JP2013193437A - 液晶ポリエステルフィルムの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】特殊な装置を用いることなく、液晶ポリエステルフィルムの膜厚精度を向上させることができる等方化液晶ポリエステルフィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の液晶ポリエステルフィルムの製造方法は、原料樹脂としての液晶ポリエステルから円筒状フィルム22を得る第1工程と、前記円筒状フィルム22を折り畳み、折り畳まれた前記円筒状フィルム22の片端又は両端を裁断して液晶ポリエステルフィルムを得る第2工程と、を含み、(a)及び(b)の要件を満たすことを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、液晶ポリエステルフィルムの製造方法に関する。
液晶ポリエステルは、優れた低吸湿性、耐熱性及び薄肉形成性等を有しているため、電子部品等の材料として広く用いられている。例えば、電子部品用途に好適な液晶ポリエステルの形態として、フィルム状の芳香族ポリエステルが知られている。
近年、液晶ポリエステルフィルムの可撓性、低吸湿性、高ガスバリヤ性等の特徴に着目し、電子回路基板、包装材料、ガスバリヤ材料等の液晶ポリエステルフィルムのみが適用可能な用途の開発が活発に進められている。
そして、これらの用途の開発に用いられる液晶ポリエステルフィルムは、第一に、厚み均一性に優れたフィルムであることが望まれている。第二に、引き取り方向(以下、MDと略す)とこれに直角な方向すなわち膨張方向(以下、TDと略す)の強度および弾性率が比較的均等化したフィルム(以下、等方化フィルムと略す)であることが望まれている。
液晶ポリエステルフィルムの成形法として、Tダイ押し出し法やインフレーション製膜法が挙げられる。
Tダイ押し出し法によって、液晶ポリエステルフィルムを成形する場合、液晶ポリエステルは溶融状態で流動方向に分子が配向し易いという性質があるために、引き取り方向の強度と弾性率が大きくなり、等方化フィルムを得ることは困難である。
これに対してインフレーション製膜法では、環状ダイから押し出された液晶ポリエステルを溶融状態でMDとTDの2方向に延伸することが可能であり、等方化フィルムが得られ易い。装置が簡易で安価であることもあって、インフレーション製膜法は低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量高密度ポリエチレン等の液晶ポリエステルフィルムの製造に広く利用されている。
液晶ポリエステルフィルムのインフレーション製膜法としては、これまでに様々な特許文献(例えば特許文献1〜3)が報告されている。
特開2000−43119号公報 特開2004−106533号公報 特開2000−326405号公報
液晶ポリエステルフィルムの配向を制御するためには、製造工程において、高いTDの延伸倍率(以下、ブロー比と称す)、及び低いMDの延伸倍率(以下、ドロー比と称す)を必要とする。
しかし、従来の液晶ポリエステルを原料樹脂として用いる場合、高いブロー比では、溶融張力が低いため、膨張が困難であり、低いドロー比では、パリソンの撓みが生じるという問題点があった。
更に、配向制御されていることに加えて、厚み均一性に優れた液晶ポリエステルフィルムが求められている。
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、特殊な装置を用いることなく、液晶ポリエステルフィルムの膜厚精度を向上させることができる等方化液晶ポリエステルフィルムの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、原料樹脂としての液晶ポリエステルから円筒状フィルムを得る第1工程と、前記円筒状フィルムを折り畳み、折り畳まれた前記円筒状フィルムを裁断し片端又は両端を除去して液晶ポリエステルフィルムを得る第2工程と、を含む液晶ポリエステルフィルムの製造方法が、特定の要件を満たすことにより、驚くべきことに、特殊な装置を用いなくとも、膜厚精度が向上した等方化液晶ポリエステルフィルムが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の液晶ポリエステルフィルムの製造方法は、インフレーション製膜法により、液晶ポリエステルからフィルムを製造する液晶ポリエステルフィルムの製造方法であって、
原料樹脂としての液晶ポリエステルから円筒状フィルムを得る第1工程と、
前記円筒状フィルムを折り畳み、折り畳まれた前記円筒状フィルムを裁断し片端又は両端を除去して液晶ポリエステルフィルムを得る第2工程と、を含み、
下記(a)及び(b)の要件を満たすことを特徴とする。
(a)引き取り方向の延伸倍率に対して、引き取り方向に直角な方向の延伸倍率を2.0〜6.0倍とする。
(b)調整リングにより、あらかじめ前記円筒状フィルムにおける外周部の最大膜厚部分を裁断により除去される位置に移動させる。
