JPH06298956A - 部分的に結晶質のシクロオレフィン共重合体フィルム - Google Patents

部分的に結晶質のシクロオレフィン共重合体フィルム

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JPH06298956A
JPH06298956A JP6039179A JP3917994A JPH06298956A JP H06298956 A JPH06298956 A JP H06298956A JP 6039179 A JP6039179 A JP 6039179A JP 3917994 A JP3917994 A JP 3917994A JP H06298956 A JPH06298956 A JP H06298956A
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film
film according
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monomer
cycloolefin copolymer
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JP6039179A
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Cynthia Dr Bennett
シンシア、ベネット
Michael-Joachim Brekner
ミヒャエル‐ヨアヒム、ブレクナー
Jochen Coutandin
ヨーヘン、コウタンディン
Otto Herrmann-Schoenherr
オットー、ヘルマン‐シェーンヘル
Frank Osan
フランク、オーザン
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Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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    • C08F6/02Neutralisation of the polymerisation mass, e.g. killing the catalyst also removal of catalyst residues
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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    • GPHYSICS
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    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】耐薬品性が高く、寸法安定性が改良され、伸張
E弾性率が高く、伸縮性が優れたシクロオレフィン共重
合体フィルムを提供する。 【構成】単層または多層のフィルムであって、少なくと
も1層が、モノマーの総量に対して0.1〜99.9重
量%の、式I,II,VIII等 (式中、R〜Rは、水素原子、C〜C16アリー
ルまたはC〜Cアルキル基であり、R13〜R16
は、C〜C16アルキル、C〜C16アルケニルま
たはC〜C16アリール基であるか、または、それら
の基が結合している炭素原子と共に、C〜Cシクロ
アルキル基を形成する。)の少なくとも1種類のモノマ
ーに対して99.9〜0.1重量%の、式X HC=CH−R21 (X) (式中、R21は水素原子またはC〜C16アルキル
またはC〜C16アリール基である。)の少なくとも
1種類の非環式オレフィンを含んでなる部分的に結晶質
のシクロオレフィン共重合体を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、部分的に結晶質のシクロオレフ
ィン共重合体フィルム、その様なフィルムの製造法およ
びその使用に関する。
【0002】シクロオレフィン共重合体は、特にフィル
ムにとって有利な下記の特性を有する。 − 高い透明性(光学的用途向け) − 良好な誘電特性(コンデンサー誘電体として) − プロトン性極性溶剤、例えば水、アセトン、アルコ
ールまたはジメチルホルムアミド、ならびに水性の酸お
よびアルカリに対する良好な耐溶剤性 − 高い軟化温度(特にシクロオレフィン含有量が高い
場合)(高温用途向け) − 良好なガス遮断性(包装用途向け)
【0003】非晶質シクロオレフィン共重合体のフィル
ムは公知である。DD−A 224538号およびDD
−A 241971号各明細書には、エチレン/ノルボ
ルネン共重合体のキャストフィルムが記載されている。
【0004】EP−A 0384694号明細書にも環
式共重合体のフィルムが記載されている。しかし、少数
の例外は別にして、そこに記載されているシクロオレフ
ィン性原料はすべて非晶質である。
【0005】今日まで知られているすべての非晶質シク
ロオレフィン共重合体フィルムの重大な欠点は、非プロ
トン性の非極性溶剤、例えば脂肪族または芳香族炭化水
素、に対する耐溶剤性があまりにも低いことであり、そ
のためにこれらのフィルムは多くの分野で使用すること
ができない。
【0006】しかし、EP−A 0384694号明細
書には、結晶化度が0〜10%の、部分的に結晶質のシ
クロオレフィン共重合体も記載されているが、このフィ
ルムは同時に50〜230℃のガラス転移温度を有する
といわれている。しかし、幾つかの実験により、EP−
A 0384694号明細書による触媒を使用する場
合、非晶質のシクロオレフィン共重合体に加えて、二次
的反応として部分的に結晶質のポリエチレン成分が形成
されるので、ポリエチレン成分を加えた非晶質シクロオ
レフィン共重合体全体が部分的に結晶質である様に見え
ることが分かっている。しかし、部分的な結晶質は通常
非常に少ないので、DSC測定曲線に融点は認められな
い。さらに、EP−A 0384694号明細書で部分
的に結晶質であると記載されているシクロオレフィン共
重合体の融点は135℃未満であることが分かってお
り、これはエチレン系列に一般的である。したがって、
実際に部分的に結晶質のシクロオレフィン共重合体はE
P−A 0384694号明細書には開示されていな
い。
【0007】そこで本発明の目的は、非晶質シクロオレ
フィン共重合体のフィルムの上記の欠点を有していな
い、シクロオレフィン共重合体フィルムを提供すること
である。特に、本発明の目的は、耐薬品性が高く、寸法
安定性が改良され、伸張E弾性率が高く、伸縮性が優れ
たシクロオレフィン共重合体フィルムを提供することで
ある。
【0008】この目的は、部分的に結晶質のシクロオレ
フィン共重合体のフィルムにより達成されることが分か
った。部分的に結晶質のシクロオレフィン共重合体は、
選択されたメタロセン触媒、例えばEP−A−0503
422号明細書に記載されているもの、を使用すること
により製造される。溶融物を経て処理する際、これらの
生成物は熱安定性が低いことが分かっている。これは重
合体自身が褐色に変色することで示される。薄くプレス
したシートは著しく大量のゲル粒子(スペック(speck
s))を示すが、これは恐らく重合体の局所的な架橋によ
り形成されたものである。さらに、曇りが見られるが、
これは触媒残留物によるもので、これが製品の透明性を
低下させている。その様な重合体からフィルムを製造す
る試み、特に延伸する試み、は、フィルムがスペックの
近くで引き裂かれるので成功していない。これらのシク
ロオレフィン共重合体は、触媒、特にアルミニウムを含
む触媒、の残留物が<100 ppmである場合にのみ、必
要な特性を有するフィルムの製造に適していることもわ
かっている。
【0009】フィルムのガラス転移温度Tg は100℃
より高く、融点Tm は200℃より高い。透明フィルム
は熱成形し易い。
【0010】本発明によるフィルムの製造に必要なシク
ロオレフィン共重合体は、モノマーの総量に対して0.
