem ataktischen Propylenhomopolymeren besteht. Bei der ExtrakDtion werden auch aliphatische und olefinische Oligomere, insbesondere isotaktiDsche Oligomere sowie auch mögliche Zusatzstoffe wie z. B. hydrierte KohlenDwasserO stoffharze und Wachs, miterfaßt.
[100] Bestimmung des triadenbezogenen Kettenisctaxie -Index II (Triaden)
[101] Probenvorbereitung und Messungen
[102] 60 bis 100 mg Polypropylen werden in 10mm- NMR- Röhrchen eingewogen. Nach Zugabe eines Lösemittelgemisches aus Hexachlorbutadien (C 4 C1 6 ) und deuteriertem Tetrachlorethan (C 2 D 2 Cl 4 ) wird die Suspension bei ca. 140 0 C so lange aufbewahrt, bis eine homogene Lösung entstanden ist. Der Lösevorgang wird durch Rühren mit einem Glasstab beschleunigt. Die Aufnahme des 13 C-NMR-Spektrums erfolgt bei erhöhter Temperatur (in der Regel 373 K) unter Standardmeßbedingungen (halbquantitativ).
[103] Auswertung des ^-NMR-Spektrums
[104] Zur Beschreibung der Konfigurationsstatistik (Taktizität) von Polypropylen werden drei Monomereinheiten zu Triaden zusammengefaßt. Bei einer Triade wird von der mittleren Methylgruppe aus die Konfiguration der benachbarten Methylgruppen betrachtet. Haben alle drei Methylgruppen die gleiche Konfiguration, handelt es sich um eine mm- Triade. [105] Ist die Konfiguration der vorhergehenden und der nachfolgenden Methylgruppe gleich, aber unterschiedlich zur mittleren CH 3 -Gruppe, handelt es sich um die rr-
Triade. [106] Zwei weitere Anordnungen sind möglich, mr und rm. Sie sind allerdings nicht unterscheidbar, da beide Richtungen entlang der Polymerkette gleichwertig sind. Sie werden zur mr- Triade zusammengefaßt. [107] Die verschiedenen Triaden sind aufgrund ihrer unterschiedlichen chemischen
Verschiebung im 13 C-NMR-Spektrum unterscheidbar. [108] Bereich der mm-Triade ca. 20,8 - ca. 22,2 ppm [109] Bereich der mr-Triade ca. 20,0 - ca. 20,8 ppm [110] Bereich der rr-Triade ca. 19,2 - ca. 20,0 ppm [111] Zur Berechnung des sogenannten triadenbezogenen Kettenisotaxie-lndex II werden die Intensitäten der Triaden-Signale verglichen: [112] II (Triaden) = (I mm + 0,5 1 mr)/(I mm + I mr + I rr) * 100 [113] Wobei I mm, I mr und I rr die Integrale der zugeordneten Signalgruppen sind. [114] Literatur:
[115] NMR-spectroscopy and polymer microstructure von Alan E. Tonelli, 1989, VCH [116] Bestimmung der Mesopentaden Isotaxie (auch bezeichnet als Mesopentaden Fraktion
(mmrnm)) [117] Zur Bestimmung der Mesopentaden Isotaxie wurde wie in den folgenden
Veröffentlichungen vorgegangen: T. Hayashi, Y. Inoue, R. Chujo, und T. Asakura,
Polymer 29 138-43 (1988), sowie Chujo R, et al, Polymer 35 339 (1994). Die C 13
NMR Spektra wurden mit einem Bruker 400 MHz Spektrometer bei 130 0 C gemessen.
