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技術 キャパシターフィルム用のポリエーテルイミド混和性ポリマーブレンド

出願人 サビックグローバルテクノロジーズビー.ブイ.
発明者 マークサナーニールフェイフェンバーガーマシューエフニーマイヤー
出願日 2015年10月1日 (5年7ヶ月経過) 出願番号 2017-558619
公開日 2018年2月22日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2018-505291
状態 特許登録済
技術分野 高分子成形体の製造 固定コンデンサ及びコンデンサ製造装置
主要キーワード べき法則 最大電場 水性苛性ソーダ エレクトロニクスシステム 円板状電極 平均破壊強度 静電フィルム 誘電吸収
関連する未来課題
重要な関連分野

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課題・解決手段

ポリエーテルイミドおよびポリカーボネートアリレーエステル)を含む混和性ポリマーブレンドを含む、一軸延伸収率押出成形キャパシターフィルムであって、上記ポリエーテルイミドは、芳香族二無水物と、m−フェニレンジアミンp−フェニレンジアミンまたはこれらの組合せを含むジアミンとの重合から誘導される単位を含み、置換または無置換芳香族一級モノアミンにより末端封鎖されており、上記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、互いに異なるビスフェノールカーボネート繰り返し単位およびアリレートエステル繰り返し単位を含み、上記高収率押出成形キャパシターフィルムは、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含む、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルム。

概要

背景

高容量エネルギー密度、高い作動温度および長寿命を有する、静電フィルムキャパシターは、パルスパワー自動車および産業電子工学にとって重要な構成成分である。一般に、キャパシターは、絶縁誘電性フィルム薄層により分離されている、2つの平行な導電性プレートを有する、エネルギー貯蔵デバイスである。電圧がこれらのプレート間印加されると、誘電体における電場が、電荷を動かし、こうして、エネルギー貯蔵する。キャパシターによって貯蔵されるエネルギーの量は、絶縁材料比誘電率印加電圧およびフィルムの寸法(総面積および厚さ)に依存する。したがって、キャパシターが蓄積することができるエネルギーの総量を最大化するために、フィルムの比誘電率および破壊電圧を最大化する必要があり、フィルムの厚さを最小化する必要がある。キャパシターにおける誘電性材料物理的性質は、キャパシターの性能に対する一次決定因子であり、したがって、キャパシターの誘電性材料の物理特性のうちの1つまたは複数を改善すると、キャパシター構成成分の対応する性能を改善することができ、こうして、通常、キャパシターが埋め込まれているエレクトロニクスシステムまたは製品の性能および寿命が増強される。

概要

ポリエーテルイミドおよびポリカーボネートアリレーエステル)を含む混和性ポリマーブレンドを含む、一軸延伸収率押出成形キャパシターフィルムであって、上記ポリエーテルイミドは、芳香族二無水物と、m−フェニレンジアミンp−フェニレンジアミンまたはこれらの組合せを含むジアミンとの重合から誘導される単位を含み、置換または無置換芳香族一級モノアミンにより末端封鎖されており、上記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、互いに異なるビスフェノールカーボネート繰り返し単位およびアリレートエステル繰り返し単位を含み、上記高収率押出成形キャパシターフィルムは、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含む、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルム。

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請求項1

ポリエーテルイミドおよびポリカーボネートアリレーエステル)を含む混和性ポリマーブレンドを含む、一軸延伸収率押出成形キャパシターフィルムであって、前記ポリエーテルイミドは、芳香族二無水物と、m−フェニレンジアミンp−フェニレンジアミンまたはこれらの組合せを含むジアミンとの重合から誘導される単位を含み、前記ポリエーテルイミドは、置換または無置換芳香族一級モノアミンにより末端封鎖されており、前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、互いに異なるビスフェノールカーボネート繰り返し単位およびアリレートエステル繰り返し単位を含み、前記高収率押出成形キャパシターフィルムは、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含む、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルム。

請求項2

約0.1ミクロン〜約50ミクロンの厚さを有する、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項3

約0.1ミクロン〜約20ミクロンの厚さを有する、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項4

請求項1に記載のキャパシターフィルムであって、前記ポリエーテルイミドが、ポリスチレン標準品を使用するゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって決定すると、約20,000Da〜約400,000Daの重量平均分子量を有し、前記ポリエーテルイミドが、340℃におけるキャピラリーレオメトリーによって測定すると、100sec−1の粘度と5,000sec−1の粘度との比が約11未満であり、前記ポリエーテルイミドが、ASTMD638に準拠して決定すると、約380,000psi(2,618MPa)以上の引張弾性率を有し、前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)が、ポリカーボネート標準品を使用するGPCによって測定すると、約2,000Da〜約100,000Daの重量平均分子量を有し、前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)が、25℃においてクロロホルム中で測定すると、約0.3dl/g〜約1.5dl/gの固有粘度を有し、前記キャパシターフィルムが、約170℃を超えるガラス転移温度を有し、3.2ミリメートル(mm)の厚さの試料において、264psi(1.8Mpa)でASTMD648に準拠して測定すると、約150℃以上の熱変形温度を有し、1kHz、23℃および50%相対湿度(RH)においてASTMD150に準拠して測定すると、約3〜約5の比誘電率を有し、1kHz、23℃および50%RHにおいて測定すると、約0%〜約1の誘電正接を有しており、23℃において、ASTMD149に準拠して測定すると、約500V/ミクロン〜約800V/ミクロンの破壊強度を有しており、特定の測定エリア全体にわたる前記フィルムの平均厚さに対して、フィルム厚さの約+/−10%未満のフィルム厚さのばらつきを有するしわのない領域を有し、光学式形状測定法によって測定すると、平均フィルム厚さに対して、約+/−3%未満の平均表面粗さ(Ra)を有する、キャパシターフィルム。

請求項5

請求項1に記載のキャパシターフィルムであって、前記ポリエーテルイミドが、ポリスチレン標準品を使用するゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって決定すると、約20,000Da〜約400,000Daの重量平均分子量を有し、前記ポリエーテルイミドが、340℃におけるキャピラリーレオメトリーによって測定すると、100sec−1の粘度と5,000sec−1との粘度との比が約10未満であり、前記ポリエーテルイミドが、ASTMD638に準拠して決定すると、約380,000psi(2,618MPa)以上の引張弾性率を有し、前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)が、ポリカーボネート標準品を使用するGPCによって測定すると、約2,000Da〜約100,000Daの重量平均分子量を有し、前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、25℃においてクロロホルム中で測定すると、約0.3dl/g〜約1.5dl/gの固有粘度を有し、前記キャパシターフィルムが、約190℃を超えるガラス転移温度を有し、3.2ミリメートル(mm)の厚さの試料において、264psi(1.8Mpa)でASTMD648に準拠して測定すると、約170℃以上の熱変形温度を有し、1kHz、23℃および50%RHにおいてASTMD150に準拠して測定すると、約3〜約5の比誘電率を有し、1kHz、23℃および50%RHにおいて測定すると、約0.1%〜約0.5%の誘電正接を有し、23℃において、ASTMD149に準拠して測定すると、約600V/ミクロン〜約800V/ミクロンの破壊強度を有し、特定の測定エリア全体にわたる前記フィルムの平均厚さに対して、フィルム厚さの約+/−10%未満のフィルム厚さのばらつきを有するしわのない領域を有し、光学式形状測定法によって測定すると、平均フィルム厚さに対して、約+/−3%未満の平均表面粗さ(Ra)を有する、キャパシターフィルム。

請求項6

ASTMD1894に準拠して測定すると、金属化表面上の、アルミニウム上の、および/またはそれ自体上の動摩擦係数が約0.75未満である、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項7

ASTMD1894に準拠して測定すると、金属化表面上の、アルミニウム上の、および/またはそれ自体上の静摩擦係数が約0.75未満である、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項8

1kHzにおける前記キャパシターフィルムの比誘電率が、約0℃〜約170℃で本質的に変化しないままであり、該比誘電率は、約0℃〜約170℃の温度範囲内で、最高の比誘電率の値に対して、約20%未満変動する、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項9

1kHzにおける前記キャパシターフィルムの誘電正接が、約0℃〜約170℃で本質的に変化しないままであり、約0.1%〜約1%である、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項10

前記キャパシターフィルムの誘電正接が、23℃および50%RHにおいて、1kHz〜100kHzで測定すると、約0.1%〜約1%である、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項11

約0℃〜約170℃の前記キャパシターフィルムの破壊強度差が、ASTMD149に準拠して測定すると、23℃における破壊強度値の約40%未満である、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項12

1kHzおよび約0℃〜約170℃におけるキャパシタンス差が、23℃におけるキャパシタンス値に対して、約+/−5%未満である、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項13

約170℃以上の1つのガラス転移温度を有する、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項14

100cm2のエリアにおいて、約20ミクロン超の直径を有する、2つ未満の炭化封入体を含む、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項15

約10m〜約10,000mのフィルム長さおよび約300mm〜約3,000mmのフィルム幅を有する請求項1に記載のキャパシターフィルムであって、該フィルムの全表面積の少なくとも約80%にしわがない、キャパシターフィルム。

請求項16

約1.25未満の炭素/(酸素水素)(C/(O+H))比を有する、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項17

20ミクロンの厚さを有する試験片を使用し、ASTMD1938に準拠して測定すると、約0.5N/mm〜約3.0N/mmの縦方向トラウザー引裂強度を有する、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項18

20ミクロンの厚さを有する試験片を使用し、ASTMD1938に準拠して測定すると、約0.5N/mm〜約3.0N/mmの横方向のトラウザー引裂強度を有する、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項19

前記キャパシターフィルムの総重量に対して、約1000ppm未満溶媒を含む、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項20

前記ポリエーテルイミドが、式V: (式中、Tは、−O−、または式−O−Z−O−により表される基であり、該−O−または該−O−Z−O−基の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’、または4,4’位にあり、Zは、6〜27個の炭素原子を有する二価芳香族炭化水素基、このハロゲン化誘導体、2〜10個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖アルキレン基、このハロゲン化誘導体、3〜20個の炭素原子を有するシクロアルキレン基、このハロゲン化誘導体、式−(C6H10)z−により表される基であり、zは、1〜4の整数であり、Rは、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、またはこれらの組合せを含むジアミン残基である)により表される、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項21

Zが、式IVa: (式中、Qaは、単結合、−O−、−S−、−C(O)−、−SO2−、−SO−または−Cy〜2y−、このハロゲン化誘導体であり、yは、1〜5の整数である)により表される二価の基である、請求項20に記載のキャパシターフィルム。

請求項22

Zが、式XI: により表される、請求項20に記載のキャパシターフィルム。

請求項23

前記ポリエーテルイミドが、1.0個のアミン基あたり、約1.0〜約1.4モル当量無水基を含む、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項24

前記置換または無置換芳香族一級モノアミンが、置換および無置換アニリン、置換および無置換ナフチル一級アミン、ならびに置換および無置換ヘテロアリールアミンを含み、置換基が、C6〜12アリール基ハロゲン化C6〜12アリール基、C1〜12アルキル基、ハロゲン化C1〜12アルキル基、スルホン基、C1〜12エステル基、C1〜12アミド基ハロゲン、C1〜12アルキルエーテル基、C6〜12アリールエーテル基、および芳香族環に結合しているC6〜12アリールケト基からなる群から選択される、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項25

前記置換または無置換芳香族一級モノアミンがアニリンを含む、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項26

前記ポリエーテルイミドが、ポリエーテルイミドスルホンをさらに含む、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項27

ポリエーテルイミド:ポリエーテルイミドスルホンの重量比が、約99:1〜約30:70である、請求項26に記載のキャパシターフィルム。

請求項28

前記ポリエーテルイミドが、前記混和性ポリマーブレンド中に、約0.1重量%〜約99.9重量%の量で存在する、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項29

前記ポリエーテルイミドが、前記混和性ポリマーブレンド中に、約50重量%〜約99.9重量%の量で存在する、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項30

前記ポリエーテルイミドが、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミンまたはこれらの組合せを含むアミンとの重合からから誘導される単位を含む、前記ポリエーテルイミド以外のポリエーテルイミドを約15重量%未満含む、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項31

前記ビスフェノールカーボネート繰り返し単位が、式XII (式中、RaおよびRbは、それぞれ独立して、C1〜12アルキル基、C1〜12アルケニル基、C3〜8シクロアルキル基またはC1〜12アルコキシ基であり、pおよびqは、それぞれ独立して、0〜4であり、Xaは、2つのアリーレン基の間の架橋基であり、Xaは、単結合、−O−、−S−、−S(O)−、−S(O)2−、−C(O)−、式−C(Rc)(Rd)−であるC1〜11アルキリデン基であり、RcおよびRdは、それぞれ独立して、水素、C1〜10アルキル基、または式−C(=Re)−の基であり、Reは、二価C1〜10炭化水素基である)により表される、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項32

前記アリレートエステル繰り返し単位が、式XVIII: (式中、Ar1は、少なくとも1つの芳香族基を含有するC6〜32ヒドロカルビル基である)により表される、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項33

前記少なくとも1つの芳香族基が、フェニルナフタレンアントラセン、またはこれらの組合せを含む、請求項32に記載のキャパシターフィルム。

請求項34

前記アリレートエステル繰り返し単位が、式XVIIIc: (式中、mは約4〜約100である)により表されるイソフタレートテレフタレートレゾルシノールエステル単位を含む、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項35

前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)が、式XXII: (式中、Rはそれぞれ独立して、C1〜13一価ヒドロカルビル基である)により表されるシロキサン単位をさらに含む、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項36

前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)が、前記混和性ポリマーブレンド中に、約0.1重量%〜約99.9重量%の量で存在する、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項37

前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)が、前記混和性ポリマーブレンド中に、約0.1重量%〜約50重量%の量で存在する、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項38

前記ポリエーテルイミドおよび前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)がそれぞれ、前記混和性ポリマーブレンド中に前記キャパシターフィルムの1つのガラス転移温度をもたらすのに有効な量で存在する、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項39

前記ポリエーテルイミドおよび前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)がそれぞれ、混和性ポリマーブレンドをもたらすのに有効な量で、キャパシターフィルム用ポリマー組成物中に存在する、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項40

前記混和性ポリマーブレンドが、リン含有安定剤を、該混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、約0重量%〜約2重量%の量でさらに含み、該リン含有安定剤が、約500Da以上の重量平均分子量を有する、請求項1に記載のキャパシターフィルム。

請求項41

請求項1に記載の一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムを含む、物品

請求項42

金属化キャパシターフィルムを形成させるために、前記フィルムの少なくとも一部分上に堆積させた金属層をさらに含む、請求項41に記載の物品。

請求項43

前記金属層が導電性金属を含む、請求項42に記載の物品。

請求項44

前記導電性金属が、銅、アルミニウム、銀、金、ニッケル亜鉛チタンクロムバナジウムタンタルニオブ黄銅またはこれらの組合せを含む、請求項43に記載の物品。

請求項45

前記金属層が、約1オングストローム〜約3,000オングストロームの金属層の厚さを有する、請求項42に記載の物品。

請求項46

前記金属層が、約1オングストローム〜約2,820オングストロームの金属層の厚さを有する、請求項42に記載の物品。

請求項47

前記金属層が、約0.1〜約100オームスクエアの金属層の抵抗率を有する、請求項42に記載の物品。

請求項48

前記金属層が、真空金属蒸着高温真空蒸着化学蒸着原子層堆積金属スパッタリングプラズマ処理電子ビーム処理化学的酸化反応または還元反応、無電解湿式化学蒸着、またはこれらの組合せにより、前記フィルムの少なくとも一部に堆積される、請求項42に記載の物品。

請求項49

前記金属化キャパシターフィルムが巻かれて、巻回型金属化キャパシターフィルムを形成する、請求項42に記載の物品。

請求項50

請求項49に記載の巻回型金属化フィルムを含む、キャパシター

請求項51

請求項50に記載のキャパシターを含む、電子物品

請求項52

請求項50に記載のキャパシターを含む、自動車用インバーター。

請求項53

請求項50に記載のキャパシターを含む、自動車用コンバーター。

請求項54

ポリエーテルイミドおよびポリ(カーボネート−アリレートエステル)を含む混和性ポリマーブレンドを含む、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムであって、前記ポリエーテルイミドは、芳香族二無水物と、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミンまたはこれらの組合せを含むジアミンとの重合から誘導される単位を含み、前記ポリエーテルイミドは、置換または無置換芳香族一級モノアミンにより末端封鎖されており、前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、互いに異なるビスフェノールカーボネート繰り返し単位およびアリレートエステル繰り返し単位を含み、前記高収率押出成形キャパシターフィルムは、溶媒不含であり、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含み、約0.1ミクロン〜約20ミクロンのフィルム厚さを有する、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルム。

請求項55

前記ポリエーテルイミドが、ポリエーテルイミドスルホンをさらに含む、請求項54に記載のキャパシターフィルム。

請求項56

ポリエーテルイミドスルホンおよびポリ(カーボネート−アリレートエステル)を含む混和性ポリマーブレンドを含む、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムであって、前記ポリエーテルイミドスルホンは、芳香族二無水物と、ジアミノジフェニルスルホンを含むジアミンとの重合から誘導される単位を含み、前記ポリエーテルイミドスルホンは、置換または無置換芳香族一級モノアミンにより末端封鎖されており、前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、互いに異なるビスフェノールカーボネート繰り返し単位およびアリレートエステル繰り返し単位を含み、前記高収率押出成形キャパシターフィルムは、溶媒不含であり、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含む、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルム。

請求項57

約0.1ミクロン〜約20ミクロンのフィルム厚さを有する、請求項56に記載のキャパシターフィルム。

請求項58

請求項56に記載のキャパシターフィルムであって、前記ポリエーテルイミドスルホンが、ポリスチレン標準品を使用するゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって決定すると、約20,000Da〜約400,000Daの重量平均分子量を有し、前記ポリエーテルイミドスルホンが、340℃におけるキャピラリーレオメトリーによって測定すると、100sec−1の粘度と5,000sec−1との粘度との比が約11未満であり、前記ポリエーテルイミドスルホンが、ASTMD638に準拠して決定すると、約380,000psi(2,618MPa)以上の引張弾性率を有し、前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)が、ポリカーボネート標準品を使用するGPCによって測定すると、約2,000Da〜約100,000Daの重量平均分子量を有し、前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)が、25℃においてクロロホルム中で測定すると、約0.3dl/g〜約1.5dl/gの固有粘度を有し、前記キャパシターフィルムが、約170℃を超えるガラス転移温度を有し、3.2ミリメートル(mm)の厚さの試料において、264psi(1.8Mpa)でASTMD648に準拠して測定すると、約150℃以上の熱変形温度を有し、1kHz、23℃および50%相対湿度(RH)においてASTMD150に準拠して測定すると、約3〜約5の比誘電率を有し、1kHz、23℃および50%RHにおいて測定すると、約0%〜約1の誘電正接を有し、23℃において、ASTMD149に準拠して測定すると、約500V/ミクロン〜約800V/ミクロンの破壊強度を有し、特定の測定エリア全体にわたる前記フィルムの平均厚さに対して、フィルム厚さの約+/−10%未満のフィルム厚さのばらつきを有するしわのない領域を有し、光学式形状測定法によって測定すると、平均フィルム厚さに対して、約+/−3%未満の平均表面粗さ(Ra)を有する、キャパシターフィルム。