1〜99.9重量%の、式I、II、III 、IV、V、VI、
VII、VIIIまたはIX
【化3】
【化4】 (式中、R1 〜R8 は、同一であるか、または異なるも
のであって、水素原子、またはC6 〜C16アリールまた
はC1 〜C8 アルキル基であり、これら各種の式中の同
じ基が同じ、または異なった意味を有することができ、
9 〜R20は、同一であるか、または異なるものであっ
て、C1 〜C16アルキル、C2 〜C16アルケニルまたは
6 〜C16アリール基であるか、または基の対R9 /R
10、R11/R12、R13/R14、R15/R16、R17/R18
および/またはR19/R20は、それらの基が結合してい
る炭素原子と共に、C4 〜C8 シクロアルキル基を形成
する。)の少なくとも1種類のモノマー、およびモノマ
ーの総量に対して99.9〜0.1重量%の、式X H2 C=CH−R21 (X) (式中、R21は水素原子またはC1 〜C16アルキルまた
はC6 〜C16アリール基である。)の少なくとも1種類
の非環式オレフィンの重合により得られる。
【0011】しかし、部分的に結晶質のシクロオレフィ
ン共重合体は、式XI [式中、M1 はチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バ
ナジウム、ニオブまたはタンタルであり、R22およびR
23は、同一であるか、または異なるものであって、水素
原子、ハロゲン原子C1 〜C10アルキル基、C1 〜C10
アルコキシ基、C6 〜C10アリール基、C6 〜C10アリ
ールオキシ基、C2 〜C10アルケニル基、C7 〜C40
リールアルキル基、C7 〜C40アルキルアリール基また
はC8 〜C40アリールアルケニル基であり、R24および
25は、同一であるか、または異なるものであって、中
央原子M1 と共にサンドイッチ構造を形成し得る単核ま
たは多核炭化水素基であり、R26は、 =BR28、=AlR28、−Ge−、−Sn−、−O−、
−S−、=SO、=SO2 、=NR28、=CO、=PR
28または=P(O)R28 (式中、R27、R28およびR29は、同一であるか、また
は異なるものであって、水素原子、ハロゲン原子、C1
〜C10アルキル基、C1 〜C10フルオロアルキル基、C
6 〜C10フルオロアリール基、C6 〜C10アリール基、
1 〜C10アルコキシ基、C2 〜C10アルケニル基、C
7 〜C40アリールアルキル基、C6 〜C40アリールアル
ケニル基またはC7 〜C40アルキルアリール基である
か、あるいはR27およびR28またはR27およびR29が、
それぞれの場合にそれらを結合している原子と共に環を
形成し、M2 はケイ素、ゲルマニウムまたはスズであ
る。)であり、メタロセン分子の、M1 および置換基R
24およびR25により形成される部分は、C1 対称構造を
有するか、あるいはR24およびR25が同一である場合、
メソ形である。]のメタロセン触媒を重合反応に使用し
た場合にのみ形成される。
【0012】重合を、例えば直鎖式には式XII
【化5】 および/または環式には式XIII
【化6】 (式XII およびXIII中、基R30は、同一であるか、また
は異なるものであって、C1 〜C6 アルキル基またはフ
ェニルまたはベンジルであり、nは0〜50の整数であ
る。)のアルミノキサンを含む助触媒の存在下で行なう
のが有利であることが分かっている。
【0013】重合は、好ましくは液体シクロオレフィン
モノマーの濃縮懸濁液または溶液中で行なう。
【0014】重合反応では、式I、II、III 、IV、V、
VI、VII 、VIIIまたはIXの少なくとも1種の多環式オレ
フィン、好ましくは式IまたはIII 、(式中、R1 、R
2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 およびR8 は、同一
であるか、または異なるものであって、水素原子または
1 〜C8 アルキル基であり、これら各種の式中の同じ
基が異なった意味を有することができる。)のシクロオ
レフィンを重合させる。
【0015】式X(式中、R18、R19、R20およびR21
は、同一であるか、または異なるものであって、水素原
子またはC1 〜C8 アルキル基である。)の非環式オレ
フィンをコモノマーとして使用する。エチレンまたはプ
ロピレンが好ましい。
【0016】対称的多環式オレフィン、好ましくは式I
およびIII のもの、と、非環式オレフィンXの共重合体
を製造するのが特に好ましい。対称的多環式オレフィン
とは、特に式IおよびIII の、置換基R1 およびR2
化学的に、およびそれらの空間的配置において同等であ
る化合物を意味する。
【0017】特に好ましいシクロオレフィンはノルボル
ネンおよびテトラシクロドデセンである。これらの化合
物をエチレンと共重合させるのが好ましく、エチレン/
ノルボルネン共重合体が特に重要である。
【0018】共重合体中の、コモノマーI〜VIのコモノ
マーXに対する好ましい配合比率はモル%で45:55
〜55:45である。約50:50の配合比率が特に好
ましい。
【0019】多環式オレフィン(I〜IX)は、それぞれ
の場合にモノマーの総量に対して0.1〜99.9重量
%の量で使用する。
【0020】式VII 、VIIIおよび/またはIXのジエンお
よび/または式I〜VIの、それらの基の一つに少なくと
も1個の更なる二重結合を含むモノマーを使用する場
合、重合体中のそれらの配合比率は好ましくは>0〜5
モル%である。
【0021】開鎖オレフィンの濃度は、所与の圧力およ
び所与の温度における反応媒体中の開鎖オレフィンの溶
解度により決定される。
【0022】遷移金属型の好適な主触媒は、式XI のメタロセンを含む。
【0023】式XI中、M1 は、チタン、ジルコニウム、
ハフニウム、バナジウム、ニオブおよびタンタル、好ま
しくはジルコニウムおよびハフニウム、からなる群から
選択される。ジルコニウムを使用するのが特に好まし
い。好適な助触媒は例えばアルミノキサンである。
【0024】R22およびR23は、同一であるか、または