本発明の液晶ポリエステルフィルムの製造方法は、前記折り畳まれた円筒状フィルムの幅に対して、得られる前記液晶フィルムの幅が0.7倍以上であることが好ましい。
本発明の液晶ポリエステルフィルムの製造方法は、前記(a)において、引き取り方向の延伸倍率に対して、引き取り方向に直角な方向の延伸倍率を4.1〜5.0倍とすることが好ましい。
本発明の液晶ポリエステルフィルムの製造方法は、前記液晶ポリエステルの流動温度が280℃以上であることが好ましい。
本発明によれば、特殊な装置を用いなくとも、膜厚精度が向上した等方化液晶ポリエステルフィルムを提供することが可能となる。
本発明の液晶ポリエステルの製造方法に好適に用いることが可能なインフレーション成形装置の一実施形態を示す模式図である。
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
本発明の液晶ポリエステルフィルムの製造方法は、インフレーション製膜法により、液晶ポリエステルからフィルムを製造する液晶ポリエステルフィルムの製造方法であって、
原料樹脂としての液晶ポリエステルから円筒状フィルムを得る第1工程と、
前記円筒状フィルムを折り畳み、折り畳まれた前記円筒状フィルムを裁断し片端又は両端を除去して液晶ポリエステルフィルムを得る第2工程と、を含み、
下記(a)及び(b)の要件を満たすことを特徴とする。
(a)引き取り方向の延伸倍率に対して、引き取り方向に直角な方向の延伸倍率を2.0〜6.0倍とする。
(b)前記調整リングにより、あらかじめ前記円筒状フィルムにおける外周部の最大膜厚部分を裁断により除去される位置に移動させる。
先ず、原料樹脂としての液晶ポリエステルについて説明する。
(液晶ポリエステル)
原料樹脂としての液晶ポリエステルは、溶融状態で液晶性を示す液晶ポリエステルであり、450℃以下の温度で溶融するものであることが好ましい。
液晶ポリエステルは、液晶ポリエステルアミドであってもよいし、液晶ポリエステルエーテルであってもよいし、液晶ポリエステルカーボネートであってもよいし、液晶ポリエステルイミドであってもよい。液晶ポリエステルは、原料モノマーとして芳香族化合物のみを用いてなる全芳香族液晶ポリエステルであることが好ましい。
液晶ポリエステルの典型的な例としては、芳香族ヒドロキシカルボン酸と芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物とを重合(重縮合)させてなるもの、複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合させてなるもの、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物とを重合させてなるもの、並びに、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルと芳香族ヒドロキシカルボン酸とを重合させてなるものが挙げられる。
ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン、及び芳香族ジアミンとして、それぞれ独立に、その一部又は全部に代えて、その重合可能な誘導体を用いてもよい。
芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸のようなカルボキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、カルボキシル基をアルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの(エステル)、カルボキシル基をハロホルミル基に変換してなるもの(酸ハロゲン化物)、及びカルボキシル基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるもの(酸無水物)が挙げられる。
芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジオール及び芳香族ヒドロキシアミンのようなヒドロキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシル基をアシル化してアシルオキシル基に変換してなるもの(アシル化物)が挙げられる。
芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンのようなアミノ基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの(アシル化物)が挙げられる。
中でも、本発明に用いる液晶ポリエステルは、下記一般式(1)で表される繰返し単位(以下、「繰返し単位(1)」ということがある。)を少なくとも1種有することが好ましく、繰返し単位(1)と、下記一般式(2)で表される繰返し単位(以下、「繰返し単位(2)」ということがある。)と、下記一般式(3)で表される繰返し単位(以下、「繰返し単位(3)」ということがある。)と、をそれぞれ少なくとも1種有することがより好ましい。
(1)−O−Ar1−CO−