請求項59

請求項1に記載の一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムを製造する方法であって、(a)前記混和性ポリマーブレンドを押出成形して、前記高収率押出成形キャパシターフィルムを形成するステップであって、該高収率押出成形キャパシターフィルムが、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含む、ステップ、および(b)前記高収率押出成形キャパシターフィルムを一軸延伸して、前記一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムを形成するステップを含む、方法。

請求項60

請求項1に記載の一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムを製造する方法であって、(a)前記ポリエーテルイミドおよび前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)を合わせて、混和性ポリマーブレンドを形成するステップ、(b)該混和性ポリマーブレンドを溶融して混合し、溶融ポリマーを形成するステップ、(c)該溶融ポリマーをろ過して、約1ミクロンを超える粒子を除去してろ過済み溶融ポリマーを形成するステップ、(d)約250℃〜約500℃の温度で、該ろ過済み溶融ポリマーをフラットダイにより押出成形して、高収率押出成形キャパシターフィルムを形成するステップであって、該高収率押出成形キャパシターフィルムが、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含む、ステップ、および(e)前記高収率押出成形キャパシターフィルムを一軸延伸して、前記一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムを形成するステップを含む、方法。

請求項61

前記フィルムの少なくとも一部分上に金属層を堆積させて、金属化キャパシターフィルムを形成させるステップをさらに含む、請求項60に記載の方法。

請求項62

前記金属化キャパシターフィルムを巻き、巻回型金属化キャパシターフィルムを形成するステップをさらに含む、請求項61に記載の方法。

請求項63

前記金属化キャパシターフィルムを積層し、積層フィルムキャパシターを形成するステップをさらに含む、請求項61に記載の方法。

請求項64

前記積層フィルムキャパシターをダイス型裁断し、ダイス型フィルムキャパシターを形成するステップをさらに含む、請求項63に記載の方法。

請求項65

請求項56に記載の一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムを製造する方法であって、(a)前記混和性ポリマーブレンドを押出成形して、前記高収率押出成形キャパシターフィルムを形成するステップであって、該高収率押出成形キャパシターフィルムが、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含む、ステップ、および(b)前記高収率押出成形キャパシターフィルムを一軸延伸して、前記一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムを形成するステップを含む、方法。

請求項66

請求項56に記載の一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムを製造する方法であって、(a)前記ポリエーテルイミドスルホンおよび前記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)を合わせて、混和性ポリマーブレンドを形成するステップ、(b)該混和性ポリマーブレンドを溶融して混合し、溶融ポリマーを形成するステップ、(c)該溶融ポリマーをろ過して、約1ミクロンを超える粒子を除去してろ過済み溶融ポリマーを形成するステップ、(d)約250℃〜約500℃の温度で、該ろ過済み溶融ポリマーをフラットダイにより押出成形して、高収率押出成形キャパシターフィルムを形成するステップであって、該高収率押出成形キャパシターフィルムが、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含む、ステップ、および(e)前記高収率押出成形キャパシターフィルムを一軸延伸して、前記一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムを形成するステップを含む、方法。

技術分野

0001

本開示は、ポリエーテルイミド混和性ポリマーブレンド、ならびにそれを作製する方法および使用する方法、より詳細には、押出成形キャパシターフィルム用のポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホン混和性ポリマーブレンドに関する。

背景技術

0002

高容量エネルギー密度、高い作動温度および長寿命を有する、静電フィルムキャパシターは、パルスパワー自動車および産業電子工学にとって重要な構成成分である。一般に、キャパシターは、絶縁誘電性フィルム薄層により分離されている、2つの平行な導電性プレートを有する、エネルギー貯蔵デバイスである。電圧がこれらのプレート間印加されると、誘電体における電場が、電荷を動かし、こうして、エネルギー貯蔵する。キャパシターによって貯蔵されるエネルギーの量は、絶縁材料比誘電率印加電圧およびフィルムの寸法(総面積および厚さ)に依存する。したがって、キャパシターが蓄積することができるエネルギーの総量を最大化するために、フィルムの比誘電率および破壊電圧を最大化する必要があり、フィルムの厚さを最小化する必要がある。キャパシターにおける誘電性材料物理的性質は、キャパシターの性能に対する一次決定因子であり、したがって、キャパシターの誘電性材料の物理特性のうちの1つまたは複数を改善すると、キャパシター構成成分の対応する性能を改善することができ、こうして、通常、キャパシターが埋め込まれているエレクトロニクスシステムまたは製品の性能および寿命が増強される。

先行技術

0003

米国特許第8,546,516号明細書
米国特許出願公開第2014/0355173号明細書
米国特許第6,919,422号明細書
米国特許第6,072,011号明細書
米国特許出願公開第2014/0179843号明細書

発明が解決しようとする課題

0004

二軸配向ポリプロピレン)(BOPP)から作製された静電フィルムキャパシターは、電気機器電子装置オーブンおよび炉、冷蔵庫、自動車、ならびに家庭電化製品などにおいて、低い誘電正接、高い絶縁抵抗率および低い誘電吸収が要求される用途に使用されてきた。約2.2となる、BOPPの低い比誘電率(Dk)、および約100℃というBOPPの最大の使用温度により、高い作動温度および/または高いエネルギー密度が要求される用途におけるBOPPキャパシターの使用が制限される。Dk>3.0を有するポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)およびポリカーボネート(PC)などの他の熱可塑性材料は、妥当代替品となり得る。しかし、これらのフィルムから作製されたキャパシターは、約125℃もの高い作動温度でのみ使用することができ、したがって、所望の高温性能能力を満たさない。ポリフェニレンスルフィド(PPS)およびポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの、高温能力に応えるいくつかの材料は、150℃を超える温度での電気特性が不安定であることにより制限され、こうして、PPSおよびPEEKはキャパシターに使用するにはそれほど望ましいものにならない。したがって、キャパシターに使用するための誘電性材料を開発および/または改善することが継続的に必要とされている。

課題を解決するための手段

0005

ポリエーテルイミドおよびポリ(カーボネートアリレーエステル)を含む混和性ポリマーブレンドを含む、一軸延伸収率押出成形キャパシターフィルムであって、上記ポリエーテルイミドは、芳香族二無水物と、m−フェニレンジアミンp−フェニレンジアミンまたはこれらの組合せを含むジアミンとの重合から誘導される単位を含み、置換または無置換芳香族一級モノアミンにより末端封鎖されており、上記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、互いに異なるビスフェノールカーボネート繰り返し単位およびアリレートエステル繰り返し単位を含み、上記高収率押出成形キャパシターフィルムは、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含む、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムが本明細書において開示されている。

0006

同様に、ポリエーテルイミドおよびポリ(カーボネート−アリレートエステル)を含む混和性ポリマーブレンドを含む、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムであって、上記ポリエーテルイミドは、芳香族二無水物と、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミンまたはこれらの組合せを含むジアミンとの重合から誘導される単位を含み、置換または無置換芳香族一級モノアミンにより末端封鎖されており、上記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、互いに異なるビスフェノールカーボネート繰り返し単位およびアリレートエステル繰り返し単位を含み、上記高収率押出成形キャパシターフィルムは、溶媒不含であり、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含み、約0.1ミクロン〜約20ミクロンのフィルム厚さを有する、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムも本明細書において開示されている。

0007

さらに、ポリエーテルイミドスルホンおよびポリ(カーボネート−アリレートエステル)を含む混和性ポリマーブレンドを含む、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムであって、上記ポリエーテルイミドスルホンは、芳香族二無水物と、ジアミノジフェニルスルホンを含むジアミンとの重合から誘導される単位を含み、置換または無置換芳香族一級モノアミンにより末端封鎖されており、上記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、互いに異なるビスフェノールカーボネート繰り返し単位およびアリレートエステル繰り返し単位を含み、上記高収率押出成形キャパシターフィルムは、溶媒不含であり、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含む、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムが開示されている。

0008

開示されている組成物、ならびにその作製方法および使用方法の好ましい実施形態の詳細説明に関して、これから、以下の添付の図面を参照する。

図面の簡単な説明

0009

10ミクロンのフィルム試料について測定した、対照試料と比較した、キャパシターフィルム用ポリマー組成物平均破壊強度(BDS)のグラフである。
20ミクロンのフィルム試料について測定した、対照試料と比較した、キャパシターフィルム用ポリマー組成物の平均BDSのグラフである。

0010

ポリエーテルイミド(PEI)およびポリカーボネート(PC)を含むキャパシターフィルム用ポリマー組成物、ならびにその作製方法および使用方法が本明細書において開示されており、該ポリマー組成物は、本明細書においてより詳細に議論される、混和性ポリマーブレンドである。一実施形態では、ポリエーテルイミドは、ポリエーテルイミドスルホンをさらに含むことができ、ポリエーテルイミドおよびポリエーテルイミドスルホンは、混和性ポリマーブレンドを形成する。一実施形態では、ポリカーボネートは、ポリ(カーボネート−アリレートエステル)を含む。一実施形態では、ポリエーテルイミドおよびポリカーボネートは、混和性ポリマーブレンドを形成する。別の実施形態では、ポリエーテルイミド、ポリエーテルイミドスルホンおよびポリカーボネートは、混和性ポリマーブレンドを形成する。

0011

一部の実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、ポリエーテルイミドスルホン(PEIS)およびポリカーボネート(PC)を含み、該ポリマー組成物が混和性ポリマーブレンドである。このような実施形態では、ポリエーテルイミドスルホンおよびポリカーボネートは、混和性ポリマーブレンドを形成する。

0012

ポリエーテルイミドおよびポリ(カーボネート−アリレートエステル)を含む混和性ポリマーブレンドを含む、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムであって、上記ポリエーテルイミドは、芳香族二無水物と、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミンまたはこれらの組合せを含むジアミンとの重合から誘導される単位を含み、置換または無置換芳香族一級モノアミンにより末端封鎖されており、上記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、互いに異なるビスフェノールカーボネート繰り返し単位およびアリレートエステル繰り返し単位を含み、上記高収率押出成形キャパシターフィルムは、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含む、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムが本明細書において開示されている。一実施形態では、ポリエーテルイミドは、ポリエーテルイミドスルホンをさらに含むことができる。

0013

一実施形態では、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルム、例えば上述の段落において記載されているフィルムを製造する方法は、(a)ポリエーテルイミドおよびポリ(カーボネート−アリレートエステル)を合わせて、混和性ポリマーブレンドを形成するステップ、(b)該混和性ポリマーブレンドを溶融して混合し、溶融ポリマーを形成するステップ、(c)該溶融ポリマーをろ過して、約1ミクロンを超える粒子を除去してろ過済み溶融ポリマーを形成するステップ、(d)約250℃〜約500℃の温度で、該ろ過済み溶融ポリマーをフラットダイにより押出成形して、高収率押出成形キャパシターフィルムを形成するステップであって、該高収率押出成形キャパシターフィルムが、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含む、ステップ、および(e)該高収率押出成形キャパシターフィルムを一軸延伸して、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムを形成するステップを含む。このような実施形態では、該一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムは、さらに金属化されて巻かれ、巻回型金属化キャパシターフィルムを形成することができる。別の実施形態では、本キャパシターフィルム(例えば、金属化キャパシターフィルム)は積層化されて、積層フィルムキャパシターを形成することができる。

0014

ポリエーテルイミドスルホンおよびポリ(カーボネート−アリレートエステル)を含む混和性ポリマーブレンドを含む、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムであって、上記ポリエーテルイミドスルホンは、芳香族二無水物と、ジアミノジフェニルスルホンを含むジアミンとの重合から誘導される単位を含み、置換または無置換芳香族一級モノアミンにより末端封鎖されており、上記ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、互いに異なるビスフェノールカーボネート繰り返し単位およびアリレートエステル繰り返し単位を含み、上記高収率押出成形キャパシターフィルムは、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含む、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムが本明細書において開示されている。

0015

一実施形態では、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルム、例えば上述の段落において記載されているフィルムを製造する方法は、(a)ポリエーテルイミドスルホンおよびポリ(カーボネート−アリレートエステル)を合わせて、混和性ポリマーブレンドを形成するステップ、(b)該混和性ポリマーブレンドを溶融して混合し、溶融ポリマーを形成するステップ、(c)該溶融ポリマーをろ過して、約1ミクロンを超える粒子を除去してろ過済み溶融ポリマーを形成するステップ(d)約250℃〜約500℃の温度で、該ろ過済み溶融ポリマーをフラットダイにより押出成形して、高収率押出成形キャパシターフィルムを形成するステップであって、該高収率押出成形キャパシターフィルムが、該キャパシターフィルムを製造するために使用される押出機に入る前の混和性ポリマーブレンドの総重量に対して、該押出機に入る該混和性ポリマーブレンドの約90重量%以上を含む、ステップ、および(e)該高収率押出成形キャパシターフィルムを一軸延伸して、一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムを形成するステップを含む。このような実施形態では、本一軸延伸高収率押出成形キャパシターフィルムは、さらに金属化されて巻かれ、巻回型金属化キャパシターフィルムを形成することができる。別の実施形態では、キャパシターフィルム(例えば、金属化キャパシターフィルム)は積層化されて、積層フィルムキャパシターを形成することができる。

0016

操作実施例以外、または特に示されている場合、本明細書および特許請求の範囲において使用される、成分の量、反応条件などを言及している、すべての数または表現は、すべての場合において、用語「約」によって修飾されているものとして理解すべきである。様々な数の範囲が、本明細書において開示されている。これらの範囲は連続しているので、これらは、最小値最大値との間の各値を含む。同じ性質または構成成分を列挙しているすべての範囲の端値は、独立して組み合わせることができ、列挙した端値を含む。特に明確に示されない限り、本出願において特定されている様々な数の範囲は、概数である。同じ構成成分または特性を対象とする、すべての範囲の両端値は、この端値を含み、かつ独立して組合せ可能である。用語「0超えからある量まで」とは、指定された構成成分が、0を超えるある量で、ならびに高い方の指定された量を含んで最大となる量で存在することを意味する。

0017

用語「a」、「an」および「the」は、量の限定を表すのではなく、むしろ、参照されている項目の少なくとも1つが存在することを表す。本明細書で使用する場合、単数形「a」、「an」および「the」は、複数の指示物を含む。

0018

本明細書で使用する場合、「その組合せ」は、場合により列挙されていない同様の要素と一緒に、列挙された要素のうちの1種または複数を含み、例えば、指定される構成成分の1種または複数と、場合により、同じ機能を本質的に有する具体的に指定されていない1種または複数の他の構成成分との組合せを含む。本明細書で使用する場合、用語「組合せ」は、ブレンド、混合物合金反応生成物などを含む。

0019

本明細書全体にわたり、「一実施形態」、「別の実施形態」、「他の実施形態」、「一部の実施形態」などを言う場合、実施形態に関連して記載されている特定の要素(例えば、特徴、構造、特性および/または性質)が、本明細書に記載されている少なくとも1つの実施形態に含まれ、他の実施形態では、存在していてもよいか、または存在していなくてもよいことを意味する。さらに、記載されている要素は、様々な実施形態において、任意の好適な様式で組み合わされ得る。

0020

特に定義されない限り、本明細書において使用される技術的および科学的用語は、当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。用語「ポリマー」は、本明細書で使用する場合、オリゴマーホモポリマーおよびコポリマーを含む。

0021

本出願における分子量はすべて、特に示さない限り、重量平均分子量を指す。このように言及されている分子量は、ダルトン(Da)で表される。

0022

化合物は、標準命名法を使用して、本明細書に記載されている。例えば、指示されている任意の基によって置換されていない位置はいずれも、示されている結合によって占有されている原子価、または水素原子を有するものと理解される。2つの文字または記号との間に存在しないダッシュ「−」が使用されて、置換基結合点を示す。例えば、−CHOは、カルボニル基炭素を介して結合している。

0023

用語「アルキル」には、分岐鎖および直鎖の両方のC1〜30、あるいは分岐鎖および直鎖の両方のC1〜18の、特定されている炭素原子数を有する飽和脂肪族炭化水素基を含む。アルキルの例には、以下に限定されないが、メチルエチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、s−ペンチル、n−およびs−ヘキシル、n−およびs−ヘプチル、n−およびs−オクチル、デシルステアリルなどが含まれる。

0024

用語「アルケニル」は、直鎖または分岐鎖の、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合(例えば、エテニル(HC=CH2))を有する一価炭化水素基を意味する。

0025

用語「アルコキシ」は、酸素を介して連結している、直鎖または分岐アルキル基(例えば、C1〜18)(すなわち、アルキル−O−)、例えばメトキシエトキシ、sec−ブチルオキシおよびノニルオキシ基を意味する。

0026

用語「アルキレン」は、直鎖または分岐鎖の、飽和二価脂肪族炭化水素基(例えば、メチレン(−CH2−)またはプロピレン(−(CH2)3−))を意味する。

0027

用語「シクロアルキレン」は、二価の環式アルキレン基−CnH2n−xを意味し、xは、環化によって置きかえられた水素の数を表す。「シクロアルケニル」は、環中に1つまたは複数の環および1つまたは複数の炭素−炭素二重結合を有する一価の基を意味し、環員はすべて、炭素である(例えば、シクロペンチルおよびシクロヘキシル)。

0028

用語「アリール」は、特定されている数の炭素原子を含有する芳香族炭化水素基(例えば、芳香族部分)を意味し(例えば、6個の炭素原子からなる不飽和環)、この基は、1つまたは複数のアルキル基により場合により置換されていてもよく、例えば、フェニルトリルキシリルトロポンインダニル、インデニルナフチルなどを含む。

0029

用語「アリールオキシ」は、6個の炭素原子からなる不飽和環により置換されている酸素ラジカルを意味し、このラジカルは、1つまたは複数のアルキル基により場合により置換されていてもよく、例えば、フェノキシを含む。

0030

接頭語ハロ」は、フルオロクロロ、ブロモヨードおよびアスチノ(astatino)置換基をさらに1つ含む基または化合物を意味する。異なるハロ基(例えば、ブロモとフルオロ)の組合せが存在してもよい。一実施形態では、クロロ基のみ存在する。