異なるものであって、水素原子、C1 〜C10、好ましく
はC1 〜C3 、のアルキル基、C1 〜C10、好ましくは
1 〜C3 、のアルコキシ基、C6 〜C10、好ましくは
6 〜C8 、のアリール基、C6 〜C10、好ましくはC
6 〜C8 、のアリールオキシ基、C2 〜C10、好ましく
はC2 〜C4 、のアルケニル基、C7 〜C40、好ましく
はC7 〜C10、のアリールアルキル基、C7 〜C40、好
ましくはC7 〜C12、のアルキルアリール基、C8 〜C
40、好ましくはC8 〜C12、のアリールアルケニル基ま
たはハロゲン原子、好ましくは塩素、である。
【0025】R24は好ましくはフルオレニル、インデニ
ルまたはシクロペンタジエニルであり、R25は好ましく
はインデニルまたはシクロペンタジエニルであり、これ
らの基は置換されていてもよく、C1 対称構造が存在で
きる、あるいは2個の基が同一であり、所望により置換
されたインデニルまたは置換されたシクロペンタジエニ
ルである(メソ形)。
【0026】R26は、基R24およびR25を結合する単ま
たは多構成員ブリッジであり、好ましくは =BR27、=AlR27、−Ge−、−Sn−、−O−、
−S−、=SO、=SO2 、=NR27、=CO、=PR
27または=P(O)R27 (式中、R27、R28およびR29は、同一であるか、また
は異なるものであって、水素原子、ハロゲン原子、C1
〜C10アルキル基、C1 〜C10フルオロアルキル基、C
6 〜C10アリール基、C1 〜C10アルコキシ基、C2
10アルケニル基、C7 〜C40アリールアルキル基、C
8 〜C40アリールアルケニル基またはC7〜C40アルキ
ルアリール基であるか、あるいはR27およびR28または
27およびR29が、それぞれの場合にそれらを結合して
いる原子と共にC4 〜C6 アルキル環を形成し、M2
好ましくはSiである。)である。 特に好ましくは
【化7】
【化8】 である。
【0027】分子の、中心原子M1 および置換基R24
25により形成される部分でC1 対称構造を示す(すな
わち、この分子部分はそれ以上高次の対称要素を全く示
さず、360°−単軸−回転させることによってのみ、
それ自体と一致することができる。)メタロセンXIの中
で、特にイソプロピレン−(9−フルオレニル)(1−
(3−イソプロピル)シクロペンタジエニル)−ジルコ
ニウムジクロライド、イソプロピレン−(9−フルオレ
ニル)(1−(3−メチル)シクロペンタジエニル)−
ジルコニウムジクロライド、ジフェニルメチレン−(9
−フルオレニル)(1−(3−メチル)シクロペンタジ
エニル)−ジルコニウムジクロライド、メチルフェニル
メチレン−(9−フルオレニル)(1−(3−メチル)
シクロペンタジエニル)−ジルコニウムジクロライド、
ジメチルシリル−(9−フルオレニル)(1−(3−メ
チル)シクロペンタジエニル)−ジルコニウムジクロラ
イド、ジフェニルシリル−(9−フルオレニル)(1−
(3−メチル)シクロペンタジエニル)−ジルコニウム
ジクロライド、ジフェニルメチレン−(9−フルオレニ
ル)(1−(3−tert−ブチル)シクロペンタジエ
ニル)−ジルコニウムジクロライドおよびイソプロピレ
ン−(9−フルオレニル)(1−(3−tert−ブチ
ル)シクロペンタジエニル)−ジルコニウムジクロライ
ドおよび対応するハフニウムジクロライドを挙げること
ができる。
【0028】C1 対称構造という用語の意味に関して
は、K.ミズロー「アインフュールング・イン・ディー
・ステレオヘミイ(立体化学入門)」、フェルラク・ヘ
ミイ、第1版、1967、23頁以降参照。
【0029】配位子R22およびR23に異なった立体相互
作用を及ぼすことができる配位子系(R24〜R26)が一
般的に好ましい。配位子R22およびR23の性質はここで
は重要ではない。
【0030】重合方法のもう一つの可能な実施態様で
は、アルミノキサンの代わりに、またはそれに加えて、
塩状化合物、例えば式Rx NH4-x BR' 4 または式R
3 PHBR' 4 、を助触媒として使用することを含んで
なる。これらの式中、x=1、2または3、Rは同一で
あるか、または異なるものであって、C1 〜C6 アルキ
ルまたはアリールであり、R' もフッ素化されている、
または部分的にフッ素化されていてもよい。この場合、
触媒はメタロセンと上記の化合物の一つとの反応生成物
を含んでなる(EP−A 277004号明細書参
照)。
【0031】反応混合物に溶剤を加える場合、この溶剤
は一般的に不活性溶剤、例えば脂肪族または環状脂肪族
炭化水素、ガソリン留分または水素化ディーゼルオイル
留分、トルエン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼ
ンまたはクロロナフタレン、である。
【0032】メタロセン化合物は、反応器容積1dm3
たり遷移金属を基準にして10-3〜10-8モル、好まし
くは10-4〜10-7モル、の濃度で使用する。アルミノ
キサンは、アルミ含有量で、反応器容積1dm3 あたり1
-4〜10-1モル、好ましくは10-4〜2x10-2
ル、の濃度で使用する。しかし、原則的に、より高い濃
度も可能である。
【0033】共重合体の製造に使用する多環式オレフィ
ンの、開鎖オレフィンに対するモル比は広範囲に変える
ことができる。シクロオレフィン 対 開鎖オレフィン
のモル比を3:1〜100:1にするのが好ましい。コ
モノマーの配合比は、重合温度の選択により、および触
媒成分の濃度および使用するモル比または気体状開鎖オ
レフィンの圧力により、ほとんど任意に制御することが
できる。環式成分の配合比は45〜55モル%が好まし
く、約50モル%が特に好ましい。
【0034】形成される共重合体の平均分子量は、公知
の方法で、水素の計量供給または温度調節により、制御
することができる。
【0035】共重合体の多分散度Mw /Mn は、2.0
〜3.5の値でかなり狭い。それによって、特殊な処理
の後、押出しによるフィルム製造に特に好適な重合体の
特性プロファイルが得られる。
【0036】NMRスペクトルにより、これらのシクロ