(2)−CO−Ar2−CO−
(3)−X−Ar3−Y−
(式中、Ar1は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記一般式(4)で表される基を表す。X及びYは、それぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基(−NH−)を表す。前記Ar1、Ar2及びAr3中の一つ以上の水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基又はアリール基で置換されていてもよい。)
(4)−Ar4−Z−Ar5
(式中、Ar4及びAr5は、それぞれ独立に、フェニレン基又はナフチレン基を表す。Zは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基を表す。)
Ar1、Ar2及びAr3中のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
Ar1、Ar2及びAr3中のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基及びn−デシル基が挙げられ、その炭素数は、1〜10であることが好ましい。
Ar1、Ar2及びAr3中のアリール基としては、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、1−ナフチル基及び2−ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、6〜20であることが好ましい。
Ar1、Ar2及びAr3中の一つ以上の水素原子がこれらの基で置換されている場合、その置換数は、Ar1、Ar2又はAr3を構成する基毎に、それぞれ独立に2個以下であることが好ましく、1個以下であることがより好ましい。
Ar4及びAr5中のアルキリデン基としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基、n−ブチリデン基及び2−エチルヘキシリデン基が挙げられ、その炭素数は、1〜10であることが好ましい。
繰返し単位(1)は、所定の芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位(1)としては、Ar1が1,4−フェニレン基であるもの(p−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位)、2,6−ナフチレン基であるもの(6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸に由来する繰返し単位)が好ましく、2,6−ナフチレン基であるものがより好ましい。
繰返し単位(2)は、所定の芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位(2)としては、Arが1,4−フェニレン基であるもの(テレフタル酸に由来する繰返し単位)、1,3−フェニレン基であるもの(イソフタル酸に由来する繰返し単位)、2,6−ナフチレン基であるもの(2,6−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位)、ジフェニルエ−テル−4,4’−ジイル基であるもの(ジフェニルエ−テル−4,4’−ジカルボン酸に由来する繰返し単位)が好ましく、1,4−フェニレン基であるもの、2,6−ナフチレン基であるものがより好ましい。
繰返し単位(3)は、所定の芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシルアミン又は芳香族ジアミンに由来する繰返し単位である。繰返し単位(3)としては、Arが1,4−フェニレン基であるもの(ヒドロキノン、p−アミノフェノール又はp−フェニレンジアミンに由来する繰返し単位)、4,4’−ビフェニリレン基であるもの(4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4−アミノ−4’−ヒドロキシビフェニル又は4,4’−ジアミノビフェニルに由来する繰返し単位)が好ましく、1,4−フェニレン基であるもの、4,4’−ビフェニリレン基であるものがより好ましい。
繰返し単位(3)は、液晶ポリエステルの溶融粘度が低くなり易いという観点から、X及びYがそれぞれ酸素原子であること、すなわち、所定の芳香族ジオールに由来する繰返し単位を有することが好ましく、繰返し単位(3)中、X及びYのみが酸素原子であることがより好ましい。
液晶ポリエステル中、2,6−ナフチレン基を含む繰返し単位の含有量は、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量(液晶ポリエステルを構成する各繰返し単位の質量を各繰返し単位の式量で割ることにより、各繰返し単位の物質量相当量(モル)を求め、それらを合計した値)に対して、10モル%以上であることが好ましく、40モル%以上であることがより好ましく、50モル%以上であることが特に好ましく、70モル%以上であることが最も好ましい。かかる所定の繰返し単位組成を有する液晶ポリエステルをフィルム化することにより、水蒸気バリア性により優れた液晶ポリエステルフィルムを得ることができる。