0031

接頭語「ヘテロ」は、その化合物または基が、ヘテロ原子である少なくとも1つの環員(例えば、1個、2個または3個のヘテロ原子)を含み、ヘテロ原子は、それぞれ独立して、N、O、SまたはPとすることができる。

0032

ASTM試験はすべて、特に示さない限り、Annual Book ofASTMStandardsの2003年版に基づいている。

0033

一実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、ポリエーテルイミドを含む。別の実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、ポリエーテルイミドスルホンを含む。さらに別の実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、ポリエーテルイミドおよびポリエーテルイミドスルホンを含む。

0034

本明細書における開示の目的では、ポリエーテルイミドだけもしくはポリエーテルイミドスルホンだけのどちらか一方、またはポリエーテルイミドとポリエーテルイミドスルホンの両方を含むポリマー構成要素が、「ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホン」とまとめて呼ばれる。記載されているポリマー(例えば、単一ポリマー構成成分、ポリマーブレンドポリマー混合物など)、特性、性質、特徴などのいずれかに関して本明細書で使用する場合、用語「ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホン」は、特性値、性質、特徴などのいずれかが、ポリエーテルイミドだけ、またはポリエーテルイミドスルホンだけのどちらか一方、または組み合わせて使用される場合、ポリエーテルイミドとポリエーテルイミドスルホンの両方に該当することができる。

0035

一実施形態では、ポリエーテルイミド(PEI)およびポリエーテルイミドスルホン(PEIS)は、式I:




(式中、aは、1超、例えば、約1〜約1,000以上、あるいは約10〜約1,000以上、またはあるいは約10〜約500とすることができる)
によって表すことができる。

0036

一実施形態では、式I中の基Vは、エーテル基を含有する四価リンカー(本明細書で使用する場合、「ポリエーテルイミド」)、またはエーテル基とアリーレンスルホン基との組合せ(本明細書で使用する場合、「ポリエーテルイミドスルホン」)とすることができる。このようなリンカーには、以下に限定されないが、(a)5〜50個の炭素原子を有する、置換または無置換の、単環式および多環式飽和基不飽和基または芳香族基であって、エーテル基、アリーレンスルホン基、またはエーテル基とアリーレンスルホン基との組合せにより場合により置換されている、飽和基、不飽和基または芳香族基、(b)1〜30個の炭素原子を有する、置換または無置換の、直鎖もしくは分岐の飽和または不飽和アルキル基であって、エーテル基、またはエーテル基とアリーレンスルホン基との組合せ、およびアリーレンスルホン基により場合により置換されている、アルキル基、または(c)それらの組合せを含むことができる。リンカー基Vに好適なさらなる置換基(substitution)は、以下に限定されないが、エーテルアミド、エステルなど、またはこれらの組合せを含む。

0037

一実施形態では、式I中の基Rは、以下に限定されないが、(a)6〜20個の炭素原子を有する芳香族炭化水素基、およびこのハロゲン化誘導体、(b)2〜20個の炭素原子を有する、直鎖または分岐鎖アルキレン基、(c)3〜20個の炭素原子を有するシクロアルキレン基、または(d)式II:




(式中、Q1は、以下に限定されないが、−O−、−S−、−C(O)−、−SO2−、−SO−、−Cy〜2y−などの二価部分(yは、1〜5の整数である)、およびペルフルオロアルキレン基を含めた、このハロゲン化誘導体を含む)により表される、二価の基などの、置換または無置換の二価有機基を含むことができる。

0038

式Iの一実施形態では、リンカーVは、以下に限定されないが、式III:




(式中、Wは、−O−、−SO2−を含めた二価部分、または式−O−Z−O−により表される基とすることができ、−O−または−O−Z−O−基の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’、または4,4’位にあることができる)により表される、四価芳香族基を含む。当業者により認識されている通り、および本開示の一助により−O−Z−O−基は二価の基である一方、Zもやはり二価の基であり、Zの二価はそれぞれ、−O−Z−O−基中酸素原子に連結している。このような実施形態では、Zは、以下に限定されないが、基IVの式:




(式中、Qは、以下に限定されないが、−O−、−S−、−C(O)−、−SO2−、−SO−、−Cy〜2y−などの二価部分(yは、1〜5の整数である)、およびペルフルオロアルキレン基を含めた、このハロゲン化誘導体を含むことができる)により表される二価の基を含むことができる。

0039

一実施形態では、Zは、式IVa:




(式中、Qaは、単結合、−O−、−S−、−C(O)−、−SO2−、−SO−または−Cy〜2y−、このハロゲン化誘導体とすることができ、yは、1〜5の整数とすることができる)により表される、二価の基とすることができる。

0040

一実施形態では、ポリエーテルイミドは、1つを超える(more than more than)構造単位、あるいは約10〜約1,000の構造単位、またはあるいは約10〜約500の構造単位を含み、構造単位は、式V:




(式中、Tは、−O−、または式−O−Z−O−により表される基とすることができ、−O−または−O−Z−O−基の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’、または4,4’位にあることができ、Zは、基IVの式および式IVaにより表される、二価の基として本明細書において既に記載されており、Rは、式IIにより表される二価の基として、本明細書において既に記載されている)により表すことができる。このようなZおよびRの説明の態様および/または実施形態のいずれも、非限定的に利用されて、式VのZ基およびR基を記載することができる。一実施形態では、Zは、式IVaにより表すことができる。

0041

Tが式−O−Z−O−により表される、式Vの一実施形態では、Zは、6〜27個の炭素原子を有する二価芳香族炭化水素基、このハロゲン化誘導体、2〜10個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖アルキレン基、このハロゲン化誘導体、3〜20個の炭素原子を有するシクロアルキレン基、このハロゲン化誘導体、または式−(C6H10)z−により表される基とすることができ、zは、1〜4の整数とすることができ、Rは、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、またはこれらの組合せを含むジアミン残基とすることができる。

0042

別の実施形態では、ポリエーテルイミドスルホンは、エーテル基およびスルホン基を含むポリイミドとすることができ、式I中のリンカーVおよび基Rの少なくとも50mol%は、二価アリーレンスルホン基を含む。例えば、基Rではなく、すべてのリンカーVは、アリーレンスルホン基を含有することができる。リンカーVではなく、すべてのR基は、アリーレンスルホン基を含有することができる。または、アリーレンスルホンは、リンカーVおよびR基のある部分中に存在することができるが、但し、アリールスルホン基を含有する、VおよびR基の総モル分率は、50mol%以上である条件とする。

0043

一実施形態では、ポリエーテルイミドスルホンは、1つ超えの構造単位、あるいは約10〜約1,000の構造単位、またはあるいは約10〜約500の構造単位を含み、構造単位は、式VI:




(式中、Yは、−O−、−SO2−、または式−O−Z−O−により表される基とすることができ、−O−、−SO2−または−O−Z−O−基の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’、または4,4’位にあることができ、Zは、基IVの式および式IVaにより表される二価の基として、本明細書において既に記載されており、Rは、式IIにより表される二価の基として、本明細書において既に記載されているが、但し、式VI中のYのモル数+Rのモル数の合計の50mol%超が、−SO2−基を含有する条件とする)によって表すことができる。このようなZおよびRの説明の態様および/または実施形態のいずれも、非限定的に利用されて、式VIのZ基およびR基を記載することができる。一実施形態では、Zは、式IVaにより表すことができる。

0044

一部の実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、例えば、基VIIの式:




により表されるリンカーなどの、エーテル基、またはエーテル基およびスルホン基を含まない、リンカーVをさらに含むことができる。

0045

一実施形態では、基VIIの式により表されるイミド単位含有リンカーは、約0mol%〜約10mol%の総単位数、またはあるいは0mol%〜5mol%の総単位数の範囲の量で一般に、存在することができる。一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホン中に、さらなるリンカーVは存在しない。

0046

さらに別の実施形態では、ポリエーテルイミドは、式Vにより表される約10〜約500の構造単位を含み、ポリエーテルイミドスルホンは、式VIにより表される約10〜約500の構造単位を含む。

0047

ポリエーテルイミドおよびポリエーテルイミドスルホンを調製する方法は、当業者に公知であり、一般に、特許文献1および特許文献2に記載されており、それらのそれぞれの全体が、参照により本明細書に組み込まれている。

0048

一実施形態では、ポリエーテルイミドおよびポリエーテルイミドスルホンは、式VIIIまたは式IXにより表される、芳香族二無水物




を、式Xにより表される有機ジアミン




と反応させることによって調製することができ、式中、R、TおよびYは、式II、式Vおよび式VIについて、本明細書に既に記載されている。このようなR、TおよびYの説明の態様および/または実施形態のいずれも、非限定的に利用されて、式VIII、式IXおよび式XのR基、T基およびY基を記載することができる。

0049

式VIIIにより表される、本開示における使用に好適な芳香族二無水物の非限定例は、2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物;4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルエーテル二無水物;4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物;4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゾフェノン二無水物;2,2−ビス[4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物;4,4’−ビス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルエーテル二無水物;4,4’−ビス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物;4,4’−ビス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ベンゾフェノン二無水物;4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)−4’−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニル−2,2−プロパン二無水物;4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)−4’−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルエーテル二無水物;4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)−4’−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物;4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)−4’−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゾフェノン二無水物など;またはこれらの組合せを含む。

0050

式IXにより表される、本開示における使用に好適なスルホン基含有芳香族二無水物の非限定例には、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物;4,4’−ビス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物;4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)−4’−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物など;またはこれらの組合せが含まれる。

0051

一実施形態では、ポリエーテルイミドスルホンは、式VIIIおよび式IXにより表される、二無水物の組合せを使用して調製することができる。

0052

式Xにより表される、本開示における使用に好適なアミン化合物の非限定例は、エチレンジアミンプロピレンジアミントリメチレンジアミン、ジエチレントリアミントリエチレンテトラミンヘキサメチレンジアミンヘプタメチレンジアミンオクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、1,18−オクタデカンジアミン、3−メチルヘプタメチレンジアミン、4,4−ジメチルヘプタメチレンジアミン、4−メチルノナメチレンジアミン、5−メチルノナメチレンジアミン、2,5−ジメチルヘキサメチレンジアミン、2,5−ジメチルヘプタメチレンジアミン、2,2−ジメチルプロピレンジアミン、N−メチル−ビス(3−アミノプロピルアミン、3−メトキシヘキサメチレンジアミン、1,2−ビス(3−アミノプロポキシエタン、ビス(3−アミノプロピル)スルフィド、1,4−シクロヘキサンジアミン、ビス−(4−アミノシクロヘキシルメタン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、2−メチル−4,6−ジエチル−1,3−フェニレン−ジアミン、5−メチル−4,6−ジエチル−1,3−フェニレン−ジアミン、ベンジジン、3,3’−ジメチルベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、1,5−ジアミノナフタレン、ビス(4−アミノフェニル)メタン、ビス(2−クロロ−4−アミノ−3,5−ジエチルフェニル)メタン、ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,4−ビス(b−アミノ−t−ブチル)トルエン、ビス(p−b−アミノ−t−ブチルフェニル)エーテル、ビス(p−b−メチル−o−アミノフェニル)ベンゼン、ビス(p−b−メチル−o−アミノペンチル)ベンゼン、1,3−ジアミノ−4−イソプロピルベンゼン、ビス(4−アミノフェニル)エーテル、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンなど、またはこれらの組合せを含む。

0053

式Xにより表される、本開示における使用に好適なスルホン基含有アミン化合物の非限定例は、ジアミノジフェニルスルホン(DDS)、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン(4,4’−DDS)、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン(3,3’−DDS)、ビス(アミノフェノキシフェニル)スルホン(BAPS)など、またはこれらの組合せを含む。

0054

一実施形態では、ポリエーテルイミドは、式Vにより表される構造単位を含み、Rはそれぞれ独立して、p−フェニレン、m−フェニレン、またはこれらの組合せとすることができ、Tは、式−O−Z−O−により表される基とすることができ、−O−Z−O−基の二価結合は、3,3’位にあることができ、Zは、式XI:




により表される二価の基とすることができる。

0055

一実施形態では、ポリエーテルイミドは、式Vaにより表される構造単位:




式Vbにより表される構造単位:




またはこれらの組合せを含む。

0056

一実施形態では、Rがp−フェニレンであり、Tが式−O−Z−O−により表され、−O−Z−O−基の二価結合が3,3’位にあり、Zが式XIにより表される二価の基である、式Vにより表される構造単位は、式Vaにより表される構造単位を含む。

0057

一実施形態では、Rがm−フェニレンであり、Tが式−O−Z−O−により表され、−O−Z−O−基の二価結合が3,3’位にあり、Zが式XIにより表される二価の基である、式Vにより表される構造単位は、式Vbにより表される構造単位を含む。

0058

一実施形態では、ポリエーテルイミドは、1つ超えの構造単位、あるいは約10〜約1,000の構造単位、またはあるいは約10〜約500の構造単位を含み、構造単位は、式Va、式Vbまたはこれらの組合せによって表すことができる。

0059

一実施形態では、ポリエーテルイミドスルホンは、式VIにより表される構造単位を含み、R基の少なくとも50mol%は、基IVの式および式IVaによりそれぞれ独立して表すことができ、QおよびQaは、−SO2−とすることができ、残りのR基は、それぞれ独立して、p−フェニレン、m−フェニレンまたはこれらの組合せとすることができ、Yは、式−O−Z−O−により表される基とすることができ、−O−Z−O−基の二価結合は、3,3’位にあることができ、Zは、式XIにより表される二価の基とすることができる。

0060

一態様では、ポリエーテルイミドスルホンは、ジアミノジフェニルスルホンを含むアミンの重合から誘導される繰り返し構造単位を含むことができる。

0061

一実施形態では、ポリエーテルイミドスルホンは、式VIaに表される繰り返し構造単位:




(式中、構造単位は、n’回繰り返されることができ、n’は、1超、あるいは約10〜約1,000、またはあるいは約10〜約500とすることができる)を含むことができる。

0062

一実施形態では、Yが式−O−Z−O−により表され、−O−Z−O−基の二価結合が3,3’位にあり、Zが式XIにより表される二価の基であり、Rが式IVaにより表される二価の基であり、Qaが−SO2−であり、二価の基Rの二原子価のそれぞれが−SO2−に対してパラ位(4,4’位)にある、式VIにより表される構造単位は、式VIaにおいて表される構造単位を含む。

0063

一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、例えば置換および無置換アニリン、置換および無置換ナフチル一級アミン、ならびに置換および無置換ヘテロアリールアミンなどの、置換または無置換芳香族一級モノアミンにより末端封鎖され得、置換基は、C6〜12アリール基ハロゲン化C6〜12アリール基、C1〜12アルキル基、ハロゲン化C1〜12アルキル基、スルホン基、C1〜12エステル基、C1〜12アミド基ハロゲン、C1〜12アルキルエーテル基、C6〜12アリールエーテル基、および芳香族環に結合しているC6〜12アリールケト基からなる群から選択することができる。結合している官能性は、分子量を制御するための芳香族一級モノアミンの機能を妨害するべきではない。芳香族モノアミンの好適な例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、特許文献3に、より詳細に記載されている。本開示における使用に好適な芳香族モノアミンの非限定例は、アニリンクロロアニリンペルフルオロメチルアニリンナフチルアミンなど、またはこれらの組合せを含む。一実施形態では、芳香族モノアミンはアニリンを含む。

0064

当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンの製造中に加えられる、芳香族モノアミンの量は、所望の分子量および様々な他の考慮点に依存し得る。一実施形態では、イミド反応中に存在する芳香族モノアミンの量は、芳香族ジアミン(例えば、フェニレンジアミン)の総モル数に対して、約0mol%〜約10mol%、あるいは約1mol%〜約10mol%、あるいは約2mol%〜約10mol%、あるいは約5mol%〜約9mol%、またはあるいは約6mol%〜約7mol%とすることができる。さらに、当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、一官能基性反応剤は、例えば、イミド化を開始する前またはその後などの任意の時点(例えば、芳香族ジアミン、芳香族二無水物、溶媒またはこれらの組合せに対して)、およびイミド化触媒の存在下または非存在下で加えることができる。さらに、当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、特定の量は、型通りの実験によって決定することができる。

0065

一実施形態では、各反応剤の相対量、触媒のタイプおよび量、ならびに芳香族一級モノアミンのタイプおよび量、ならびに反応条件は、1.0個のアミン基あたり、約1.0〜約1.4モル当量無水基、あるいは1.0個のアミン基あたり、約1.0〜約1.3モル当量の無水基、1.0個のアミン基あたり、あるいは約1.0〜約1.2モル当量の無水基、あるいは1.0個のアミン基あたり、約1.0〜約1.1モル当量の無水基、またはあるいは1.0個のアミン基あたり、約1.0〜約1.002モル当量の無水基を有するポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンがもたらされるよう選択することができる。

0066

一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、さらに架橋され得る。当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンを架橋するための方法は、例えば、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンを架橋するのに有効な波長および時間、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンに照射(例えば、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンを含む押出成形フィルム)するなどの、任意の公知のポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンの架橋方法を含むことができる。一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンの架橋は、280nm超かつ400nm以下の波長の紫外線照射によって実現することができる。

0067

一実施形態では、ポリエーテルイミドは、分岐状ポリエーテルイミド非分岐状ポリエーテルイミド、またはこれらの組合せとすることができる。当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、ポリエーテルイミドの分岐度は、ポリエーテルイミドの強度特性に影響を及ぼし、例えば、分岐状ポリエーテルイミドの含有率が高い程、強度が向上する。

0068

一実施形態では、ポリエーテルイミドスルホンは、分岐状ポリエーテルイミドスルホン、非分岐状ポリエーテルイミドスルホン、またはこれらの組合せとすることができる。当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、ポリエーテルイミドスルホンの分岐度は、ポリエーテルイミドスルホンの強度特性に影響を及ぼし、例えば、分岐状ポリエーテルイミドスルホンの含有量が高い程、強度が向上する。

0069

ポリエーテルイミドおよびポリエーテルイミドスルホンは、単独でまたは組み合わせて使用することができる。一部の実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、ポリエーテルイミドを含む。他の実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、ポリエーテルイミドスルホンを含む。

0070

さらに他の実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、ポリエーテルイミドおよびポリエーテルイミドスルホンを含む。このような実施形態では、ポリエーテルイミド:ポリエーテルイミドスルホンの重量比は、約99:1〜約30:70、あるいは約90:10〜約40:60、またはあるいは約80:20〜約60:40とすることができる。当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、ポリエーテルイミドおよびポリエーテルイミドスルホンは、混和性ポリマーブレンドを形成する。

0071

一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、ポリスチレン標準品を使用するゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定すると、重量平均分子量(Mw)がモルあたり約20,000グラム(g/mol)またはダルトン(Da)〜約400,000Da、あるいは約10,000Da〜約400,000Da、あるいは約10,000Da〜約200,000Da、あるいは約10,000Da〜約80,000Da、またはあるいは約50,000Da〜約75,000Daであることを特徴とすることができる。一般に、Mwは、式1:




(式中、Niは、分子量Miの分子数である)に従って計算することができる。

0072

一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、プロトン核磁気共鳴分光法によって決定すると、ポリマーの重量部に対して、約100ppm未満、あるいは約50ppm未満、またはあるいは約10ppm未満のベンジル位含有率を有することができる。ベンジル位プロトンの官能基は高温で反応して、溶融状態において分子量を変化させる反応を加速させることができる。別の実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、ベンジル位プロトンを含まなくてもよく、実質的に含まなくてもよく、または本質的に含まなくてもよい。ベンジル位プロトンを本質的に含まないとは、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホン生成物が、ベンジル位プロトンを含有するモノマーおよび/または末端封鎖剤(endcapper)に由来する構造単位を、約5mol%未満、あるいは約3mol%未満、またはあるいは約1mol%未満有することを意味する。一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、ベンジル位プロトンを含有するモノマーおよび/もしくは末端封鎖剤に由来する構造単位を、プロトン核磁気共鳴分光法により決定すると、ポリマーの重量部に対して0ppm、または0mol%有することができる。一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、ベンジル位プロトンを含まない。

0073

一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンの重量部に対して、約1,000ppm以下、あるいは約0ppm〜約1,000ppm、またはあるいは約0ppm〜約500ppmの臭素または塩素含有率を有することができる。臭素または塩素の量は、原子吸収などの通常の化学分析によって決定することができる。一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンの重量部に対して、約1,000ppm以下、あるいは約0ppm〜約1,000ppm、またはあるいは約0ppm〜約500ppmの、臭素と塩素を足した全含有率を有することができる。

0074

一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、低いレベル有機反応副生成物を有することができる。例えば、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンの重量部に対して、1,3−ビス(N−(4−クロロフタルイミド))ベンゼン、1,3−ビス(N−フタルイミド)ベンゼン、メタ−フェニレンジアミンおよびビス(フタルイミド)のそれぞれを、約0ppm〜約500ppm、あるいは約0ppm〜約250ppm、またはあるいは約0ppm〜約100ppmの含有率で有することができる。

0075

一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、6.7キログラム(kg)重量の負荷の下、340℃〜370℃において、米国試験材料協会(ASTM)D1238に準拠して測定すると、1分間あたり、約0.1グラム(g/分)〜約10g/分、あるいは約0.5g/分〜約9.5g/分、またはあるいは約1g/分〜約9g/分のメルトインデックスとなることを特徴とすることができる。

0076

一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、25℃においてm−クレゾール中で測定すると、1グラムあたり約0.2デシリットル(dl/g)以上、あるいは約0.2dl/g〜約0.8dl/g、あるいは約0.3dl/g〜約0.75dl/g、またはあるいは約0.35dl/g〜約0.7dl/gの固有粘度を特徴とすることができる。一般に、流体の粘度は、せん断応力または引張応力により徐々に変形することに対して、流体が抵抗する尺度を表す。本明細書で使用する場合、用語「固有粘度」は、溶質の濃度(例えば、溶液中のポリマーの濃度)に対する既知濃度ポリマー溶液比粘度の比をゼロ濃度に外挿したものを表す。当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、固有粘度(ポリマーの性質の標準測定値として広く認識されている)は、ポリマーの重量平均分子量に直接、比例する。固有粘度は、ASTM4603に準拠して決定することができる。

0077

一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、340℃におけるキャピラリーレオメトリーによって測定すると、100sec−1の粘度と5,000sec−1の粘度との比が、約11未満、あるいは約10未満、あるいは約9未満、またはあるいは約8未満であることを特徴とすることができる。

0078

一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、ASTMD638に準拠して決定すると、約380,000psi(2,618MPa)以上、あるいは約400,000psi(2,756MPa)〜約620,000psi(4,272MPa)、あるいは約420,000(2,893MPa)〜約600,000psi(4,134MPa)、またはあるいは約425,000psi(2,928MPa)〜約580,000psi(3,996MPa)の引張弾性率であることを特徴とすることができる。一般に、弾性率またはヤング率としても知られている引張弾性率は、材料の剛性の尺度である。

0079

一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、約150℃以上、あるいは約160℃超、あるいは約180℃超、あるいは約200℃超、あるいは約200℃〜約300℃、あるいは約200℃〜約290℃、またはあるいは約200℃〜約280℃のガラス転移温度(Tg)であることを特徴とすることができる。一般に、Tgは、ポリマーが、硬質ガラス状物質から軟質ゴム状物質転移する温度領域を指す。一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、1つのTg(複数のTg値とは対照的である)を特徴とすることができる。

0080

一実施形態では、ポリエーテルイミドは、例えば、ULTEM1000樹脂、ULTEM1010樹脂、ULTEM9011樹脂など、またはこれらの組合せを含む、ULTEM樹脂などの市販のポリエーテルイミドを含む。ULTEM樹脂は、アモルファス熱可塑性ポリエーテルイミド樹脂のファミリーである。ULTEM1000樹脂は、217℃のTgを有する、透明なアモルファスポリエーテルイミドプラスチックである。ULTEM1010樹脂(例えば、ULTEM1010K)は、217℃のTgを有する、透明な高流動性PEIである。ULTEM9011樹脂は、217℃のTgを有する、透明な高流動性PEIである。上記の樹脂の各々は、SABIC Innovative Plasticsから入手可能である。ポリエーテルイミド樹脂は、ASTMD5205においてさらに記載されている。

0081

一実施形態では、ポリエーテルイミドスルホンは、例えばULTEM XH6050樹脂などの市販のポリエーテルイミドスルホンを含み、このULTEM XH6050は、247℃のTgを有する透明な、流動性の高いポリエーテルイミドスルホンホモポリマーであり、SABIC Innovative Plasticsから入手可能である。

0082

一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンは、キャパシターフィルム用ポリマー組成物内に、キャパシターフィルム用ポリマー組成物の総重量に対して、約0.1重量パーセント(重量%)〜約99.9重量%、あるいは約1重量%〜約99重量%、あるいは約10重量%〜約90重量%、あるいは約25重量%〜約75重量%、あるいは約40重量%〜約60重量%、あるいは約45重量%〜約55重量%、あるいは約50重量%〜約99.9重量%、あるいは約50重量%〜約99重量%、あるいは約50重量%〜約90重量%、またはあるいは約50重量%〜約75重量%の量で存在することができる。一実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、約50重量%のポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンを含む。

0083

一実施形態では、ポリエーテルイミドは、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミンなど、またはこれらの組合せを含むアミンの重合から誘導される単位を含むポリエーテルイミド以外のポリエーテルイミドを約15重量%未満、あるいは約10重量%未満、またはあるいは約5重量%未満含む。

0084

一実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、ポリカーボネートを含む。ポリカーボネートは、ホモポリマーまたはコポリマーとすることができる。一部の実施形態では、ポリカーボネートは、ポリカーボネートコポリマー;ポリカーボネートとシロキサンとのコポリマー;ポリカーボネートとポリカーボネート−エステルとのコポリマーなど、またはこれらの組合せとすることができる。一実施形態では、ポリカーボネートは、ポリ(カーボネート−アリレートエステル)を含み、該ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、互いに異なるビスフェノールカーボネート繰り返し単位およびアリレートエステル繰り返し単位を含む。

0085

本明細書で使用する場合、用語「ポリカーボネート」および「ポリカーボネートポリマー」は、式XII:




(式中、RaおよびRbは、それぞれ独立して、C1〜12アルキル基、C1〜12アルケニル基、C3〜8シクロアルキル基またはC1〜12アルコキシ基とすることができ、pおよびqは、それぞれ独立して、0〜4とすることができ、Xaは、2つのアリーレン基の間の架橋基とすることができ、
Xaは、単結合、−O−、−S−、−S(O)−、−S(O)2−、−C(O)−、式−C(Rc)(Rd)−であるC1〜11アルキリデン基とすることができ、RcおよびRdは、それぞれ独立して、水素、C1〜10アルキル基、または式−C(=Re)−の基であり、Reは、二価C1〜10炭化水素基とすることができる)により表されるビスフェノールカーボネート単位である、繰り返し単位を有する化合物を指す。本開示における使用に好適なXa基の非限定例は、メチレン、エチリデンネオペンチリデン、イソプロピリデンなど、またはこれらの組合せを含む。一実施形態では、架橋基Xa、および各C6アリーレン基のカーボネート酸素原子は、C6アリーレン基に対して、互いに、オルト、メタまたはパラに配置することができる。一実施形態では、架橋基Xa、および各C6アリーレン基のカーボネート酸素原子は、C6アリーレン基に対して、互いにパラに配置することができる。

0086

一実施形態では、RaおよびRbは、それぞれ独立して、C1〜3アルキル基とすることができ、pおよびqは、それぞれ独立して、0〜1とすることができ、Xaは、単結合、−O−、−S(O)−、−S(O)2−、−C(O)−、式−C(Rc)(Rd)−により表されるC1〜9アルキリデン基とすることができ、RcおよびRdは、それぞれ独立して、水素、C1〜8アルキル基、または式−C(=Re)−により表される基であり、Reは、二価C1〜9炭化水素基とすることができる。別の実施形態では、RaおよびRbは、それぞれ独立して、メチル基とすることができ、pおよびqは、それぞれ独立して0〜1とすることができ、Xaは、単結合、式−C(Rc)(Rd)−により表されるC1〜7アルキリデン基とすることができ、RcおよびRdは、それぞれ独立して、水素またはC1〜6アルキル基とすることができる。一実施形態では、pおよびqは、それぞれ1であり、RaおよびRbは、それぞれ独立して、C1〜3アルキル基(例えば、メチル)であり、RaおよびRbは、各環上で酸素に対してメタに配置され得る。

0087

一実施形態では、式XIIにより表される、ビスフェノールカーボネート単位は、ビスフェノールAから誘導することができ、pおよびqは、どちらも0とすることができ、Xaはイソプロピリデンとすることができる。

0088

一実施形態では、ポリカーボネート単位は、式XIIIにより表される、ジヒドロキシ化合物




(式中、R1は、架橋部分とすることができる)から生成することができる。一般に、式XIIにより表されるビスフェノールカーボネート単位は、式XIVにより表される、対応するビスフェノール化合物




(式中、RaおよびRb、pおよびqおよびXaは、式XIIにより表されるビスフェノールカーボネート単位に関して、本明細書に既に記載されている)から生成することができる。このようなRaおよびRb、pおよびq、ならびにXaの説明の態様および/または実施形態のいずれも、非限定的に利用して、式XIVのRaおよびRb、pおよびq、ならびにXaを記載することができる。

0089

式XIIにより表されるビスフェノールカーボネート単位を生成するために、本開示における使用に好適なビスフェノール化合物の非限定例は、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−エチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−n−プロピル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−イソプロピル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−sec−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−アリル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホンなど、またはこれらの組合せを含む。

0090

一実施形態では、式XIIにより表されるビスフェノールカーボネート単位を生成するために好適なビスフェノール化合物は、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(「ビスフェノールA」または「BPA」)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)n−ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−t−ブチルフェニル)プロパンなど、またはこれらの組合せを含む。

0091

一実施形態では、ポリカーボネートポリマーは、第2のタイプのカーボネート繰り返し単位をさらに含む(式XIIにより表されるビスフェノールカーボネート繰り返し単位とは対照的であり、この単位とは異なる)コポリマーとすることができる。第2のタイプのカーボネート繰り返し単位はまた、ビスフェノールカーボネート単位(但し、ビスフェノールカーボネート単位は、式XIIにより表されるビスフェノールカーボネート単位とは異なる条件とする)またはアリレートエステル単位とすることもできる。一実施形態では、第2のタイプのカーボネート繰り返し単位は、式XV:




(式中、RaおよびRbは、それぞれ独立して、C1〜12アルケニル基、C3〜8シクロアルキル基またはC1〜12アルコキシとすることができ、pおよびqは、それぞれ独立して、0〜4の整数とすることができ、Xbは、ポリカーボネートコポリマー中の架橋基Xaと同じではない、C2〜32架橋炭化水素基とすることができる)により表される、ビスフェノールカーボネート単位とすることができる。一実施形態では、架橋基Xb、および各C6アリーレン基のカーボネート酸素原子は、C6アリーレン基に対して、互いに、オルト、メタまたはパラに配置することができる。一実施形態では、架橋基Xb、および各C6アリーレン基のカーボネート酸素原子は、C6アリーレン基に対して、互いにパラに配置することができる。

0092

一実施形態では、Xbは、置換または無置換のC3〜18シクロアルキリデン基、置換または無置換のC3〜18シクロアルキレン基、式−C(Rc)(Rd)−により表される置換または無置換のC12〜25アルキリデン基とすることができ、RcおよびRdは、それぞれ独立して、水素、C1〜24アルキル基、C4〜12シクロアルキル基、C6〜12アリール基、C7〜12アリールアルキレン基、C1〜12ヘテロアルキル基もしくは環式C7〜12ヘテロアリールアルキル基、または式−C(=Re)−により表される基とすることができ、Reは二価C12〜31炭化水素基とすることができる。本開示における使用に好適なXb基の非限定例は、シクロヘキシルメチリデン、1,1−エテン、2−[2.2.1]−ビシクロヘプチリデン、シクロヘキシリデンシクロペンチリデン、シクロドデシリデン、アダマンチリデンなど、またはこれらの組合せを含む。

0093

一実施形態では、Xbは、式−C(Rc)(Rd)−により表される置換または無置換のC5〜32アルキリデン基とすることができ、RcおよびRdは、それぞれ独立して、水素、C4〜12シクロアルキル基、C6〜12アリール基、C7〜12アリールアルキレン基、C1〜12ヘテロアルキル基、式−C(=Re)−により表される置換または無置換の基とすることができ、Reは、二価C12〜31ヒドロカルビル基、置換もしくは無置換のC5〜18シクロアルキリデン基、置換もしくは無置換のC5〜18シクロアルキレン基、置換もしくは無置換のC3〜18ヘテロシクロアルキリデン基、または式−B1−G−B2−により表される基とすることができ、B1およびB2は、同じまたは異なるC1〜6アルキレン基とすることができ、Gは、C3〜12シクロアルキリデン基またはC6〜16アリーレン基とすることができる。

0094

一実施形態では、Xbは、式XVa:




(式中、Rr、Rp、RqおよびRtは、それぞれ独立して、水素、酸素またはC1〜12有機基とすることができ、Iは、直接結合、炭素または二価の酸素、硫黄または−N(Z)−とすることができ、Zは、水素、ハロゲン,ヒドロキシ、C1〜12アルキル基、C1〜12アルコキシ基またはC1〜12アシル基とすることができ、hは、0〜2とすることができ、jは、1または2とすることができ、iは、0または1の整数とすることができ、kは、0〜3の整数であり、Rr、Rp、RqおよびRtのうちの少なくとも2つは、一緒になって、縮合脂環式環、芳香族環または複素芳香族環である)により表される、置換C3〜18ヘテロシクロアルキリデン基とすることができる。当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、縮合環が芳香族である場合、式XVaにおいて表されている環は、この環が縮合している、炭素−炭素不飽和連結基を有する。kが1であり、iが0である場合、式XVaにおいて表される環は、4個の炭素原子を含有し、kが2である場合、式XVaにおいて表される環は、5個の炭素原子を含有し、kが3である場合、式XVaにおいて表される環は、6個の炭素原子を含有する。一実施形態では、Rr、Rp、RqおよびRtのうちの隣接する2つの基(例えば、RqおよびRtが一緒になって)は、芳香族基を形成する。別の実施形態では、RqおよびRtは、一緒になって、第1の芳香族基を形成し、RrおよびRpは一緒になって、第2の芳香族基を形成する。RqおよびRtが、一緒になって、芳香族基を形成する場合、Rpは、二重結合をしている酸素原子、すなわちケトンとすることができる。

0095

一実施形態では、ビスフェノールカーボネート単位を含む、第2のタイプのカーボネート繰り返し単位は、式XVb:




(式中、Ra、Rb、pおよびqは、式XVにより表されるビスフェノールカーボネート単位に関して、本明細書に既に記載されている)により表される、フタルイミドカーボネート単位を含むことができる。このようなRa、Rb、pおよびqの説明の態様および/または実施形態のいずれも、非限定的に利用されて、式XVbにより表されるフタルイミドカーボネート単位を記載することができる。各R3は、それぞれ独立して、C1〜6アルキル基とすることができ、jは、0〜4であり、R4は、水素、C1〜6アルキル基、または1〜5つのC1〜6アルキル基により場合により置換されているフェニル基とすることができる。一実施形態では、RaおよびRbは、それぞれ独立して、C1〜3アルキル基とすることができる。

0096

一実施形態では、フタルイミドカーボネート単位は、式XVc:




(式中、R5は、水素、最大で5つのC1〜6アルキル基により場合により置換されているフェニル、またはC1−4アルキル基とすることができる)により表すことができる。一実施形態では、R5は、水素、フェニルまたはメチルとすることができる。一実施形態では、R5がフェニルである、式XVcにより表されるカーボネート単位は、2−フェニル−3,3’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フタルイミジン(N−フェニルフェノールフタレインビスフェノール、または「PPP−BP」としても知られている)(3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2−フェニルイソインドリン−1−オンとしても知られている)から誘導することができる。

0097

他の実施形態では、ビスフェノールカーボネート繰り返し単位は、式XVdおよびXVe:




(式中、RaおよびRbは、それぞれ独立して、C1〜12アルキル基とすることができ、pおよびqは、それぞれ独立して、0〜4とすることができ、Riは、C1〜12アルキル基、1〜4つのC1〜10アルキル基により場合により置換されているフェニル基、または1〜5つのC1〜10アルキル基により場合により置換されているベンジル基とすることができる)により表される、イサチンカーボネート単位を含むことができる。一実施形態では、RaおよびRbは、それぞれ独立して、メチルとすることができ、pおよびqは、それぞれ独立して、0または1であり、Riは、C1〜4アルキル基またはフェニルとすることができる。

0098

Xbが置換または無置換のC3〜18シクロアルキリデン基である式XVにより表されるビスフェノールカーボネート単位の非限定例は、式XVf:




(式中、RaおよびRbは、それぞれ独立して、C1〜12アルキル基とすることができ、Rgは、C1〜12アルキル基とすることができ、pおよびqは、それぞれ独立して、0〜4とすることができ、tは、0〜10とすることができる)により表される、シクロヘキシリデン架橋されているアルキル置換ビスフェノールを含む。一実施形態では、RaおよびRbのそれぞれのうちの少なくとも1つは、シクロヘキシリデン架橋基に対してメタに配置することができる。一実施形態では、RaおよびRbは、それぞれ独立して、C1〜4アルキル基とすることができ、Rgは、C1〜4アルキル基とすることができ、pおよびqは、それぞれ独立して、0または1であり、tは0〜5とすることができる。別の実施形態では、Ra、RbおよびRgは、それぞれ独立して、メチルとすることができ、rおよびsは、それぞれ独立して、0または1とすることができ、tは、0または3とすることができる。別の実施形態では、Ra、RbおよびRgは、それぞれ独立して、メチルとすることができ、rおよびsは、それぞれ独立して、0または1とすることができ、tは、0とすることができる。

0099

一実施形態では、式XVにより表されるビスフェノールカーボネート単位は、式XVgにより表されるアダマンチル単位および式XVhにより表されるフルオレニル単位:




(式中、RaおよびRbは、それぞれ独立して、C1〜12アルキル基とすることができ、pおよびqは、それぞれ独立して、1〜4とすることができる)を含む、置換または無置換のC3〜18シクロアルキリデン基とすることができる。一実施形態では、RaおよびRbのそれぞれのうちの少なくとも1つは、シクロアルキリデン架橋基に対してメタに配置することができる。一実施形態では、RaおよびRbは、それぞれ独立して、C1〜3アルキル基とすることができ、pおよびqは、それぞれ独立して、0または1である。一実施形態では、RaおよびRbは、それぞれ、メチル基とすることができ、pおよびqは、それぞれ独立して、0または1とすることができ、pおよびqが1である場合、メチル基は、シクロアルキリデン架橋基にたいして対してメタに配置している。

0100

一実施形態では、式XVa、XVb、XVc、XVd、XVe、XVf、XVgおよびXVhにより表される単位を含有するカーボネートは、高いガラス転移温度(Tg)および高い熱変形温度を有する、ポリカーボネートを生成するのに有用となり得る。

0101

一実施形態では、式XVにより表されるビスフェノールカーボネート単位は、式XVIにより表される、対応するビスフェノール化合物:




(式中、Ra、Rb、p、qおよびXbは、式XVにより表されるビスフェノールカーボネート単位に関して、本明細書に既に記載されている)から一般に生成することができる。このようなRa、Rb、p、qおよびXbの説明の態様および/または実施形態のいずれも、非限定的に利用して、式XVIにより表されるビスフェノール化合物を記載することができる。

0102

式XVIにより表される、本開示における使用に好適なビスフェノール化合物の非限定例は、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−t−ブチルフェニル)プロパン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、6,6’−ジヒドロキシ−3,3,3’,3’−テトラメチルスピロ(ビス)インダン(「スピロビインダンビスフェノール」)、2,6−ジヒドロキシジベンゾ−p−ジオキシン、2,6−ジヒドロキシチアントレン、2,7−ジヒドロキシフェノキサチン、2,7−ジヒドロキシ−9,10−ジメチルフェナジン、3,6−ジヒドロキシジベンゾフラン、3,6−ジヒドロキシジベンゾチオフェン、2,7−ジヒドロキシカルバゾール、2,6−ジヒドロキシチアントレン 3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フタルイミジン、2−フェニル−3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フタルイミジン(PPP−BP)、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)シクロヘキサンDMBPC)など、またはこれらの組合せを含む。

0103

一実施形態では、式XIIにより表されるビスフェノールカーボネート単位と式XVにより表されるビスフェノールカーボネート単位とのモル比は、Tg、衝撃強度延性、流動性などの考慮点を含めたポリカーボネート組成物の所望の性質に応じて、約99:1〜約1:99、あるいは約90:10〜約10:90、あるいは約80:20〜約20:80、あるいは約70:30〜約30:70、またはあるいは約60:40〜約40:60の範囲とすることができる。式XIIにより表されるビスフェノールカーボネート単位がビスフェノールA単位から誘導される場合、ビスフェノールA単位は、ポリカーボネートコポリマー中のビスフェノール単位の総モル数に対して、約50mol%〜99mol%の量で一般に存在することができる。さらに、式XIIにより表されるビスフェノールカーボネート単位が、ビスフェノールAから誘導される場合、式XVにより表されるおよびビスフェノール単位はPPP−BPから誘導され、式XIIにより表されるビスフェノールカーボネート単位と式XVにより表されるビスフェノールカーボネート単位とのモル比は、約99:1〜約50:50、またはあるいは約90:10〜約55:45とすることができる。

0104

一実施形態では、本明細書において開示されているポリカーボネートポリマーは、比較的少量で、例えば、ポリカーボネートコポリマー中のカーボネート単位のモルの総数に対して、約20mol%未満、約10mol%未満、または約5mol%未満の量で、他のカーボネート単位を含むことができる。一実施形態では、他のカーボネート単位は、例えば1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、6,6’−ジヒドロキシ−3,3,3’,3’−テトラメチルスピロ(ビス)インダン(「スピロビインダンビスフェノール」)、2,6−ジヒドロキシジベンゾ−p−ジオキシン、2,6−ジヒドロキシチアントレン、2,7−ジヒドロキシフェノキサチン、2,7−ジヒドロキシ−9,10−ジメチルフェナジン、3,6−ジヒドロキシジベンゾフラン、3,6−ジヒドロキシジベンゾチオフェン、2,7−ジヒドロキシカルバゾールおよび2,6−ジヒドロキシチアントレンなど、またはこれらの組合せなどの、1〜32個の炭素原子を有する、脂肪族または芳香族性ジヒドロキシ化合物から誘導することができる。一実施形態では、芳香族性ジヒドロキシ化合物は、式XVII:




(式中、Rhはそれぞれ、独立して、ハロゲン原子、C1〜10アルキル基などのC1〜10ヒドロカルビル基、ハロゲン置換C1〜10アルキル基、C6〜10アリール基またはハロゲン置換C6〜10アリール基とすることができ、nは、0〜4とすることができる)により表される、モノアリールジヒドロキシ化合物を含む。このような実施形態では、ハロゲンは、臭素となり得る。一実施形態では、式XVIIにより表されるモノアリールジヒドロキシ化合物は、ハロゲンを含まない。

0105

本開示における使用に好適な式XVIIにより表されるモノアリールジヒドロキシ化合物の非限定例は、レゾルシノール、置換レゾルシノール化合物、5−メチルレソルシノール、5−エチルレソルシノール、5−プロピルレソルシノール、5−ブチルレソルシノール、5−t−ブチルレソルシノール、5−フェニルレソルシノール、5−クミルレソルシノール、2,4,5,6−テトラフルオロレソルシノール、2,4,5,6−テトラブロモレソルシノール;カテコールヒドロキノン;置換ヒドロキノン、2−メチルヒドロキノン、2−エチルヒドロキノン、2−プロピルヒドロキノン、2−ブチルヒドロキノン、2−t−ブチルヒドロキノン、2−フェニルヒドロキノン、2−クミルヒドロキノン、2,3,5,6−テトラメチルヒドロキノン、2,3,5,6−テトラ−t−ブチルヒドロキノン、2,3,5,6−テトラフルオロヒドロキノン、2,3,5,6−テトラブロモヒドロキノン;など、またはこれらの組合せを含む。

0106

一実施形態では、ポリカーボネートコポリマーは、式XIIによりおよび式XVにより表されるビスフェノールカーボネート単位、および約10モル%未満の式XVIIにより表されるモノアリールジヒドロキシ化合物から誘導されるカーボネート単位、すなわち式XVIIa:




(式中、Rhはそれぞれ独立して、ハロゲンまたはC1〜10炭化水素基とすることができ、nは、0〜4とすることができる)により表されるモノアリールカーボネート単位を含む。一実施形態では、Rhはそれぞれ、独立して、C1〜3アルキル基とすることができ、nは0〜1とすることができる。一実施形態では、Rhはそれぞれ、独立して、C1〜3アルキル基とすることができ、nは0とすることができる。別の実施形態では、式XIIによりおよび式XVにより表されるビスフェノールカーボネート単位以外のカーボネート単位は、ポリカーボネートコポリマー中に存在する。

0107

一実施形態では、ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、式XIIにより表されるビスフェノールカーボネート繰り返し単位および式XVIII:




(式中、Ar1は、少なくとも1つの芳香族基、例えば、フェニル、ナフタレンアントラセンなど、またはこれらの組合せを含有するC6〜32ヒドロカルビル基とすることができる)により表されるアリレートエステル繰り返し単位を含む。一実施形態では、Ar1は、式XIIによりおよび式XVにより表されるビスフェノールカーボネート単位、式XVIIにより表されるモノアリールジヒドロキシ化合物、またはこれらの組合せに関連して上で記載されている芳香族ビスフェノールから誘導することができる。一実施形態では、式XVIIIにより表されるアリレートエステル単位は、イソフタル酸テレフタル酸またはこれらの組合せ(本明細書において「フタル酸」と称される)と、本明細書において既に記載されている芳香族ビスフェノール、すなわち式XVIIにより表されるモノアリールジヒドロキシ化合物のいずれか、またはこれらの組合せとの反応により誘導することができる。一実施形態では、イソフタレートテレフタレートとのモル比は、約1:99〜約99:1、あるいは約80:20〜約20:80、またはあるいは約60:40〜約40:60とすることができる。

0108

一実施形態では、式XIIにより表されるビスフェノールカーボネート単位および式XVIIIにより表されるアリレートエステル単位を含むポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、式XIXにより表される交互コポリマーまたはブロックコポリマー




(式中、R1およびAr1は、それぞれ、式XIIにより表されるビスフェノールカーボネート単位および式XVIIIにより表されるアリレートエステル単位について、本明細書において既に記載されている)とすることができる。このようなR1およびAr1の説明の態様および/または実施形態のいずれも、非限定的に利用されて、式XIXにより表されるコポリマーを記載することができる。

0109

一般に、ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、カーボネートブロックおよびエステルブロックを含有するブロックコポリマーである。一実施形態では、コポリマー中(例えば、ポリ(カーボネート−アリレートエステル))の全エステル単位と全カーボネート単位の重量比は、ポリカーボネート組成物の所望の特性に応じて、例えば、約99:1〜約1:99、あるいは約95:5〜約5:95、あるいは約90:10〜約10:90、またはあるいは約90:10〜約50:50とさまざまとすることができる。コポリマー中のエステル単位中のイソフタレートとテレフタレートのモル比はまた、該ポリカーボネート組成物の所望の特性に応じて、例えば、約0:100〜約100:0、あるいは約92:8〜約8:92、またはあるいは約98:2〜約45:55と様々とすることができる。一実施形態では、全エステル単位と全カーボネートとの重量比は、約99:1〜約40:60、またはあるいは約90:10〜約50:40とすることができ、イソフタレートとテレフタレートとのモル比は、ポリカーボネート組成物の所望の特性に応じて、約99:1〜約40:50、またはあるいは約98:2〜約45:55とすることができる。

0110

一実施形態では、ポリカーボネートコポリマーは、式XVIIIにより表されるアリレートエステル単位を形成するために使用されるジヒドロキシ化合物から誘導される追加のカーボネート単位を、ポリカーボネートコポリマー中の単位の総モル数に対して、約20mol%未満、あるいは約10mol%未満、またはあるいは約5mol%未満の量で含む。一実施形態では、ポリカーボネートコポリマーは、フタル酸と、カーボネート単位を形成するために使用される、式XVIIにより表されるモノアリールジヒドロキシ化合物との反応から誘導される追加のアリレートエステル単位を、ポリカーボネートコポリマー中の単位の総モル数に対して、約20mol%未満、あるいは約10mol%未満、あるいは約5mol%未満、またはあるいは約1mol%未満の量で含む。一実施形態では、このような追加のカーボネート単位およびこのような追加のアリレートエステル単位の組合せは、ポリカーボネートコポリマー中、該ポリカーボネートコポリマー中の単位の総モル数に対して、約20mol%未満、あるいは約10mol%未満、あるいは約5mol%未満、またはあるいは約1mol%未満の量で存在することができる。

0111

一実施形態では、ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、式XIIにより表されるビスフェノールカーボネート単位(例えば、ビスフェノールAカーボネート単位)およびビスフェノールアリレートエステル繰り返し単位を含む、ポリ(カーボネート)−co−(ビスフェノールアリレートエステル)とすることができる。このような実施形態では、ビスフェノールアリレート単位は、フタル酸残基、および例えば、式XIIIにより表されるビスフェノールなどの、ビスフェノールを含むことができる。一実施形態では、ビスフェノールアリレートエステル単位は、式XVIIIa:




(式中、RaおよびRbは、それぞれ独立して、C1〜12アルキル基、C1〜12アルケニル基、C3〜8シクロアルキル基またはC1〜12アルコキシ基とすることができ、pおよびqは、それぞれ独立して、0〜4とすることができ、Xaは、2つのアリーレン基の間の架橋基とすることができ、Xaは、単結合、−O−、−S−、−S(O)−、−S(O)2−、−C(O)−、式−C(Rc)(Rd)−により表されるC1〜11アルキリデン基とすることができ、RcおよびRdは、それぞれ独立して、水素、C1〜10アルキル基、または式−C(=Re)−により表される基とすることができ、Reは、二価C1〜10炭化水素基とすることができる)により表すことができる。一実施形態では、pおよびqは、それぞれ独立して、0または1とすることができ、RaおよびRbは、それぞれ独立して、各環上の酸素に対してメタに配置しているC1〜3アルキル基とすることができ、Xaは、式−C(Rc)(Rd)−により表されるアルキリデンとすることができ、RcおよびRdは、それぞれ、C1〜6アルキル基とすることができる。一実施形態では、pおよびqは、それぞれ独立して、0または1とすることができ、RaおよびRbは、それぞれ、各環上の酸素に対してメタに配置されているメチル基とすることができ、Xaは、式−C(Rc)(Rd)−により表されるアルキリデンとすることができ、RcおよびRdは、それぞれ、C1〜6アルキル基とすることができる。一実施形態では、ビスフェノールは、ビスフェノールAとすることができ、pおよびqは、どちらも0であり、Xaはイソプロピリデンである。

0112

一実施形態では、ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、式XIXa:




(式中、yおよびxは、それぞれ、アリレート−ビスフェノールAエステル単位およびビスフェノールAカーボネート単位を表す)により表される、ポリ(ビスフェノールAカーボネート)−co−(ビスフェノールA−フタレート−エステル)とすることができる。一般に、単位は、ブロックとして存在する。一実施形態では、コポリマー中でのエステル単位yの重量%とカーボネート単位xの重量%との比は、約50:50〜約99:1、あるいは約55:45〜約90:10、またはあるいは約75:25〜約95:5の範囲とすることができる。エステル単位が、イソフタレートとテレフタレートとのモル比が約45:55〜約55:45を有する、約35重量%〜約45重量%のカーボネート単位および約55重量%〜約65重量%のエステル単位を含む、式XIXaにより表されるコポリマーは、ポリ(カーボネート−エステル)(PCE)と呼ばれることが多い。エステル単位が、イソフタレートとテレフタレートとのモル比が約98:2〜約88:12を有する、約15重量%〜約25重量%のカーボネート単位および約75重量%〜約85重量%のエステル単位を含む、式XIXaにより表されるコポリマーは、ポリ(フタレート−カーボネート)(PPC)と呼ばれることが多い。

0113

別の実施形態では、ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、式XIIにより表されるカーボネート単位および式XVIIIb:




(式中、Rhはそれぞれ、独立して、ハロゲン原子、C1〜10アルキル基などのC1〜10ヒドロカルビル基、ハロゲン置換C1〜10アルキル基、C6〜10アリール基またはハロゲン置換C6〜10アリール基とすることができ、nは、0〜4とすることができる)により表されるモノアリールアリレートエステル繰り返し単位を含有するポリ(カーボネート)−co−(モノアリールアリレートエステル)を含む。一実施形態では、Rhはそれぞれ、独立して、C1〜4アルキル基とすることができ、nは0〜3、あるいは0〜1、またはあるいは0とすることができる。一実施形態では、ポリ(カーボネート)−co−(モノアリールアリレートエステル)コポリマーは、式XIXb:




(式中、x:mのモル比は、約99:1〜約1:99、あるいは約80:20〜約20:80、またはあるいは約60:40〜約40:60とすることができ、R1は、式XIIにより表されるビスフェノールカーボネート単位に関して、本明細書に既に記載されており、Rhおよびnは、式XVIIIbにより表されるモノアリールアリレートエステル単位に関して、本明細書に既に記載されている)によって表すことができる。このようなR1、Rhおよびnの説明の態様および/または実施形態のいずれも、非限定的に利用されて、式XIXbにより表されるポリ(カーボネート)−co−(モノアリールアリレートエステル)コポリマーを記載することができる。

0114

一実施形態では、式XVIIIbにより表されるモノアリール−アリレートエステル単位は、イソフタル酸およびテレフタル二酸(またはこの誘導体)の組合せとレゾルシノール(または、この反応性誘導体)との反応から誘導されて、式XVIIIc:




(式中、mは、約4〜約100、あるいは約4〜約90、あるいは約5〜約70、あるいは約5〜約50、またはあるいは約10〜約30とすることができる)により表されるイソフタレート−テレフタレート−レゾルシノール(「ITR」)エステル単位をもたらすことができる。一実施形態では、ITRエステル単位は、ポリカーボネートコポリマー中、該コポリマー中のエステル単位の総モル数に対して、約95mol%以上、あるいは約99mol%超、またはあるいは約99.5mol%超の量で存在することができる。(イソフタレート−テレフタレート−レゾルシノール)−カーボネートコポリマー(「ITR−PC」コポリマー)は、例えば靭性透明度熱流特性および耐候性などの、多数の望ましい特徴を有することができる。ITR−PCコポリマーは、界面重合技法を使用して、商業規模で容易に製造することができ、この技法により、ITR−PCコポリマーの合成において、人工的可撓性および組成物特異性を可能にすることができる。

0115

一実施形態では、ポリ(カーボネート)−co−(モノアリールアリレートエステル)は、式XIXc:




(式中、mは、約4〜約100、あるいは約4〜約90、あるいは約5〜約70、あるいは約5〜約50、またはあるいは約10〜約30とすることができ、x:mのモル比は、約99:1〜約1:99、またはあるいは約90:10〜約10:90とすることができる)により表される、ポリ(ビスフェノールAカーボネート)−co−(イソフタレート−テレフタレート−レゾルシノールエステル)とすることができる。一実施形態では、ITRエステル単位は、ポリ(カーボネート−アリレートエステル)コポリマー中に、該コポリマー中のエステル単位の総モル数に対して、約95mol%以上、あるいは約99mol%超、またはあるいは約99.5mol%超の量で存在することができる。一実施形態では、追加のカーボネート単位、追加のエステル単位、またはこれらの組合せは、コポリマー中に、該コポリマー中の単位の総モル数に対して、約1mol%〜約20mol%の量で存在することができる。このような実施形態では、追加のカーボネート単位は、式XX:



により表されるレゾルシノールカーボネート単位および式XVIIIaにより表されるビスフェノールエステル単位を含むことができ、式中、Rhは、それぞれ独立して、C1〜10炭化水素基とすることができ、nは0〜4とすることができる、RaおよびRbは、それぞれ独立して、C1〜12アルキル基とすることができ、pおよびqは、それぞれ独立して、0〜4の整数とすることができ、Xaは、単結合、−O−、−S−、−S(O)−、−S(O)2−、−C(O)−、または式−C(Rc)(Rd)−であるC1〜13アルキリデン基とすることができ、RcおよびRdは、それぞれ独立して、水素、C1〜12アルキル基、または式−C(=Re)−により表される基とすることができ、Reは、二価C1〜12炭化水素基とすることができる。一実施形態では、ビスフェノールエステル単位は、式XXI:




により表される、ビスフェノールAフタレートエステル単位とすることができる。

0116

一実施形態では、式XIXcにより表されるポリ(ビスフェノールAカーボネート)−co−(イソフタレート−テレフタレート−レゾルシノールエステル)は、約1mol%〜約20mol%のビスフェノールAカーボネート単位、約60mol%〜約99mol%のイソフタル酸−テレフタル酸−レゾルシノールエステル単位、および場合により約1mol%〜約20mol%のレゾルシノールカーボネート単位、イソフタル酸−テレフタル酸−ビスフェノールAフタレートエステル単位またはこれらの組合せを含む。別の実施形態では、式XIXcにより表されるポリ(ビスフェノールAカーボネート)−co−(イソフタレート−テレフタレート−レゾルシノールエステル)は、約70mol%〜約90mol%のビスフェノールAカーボネート単位、約10mol%〜約30mol%のイソフタル酸−テレフタル酸−レゾルシノールエステル単位、および場合により約1mol%〜約60mol%のレゾルシノールカーボネート単位、イソフタル酸−テレフタル酸−ビスフェノールAエステル単位またはこれらの組合せを含む。

0117

別の実施形態では、ポリ(カーボネート−アリレートエステル)コポリマーは、シロキサン単位(「ジオルガノシロキサン単位」としても知られている)、例えばポリ(ビスフェノール−Aカーボネート)−co−ポリ(イソフタレート−テレフタレート−レゾルシノールエステル)−co−ポリ(シロキサン)コポリマーをさらに含む。便宜上、ポリ(ビスフェノール−Aカーボネート)−co−ポリ(イソフタレート−テレフタレート−レゾルシノールエステル)−co−ポリ(シロキサン)は、本明細書において、「ITR−PC−シロキサン」コポリマーと称される。一般に、ポリ(カーボネート−シロキサン)コポリマーはまた、「PC−シロキサン」または「PC−Si」コポリマーと呼ぶこともできる。一実施形態では、ITR−PC−シロキサンコポリマーは、式XIVにより表されるビスフェノール(例えば、ビスフェノール−A)から誘導される式XIIにより表されるカーボネート単位、式XVIIIbにより表されるモノアリールアリレートエステル単位およびシロキサン単位を含む。一実施形態では、ITR−PC−シロキサンコポリマーは、ビスフェノール−Aカーボネート単位、式XVIIIcにより表されるITRエステル単位、およびシロキサン単位を含み、該シロキサン単位は、式XXII:




により表されるポリシロキサン単位とすることができ、式中、Rはそれぞれ独立して、C1〜13一価ヒドロカルビル基とすることができる。一実施形態では、Rはそれぞれ独立して、C1〜13アルキル基、C1〜13アルコキシ基、C2〜13アルケニル基、C2〜13アルケニルオキシ基、C3〜6シクロアルキル基、C3〜6シクロアルコキシ基、C6〜14アリール基、C6〜10アリールオキシ基、C7〜13アリールアルキル基、C7〜13アリールアルコキシ基、C7〜13アルキルアリール基、またはC7〜13アルキルアリールオキシ基とすることができる。このような実施形態では、R基のそれぞれは、独立して、フッ素、塩素、臭素もしくはヨウ素、またはこれらの組合せにより、完全にまたは部分的にハロゲン化され得る。一実施形態では、R基はハロゲンを含有しない。当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、例示的なR基の組合せは、同一のコポリマー中に使用することができる。一実施形態では、ポリシロキサンは、最小限の炭化水素含有率を有するR基を含み、例えば、Rはメチル基とすることができる。

0118

式XXIIにおけるEの平均値は、ポリカーボネート組成物中の各構成成分のタイプおよび相対量、ポリマーが直鎖コポリマー分岐コポリマーまたはグラフトコポリマーであるかどうか、組成物の上記の所望の特性などの考慮点に応じて、幅広く変動することができる。一実施形態では、Eは、約2〜約500、あるいは約2〜約200、あるいは約5〜約120、あるいは約10〜約100、あるいは約10〜約80、あるいは約2〜約30、またはあるいは約30〜約80の平均値を有することができる。一実施形態では、Eは、約16〜約50、あるいは約20〜約45、またはあるいは約25〜約45の平均値を有することができる。別の実施形態では、Eは、約4〜約50、あるいは約4〜約15、あるいは約5〜約15、あるいは約6〜約15、またはあるいは約7〜約10の平均値を有することができ、一実施形態では、ポリシロキサン単位は、式XXIIa:




により表される構造単位とすることができ、式中、EおよびRは、式XXIIにより表されるポリシロキサン単位に関して、本明細書に既に記載されており、Rはそれぞれ、独立して、同一または異なることができ、Arはそれぞれ、独立して、同一または異なることができ、Arはそれぞれ、独立して、芳香族基を含有する置換または無置換のC6〜30化合物とすることができ、結合は、芳香族基に直接、結合することができる。このような先のEおよびRの説明の態様および/または実施形態のいずれも、非限定的に利用されて、式XXIIaにより表されるポリシロキサン構造単位を記載することができる。一実施形態では、式XXIIaにおけるAr基は、C6〜30ジヒドロキシ芳香族化合物(例えば、本明細書に既に記載されているビスフェノール化合物)、式XVIIにより表されるモノアリールジヒドロキシ化合物、またはこれらの組合せから誘導することができる。本開示における使用に好適なC6〜30ジヒドロキシ芳香族化合物の非限定例には、レゾルシノール(すなわち、1,3−ジヒドロキシベンゼン)、4−メチル−1,3−ジヒドロキシベンゼン、5−メチル−1,3−ジヒドロキシベンゼン、4,6−ジメチル−1,3−ジヒドロキシベンゼン、1,4−ジヒドロキシベンゼン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)n−ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−1−メチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシフェニルスルフィド)、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−t−ブチルフェニル)プロパンなど、またはこれらの組合せが含まれる。一実施形態では、C6〜30ジヒドロキシ芳香族化合物は、無置換とすることができる。一実施形態では、C6〜30ジヒドロキシ芳香族化合物は、アルキル、アルコキシまたはアルキレン置換基などの非芳香族ヒドロカルビル置換基を含有しない。

0119

Arがレゾルシノールに由来する一実施形態では、ポリシロキサン単位は、式XXIIa−1:




により表すことができる。

0120

ArがビスフェノールAに由来する別の実施形態では、ポリシロキサン単位は、式XXIIa−2:




により表すことができる。

0121

一実施形態では、ポリシロキサン単位は、式XXIIa−1により表されるポリシロキサン単位、式XXIIa−2により表されるポリシロキサン単位、またはこれらの組合せを含むことができ、Eは、例えばEが約2〜約200の平均値を有することができるなどの、本明細書に既に記載されている平均値を有することができる。

0122

さらに別の実施形態では、ポリシロキサン単位は、式XXIIb:




により表されるポリジオルガノシロキサン単位を含むことができ、式中、R2はそれぞれ、独立して、C1〜30ヒドロカルビレン基またはC2〜14ヒドロカルビレン基(例えば、二価C1〜30アルキレン基またはC7〜30アリーレン−アルキレン基など)とすることができ、RおよびEは、式XXIIにより表されるポリシロキサン単位に関して本明細書に既に記載されている。このような先のEおよびRの説明の態様および/または実施形態のいずれも、非限定的に利用されて、式XXIIbにより表されるポリジオルガノシロキサン単位を記載することができる。本明細書における本開示の目的として、「E−1」とは「Eマイナス1」を指し、具体的に式に関して、ポリシロキサン単位中のSi単位の数はEに保存されることが意図され、ここで、1個のSiは角括弧の繰り返しの外側に置かれている。[(E−1)+1(角括弧の外側のSi)]=E

0123

R2がC7〜30アリーレン−アルキレン基である、式XXIIbの一実施形態では、ポリジオルガノシロキサン単位は、式XXIIb−1:




によって表すことができ、式中、R3はそれぞれ独立して、二価C2〜8脂肪族基とすることができ、RおよびEは、式XXIIにより表されるポリシロキサン単位に関して、本明細書に既に記載されている。このような先のEおよびRの説明の態様および/または実施形態のいずれも、非限定的に利用されて、式XXIIb−1により表されるポリジオルガノシロキサン単位を記載することができる。式XXIIb−1におけるMはそれぞれ、同一または異なることができ、ハロゲン、シアノ基ニトロ基、C1〜8アルキルチオ基、C1〜8アルキル基、C1〜8アルコキシ基、C2〜8アルケニル基、C2〜8アルケニルオキシ基、C3〜8シクロアルキル基、C3〜8シクロアルコキシ基、C6〜10アリール基、C6〜10アリールオキシ基、C7〜12アリールアルキル基、C7〜12アリールアルコキシ基、C7〜12アルキルアリール基またはC7〜12アルキルアリールオキシ基とすることができ、nはそれぞれ独立して、0、1、2、3または4とすることができる。一実施形態では、Mは、ブロモまたはクロロ、アルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル)、アルコキシ基(例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ)またはアリール基(例えば、フェニル、クロロフェニル、トリル)とすることができ、R3は、ジメチレン、トリメチレンまたはテトラメチレン基とすることができ、Rは、C1〜8アルキル基、ハロアルキル基(例えば、トリフルオロプロピル)、シアノアルキル基またはアリール基(例えば、フェニル、クロロフェニル、トリル)とすることができる。別の実施形態では、Rはメチル、メチルとトリフルオロプロピルとの組合せ、またはメチルとフェニルとの組合せとすることができる。さらに別の実施形態では、Mはメトキシとすることができ、nは0または1とすることができ、R3は、二価C1〜3脂肪族基とすることができ、Rはメチルとすることができる。

0124

一実施形態では、ポリシロキサン単位は、式XXIIb−2:




により表されるオイゲノールによりキャップされているポリシロキサン単位とすることができ、式中、Eは、本明細書に既に記載されている平均値、あるいは約2〜約200、あるいは約2〜約100、あるいは約2〜約90、あるいは約2〜約80、あるいは約2〜約30、あるいは約20〜約100、またはあるいは約30〜約80を有することができる。

0125

別の実施形態では、ポリシロキサン単位は、式XXIIb−3または式XXIIb−4により表される、ポリシロキサン単位:




を含むことができ、式中、Eは、本明細書に既に記載されている平均値、あるいは約2〜約200、あるいは約2〜約100、あるいは約2〜約90、あるいは約2〜約80、あるいは約2〜約30、あるいは約20〜100、またはあるいは約30〜約80を有することができる。

0126

当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、ITR−PC−シロキサンコポリマーにおける式XXIIにより表されるポリシロキサン単位の相対量は、例えば、耐衝撃性煙密度放熱性および溶融粘度などの、コポリマー組成物(例えば、熱可塑性組成物)の所望の特性に依存する。一実施形態では、ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、良好な耐衝撃性および/または透明度特性をもたらすことができるEの平均値を有するよう、ならびにコポリマー組成物中で、所望の重量%のシロキサン単位をもたらすよう、選択することができる。一実施形態では、ポリ(カーボネート−アリレートエステル)は、シロキサン単位を、コポリマー組成物中のポリマーの総重量に対して、約0.3重量%〜約30重量%、あるいは約0.5重量%〜約25重量%、またはあるいは約0.5重量%〜約15重量%の量で含むことができ、該シロキサン単位は、ポリ(カーボネート−アリレートエステル)のポリマー主鎖において共有結合しているポリシロキサン単位によってもたらすことができる。

0127

一実施形態では、ITR−PC−シロキサンコポリマーは、約1mol%〜約40mol%、またはあるいは約1mol%〜約20mol%のビスフェノール−Aカーボネート単位、約50mol%〜約95mol%の式XVIIIcにより表されるITRエステル単位、および約0.1重量%〜約10重量%のシロキサン単位をもたらすのに有効な量の式XXIIbにより表されるポリシロキサン単位を含むことができ、mol%は、コポリマー中の単位の総モル数に基づいており、重量%は、コポリマーの総重量に基づいている。

0128

一実施形態では、ITR−PC−シロキサンコポリマーは、約1mol%〜約40mol%、またはあるいは約1mol%〜約20mol%のビスフェノール−Aカーボネート単位、約50mol%〜約95mol%の式XVIIIcにより表されるITRエステル単位、および約0.1重量%〜約10重量%のシロキサン単位をもたらすのに有効な量の式XXIIb−1、式XXIIb−2、式XXIIb−3、式XXIIb−4により表されるポリシロキサン単位またはこれらの組合せを含むことができ、mol%は、コポリマー中の単位の総モル数に基づいており、重量%は、コポリマーの総重量に基づいている。一部の実施形態では、ポリシロキサン単位は、式XXIIb−1により表されるポリシロキサン単位を含むことができる。他の実施形態では、ポリシロキサン単位は、式XXIIb−2、式XXIIb−3、式XXIIb−4により表されるポリシロキサン単位、またはこれらの組合せを含むことができる。

0129

一実施形態では、ITR−PC−シロキサンコポリマーは、約1mol%〜約40mol%、またはあるいは約1mol%〜約20mol%のビスフェノール−Aカーボネート単位、約50mol%〜約95mol%の式XVIIIcにより表されるITRエステル単位、および約0.1重量%〜約10重量%のシロキサン単位をもたらすのに有効な量の式XXIIb−2により表されるポリシロキサン単位を含むことができ、mol%は、コポリマー中の単位の総モル数に基づいており、重量%は、コポリマーの総重量に基づいている。

0130

一実施形態では、ITR−PC−シロキサンコポリマーは、約1mol%〜約20mol%のビスフェノール−Aカーボネート単位、約60mol%〜約90mol%の式XVIIIcにより表されるITRエステル単位、および約0.1重量%〜約10重量%のシロキサン単位をもたらすのに有効な量の式XXIIb−2、式XXIIb−3、式XXIIb−4により表されるポリシロキサン単位またはこれらの組合せを含むことができ、mol%は、コポリマー中の単位の総モル数に基づいており、重量%は、コポリマーの総重量に基づいている。

0131

一実施形態では、ITR−PC−シロキサンコポリマーは、約1mol%〜約20mol%のビスフェノール−Aカーボネート単位、約60mol%〜約90mol%の式XVIIIcにより表されるITRエステル単位、および約0.1重量%〜約10重量%のシロキサン単位をもたらすのに有効な量の式XXIIb−2により表されるポリシロキサン単位を含むことができ、mol%は、コポリマー中の単位の総モル数に基づいており、重量%は、コポリマーの総重量に基づいている。

0132

一実施形態では、PCは、界面重合および溶融重合などの方法により製造することができる。界面重合の反応条件は、さまざまとなることができるが、例示的な方法は、一般に、水性苛性ソーダまたは苛性カリ中に二価フェノール反応剤を溶解または分散させるステップ、得られた混合物を水混和性溶媒媒体に添加するステップ、およびpH条件の制御下、例えば、約pH8〜約pH12下で、三級アミンおよび/または相間移動触媒などの触媒の存在下で、上記反応剤をカーボネート前駆体に反応させるステップを含む。本開示における使用に好適な、水に非混和性の溶媒の非限定例には、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタンクロロベンゼン、トルエンなど、またはこれらの組合せが含まれる。

0133

本開示における使用に好適なカーボネート前駆体の非限定例には、ハロゲン化カルボニル臭化カルボニル塩化カルボニル、ハロフォーメート、二価フェノールのビスハロフォーメート、ビスフェノールAのビスクロロフォーメート、ヒドロキノンのビスクロロフォーメート、グリコールのビスハロフォーメート、エチレングリコールのビスハロフォーメート、ネオペンチルグリコールのビスハロフォーメート、ポリエチレングリコールのビスハロフォーメートなど、またはこれらの組合せが含まれる。一実施形態では、カーボネート連結基を形成するための界面重合反応は、カーボネート前駆体としてホスゲンを使用することができ、ホスゲン化反応と呼ばれる。

0134

一実施形態では、三級アミンは、トリメチルアミントリブチルアミン、脂環式三級アミン、N,N−ジエチル−シクロヘキシルアミン、芳香族性三級アミン、N,N−ジメチルアニリンなど、またはこれらの組合せを含むことができる。

0135

一実施形態では、相間移動触媒は、式(R3)4Q+Xである触媒を含むことができ、R3はそれぞれ、同一または異なることができ、R3はそれぞれ、独立して、C1〜10アルキル基とすることができ、Qは窒素またはリン原子とすることができ、Xは、ハロゲン原子、C1〜8アルコキシ基またはC6〜18アリールオキシ基とすることができる。本開示における使用に好適な相間移動触媒の非限定例は、[CH3(CH2)3]4NX、[CH3(CH2)3]4PX、[CH3(CH2)5]4NX、[CH3(CH2)6]4NX、[CH3(CH2)4]4NX、CH3[CH3(CH2)3]3NXおよびCH3[CH3(CH2)2]3NXを含み、Xは、Cl−、Br−、C1〜8アルコキシ基またはC6〜18アリールオキシ基とすることができる。一実施形態では、相間移動触媒は、ホスゲン化混合物中、ビスフェノールの重量に対して、約0.1重量%〜約10重量%、またはあるいは約0.5重量%〜約2重量%の有効量で使用することができる。

0136

代替的な実施形態では、溶融過程を使用して、ポリカーボネートを作製することができる。溶融重合は、回分法としてまたは連続法として、行うことができる。いずれの場合も、使用される溶融重合条件は、2つ以上の個別の反応段階、例えば、原料のジヒドロキシ芳香族化合物およびジアリールカーボネートポリカーボネートオリゴマーに変換される第1の反応段階、および第1の反応段階において形成したポリカーボネートオリゴマーが高分子量ポリカーボネートに変換される第2の反応段階を含むことができる。このような「段階的」重合反応条件は、原料モノマーが第1の反応容器においてオリゴマー化され、第1の反応容器中で形成されたポリカーボネートオリゴマーが、1つまたは複数の下流の反応器に連続的に移送されて、この下流の反応器において、上記のポリカーボネートオリゴマーが高分子量ポリカーボネートに変換される、連続重合ステムにおいて使用するのにとりわけ好適である。通常、オリゴマー化段階において生成するポリカーボネートオリゴマー(例えば、第1の反応段階)は、約1,000Da〜約7,500Daの数平均分子量(Mn)を特徴とすることができる。続く1つまたは複数の重合段階(例えば、第2の反応段階)では、ポリカーボネートのMnは、約8,000Da〜約25,000ダルトンまで高めることができる(ポリカーボネート標準品の使用により測定する)。一般に、Mnは、式2:




に従って計算することができ、式中、Niは、分子量Miの分子数である。

0137

用語「溶融重合条件」は、エステル交換触媒の存在下で、ジヒドロキシ芳香族性化合物とジアリールカーボネートとの間の反応を行うのに必要な条件を意味することが理解される。通常、溶媒は、この方法では使用されず、反応剤(例えば、ジヒドロキシ芳香族化合物、ジアリールカーボネート)が溶融状態にある。一実施形態では、溶融重合中反応温度は、約100℃〜約350℃、またはあるいは約180℃〜約310℃の範囲とすることができる。一実施形態では、溶融重合中の圧力は、反応の初期段階(例えば、第1の反応段階)では、大気圧、あるいは過圧、またはあるいはほぼ大気圧から約15torrとすることができ、後の段階では、減圧、例えば、約0.2torr〜約15torrとすることができる。一実施形態では、溶融重合中の反応時間は、約0.1時間〜約10時間とすることができる。

0138

一実施形態では、溶融(melp)重合に使用するのに好適なジアリールカーボネートエステルは、ジフェニルカーボネート、アリール基上に電子吸引性置換基を有する活性化ジフェニルカーボネート、ビス(4−ニトロフェニル)カーボネート、ビス(2−クロロフェニル)カーボネート、ビス(4−クロロフェニル)カーボネート、ビス(メチルサリチル)カーボネート、ビス(4−メチルカルボキシルフェニル)カーボネート、ビス(2−アセチルフェニルカルボキシレート、ビス(4−アセチルフェニル)カルボキシレートなど、またはこれらの組合せを含むことができる。

0139

一実施形態では、ポリカーボネートの溶融重合に使用される触媒は、アルファ触媒またはベータ触媒を含む。ベータ触媒は、通常、揮発物であり、高温では分解する。したがって、ベータ触媒は、非常に低い温度での重合段階において使用するのが好ましい。アルファ触媒は、通常、熱的に一層安定であり、ベータ触媒ほど揮発性ではない。

0140

一実施形態では、アルファ触媒は、アルカリイオン源またはアルカリ土類イオン源を含むことができる。一実施形態では、アルカリイオンまたはアルカリ土類イオン源は、アルカリ金属水酸化物水酸化リチウム水酸化ナトリウム水酸化カリウムアルカリ土類水酸化物水酸化マグネシウム水酸化カルシウムなど、またはこれらの組合せを含む。一実施形態では、アルカリイオンまたはアルカリ土類イオン源は、カルボン酸の対応する塩(例えば、酢酸ナトリウム)、エチレンジアミン四酢酸EDTA)の誘導体(例えば、EDTA四ナトリウム塩、EDTAマグネシウム二ナトリウム塩)など、またはこれらの組合せをさらに含むことができる。本開示における使用に好適なアルファエステル交換反応触媒の非限定例は、非揮発性無機酸のアルカリまたはアルカリ土類金属塩、NaH2PO3、NaH2PO4、Na2HPO3、KH2PO4、CsH2PO4、Cs2HPO4;リン酸混合塩、NaKHPO4、CsNaHPO4、CsKHPO4など、またはこれらの組合せを含む。

0141

一実施形態では、ベータ触媒は、四級アンモニウム化合物四級ホスホニウム化合物など、またはこれらの組合せを含むことができる。一実施形態では、四級アンモニウム化合物は、構造(R4)4N+X−により表される化合物とすることができ、R4はそれぞれ、同一または異なることができ、R4はそれぞれ独立して、C1〜20アルキル基、C4〜20シクロアルキル基またはC4〜20アリール基とすることができ、X−は、有機陰イオンまたは無機陰イオン、例えば、水酸化物イオンハロゲン化物イオンカルボン酸イオンスルホン酸イオン硫酸イオンギ酸イオン炭酸イオンまたは炭酸水素イオンとすることができる。本開示における使用に好適な有機四級アンモニウムの非限定例は、水酸化テトラメチルアンモニウム水酸化テトラブチルアンモニウム酢酸テトラメチルアンモニウムギ酸テトラメチルアンモニウム、酢酸テトラブチルアンモニウムなど、またはこれらの組合せを含む。一実施形態では、四級アンモニウム化合物は、水酸化テトラメチルアンモニウムを含む。一実施形態では、四級ホスホニウム化合物は、構造(R5)4P+X−により表される化合物とすることができ、R5はそれぞれ独立して、C1〜20アルキル基、C4〜20シクロアルキル基またはC4〜20アリール基とすることができ、X−は、有機陰イオンまたは無機陰イオン、例えば、水酸化物イオン、ハロゲン化物イオン、カルボン酸イオン、スルホン酸イオン、硫酸イオン、ギ酸イオン、炭酸イオンまたは炭酸水素イオンとすることができる。X−が、炭酸イオンまたは硫酸イオンなどの多価陰イオンである場合、四級アンモニウムおよび/またはホスホニウム構造における正電荷および負電荷が適切にバランスがとられていることが理解される。例えば、R4−R5はそれぞれ、メチル基であり、X−が炭酸イオンである場合、X−は、2(CO3−2)を表すものと理解される。本開示における使用に好適な有機四級ホスホニウム化合物の非限定例は、水酸化テトラメチルホスホニウム、酢酸テトラメチルホスホニウム、ギ酸テトラメチルホスホニウム、水酸化テトラブチルホスホニウム、酢酸テトラブチルホスホニウム(TBPA)、酢酸テトラフェニルホスホニウム、テトラフェニルホスホニウムフェノキシドなど、またはこれらの組合せを含む。一実施形態では、有機四級ホスホニウム化合物は、TBPAを含む。

0142

一実施形態では、使用されるアルファ触媒およびベータ触媒の量は、重合反応において使用されるジヒドロキシ化合物の総モル数に基づくことができる。重合反応において使用される、ベータ触媒(例えば、ホスホニウム塩)とすべてのジヒドロキシ化合物との比を言う場合、ジヒドロキシ化合物1モルあたりのホスホニウム塩のモル数を言うのが好都合であり、反応混合物に存在する、ホスホニウム塩のモル数を個々のジヒドロキシ化合物それぞれのモル数の合計により除算したものを意味する。一実施形態では、アルファ触媒は、使用されるジヒドロキシ化合物1モルあたり、約1×10−2〜約1×10−8、あるいは約1×10−4〜約1×10−7モルの金属をもたらすのに有効な量で使用することができる。一実施形態では、ベータ触媒(例えば、有機アンモニウム塩またはホスホニウム塩)の量は、反応混合物中のジヒドロキシ化合物の総モル数あたり、約1×10−2〜約1×10−5、あるいは約1×10−3〜約1×10−4モルとすることができる。

0143

一実施形態では、分岐状ポリカーボネートブロックは、重合中に分岐剤を添加することにより調製することができ、分岐剤は、ヒドロキシル、カルボキシル、カルボン酸無水物およびハロホルミルから選択される官能基を少なくとも3つ含有する多官能性有機化合物を含むことができる。本開示における使用に好適な分岐剤の非限定例は、トリメリト酸トリメリト酸無水物、トリメリト酸トリクロリド、トリス−p−ヒドロキシフェニルエタン、イサチン−ビス−フェノール、トリス−フェノールTC(1,3,5−トリス((p−ヒドロキシフェニル)イソプロピル)−ベンゼン)、トリス−フェノールPA(4(4(1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)−エチル)アルファ、アルファ−ジメチルベンジル)フェノール)、4−クロロホルミルフタル酸無水物トリメシン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸など、またはこれらの組合せを含む。一実施形態では、分岐剤は、ホスゲン化混合物の総重量に対して、約0.05重量%〜約5.0重量%の量でホスゲン化混合物に加えることができる。線状ポリカーボネートおよび分岐状ポリカーボネートを含む混合物を使用することができる。

0144

一実施形態では、すべてのタイプのポリカーボネート末端基が、ポリカーボネート組成物に有用なものとして企図されるが、但し、このような末端基は、該組成物の所望の特性に有意な悪影響を及ぼさない条件とする。一実施形態では、連鎖停止剤キャップ剤とも呼ばれる)を重合中に含ませることができる。この連鎖停止剤は、分子量の成長速度を制限し、そうしてポリカーボネート中の分子量を制御する。一実施形態では、連鎖停止剤は、フェノール化合物モノフェノール化合物塩化モノカルボン酸モノクロロフォーメート、これらの誘導体など、またはこれらの組合せを含むことができる。

0145

連鎖停止剤として本開示における使用に好適なフェノール化合物の非限定例には、モノフェノール化合物、単環式フェノール、フェノール、C1〜C22アルキル置換フェノール、p−クミル−フェノール、p−および三級ブチルフェノールジフェノールモノエーテル、p−メトキシフェノール;8〜9個の炭素原子を有する分岐鎖アルキル置換基を有するアルキル置換フェノール;モノフェノールUV吸収剤、4−置換−2−ヒドロキシベンゾフェノンサリチル酸アリール;ジフェノールのモノエステル、モノ安息香酸レゾルシノール、2−(2−ヒドロキシアリール)−ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシアリール)−1,3,5−トリアジン;その誘導体など、またはこれらの組合せが含まれる。

0146

連鎖停止剤として本開示における使用に好適なモノカルボン酸塩化物の非限定例には、単環式モノカルボン酸塩化物、塩化ベンゾイル、塩化C1〜C22アルキル置換ベンゾイル、塩化トルオイル、塩化ハロゲン置換ベンゾイル、塩化ブロモベンゾイル、塩化シンナモイル、塩化4−ナジミドベンゾイル;多環式モノカルボン酸塩化物、トリメリト酸無水物クロリド、塩化ナフトイル;単環式と多環式モノカルボン酸塩化物との組合せ;22個以下の炭素原子を有する脂肪族モノカルボン酸の塩化物;官能基化脂肪族モノカルボン酸の塩化物、塩化アクリロイル、塩化メタクリロイル;モノクロロフォーメート、単環式モノクロロフォーメート、クロロギ酸フェニル、クロロギ酸のアルキル置換フェニルエステル、クロロギ酸p−クミルフェニル、クロロギ酸トルエン;これらの誘導体など、またはこれらの組合せが含まれる。

0147

一実施形態では、ポリカーボネートは、本明細書に既に記載されている単位を含む分岐ポリカーボネートとすることができ、ポリカーボネートの総モル数に対して、約3mol%以上の部分が分岐剤から誘導され得、末端キャッピング基は、約8.3〜約11のPkaを有する末端キャッピング剤から誘導することができる。このような実施形態では、分岐剤は、トリメリト酸トリクロリド、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、またはこれらの組合せを含むことができ、末端封鎖薬剤は、フェノール、シアノ基、脂肪族基、オレフィン基、芳香族基、ハロゲン、エステル基、エーテル基などの置換基を含有するフェノール、またはこれらの組合せを含むことができる。一実施形態では、末端封鎖薬剤は、フェノール、p−t−ブチルフェノール、p−メトキシフェノール、p−シアノフェノール、p−クミルフェノールなど、またはこれらの組合せを含む。

0148

一実施形態では、ポリ(カーボネート−シロキサン)コポリマーは、任意の好適な方法により製造することができる。ポリ(カーボネート−シロキサン)コポリマーを調製する方法は、それらのそれぞれの全体が参照により本明細書に組み込まれている、特許文献4および特許文献5により詳細に記載されている。

0149

一実施形態では、ITR−PC−シロキサンコポリマーは、任意の好適な方法により製造することができる。一実施形態では、アリレートエステル単位を含むポリカーボネートコポリマーは、一般に、ポリエステルブロックから調製することができ、ポリエステルブロックは、本明細書に既に記載されている界面重合により調製することができる。しかし、ジカルボン酸またはジオールそれ自体を利用するよりも、対応する酸ハロゲン化物、特に酸二塩化物および酸二臭化物などの酸またはジオールの反応性誘導体を使用することができる。例えば、イソフタル酸、テレフタル酸またはこれらの組合せを使用する代わりに、二塩化イソフタロイル二塩化テレフタロイルまたはこれらの組合せを使用することができる。ポリエステルはまた、上記の溶融法の縮合(例えば、溶融重合)により、溶液相縮合により、またはエステル交換重合により得ることもでき、例えば、テレフタル酸ジメチルなどのジアルキルエステルは、酸触媒作用を使用して、ジヒドロキシ反応剤とエステル交換させて、ポリエステルブロックを生成することができる。分岐剤(例えば、3つ以上のヒドロキシル基を有するグリコール;三官能性または多官能性カルボン酸)が組み込まれる、分岐状ポリエステルブロックを使用することができる。当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、組成物の最終使用に応じて、ポリエステルブロック上に酸およびヒドロキシル末端基を様々な濃度で有するのが望ましいものとなり得る。

0150

一実施形態では、アリレートエステル単位を含むポリカーボネートコポリマーは、ポリカーボネート標準品を用いて較正した架橋スチレンジビニルベンゼンカラムを使用するGPCによる測定すると、約2,000Da〜約100,000Da、あるいは約3,000Da〜約75,000Da、あるいは約4,000Da〜約50,000Da、あるいは約5,000Da〜約35,000Da、またはあるいは約17,000Da〜約30,000DaのMwを有することができる。GPC試料は、1ミリリットル(mg/ml)あたり1ミリグラムの濃度で調製し、1.0ml/分の流速溶出した。

0151

一実施形態では、ポリカーボネートコポリマーは、25℃においてクロロホルム中で測定すると、約0.3dl/g〜約1.5dl/g、あるいは約0.4dl/g〜約1.25dl/g、またはあるいは約0.45dl/g〜約1.0dl/gの固有粘度を特徴とすることができる。

0152

一実施形態では、ポリ(カーボネート−シロキサン)は、1.2kgの重量負荷下、300℃においてASTMD1238に準拠して測定すると、10分あたり約1立方センチメートル(cc/10分)〜約50cc/10分、あるいは約1.5cc/10分〜約40cc/10分、またはあるいは約2cc/10分〜約30cc/10分のメルトボリュームフローレートを特徴とすることができる。

0153

一実施形態では、ポリカーボネートは、例えば、LEXANFST樹脂、LEXAN FST3403樹脂、LEXAN FST9705樹脂など、またはこれらの組合せなどの市販のポリカーボネートを含む。LEXAN FST樹脂は、優れた難燃性能煙性能および毒性能をもたらすポリカーボネート(PC)コポリマーである。LEXAN FST3403樹脂は、射出成形に好適な高流動性PCコポリマー樹脂である。LEXAN FST9705樹脂は、高粘度PCエステルであり、SABIC Innovative Plasticsから市販されている。

0154

一実施形態では、ポリカーボネートは、キャパシターフィルム用ポリマー組成物内に、該キャパシターフィルム用ポリマー組成物の総重量に対して、約0.1重量パーセント(重量%)〜約99.9重量%、あるいは約1重量%〜約99重量%、あるいは約10重量%〜約90重量%、あるいは約25重量%〜約75重量%、あるいは約40重量%〜約60重量%、またはあるいは約45重量%〜約55重量%、あるいは約0.1重量%〜約50重量%、あるいは約1重量%〜約50重量%、あるいは約10重量%〜約50重量%、またはあるいは約25重量%〜約50重量%の量で存在することができる。一実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、約50重量%のポリカーボネートを含む。

0155

一実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、例えば、安定剤(例えば、抗酸化剤)、熱安定剤光安定剤紫外線(UV)吸収添加剤消光剤可塑剤滑沢剤潤滑油帯電防止剤難燃剤抗ドリップ剤、照射安定剤、フルオロポリマー顔料色素微粒子フィラーガラス炭素繊維雲母タルク、追加のポリマー(例えば、アモルファスポリマー)、ポリエチレン高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、脂肪酸、シロキサン、ワックスなど、またはこれらの組合せなどの、ポリマー組成物の1つまたは複数の特性を改善するための添加剤をさらに含む。このような実施形態では、添加剤は、組成物の重量基準でフッ素が約10重量%を超えないよう、シリコーンが約5,000ppmを超えないよう、または他には、ポリマー組成物の所望の特性に有意に悪影響を及ぼさないよう、選択され得る。一実施形態では、添加剤は、約250Da未満の分子量を有する化合物を約1,000ppm未満もたらす量で、キャパシターフィルム用ポリマー組成物中に存在することができる。

0156

一部の実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、例えば、リン含有安定剤、有機リン化合物二官能性リン含有化合物ホスファイトトリアリールホスファイトホスホナイト、アリールスルホネート立体障害フェノールなど、またはこれらの組合せなどの抗酸化剤を含むことができる。他の実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、安定剤、例えば、リン含有安定剤を含まない。一実施形態では、リン含有安定剤は、約300Da以上の重量平均分子量を特徴とすることができる。

0157

一実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、2種以上のリン含有安定剤を含むことができる。このような実施形態では、リン含有安定剤は、同一タイプまたは異なるタイプとすることができる。例えば、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、2種のホスファイト、または1種のホスファイトと1種のホスホナイトを含むことができる。

0158

本開示における使用に好適なホスファイトおよびホスホナイトの非限定例は、トリフェニルホスファイトジフェニルアルキルホスファイト、フェニルジアルキルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリオタデシルホスファイト、ジステアリルペンタエリトリトールジホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジイソデシルペンタエリトリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリトリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)−ペンタエリトリトールジホスファイト、ジイソデシルオキシペンタエリトリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェニル)ペンタエリトリトールジホスファイト、ビス(2,4,6−トリス(tert−ブチルフェニル)ペンタエリトリトールジホスファイト、トリステアリルソルビトールトリ−ホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチル−フェニル) 4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェニル)メチルホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェニル)エチルホスファイト、2,2’,2’’−ニトリロ[トリエチルトリス(3,3’,5,5’−テトラ−tert−ブチル−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジイル)ホスファイト]、2−エチルヘキシル(3,3’,5,5’−テトラ−tert−ブチル−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジイル)ホスファイト、5−ブチル−5−エチル−2−(2,4,6−トリ−tert−ブチルフェノキシ)−1,3,2−ジオキサスフラン、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4−ビフェニルジホスホナイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト(PEPQ)など、またはこれらの組合せを含む。

0159

一実施形態では、リン含有安定剤は、キャパシターフィルム用ポリマー組成物中、該組成物の総重量に対して、約0.005重量%〜約3重量%、またはあるいは約0.01重量%〜約1.0重量%の量で存在することができる。