Die Proben waren in 1,2,4-Trichlorobenzol/Benzol-D6 (90/10 w/w) gelöst. [118] Die Erfindung wird nun an Hand der nachstehenden Ausführungsbeispiele erläutert: [119] Beispiel 1 [120] Es wurde durch Extrusion und anschließende stufenweise Orientierung in Längs- und
Qierrichtung eine transparente einschichtige Folie mit einer Gesamtdicke von 7,0μm hergestellt. Die Schicht hatte die folgende Zusammensetzung:
[121] ca. 95 Gew.-% hochisctaktisches Polypropylen Pl der Firma Borealis (Bezeichnung Borclean® HB 300BF)
[122] ca. 5 Gew.-% P2 (HMS)
[123] 0,45 Gew.-% phenolischer Stabilisator Irganox 1010
[124] 0,0075 Gew.-% Neutralisationsmittel Ca-Stearat
[125] Das hochisotaktische Polypropylen Pl hatte einen mittels 13 C-NMR-SpektrosDkopie gemessene Mesopentaden Isotaxie (mmmm) von 97,4 einen Chlorgehalt von <5ppm und einen Aschegehaϊ von 20 ppm. Der n-heptanlösliche Anteil des Polypropylens betrug 1,7% (isotaktischer Anteil PP iso 983%). Das mittlere Molekulargewicht Mn betrug 64.600 g/mol und Mw 392.150 g/mol (gemessen mittels GPC) entsprechend einer Molekulargewichtsverteilung Mw/Mn von 6,07. Der Schmelzflußindex MFI (230 0 C und 2,16kp) betrug l,45g/10min und der Schmelzpunkt 165 0 C.
[126] Herstellung von Propylenpolymer P2 mit VerzweigungsDindex < 0,90
[127] Bi einem ersten Schritt wird in einer einstufigen Propylenpolymerisation in einem Schlaufenreaktor ein lineares Propylenpolymer hergestellt. Es wurde ein Ziegler- Natta-Katalysator verwendet; die ReaktionsDtemperatur beträgt 7O 0 C. Die Konzentration von Propylen und Wasserstoff wurde so gewählt, daß sich ein MFI 230/2,16 von 5,0 g/10 min ergab.
[128] Aus dem obigen Polymerisations verfahren erhaltenes Pulver wird bei 100 0 C 15 Minuten mit 0,25 Gew.-% tert.-ButylperoxyDisopropylcarbonat und 0,5 Gew.-% Butadien beladen. Die Mischung wird unter IiertDalmoD Sphäre (Stickstoff) auf eine Temperatur von 200 0 C erhitzt und dann weiter auf 23O 0 C erhitzt und danach granuliert. Das erhaltene Polymer P2 zeigt einen MFI 230/2,16 von 7,2 g/10 min und einen Verzweigungsindex g' von 0,8.
[129] Die Herstellungsbedingungen in den einzelnen Verfahrensschriten zur Herstellung der biaxial orientierten Folie waren:
[130] Extrusion: Temperaturen 250 0 C
[131] Temperatur der Abzugswalze: 86 0 C
[132] Längsstreckung: Vorheiztemperatur: 136 0 C
[133] Längsstrecktemperatur: 148 0 C
[134] LängsstreckverhäMs: 5,0
[135] Qierstreckung: Temperatur: 163 0 C
[136] Qierstreckverhättnis: 9,6
[137] Fixierung: Temperatur: 130 0 C
[138] Konvergenz: 12,5 %
[139] Bei dem angegebenen QαerstreckverhäMs handelt es sich um einen Effektivwert.
Dieser Effektivwert berechnet sich aus der Endfolienbreite, reduziert um die zweifach Saumstreifenbreite, dividiert durch die Breite der längsgestreckten Folie, welche ebenfalls um die zweifache Saumstreifenbreite reduziert wird. [140] Beispiel 2:
[141] Es wurde eine Folie wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Es wurde nur die Zusammensetzung der Schicht geändert. Der Anteil an P2 wurde auf 10 Gew.-% bezogen auf die Schicht erhöht, der Pl-Anteil betrug entsprechend 90 Gew.-%. Die Bedingungen bei der Herstellung der Folie wurden nicht geändert.
[142] Vergleichsbeispiel 1
[143] Es wurde eine Folie wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Es wurde nur die Zusammensetzung der Schicht geändert. Die Schicht bestand jetzt nur aus dem hochisotaktischen Polypropylen Pl mit Stabilisator und Neutralisationsmittel. Die Bedingungen bei der Herstellung der Folie wurden nicht geändert.
[144] Vergleichsbeispiel 2
[145] Es wurde eine Folie wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Anstelle des hochisotaktischen Polypropylen Pl mit einem Mw/Mn von 6,07 wurde ein Polypropylen mit einer Mesopentaden-Isotaxie von ca. 93% und einem Mw/Mn von ca. 6 eingesetzt. Die Mengenverhältnisse der Komponenten Pl und P2 wurden nicht geändert. Die Bedingungen bei der Herstellung der Folie wurden gleichfalls nicht geändert.
[146] Tabelle 1
Unerkannter Text
[147]