繰返し単位(1)の含有量は、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量(液晶ポリエステルを構成する各繰返し単位の質量をその各繰返し単位の式量で割ることにより、各繰返し単位の物質量相当量(モル)を求め、それらを合計した値)に対して、30モル%以上が好ましく、30〜80モル%がより好ましく、40〜70モル%が特に好ましく、45〜65モルが最も好ましい。繰返し単位(1)の含有量が30モル%以上の場合には、溶融流動性や耐熱性や強度・剛性が向上し易く、80モル%以下の場合には、溶融温度や溶融粘度が高くなりすぎず、成形に必要な温度が高くなりすぎない。
繰返し単位(2)の含有量は、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量に対して、35モル%以下が好ましく、10〜35モル%がより好ましく、15〜30モル%が特に好ましく、17.5〜27.5モル%が最も好ましい。
繰返し単位(3)の含有量は、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量に対して、35モル%以下が好ましく、10〜35モル%がより好ましく、15〜30モル%が特に好ましく、17.5〜27.5モル%が最も好ましい。
繰返し単位(2)の含有量と繰返し単位(3)の含有量との割合は、[繰返し単位(2)の含有量]/[繰返し単位(3)の含有量](モル/モル)で表して、0.9/1〜1/0.9が好ましく、0.95/1〜1/0.95がより好ましく、0.98/1〜1/0.98が特に好ましい。
なお、液晶ポリエステルは、繰返し単位(1)〜(3)を、それぞれ独立に、2種以上有してもよい。また、液晶ポリエステルは、繰返し単位(1)〜(3)以外の繰返し単位を有してもよいが、その含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、10モル%以下が好ましく、5モル%以下がより好ましい。
耐熱性や溶融張力が高い液晶ポリエステルの典型的な例として、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量に対して、所定の繰り返し単位を所定量含有することが好ましい。
Ar1が2,6−ナフチレン基である繰返し単位(1)、すなわち6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸に由来する繰返し単位を、40〜74.8モル%含有することが好ましく、40〜64.5モル%含有することがより好ましく、50〜58モル%含有することが特に好ましい。
Ar2が2,6−ナフチレン基である繰返し単位(2)、すなわち2,6−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位を、12.5〜30モル%含有することが好ましく、17.5〜30モル%含有することがより好ましい。
更に、Ar2が1,4−フェニレン基である繰返し単位(2)、すなわちテレフタル酸に由来する繰返し単位を、0.2〜15モル%含有することが好ましく、0.5〜12モル%含有することがより好ましい。加えて、Ar2が2,6−ナフチレン基である繰返し単位(2)の含有量が、Ar2が2,6−ナフチレン基である繰返し単位(2)及びAr2が1,4−フェニレン基である繰返し単位(2)の合計含有量に対して、0.5モル倍以上含有することがより好ましく、0.6モル倍以上含有することがより好ましい。
Ar3は、1,4−フェニレン基である繰返し単位(3)、すなわちヒドロキノンに由来する繰返し単位を、12.5〜30モル%含有することが好ましく、17.5〜30モル%含有することがより好ましく、20〜25モル%含有することが特に好ましい。
液晶ポリエステルは、芳香族ヒドロキシカルボン酸(繰返し単位(1)を与えるモノマー)と、芳香族ジカルボン酸(繰返し単位(2)を与えるモノマー)と、芳香族ジオール(繰返し単位(3)を与えるモノマー)と、を重合(重縮合)させて製造されるものであることが好ましい。
ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、及び芳香族ジオールは、それぞれ独立に、その一部又は全部に代えて、その重合可能な誘導体が用いられてもよい。
中でも、前記液晶ポリエステルは、2,6−ナフチレン基を有するモノマーの合計量、すなわち6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸及び2,6−ナフタレンジオールの合計量が、全モノマーの合計量に対して、40モル%以上になるようにして、重合(重縮合)させて製造されるものであることがより好ましい。