オレフィン共重合体は、それらの微小構造において、従
来のメタロセン触媒を使用して製造された共重合体と著
しく異なっていることが分かった(図1参照)。この違
いは、ここで使用するメタロセン触媒が、それらの特殊
な対称性により交互に重合させることに基づいているの
であろう。この様にして製造されたシクロオレフィン共
重合体は、交互に並んだシクロオレフィン/オレフィン
配列を含み、これがNMRにより構造的な違いとなって
現れると考えられる(図1参照)。
【0037】必要なフィルム特性を得るためには、得ら
れたシクロオレフィン共重合体は事実上、触媒および溶
剤の残留物を含むべきではない。EP−A 50342
2号明細書に記載されている精製方法は、上記の必要な
特性を有するフィルムの製造には不十分である。残留触
媒含有量が100 ppm未満に低下した時にのみ、必要な
特性を有するフィルムを達成することができる。触媒残
留物とは、アルミニウム含有助触媒が重合体中に著しく
高い濃度で存在するので、特にこれらの助触媒の残留物
を意味する。アルミニウム含有量が100 ppm未満、好
ましくは10 ppm未満、特に1 ppm未満、に低下すれ
ば、メタロセン触媒の含有量はさらに低くさえあると考
えられ、したがって最早問題にはならない。同様に、重
合体の処理の際に、塩素含有溶剤、例えば塩酸、を使用
すべきではない。その様な塩素含有溶剤の残留物は、フ
ィルムに好ましくない褐色への変色を引き起こすことが
ある。
【0038】粗製シクロオレフィン共重合体を、好まし
くは濾過助剤の存在下で、溶剤に溶解させ、その溶液を
高温で濾過するのが有利であることが分かっている。こ
の方法で重合体から触媒残留物を除去した後、重合体を
溶液から沈殿させる。使用可能な溶剤は、非極性の、所
望によりハロゲン化した炭化水素、特に芳香族、脂肪族
および環状脂肪族炭化水素、例えばデカリン、テトラリ
ン、クロロナフタレンまたはo−ジクロロベンゼン、で
ある。高沸点、特に>100℃〜約300℃の沸点、を
有する溶剤が好ましい。処理条件下で不溶性の極性固体
物質が好適な濾過助剤であることが分かった。これらの
物質の例としては、ケイソウ土堆積物から製造されたケ
イソウ土(例えばセライト 545、LuV Hamburg )、火山
性の黒曜岩状物質から製造されたパーライト(例えばセ
ライト パーライト I-100)または変性セルロース(例
えばDiacel)がある。多孔質の炭素および吸収性石綿繊
維も適当ではあるが、好ましくはない。濾過操作の際、
温度は100℃以上、好ましくは135℃以上〜300
℃以下、特に好ましくは150〜170℃、に維持すべ
きである。溶解させ、濾過した重合体は、最終的に極性
溶剤、例えばアセトン、を使用して沈殿させることがで
きる。
【0039】フィルムは様々な方法により製造すること
ができる。溶液からキャスティグすることも可能である
が、熱可塑性処理が一般的により有利である。実験には
シートのプレスが特に好適であるが、工業生産には連続
製法、例えば押出しまたはカレンダー加工、がより経済
的である。
【0040】押出したフィルムはチューブまたは平らな
フィルムの形状に成形することができる。多層フィルム
の製造には共押出しが有利である。
【0041】機械的特性をさらに改良するために、フィ
ルムを配向させることが多い。これは延伸により行う。
延伸温度は、ガラス転移温度より40℃低い温度(Tg
−40℃)から融点Tm 以下の温度範囲にあるのが有利
である。延伸は1軸または2軸で行うことができる。
【0042】工業生産にはTg より高い延伸温度が適し
ているが、これは達成できる延伸速度がより高いので製
造効率が向上するためである。温度、延伸速度および延
伸比は、フィルムが裂けない様に相互に調整すべきであ
る。延伸速度は好ましくは1〜500,000%/分で
ある。縦方向および横方向における延伸比はそれぞれの
場合1.1:1〜10:1、好ましくは1.5:1〜
4:1、である。面積延伸比は好ましくは3〜20であ
る。
【0043】二軸延伸の場合、延伸は同時に、または順
次行うことができる。平らなフィルムにはテンター製法
並びに同時延伸フレームが好適である。チューブ状フィ
ルムは、同時引取り(take-off)を伴うインフレーション
製法により二軸延伸する。
【0044】部分的に結晶質のシクロオレフィン共重合
体フィルムが非晶質フィルムより有利な点は、その延伸
性がより優れていることである。非晶質重合体は、ガラ
ス転移温度Tg より高い温度で延伸した時に、延伸に必
要な熱が十分迅速に除去されない場合、非常に急速に緩
和する。そのため、延伸工程によりもたらされた配向の
一部が緩和過程により再び失われる。配向の損失によ
り、とりわけ、機械的強度、剛性、強靭性、硬度および
透明性が低下する。
【0045】緩和は部分的に結晶質のシクロオレフィン
共重合体ではより低速で起こるので、フィルムの冷却を
含む延伸工程が、非晶質シクロオレフィン共重合体の場
合よりも問題にならない。
【0046】部分的に結晶質のシクロオレフィン共重合
体が、非晶質共重合体よりも有利なもう一つの点は、延
伸工程の後で、熱処理オーブン中でフィルムの結晶化度
を増加させることができることである。この様にしてフ
ィルムを固定し、機械的、化学的および熱的特性を改良
することができる。フィルムの連続使用温度(Td )も
固定により増加することができ、応力が失われる。寸法
安定性およびバリヤー特性も改良される。
【0047】また、結晶化し得るシクロオレフィン共重
合体を含む押出し物を急速に冷却することにより、あま
り結晶化していない、またはあまり非晶質でないプレフ
ィルムを製造し、次いで上記の方法により1軸または2
軸延伸することもできる。延伸作業の後の熱処理工程で
フィルムは完全に結晶化し、その特性が向上する。
【0048】フィルムの表面を変性して、接着促進また
は印刷性または帯電防止または接着防止特性を得ること
ができる。この変性は、処理方法、例えばコロナ、火
炎、プラズマまたは酸化処理、により、または溶液また
は分散液からコーティングを塗布すること、により行う
ことができる。