0160

一実施形態では、リン含有安定剤は、キャパシターフィルム用ポリマー組成物中、該組成物の総重量に対して、約0重量%〜約2重量%、あるいは約0重量%〜約1.0重量%、またはあるいは約0.5重量%〜約1.0重量%の量で存在することができ、リン含有安定剤は、約500Da以上の重量平均分子量を特徴とすることができる。

0161

一実施形態では、リン含有安定剤は、IRGAPHOS168を含み、これは、Ciba Chemical Co.から市販の、トリス−ジ−tert−ブチルフェニルホスファイトである。一実施形態では、リン含有安定剤は、DOVERPHOS S−9228を含み、これは、Dover Chemical Co.から市販されている。

0162

一実施形態では、抗酸化剤は、例えばアルキル化モノフェノール、アルキル化ビスフェノール、ポリフェノールなど、またはこれらの組合せなどの立体障害フェノールを含む。

0163

本開示における使用に好適なアルキル化モノフェノールの非限定例は、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール;2−tert−ブチル−4,6−ジメチルフェノール;2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール;2,6−ジ−tert−ブチル−4−n−ブチルフェノール;2,6−ジ−tert−ブチル−4−イソブチルフェノール;2,6−ジシクロペンチル−4−メチルフェノール;2−(α−メチルシクロヘキシル)−4,6−ジメチルフェノール;2,6−ジオクタデシル−4−メチルフェノール;2,4,6−トリシクロヘキシルフェノール;2,6−ジ−tert−ブチル−4−メトキシメチルフェノール;側鎖が直鎖または分岐状であるノニルフェノール;2,6−ジ−ノニル−4−メチルフェノール;2,4−ジメチル−6−(1’−メチルウンデカ−1’−イル)フェノール;2,4−ジメチル−6−(1’−メチルヘプタデカ−1’−イル)フェノール;2,4−ジメチル−6−(1’−メチルトリデカ−1’−イル)フェノールなど、またはこれらの組合せを含む。

0164

本開示における使用に好適なアルキリデンビスフェノールの非限定例は、2,2’−メチレンビス(6−tert−ブチル−4−メチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(6−tert−ブチル−4−エチルフェノール)、2,2’−メチレンビス[4−メチル−6−(α−メチルシクロヘキシル)−フェノール]、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、2,2’−メチレンビス(6−ノニル−4−メチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−エチリデンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−エチリデンビス(6−tert−ブチル−4−イソブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス[6−(α−メチルベンジル)−4−ノニルフェノール]、2,2’−メチレンビス[6−(α、α−ジメチルベンジル)−4−ノニルフェノール]、4,4’−メチレンビス−(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(6−tert−ブチル−2−メチルフェノール)、1,1−ビス(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)ブタン、2,6−ビス(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェノール、1,1,3−トリス(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)ブタン、1,1−ビス(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチル−フェニル)−3−n−ドデシルメルカプトブタン、エチレングリコールビス[3,3−ビス(3’−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)ブチレート]、ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチル−フェニル)ジシクロペンタジエン、ビス[2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−メチルベンジル)−6−tert−ブチル−4−メチルフェニル]テレフタレート、1,1−ビス−(3,5−ジメチル−2−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−4−n−ドデシルメルカプトブタン、1,1,5,5−テトラ−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)ペンタンなど、またはこれらの組合せを含む。

0165

一実施形態では、立体障害フェノールは、約300Da以上の分子量を特徴とすることができる。このような実施形態では、立体障害フェノールの分子量は、例えば、約300℃以上の温度などの、高い加工温度において、ポリマー溶融物中に立体障害フェノール部分を保持する一助となり得る。

0166

一実施形態では、立体障害フェノールは、キャパシターフィルム用ポリマー組成物中、該組成物の総重量に対して、約0.005重量%〜約2重量%、またはあるいは約0.01重量%〜約1.0重量%の量で存在することができる。

0167

一部の実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、該組成物の特性、例えば、比誘電率、熱膨張係数などを調節するために、1種または複数の微粒子フィラーを含むことができる。他の実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、微粒子フィラーを含まない。

0168

本開示における使用に好適な微粒子フィラーの非限定例には、シリカ粉末ヒューズシリカ結晶性シリカ窒化ホウ素粉末ホウ素−シリケート粉末;アルミナ酸化マグネシウムマグネシア);シリケートスフィア(silicate sphere);粉塵セノスフェアアルミノシリケートアルモスフェア(armosphere));天然ケイ砂石英珪岩酸化チタンチタン酸バリウムバリウムストロンチウム五酸化タンタルトリポリ珪藻土合成シリカなど;またはこれらの組合せが含まれる。一実施形態では、微粒子フィラーは、シランにより表面処理されて、ポリマー組成物との接着性および分散性が改善され得る。

0169

一実施形態では、微粒子フィラーは、所望の物理特性をもたらすのに有効な量で、キャパシターフィルム用ポリマー組成物中に存在することができる。一実施形態では、微粒子フィラーは、キャパシターフィルム用ポリマー組成物中、該組成物の総体積に対して、約0.1体積%〜約50体積%、あるいは約0.1体積%〜約40体積%、あるいは約5体積%〜約30体積%、あるいは約5体積%〜約20体積%の量で存在することができる。

0170

一部の実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、少なくとも1つの追加のポリマーをさらに含むことができ、該追加のポリマーは、フッ素またはケイ素を該組成物の総重量に対して、約10重量%を超えてもたらさないよう、または他には該組成物の所望の特性に有意に悪影響を及ぼさないよう、選択される。

0171

本開示における使用に好適な追加のアモルファスポリマーの非限定例には、ポリ(フェニレンスルホン)、ポリ(スルホン)、ポリ(エーテルスルホン)、ポリ(アリーレンスルホン)、ポリ(フェニレンエーテル)、ポリカーボネート、ポリエーテルイミドシロキサンなど、これらのブレンド、これらのコポリマー、またはこれらの組合せが含まれる。

0172

一実施形態では、追加のポリマーは、キャパシターフィルム用ポリマー組成物中、該組成物の総重量に対して、約0重量%〜約12重量%、あるいは約0.1重量%〜約10重量%、またはあるいは約0.5重量%〜約5重量%の量で存在することができる。

0173

一部の実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、約200℃を超える温度用途において使用するよう意図されている組成物の場合、例えば、フルオロ化エチレンプロピレン(FEP)、ポリテトラフルオロエチレンPTFE)、およびペルフルオロアルコキシポリマー(PFA)などのフルオロポリマー、および約200℃未満の温度用途において使用するよう意図されているキャパシターフィルムの摩擦係数を低下させるため、滑りを改善するためおよびキャパシターフィルムの加工の一助とするためのフィラーとして、ポリフッ化ビニリデンPVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)およびポリ(エテン−co−テトラフルオロエテン)(ETFE)をさらに含むことができる。

0174

一実施形態では、添加剤(いかなるフィラーも除外する)は、キャパシターフィルム用ポリマー組成物中、該組成物の総重量に対して、約0.005重量%〜約20重量%、またはあるいは約0.01重量%〜約10重量%の量で存在することができる。

0175

一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホン、ならびにポリカーボネート、ならびに任意の任意選択の添加剤を合わせると(例えば、接触、ブレンド、混合など)、任意の好適な混合手段を使用することによって、キャパシターフィルム用ポリマー組成物を得ることができる。一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホン、ならびにポリカーボネート、ならびに任意の任意選択の添加剤は、緊密なブレンドを形成するための条件下で合わせることができ、このような条件は、一軸または二軸押出機混合ボウル、または一緒に合わされる構成成分にせん断を適用することができる類似の混合装置もしくはブレンド装置での溶融混合を含むことができる。一部の実施形態では、二軸押出機は、一軸押出機よりも、二軸押出機の方が一層の強力な混合能力および自己拭き取り能力があるために好ましいものとなり得る。

0176

一実施形態では、押出機における少なくとも1つの通気導入口からブレンド組成物真空を適用して、該組成物中の揮発性不純物を除去することが有利となり得る。一実施形態では、溶融前に、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホン、ならびにポリカーボネート、ならびに任意の任意選択の添加剤を乾燥する(例えば、できる限り水が含まれない)のが有利となり得る。

0177

一実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物の溶融加工は、ブレンドされていない構成成分を何も含まない緊密なポリマー混合物を得るのに十分な溶融を依然として可能にしながら、ポリマーの過剰分解を回避するため、約290℃〜約360℃の温度で行うことができる。一実施形態では、コンパウンディングは、機械中のポリマー組成物の滞留時間が短く、温度が慎重に制御され得、かつ摩擦熱が利用されて、その結果、構成成分間の緊密なブレンドを得ることができるのを確実とするよう実施することができる。

0178

一実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物はまた、例えば、約1ミクロン〜約100ミクロン、あるいは約25ミクロン〜約100ミクロン、またはあるいは約40ミクロン〜約100ミクロンの細孔サイズまたはアパーチャーサイズを有するポリマーキャンドルフィルターまたはスクリーンフィルターなどの、任意の好適なポリマーフィルター装置を使用して溶融ろ過を行い、望ましくない黒色小片(black speck)または他の不均一な汚染物質、例えば、約1ミクロン超の直径を有する任意の粒子を除去することもできる。当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、ろ過装置が、例えば、1ミクロンの細孔サイズまたはアパーチャーサイズを有する場合、このようなろ過装置は、1ミクロン以上のサイズの固体粒子のすべてを留め、1ミクロン未満のサイズを有する固体粒子を通過させる。さらに、当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、除去することができる固体粒子のサイズは、ろ過装置の細孔サイズまたはアパーチャーサイズに関して言及されたものであり、このような固体粒子の形状および関連する物理寸法に関するものではない。

0179

一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホン、ならびにポリカーボネート、ならびに任意の任意選択の添加剤は、押出成形コンパウンダーに入れて、連続した糸状のものを製造し、これを冷却して、次にペレット(例えば、押出成形ペレット)に切断することができる。別の実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホン、ならびにポリカーボネート、ならびに任意の任意選択の添加剤は、乾式ブレンドにより混合して、次に、ミルで流体にして粉砕または押出成形し、ペレットに切断することができる。さらに別の実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホン、ならびにポリカーボネート、ならびに任意の任意選択の添加剤はまた、本明細書の後でより詳細に記載されている通り、混合して、直接、押出成形し、フィルムを形成することができる。さらに別の実施形態では、ポリマー組成物のペレットは溶融されて、次に、押出成形されてフィルムを形成することができる。

0180

一実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、混和性ポリマーブレンドを含み、該ポリマー組成物は、示差走査熱量測定DSC)により測定すると、約125℃〜約250℃、あるいは約130℃〜約240℃、あるいは約135℃〜約230℃、あるいは約150℃〜約220℃、またはあるいは約160℃〜約210℃、あるいは約170℃以上、あるいは約180℃以上、あるいは約190℃以上、あるいは約200℃以上、あるいは約210℃以上、またはあるいは約220℃以上のガラス転移温度(Tg)が1つあることを特徴とすることができる。

0181

一般に、混和性ポリマーブレンドは、2種以上のポリマーからなる混合物を指し、この場合、この混合ポリマーは、一緒に溶融すると、一相(例えば、1つのポリマーとして挙動する)として挙動する、すなわち、この混合ポリマーは1つのTgを示す。対照的に、非混和性ポリマーブレンドは、2種以上のポリマーからなる混合物を指し、この混合ポリマーは、一緒に溶融すると、相分離する、すなわち、この混合ポリマーは2つ以上のTgを示す。例えば、2つの混和性ポリマーの場合、一緒に混合すると、これらのポリマーは相分離し、これらの相は分散することができる。当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、2つのポリマーが一緒に混合された場合、2つのポリマーの場合、これらのポリマーが混和性となって、混和性ポリマーブレンドを形成することができる、ある種の混合比のみ存在する。一実施形態では、ポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホン、ならびに本明細書において開示されているポリマーカーボネートは、任意の比で混合されて、混和性ポリマーブレンドを形成することができる。さらに、本明細書において開示されているポリエーテルイミドおよびポリエーテルイミドスルホンは、任意の比で混合されて、混和性ポリマーブレンドを形成することができる。

0182

一実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、押出成形ペレットの外観を特徴とすることができ、この押出成形ペレットの外観は透明(例えば、曇りがない)である。当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、2つの透明なポリマーがブレンドされた場合、得られたブレンドの外観は、これらのポリマーの混和性に依存する。一般に、2つの透明なポリマーが混合されて、混和性ポリマーブレンドが形成される場合、この混和性ポリマーブレンドは透明となり得る。さらに、2つの透明なポリマーが混合されて、非混和性ポリマーブレンドが形成された場合、この非混和性ポリマーブレンドは、該ポリマーが相分離するので、不透明で、濁りがある非透明なものとなり得る。

0183

一実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、約1.25〜約1.35、あるいは約1.27〜約1.33、またはあるいは約1.28〜約1.31の比重であることを特徴とすることができる。一般に、比重は、水の密度に対する物質の密度の比を表し、この場合、物質の密度および水の密度は、同じ温度で測定される。ポリマーの密度は、一般に、g/ccで表され、ASTMD1505に準拠して決定することができる。

0184

一実施形態では、本明細書において開示されているポリカーボネートは、本明細書において開示されているポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンの比重と比べて、比較的高い比重を有することができる。当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、キャパシターフィルム用ポリマー組成物の比重は、対応するポリエーテルイミドおよび/またはポリエーテルイミドスルホンそれ自体の比重よりも高く、ひいては、ブレンド(例えば、キャパシターフィルム用ポリマー組成物)内の自由体積を低下させ、その結果、電気性能を向上させる。さらに、当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、物質における自由体積は、このような物質から製造された誘電性フィルムにおける公知の故障機構である。一般に、物質の自由体積は、所与の分子が自由に動き回る物質内の体積と見なされる。

0185

一実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、100sec−1の粘度と5,000sec−1の粘度の比が、約1〜約10、あるいは約2〜約9、またはあるいは約2.5〜約8.5であることを特徴とすることができる。

0186

一実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、6.7キログラム(kg)の重量負荷下、295℃〜337℃においてASTMD1238に準拠して測定すると、10分あたり約1立方センチメートル(cc)(cc/10分)〜約40cc/10分、あるいは約2.5cc/10分〜約35cc/10分、あるいは約4.5cc/10分〜約13cc/10分、またはあるいは約20cc/10分〜約37cc/10分のメルトボリュームレートであることを特徴とすることができる。

0187

一実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、3.2ミリメートル(mm)の厚さの試料において、264psi(1.8Mpa)でASTMD648に準拠して測定すると、約100℃〜約225℃、あるいは約110℃〜約215℃、あるいは約115℃〜約200℃、あるいは約150℃以上、あるいは約160℃以上、あるいは約170℃以上、あるいは約180℃以上、あるいは約190℃以上、またはあるいは約200℃以上の熱変形温度または熱たわみ温度(HDT)を特徴とすることができる。物質のHDTは、一般に、この物質が特定されている負荷の元で変形する温度を指す。

0188

一実施形態では、キャパシターフィルム用ポリマー組成物は、フラットダイを使用する熱可塑性組成物に慣用的に使用されている押出機を使用して、押出成形することができる。一般に、押出キャストフィルム法は、押出機中でポリマー組成物を溶融して、溶融ポリマーを形成するステップ;小さなリップ間隔分離のフラットダイに該溶融ポリマーを運搬して、フィルム(例えば、押出成形フィルム)を形成するステップ;巻き取りローラー上に該フィルムを引っ張り、このフィルムを比較的高い巻き取り速度延伸するステップ;およびフィルム中のポリマーの冷却/固化により、最終フィルムを形成するステップを含む。押出機は、一軸または二軸設計とすることができ、溶融ポンプも使用して、ダイを通るポリマーが一定の非脈動流をもたらすよう使用することができる。一実施形態では、ダイは、約100ミクロン〜約200ミクロンのダイリップ間隔を特徴とすることができる。一実施形態では、巻き取りローラーは、最大約200m/分の速度(例えば、巻き取り速度)で運転することができる。キャパシターフィルムは、フラットダイを通って押出成形することができ、フィルムが巻き取りローラーに引っ張られるにつれて、フィルムが、フィルムの移動方向に延伸されて(例えば、一軸延伸)、一軸延伸キャパシターフィルムを形成することができる。一実施形態では、押出機の設計はまた、フィルムを焼き戻し/アニーリングするために加熱ロールを追加して含み、こうして凍結した内部応力の発生を最小化することもできる。フィルムの縁を切りそろえ、このフィルムを張力制御巻き取り機構を使用するロール上に巻き取ることができる。

0189

一部の実施形態では、市販の官能基化フィラーおよび/または実験的に官能基化されたフィラーが、ポリマー組成物中で均一に分散されて(例えば、ポリマー組成物にコンパウンドされて)、コンポジット材料を形成し、その後、該コンポジット材料を薄化フィルムに延伸することができる。このような実施形態では、ポリマー組成物にフィラーをコンパウンドして均一な分散液を得るのは、個別の押出機で、またはあるいはポリマーの溶融を行うために使用される同じ押出機で行った後、フィルムに延伸することができる。一実施形態では、ポリマー組成物にフィラーをコンパウンドするのは、ポリマーの溶融を行うために使用される同じ押出機で行った後、フィルムに延伸することができる。当業者により認識されている通り、および本開示の一助により、溶融ポリマーをダイに一定かつ均一な流れで正確に送り込むこと、フィルムを作製するために使用されるポリマーのレオロジー特性、ポリマー組成物と装置の両方が汚れていないこと、および巻き取り機構の機械的特性が、比較的小さな厚さ(例えば、約20ミクロン未満)を有する押出成形フィルムを首尾良く調製するのに寄与する。

0190

一実施形態では、押出キャストフィルム法を一段階法とすることができ、より大きなサイズの装置にまで規模を変えることが可能であり、いかなる溶媒の使用も必要としない。比較的高い分子量および/または高いガラス転移温度のポリマーの例でさえも、この押出成形法(例えば、押出キャストフィルム法)は、ポリマー組成物の熱的または機械的分解を引き起こす恐れがある過剰温度をもたらさない、ポリマーの環境を実現するよう、適切に設計され得る。一実施形態では、溶融ポリマー用のろ過装置の使用により、ゲルおよび黒色小片などの汚染物質を実質的に含まないフィルムを生成することができ、これらの汚染物質は、溶融ポリマーから適切に除去されない場合、得られるフィルムの絶縁性能に害をなす恐れがある。一実施形態では、押出キャストフィルム法によって生成されたフィルムは、フィルムの幅全体に均一な厚さの薄化フィルム(例えば、厚さが約50ミクロン未満、および一層薄い)、しわまたは表面の波打ちがほとんどなく平坦である(例えば、滑らか、しわのないなど)、および汚染物質混入が比較的ないものとすることができる。

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