液晶ポリエステルは、これを構成する繰返し単位に対応する原料モノマーを溶融重合させ、得られた重合物(プレポリマー)を固相重合させることにより、製造することが好ましい。これにより、耐熱性や強度・剛性が高い高分子量の液晶ポリエステルを操作性良く製造することができる。溶融重合は、触媒の存在下で行ってもよく、この場合の触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモン等の金属化合物や、4−(ジメチルアミノ)ピリジン、1−メチルイミダゾール等の含窒素複素環式化合物が挙げられ、含窒素複素環式化合物が好ましく用いられる。
上記繰り返し単位から構成される液晶ポリエステルは、その流動開始温度が、所定の範囲にあることが好ましい。下限値としては、280℃であることが好ましく、290℃であることがより好ましく、295℃であることが特に好ましい。また、上限値としては、380℃であることが好ましく、350℃であることがより好ましい。流動開始温度が高いほど、耐熱性や強度・剛性が向上し易いが、高過ぎると、フィルタ通過時のろ圧が上昇して押出が困難になる傾向がある。また、流動開始温度が低過ぎると、耐熱性が不十分となる可能性がある。
なお、流動開始温度は、フロー温度又は流動温度とも呼ばれ、毛細管レオメーターを用いて、9.8MPa(100kg/cm)の荷重下、4℃/分の速度で昇温しながら、液晶ポリエステルを溶融させ、内径1mm及び長さ10mmのノズルから押し出すときに、4800Pa・s(48000ポイズ)の粘度を示す温度であり、液晶ポリエステルの分子量の目安となるものである(小出直之編、「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」、株式会社シーエムシー、1987年6月5日、p.95参照)。
(インフレーション製膜法)
次いで、本発明の液晶ポリエステルの製造方法の一実施形態について、図1を参照しながら説明する。
図1は、インフレーション製膜法に用いられるインフレーション成形装置50の構成図である。インフレーション成形装置50は、押出機31と、環状のインフレーションダイ30と、安定板32と、ピンチロール33と、巻取機34と、を備えている。
本実施形態の液晶ポリエステルの製造方法は、インフレーション製膜法により、液晶ポリエステルからフィルムを製造する液晶ポリエステルフィルムの製造方法であって、
原料樹脂としての液晶ポリエステルを、インフレーションダイ本体10と該インフレーションダイ本体10の上面部に取り付けられた調整リング2を備えた環状のインフレーションダイ30より溶融押出しして円筒状フィルム22を得る第1工程と、
前記円筒状フィルム22をピンチロール33で折り畳み、折り畳まれた前記円筒状フィルム33を裁断し片端又は両端を除去して液晶ポリエステルフィルムを得る第2工程と、を含む。
押出機31としては、シリンダー31aと、シリンダー31a内に配置された1本以上のスクリュウ31bと、シリンダー31aに設けられた1箇所以上の供給口31cと、図示略の温度調整設備と、を有するものが好ましく用いられ、さらにシリンダー31aに設けられた1箇所以上のベント部を有するものがより好ましく用いられる。
また供給口31cの上流側と下流側にはそれぞれニーディング部を備えた造粒機を用いることが好ましい。ここでニーディング部とは、スクリュウ31bの一部に設けられて溶融混練を効率的に行うための部分をいう。該ニーディング部としては、ニーディングディスク(右ニーディングディスク、ニュートラルニーディングディスク、右ニーディングディスク)、ミキシングスクリュウ等を挙げることができる。
押出機31において、供給口31cに貯えられた上述の液晶ポリエステルを、温度調整設備により加熱して均一に溶融混練し、ペレット状に押出して環状のインフレーションダイ30に送り込む。
溶融混練された液晶ポリエステルは、流れ特性試験機を用いてノズルの孔径0.5mm、せん断速度1000(s−1)の条件でインフレーションダイ30の加工温度において測定した溶融温度が、20Pa・s以上であることが好ましく、40Pa・s以上であることがより好ましく、60Pa・s以上であることが特に好ましい。
環状のインフレーションダイ30は、中空部分を有する円筒状のインフレーションダイ本体10と、インフレーションダイ本体10の上面に取り付けられた調整リング2と、インフレーションダイ本体10の中空部分にインフレーションダイ本体10と同軸に配置されたマンドレル3と、を備えている。
押出機31から送り込まれた液晶ポリエステル(以下、バブルと略す)は、環状のインフレーションダイ30より、円筒状フィルム22として溶融押出される。その円筒状フィルム22の中へ一定量の空気を送り込み、引き取りと、膨張によって、円筒状フィルム22がMD及びTDに機械的に延伸される。これにより溶融状態で円筒状フィルム22のMD及びTDの両方に分子を配向させることができる。
また、バブルは冷却により溶融して無定形状態から固体状態に移行するが、インフレーション製膜法においては、この際に液晶ポリエステルの分子の配向を固定することができる。特に液晶ポリエステルにおいては、インフレーション製膜法の条件がフィルムの物性に影響を与える。かかる製膜法の条件については、例えば、特開平2−3430号公報に記載が好ましい。