【0049】好ましい実施態様では、フィルムは、滑り
および巻取特性を改良する微細不活性粒子を含む。その
様な粒子は、フィルム中に0〜1%の量で含ませること
ができ、例えばSiO2 、Al2 3 、SiO2 含有量
が少なくとも30重量%のケイ酸塩、非晶質および結晶
質のアルミナ鉱物、アルミノケイ酸塩、Mg、Zn、Z
rおよびTiの酸化物、Ca、MgおよびBaの硫酸
塩、Li、NaおよびCaのリン酸塩(一水素塩および
二水素塩を含む)、Li、NaおよびKの安息香酸塩、
Ca、Ba、ZnおよびMnのテレフタル酸塩、Mg、
Ca、Ba、Zn、Cd、Pb、Sr、Mn、Fe、C
oおよびNiのチタン酸塩、BaおよびPbのクロム酸
塩、炭素(例えばカーボンブラックまたはグラファイ
ト)、ガラス(ガラス粉およびガラスビーズ)、Caお
よびMgの炭酸塩、螢石、ZnおよびMoの硫化物、有
機重合体物質、例えばポリテトラフルオロエチレン/ポ
リエチレン、タルク、フッ化リチウムおよび有機酸のC
a、Ba、ZnおよびMn塩である。
【0050】フィルムには、適当な添加剤例えば、安定
剤、潤滑剤または酸化防止剤、を含ませることもでき
る。一般的に、ポリオレフィン、例えばポリエチレンま
たはポリプロピレン、に使用する添加剤は、シクロオレ
フィン共重合体フィルムにも適当である。使用可能なU
V安定剤は、例えば(イ)吸収剤、例えばヒドロキシフ
ェニルベンゾトリアゾール、ヒドロキシベンゾフェノ
ン、ホルムアミジンまたはベンジリデン−カンファー、
(ロ)消光剤、例えばケイ皮酸エステルまたはニッケル
キレート、(ハ)フリーラジカルの補集剤、例えば立体
障害フェノール、(ニ)ヒドロペルオキシド分解剤、例
えば硫黄含有化合物のニッケル錯体または亜鉛錯体、ま
たは(ホ)HALS型の光安定剤、およびそれらの混合
物である。使用可能な潤滑剤は、例えば(イ)脂肪酸お
よびエステル、アミドおよびそれらの塩、(ロ)ワック
ス、例えばシリコーンまたはPPワックスまたはPEワ
ックス、である。添加できる酸化防止剤は、例えば
(イ)フリーラジカル補集剤、例えば、置換フェノール
および芳香族アミン、および/または(ロ)ペルオキシ
ド分解剤、例えば、亜リン酸塩、ホスホン酸塩およびチ
オ化合物、である。
【0051】本発明によるフィルムは単層または多層フ
ィルムでよい。少なくとも1層は主として、すなわち少
なくとも85重量%程度まで、好ましくは90から10
0重量%程度まで、上記のシクロオレフィン共重合体を
含む。モノフィルムが好ましい実施態様である。
【0052】もう一つの好ましい実施態様では、本発明
の主層が、主層よりも低い軟化点を有する1つまたは2
つの薄い重合体上層を有する。この薄い重合体上層が部
分的に結晶質であれば、好ましくは主層のTm より少な
くとも20℃低い融点Tm を有するべきである。非晶質
の薄い上層の場合、好ましくは主層のTg より少なくと
も20℃低いガラス転移温度Tg を有するべきである。
【0053】フィルムは、その特性を改良するために被
覆することができる。
【0054】本発明のフィルムは、その特性を改良する
ために、他の相容性または非相容性重合体を含むことが
できる。これらの重合体は、別の層を形成する、または
シクロオレフィン共重合体と混合することができる。そ
の様な重合体の例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリメチルブテ−1−エン、ポリ(4−メチルペンテ−
1−エン)、ポリブテ−1−エンおよびポリスチレン、
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニ
ル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロプレン、
ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、
ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、アクリロ
ニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体、アクリロニ
トリル/スチレン共重合体およびアクリロニトリル/ス
チレン/アクリル酸エステル共重合体、ポリビニルアル
コール、ポリ酢酸ビニル、ポリステアリン酸ビニル、ポ
リ安息香酸ビニル、ポリマレイン酸ビニル、ポリビニル
ブチラール、ポリフタル酸アリル、ポリアリルメラミ
ン、上記モノマーの共重合体、例えばエチレン/酢酸ビ
ニル共重合体、ポリエチレンオキシドおよびビスグリシ
ジルエーテルの重合体、ポリオキシメチレン、ポリオキ
シエチレンおよびポリオキシメチレン/エチレンオキシ
ド共重合体、ポリフェニルオキシド重合体、ポリカーボ
ネート、ポリスルホン、ポリウレタン、ナイロン6、ナ
イロン66、ナイロン11およびナイロン12、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートお
よびポリ−1,4−ジメチロールシクロヘキサンテレフ
タレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリ
エチレンナフタレートビベンゾエート(PENBB)、
フェノール−ホルムアルデヒド樹脂およびメラミン−ホ
ルムアルデヒド樹脂、セルロース、プロピオン酸セルロ
ースおよびセルロースエーテルおよびタンパク質であ
る。
【0055】本発明のフィルムはガラス転移温度Tg
100℃≦Tg ≦250℃で、融点Tm が200℃≦T
m ≦500℃であり、連続使用温度TD はTg <TD
mである。
【0056】本発明のフィルムの、DIN53455に
より測定した伸張弾性率Eは1.5GPa≦E≦8 GPa、
好ましくは2 GPa≦E≦5 GPa、である。引裂き強度σ
R は20 MPa≦σR ≦400 MPa、好ましくは30 MPa
≦σR ≦150 MPa、である。破断伸長εR は1%≦ε
R ≦100%、好ましくは1%≦εR ≦60%、であ
る。
【0057】吸湿性は、0.1%未満、特に0から0.