液晶ポリエステルフィルムの物性の等方性を決定する重要な要因として、MDの延伸倍率に対するTDの延伸倍率の比を挙げることができる。
即ち、下記の通り定義されるMDの延伸倍率(以下、ドロー比と称し、Drと略す)と、TDの延伸倍率(以下、ブロー比と称し、B1と略す)の比(B1/Dr)が重要な要因となる。
ブロー比(Dr)=(折り幅×2)/(ダイ直径×π)
ドロー比(B1)=(ダイスリット間隔)/(ブロー比×フィルムの厚み)
本発明において、引き取り方向の延伸倍率(Dr)に対して、膨張方向の延伸倍率(B1)を2.0〜6.0倍(B1/Dr=2.0〜6.0)とすることが必須であり、これにより、フィルム物性を比較的等方化することができる。
特にフィルム物性をMD及びTDでほぼ等しくするためには、B1/Drを4.1〜5.0倍の範囲に選択することがより好ましく、これにより平均膜厚が25μm以下の薄膜フィルムを作製することが可能となる。
本発明においては、インフレーションダイ本体10の上面に取り付けられた調整リング2により、あらかじめ前記円筒状フィルム22における外周部の最大膜厚部分を、裁断により除去される位置に移動させておく。これにより、第2工程において、最大膜厚部分が除去され、膜厚精度の向上した液晶ポリエステルフィルムが得られる。
安定板32は、先細状に配置された2枚の板で構成されている。インフレーションダイ30から押出されて空気により膨張した円筒状フィルム22が、安定板32により扁平になる。
ピンチロール33は、金属ロールとゴムロールからなる。扁平となった円筒状フィルム22が、ピンチロール33によって折り畳まれる。
次いで、折り畳まれた円筒状フィルム22は、裁断により、片端又は両端を除去され、1枚又は2枚の液晶ポリエステルフィルムとして、巻取機34に巻き取られる。尚、裁断に用いられる機械としては、例えば、スリッターが挙げられる。
膜厚精度向上の観点から、折り畳まれた円筒状フィルム22の幅に対して、裁断により得られる前記液晶フィルムの幅が0.7倍以上であることが好ましい。
本実施形態の液晶ポリエステルフィルムの製造方法を用いて製造される液晶ポリエステルフィルムは、膜厚精度が向上したものである。膜厚精度の指標としては、測定膜厚の標準偏差を平均膜厚で除した値(以下、Cv値と略す)が用いられる。Cv値は、以下の式によって求められる。
Cv値(%)=(測定膜厚の標準偏差)/(平均膜厚)×100
本発明によって得られる液晶ポリエステルフィルムのCv値は、15%以下であることが好ましく、12%以下であることがより好ましい。かかる液晶ポリエステルフィルムは、電子回路基板、包装材料、ガスバリヤ材料等に好適に用いられる。
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[溶融粘度]
溶融粘度は、得られたペレットについて、(株)東洋機械製作所製の流れ特性試験機(キャピログラフ)1Bを用いて、各測定温度に対して、ノズルの孔径0.5mm、ノズル長10mm、せん断速度1000s−1の条件で測定した。
[流動開始温度]
液晶ポリエステルの流動開始温度は、(株)島津製作所製の流動特性評価装置「フローテスターCFT−500型」を用いて測定した。粉末状の試料約2gを内径1mm、長さ10mmのダイスを取り付けた毛細管型レオメーターに充填し、9.8MPa(100kgf/cm)の荷重下において昇温速度4℃/分で液晶ポリエステルをノズルから押し出すときに、溶融粘度が4800Pa・s(48000ポアズ)を示す温度を流動開始温度とした。
<合成例1>
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却器を備えた反応器に、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1034.99g(5.5モル)、ヒドロキノン272.52g(2.475モル、0.225モル過剰仕込み)、2,6−ナフタレンジカルボン酸378.33g(1.75モル)、テレフタル酸83.07g(0.5モル)、無水酢酸1226.87g(12モル)、及び触媒として1−メチルイミダゾール0.17gを添加し、室温で15分間にわたって攪拌した後、攪拌しながら145℃まで昇温し、その温度を保持して攪拌した。
次いで、留出する副生酢酸、未反応の無水酢酸を留去しながら、3時間30分かけて145℃から310℃まで昇温させ、310℃で3時間保温して、液晶ポリエステルを得た。こうして得られた液晶ポリエステルを室温まで冷却し、粉砕機で粉砕して、粒子径が約0.1〜1mmの粉末状の液晶ポリエステル(プレポリマー)を得た。
このプレポリマーにおいて、共重合モル分率は、繰返し単位(1):繰返し単位(2):繰返し単位(3)=55モル%:22.5モル%:22.5モル%である。これら繰り返し単位の合計含有量に対する2,6−ナフタレンジイル基含有繰返し単位の共重合モル分率は、72.5モル%である。
このプレポリマーを、25℃から250℃まで1時間かけて昇温させた後、250℃から310℃まで10時間かけて昇温した。その後、310℃で5時間保温して固相重合させ、さらに冷却することで、粉末状の液晶ポリエステルを得た。液晶ポリエステルの流動開始温度は333℃であった。
粉末状の液晶ポリエステルを用いて、二軸押出機((株)池貝製の「PCM−30」)によって液晶ポリエステルの粉末の流動開始温度〜流動開始温度より10℃高い温度で造粒し、ペレットを得た。得られたペレットについて測定温度340℃の溶融粘度を測定したところ、101Pa・sであった。
<比較例1>
合成例1で得られたペレットを単軸押出し機で加熱混練し、ダイ径30mm、スリット間隔0.25mmの環状インフレーションダイから押出し、引き取り方向の延伸倍率に対して引き取り方向に直角な方向の延伸倍率を4.1の条件下で円筒状の液晶ポリエステルフィルムを得て折り畳んだ(フィルム幅320mm)。得られた液晶ポリエステルフィルムの膜厚を測定したところ、23〜31μmで推移した。測定膜厚の標準偏差を平均膜厚で除した値(Cv値)は、21%であった。
<実施例1>
比較例1の結果に基づいて、インフレーションダイ本体の上面部に取り付けられた調整リングにより、あらかじめ円筒状の液晶ポリエステルフィルムにおける膜厚31μmとなる部分が折り畳み部になるように移動させ、折り畳んだフィルムの両端をスリットにより除去することでフィルム幅288mmの液晶ポリエステルフィルムを得た。得られた液晶ポリエステルフィルムの膜厚を測定したところ、23〜27μmで推移した。それ以外は比較例1と同様の方法により行った。Cv値は、11%であった。
<比較例2>
合成例1で得られたペレットを単軸押出し機で加熱混練し、ダイ径30mm、スリット間隔0.13mmの環状インフレーションダイから押出し、引き取り方向の延伸倍率に対して引き取り方向に直角な方向の延伸倍率を4.1の条件下で円筒状の液晶ポリエステルフィルムを得て折り畳んだ(フィルム幅320mm)。得られた液晶ポリエステルフィルムの膜厚を測定したところ、11〜15μmで推移した。Cv値は、22%であった。
<実施例2>
比較例2の結果に基づいて、インフレーションダイ本体の上面部に取り付けられた調整リングにより、あらかじめ円筒状の液晶ポリエステルフィルムにおける膜厚15μmとなる部分が折り畳み部になるように移動させ、折り畳んだフィルムの両端をスリットにより除去することでフィルム幅288mmの液晶ポリエステルフィルムを得た。得られた液晶ポリエステルフィルムの膜厚を測定したところ、11〜13μmで推移した。それ以外は比較例2と同様の方法により行った。Cv値は、12%であった。
インフレーションダイ本体の上面部に取り付けられた調整リングにより、あらかじめ円筒状フィルムにおける外周部の最大膜厚部分を裁断により除去される位置に移動させ、除去するという要件(b)を満たす実施例1〜2の液晶ポリエステルフィルムは、Cv値が、15%以下であった。
一方、要件(b)を満たさない比較例1〜2の液晶ポリエステルフィルムは、Cv値が、20%を超えていた。
本実施形態の液晶ポリエステルフィルムの製造方法によれば、膜厚精度の向上した等方化液晶ポリエステルフィルムが得られることが明らかである。
2…調整リング、12…円筒状フィルム、10…インフレーションダイ本体、30…インフレーションダイ、31…押出機、32…安定板、33…ピンチロール、34…巻取機、50…インフレーション成形装置。

Claims (4)

  1. インフレーション製膜法により、液晶ポリエステルからフィルムを製造する液晶ポリエステルフィルムの製造方法であって、
    原料樹脂としての液晶ポリエステルから円筒状フィルムを得る第1工程と、
    前記円筒状フィルムを折り畳み、折り畳まれた前記円筒状フィルムを裁断し片端又は両端を除去して液晶ポリエステルフィルムを得る第2工程と、を含み、
    下記(a)及び(b)の要件を満たすことを特徴とする液晶ポリエステルフィルムの製造方法。
    (a)引き取り方向の延伸倍率に対して、引き取り方向に直角な方向の延伸倍率を2.0〜6.0倍とする。
    (b)調整リングにより、あらかじめ前記円筒状フィルムにおける外周部の最大膜厚部分を裁断により除去される位置に移動させる。
  2. 前記折り畳まれた円筒状フィルムの幅に対して、得られる前記液晶フィルムの幅が0.7倍以上であることを特徴とする請求項1に記載の液晶ポリエステルフィルムの製造方法。
  3. 前記(a)において、引き取り方向の延伸倍率に対して、引き取り方向に直角な方向の延伸倍率を4.1〜5.0倍とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶ポリエステルフィルムの製造方法。
  4. 前記液晶ポリエステルの流動温度が280℃以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶ポリエステルフィルムの製造方法。
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