05%、である。部分的に結晶質のシクロオレフィン共
重合体が、非晶質共重合体フィルムより有利な点は、そ
の溶剤、特に脂肪族、環状脂肪族および芳香族炭化水
素、に対する耐性が優れていることである。このフィル
ムはコンデンサーフィルム、電気絶縁性フィルム、剥離
フィルム、再生フィルム、接着テープフィルム、フィル
ムキーボードおよびフィルムスイッチ製造用のフィルム
として、および包装フィルムまたは液晶ディスプレー用
の基材として使用することができる。
【0058】以下に、実施例により本発明をより詳細に
説明する。
【0059】
【実施例】以下に記載する例では、下記の分析方法を使
用する。
【0060】ガラス転移温度(Tg は、DSCダイア
グラム中の熱容量の急激な増加として決定する。DSC
ダイアグラムは、パーキン・エルマー DSC 7で記録し
た。
【0061】粘度数(VN)は、DIM 53728に
より、デカリン中、135℃で測定した。
【0062】フィルムの機械的特性は、DIN 534
55により、ツヴィック社製の引張試験器1445を使
用し、15mm幅の試験片に対してクランプ長100mmで
測定した。伸張E弾性率は、伸長速度10mm/分で、伸
長範囲0.3〜0.5%で測定した。引裂き強度および
破断伸長は、100mm/分で測定した。
【0063】ボール押込み硬度は、ISO 2039、
パート1(30s値)により測定した。
【0064】密度は、密度勾配カラムを使用して測定し
た。
【0065】残留触媒含有量は、蛍光X線測定により測
定した。
【0066】例1 75dm3 の反応器にエチレンを満たし、ノルボルネン1
5dm3 およびデカリン15dm3 を導入した。この溶液に
エチレン(6バール)を数回強制的に送り込むことによ
り、この溶液をエチレンで飽和させた。2.5バール
(超大気圧)の圧力を設定した。メチルアルミノキサン
のトルエン溶液(凝固点降下法によれば、分子量130
0g/モルのメチルアルミノキサン10.1重量%)50
0cm3 を反応器中に導入し、この混合物を70℃で15
分間攪拌した。イソプロピレン−(9−フルオレニル)
(1−(3−メチル−シクロペンタジエニル)−ジルコ
ニウムジクロライド150mgを、メチルアルミノキサン
のトルエン溶液500cm3 に溶解させた溶液を15分間
予備活性化してから加えた。(分子量を調整するため
に、触媒を加える前に、水素を計量供給することができ
る。)
【0067】補給によりエチレン圧を2.5バールに維
持し、攪拌(750回転/分)しながら70℃で重合さ
せた。
【0068】第二の攪拌タンク(150dm3 )中にデカ
リン50リットルを入れ、その中にケイソウ土(Celit
e、LuV Hamburg )500gを分散させた。この混合物
中に水200mlを分散させた。それによって水はケイソ
ウ土に吸収された。この懸濁液に酸化防止剤(Hostanox
SE 10)0.5gおよび過酸化物分解剤(Hostanox 0
3)0.5gを加え、温度を90℃に調整した。
【0069】60分間の反応時間の後、反応溶液を第二
攪拌タンク中に迅速に入れた。混合物を攪拌しながら1
70℃で加熱した。それによって約2バールの圧力を達
成した。
【0070】120リットルの圧力吸引フィルターの濾
布上に、水素化ディーゼルオイル画分10リットル中に
懸濁させたCeliteのフィルターケーキ500gを形成
し、次いで吸引フィルターを160℃で温度調整した。
【0071】重合体溶液を圧力吸引フィルター上で濾過
した。ここでは、濾液をまず吸引フィルター中に15分
間戻す(すなわちポンプで循環)手順をとった。溶液上
に窒素圧2.8バールをかけた。
【0072】次いで分散装置(Ultraturrex )により重
合体溶液をアセトン500リットル中に攪拌しながら入
れて沈殿させた。基底部のバルブを開け、アセトン懸濁
液を680リットルの攪拌圧力吸引フィルターを経由し
て循環させた。基底部のバルブを閉じた後、混合物を濾
過した。重合体性の固体をアセトンで3回洗浄した。最
後の洗浄に安定剤(Inganox 1010、Ciba)50gを加え
た。
【0073】次いで、圧縮してアセトンを完全に除去
し、生成物を100℃で3時間予備乾燥させた。最終乾
燥は、乾燥庫中、穏やかな窒素気流中で、10mbar、1
60℃で10時間行った。
【0074】無色、粉末状の重合体2100gが得られ
た。ガラス転位温度(Tg )は126℃で、融点
(Tm )は284℃であった。180℃で1時間溶解さ
せた後、測定した粘度数は135℃で59ml/gであっ
た。残留触媒含有量は18 ppmであった。
【0075】例2〜7 例1と同様にして重合を行ない、増加エチレン圧は表1
により変化させた。
【0076】 表1 ノルボ トルエ エチレ 反応 ルネン ン中の 触媒 ン圧/ 時間 収率 VN/ Tg/ Tm/ 含有量 膨潤度 例 量/g bar /分 kg cm3 /g ℃ ℃ モル% 重量% 2 0.5 0.3 100 2.1 35 141 239 54 54 3 0.5 0.5 80 1.9 43 137 260 53 39 4 0.25 1.0 90 1.7 47 133 275 52 0.2 5 0.15 2.0 60 1.1 53 129 279 51 0.2 1 0.15 2.5 60 1.4 59 126 284 50 0.1 6 0.15 3.5 60 1.7 74 119 267 48 32 7 0.1 6.0 40 1.9 93 105 232 46 40 *膨潤度:室温でトルエン中に14日間保持した後の重
量増加百分率
【0077】例8(比較例) 1.5dm3 の反応器にエチレンを満たし、85重量%濃
度のノルボルネンのトルエン溶液600cm3 を導入し
た。この溶液にエチレン(6バール)を数回強制的に送
り込むことにより、この溶液をエチレンで飽和させた。
2バール(増圧)の圧力を設定した。メチルアルミノキ
サンのトルエン溶液(凝固点降下法によれば、分子量1
300g/モルのメチルアルミノキサン10.1重量%)
5cm3 を反応器中に導入し、この混合物を40℃で15
分間攪拌した。イソプロピレン−(9−フルオレニル)
(1−(3−メチル−シクロペンタジエニル)−ジルコ
ニウムジクロライド5mgを、メチルアルミノキサンのト
ルエン溶液5cm3 に溶解させた溶液を15分間予備活性
化してから加えた。(分子量を調整するために、触媒を
加える前に、水素を計量供給することができる。)
【0078】補給によりエチレン圧を2.5バールに維
持し、攪拌(750回転/分)しながら40℃で1時間
重合させた。
【0079】反応溶液を容器中に入れ、アセトン5dm3
中に注ぎ込み、混合物を10分間攪拌し、次いで濾過し
た。
【0080】得られた固体を10%濃度の塩酸およびア
セトンで交互に数回洗浄した。固体を中性になるまで洗
浄し、再びアセトンと共に攪拌した。再濾過した重合体
を0.2バール、80℃で15時間乾燥させた。
【0081】無色の重合体54gが得られた。粘度数
(VN)131ml/g、ガラス転位温度(Tg )133
℃、および融点(Tm )289℃が測定された。NMR
スペクトルにより、ノルボルネン/エチレン配合比は、
ノルボルネン約50モル%およびエチレン50モル%で
あった。残留触媒含有量は315 ppmであった。
【0082】例9(比較例) 清浄で乾燥した、攪拌機を備えた75dm3 の重合反応器
を窒素で、次いでエチレンで掃気し、22000gのノ
ルボルネン溶融物を50℃で入れた。攪拌しながら、反
応器を温度50℃に維持し、15 barのエチレン(増
圧)を強制的に導入した。
【0083】メチルアルミノキサンのトルエン溶液(M
AO溶液、凝固点降下法によれば、分子量1300g/モ
ルのメチルアルミノキサン10.1重量%)580cm3
を反応器中に導入し、補給によりエチレン圧を15 bar
に維持しながら、この混合物を50℃で15分間攪拌し
た。これと平行して、ジフェニルメチレン−(シクロペ
ンタジエニル)−(9−フルオレニル)ジルコニウムジ
クロライド(メタロセン触媒)1000mgをMAO溶液
(上記濃度および品質)1000mlに溶解させ、15分
間放置して予備活性化した。次いでこの錯体溶液を反応
器に計量供給し、その後直ちに、仕切り弁を経由して水
素3.5リットルを計量供給した。(水素は分子量調整
に役立つ)次いで、補給によりエチレン圧を15バール
に維持し、攪拌(700回転/分)しながら50℃で4
5分間重合させた。
【0084】例1と同様に処理し、70℃で濾過した。
【0085】生成物を0.2バール、80℃で15時間
乾燥させた。生成物4500gが得られた。その生成物
で、粘度数(VN)103cm3 /g、ガラス転移温度(T
g )123℃が測定された。融点は確認されなかった。
残留触媒含有量は2.1 ppmであった。
【0086】例10 非配向性で、部分的に結晶性のフィルムの製造 例1により製造した重合体から厚さ4mmの射出成形シー
トを製造し、次いでシートプレス中、300℃で15分
間プレスし、厚さ400μm で寸法200x200mmの
フィルムを製造した。
【0087】フィルムはガラスの様に透明で、黄変は示
さなかった。
【0088】特性は表2に示す通りである。
【0089】例11(比較例) 本発明にしたがわない、非配向性で、部分的に結晶質の
フィルムの製造 例10に記載する様にして、例8により製造した重合体
からフィルムを製造した。
【0090】このフィルムは明らかな褐色−黄色に変色
していた。このフィルムは、恐らく重合体の局所的架橋
により形成されたゲル粒子(スペック)を示していた。
さらに、触媒残留物に帰せられる曇りも見られた。
【0091】特性は表2に示す通りである。
【0092】例12(比較例) 非配向性で、非晶質のフィルムの製造 例10に記載する様にして、例9により製造した重合体
からフィルムを製造した。
【0093】このフィルムはガラスの様に透明で、黄変
を示さなかった。
【0094】特性は表2に示す通りであった。
【0095】 表2 特性の比較 例10 例11 例12 E弾性率 GPa 4 3.6 3.2 引き裂き強度 MPa 60 54 46 破断伸長 % 3 3 3 Tg ℃ 126 133 123 Tm ℃ 284 289 − 密度 g/cm3 1.032 1.030 1.018 ボール押込み硬度 N/mm2 254 246 200 光透過性1) % 82 41 87 曇り2) % 5 12 3 耐溶剤性3) ΔM % トルエン 0.1 0.1 可溶 シクロヘキサン 0.1 0.1 可溶 ヘキサン 0 0 100 ジクロロメタン 0.8 0.9 溶解 クロロホルム 1.1 1.0 可溶 1)波長λ=500nmで測定 2)ASTM−D 1003−61(ガードナー)によ
り測定 3)フィルムを計量し(M1)、次いでトルエン、シク
ロヘキサン、ヘキサン、クロロホルムおよびジクロロメ
タン中に室温で24時間保持した。次いでフィルムをペ
ンタン中に浸漬して短時間洗浄した。付着した溶剤は数
分間以内に蒸発した。ペンタンで洗浄してから3分間以
内に再度計量し(M2)、差(M2−M1)から重量変
化を百分率で求めた。
【0096】図1は、例1(M1 およびR24およびR25
から形成されたメタロセン分子の一部にC1 対称を有す
るメタロセン触媒)および実施例9(従来のメタロセン
触媒)により得た重合体の13C−NMRスペクトルを示
す。明らかな差が見られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 例1および例9により得た重合体の13C−N
MRスペクトル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨーヘン、コウタンディン ドイツ連邦共和国ランゲンロンスハイム、 ペスタロッツィシュトラーセ、9 (72)発明者 オットー、ヘルマン‐シェーンヘル ドイツ連邦共和国ベンスハイム、グラーフ ェンシュトラーセ、15 (72)発明者 フランク、オーザン ドイツ連邦共和国ケルクハイム、イー、テ ー、ハッタースハイマーシュトラーセ、27 −29

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単層または多層の、延伸していない、また
    は1軸または2軸延伸したフィルムであって、少なくと
    も1層が、モノマーの総量に対して0.1〜99.9重
    量%の、式I、II、III 、IV、V、VI、VII 、VIIIまた
    はIX 【化1】 【化2】 (式中、R1 〜R8 は、同一であるか、または異なるも
    のであって、水素原子、C6 〜C16アリールまたはC1
    〜C8 アルキル基であり、これら各種の式中の同じ基が
    同じ、または異なった意味を有することができ、R9
    20は、同一であるか、または異なるものであって、C
    1 〜C16アルキル、C2 〜C16アルケニルまたはC6
    16アリール基であるか、または基の対R9 /R10、R
    11/R12、R13/R14、R15/R16、R17/R18および
    /またはR19/R20は、それらの基が結合している炭素
    原子と共に、C4 〜C8 シクロアルキル基を形成す
    る。)の少なくとも1種類のモノマー、およびモノマー
    の総量に対して99.9〜0.1重量%の、式X H2 C=CH−R21 (X) (式中、R21は水素原子またはC1 〜C16アルキルまた
    はC6 〜C16アリール基である。)の少なくとも1種類
    の非環式オレフィンを含んでなる部分的に結晶質のシク
    ロオレフィン共重合体を含んでなり、シクロオレフィン
    共重合体の触媒残留物の含有量が<100 ppmであるこ
    とを特徴とするフィルム。
  2. 【請求項2】ガラス転移温度が100℃より高く、融点
    が200℃より高い、請求項1に記載のフィルム。
  3. 【請求項3】式I、II、III 、IV、VまたはVIの環式モ
    ノマーが、対称形である、請求項1または2に記載のフ
    ィルム。
  4. 【請求項4】式I、II、III 、IV、VまたはVIのモノマ
    ーの、式Xのモノマーに対する配合比が、約50/50
    である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のフィル
    ム。
  5. 【請求項5】式Iのモノマーが、ノルボルネンである、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載のフィルム。
  6. 【請求項6】式Iのモノマーが、テトラシクロドデセン
    である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のフィル
    ム。
  7. 【請求項7】シクロオレフィン共重合体が、メタロセン
    触媒により製造される、請求項1〜6のいずれか1項に
    記載のフィルム。
  8. 【請求項8】シクロオレフィン共重合体が、ノルボルネ
    ンおよびエチレンを50:50のモル比で含む、請求項
    1〜7のいずれか1項に記載のフィルム。
  9. 【請求項9】単層フィルムである、請求項1〜8のいず
    れか1項に記載のフィルム。
  10. 【請求項10】1軸延伸されている、請求項1〜9のい
    ずれか1項に記載のフィルム。
  11. 【請求項11】2軸延伸されている、請求項1〜9のい
    ずれか1項に記載のフィルム。
  12. 【請求項12】>0から2%の不活性粒子を含む、請求
    項1〜11のいずれか1項に記載のフィルム。
  13. 【請求項13】請求項1〜12のいずれか1項に記載の
    フィルムのコンデンサーフィルムとしての使用。
  14. 【請求項14】請求項1〜12のいずれか1項に記載の
    フィルムの再生フィルムとしての使用。
  15. 【請求項15】請求項1〜12のいずれか1項に記載の
    フィルムの、フィルムキーボードおよびフィルムスイッ
    チの製造のための使用。
  16. 【請求項16】請求項1〜12のいずれか1項に記載の
    フィルムの、液晶ディスプレー用の基材としての使用。
  17. 【請求項17】請求項1〜12のいずれか1項に記載の
    フィルムの包装フィルムとしての使用。
JP6039179A 1993-02-12 1994-02-14 部分的に結晶質のシクロオレフィン共重合体フィルム Pending JPH06298956A (ja)

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