JP2824104B2 - Film manufacturing method - Google Patents

Film manufacturing method

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JP2824104B2
JP2824104B2 JP2018016A JP1801690A JP2824104B2 JP 2824104 B2 JP2824104 B2 JP 2824104B2 JP 2018016 A JP2018016 A JP 2018016A JP 1801690 A JP1801690 A JP 1801690A JP 2824104 B2 JP2824104 B2 JP 2824104B2
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重光 村岡
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高分子液晶からフイルムを製造する方法に
関し、更に詳しくはフイルムの長尺方向(以下、MD方向
と略す)及び幅方向(TD方向)共に優れた機械特性を示
し、且つ、表面平滑性がすぐれた筋の無い厚み斑の少な
いフイルムの製造方法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a film from a polymer liquid crystal, and more particularly, to a film in a longitudinal direction (hereinafter abbreviated as an MD direction) and a width direction (TD). Direction) The present invention relates to a method for producing a film which exhibits excellent mechanical properties in both directions and has excellent surface smoothness and has no streaks and little thickness unevenness.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

高分子液晶のもつ易配向性を利用して、高性能の高分
子フイルムを得ようとする試みがなされてきた。しか
し、高分子液晶は力のかかった方向に容易に配向するた
めに、タテ・ヨコの物性バランスを必要とするフイルム
の製造には特別の工夫が必要である。例えば、円錐状マ
ンドレルを使う方法、インフレーション法、横方向に剪
断をかける方法、液晶を一旦非液晶に変換したのち固化
させる方法、などがある。
Attempts have been made to obtain a high-performance polymer film by utilizing the easy orientation of polymer liquid crystals. However, since the polymer liquid crystal is easily oriented in the direction in which the force is applied, a special device is required for the production of a film that requires a balance between vertical and horizontal properties. For example, there are a method using a conical mandrel, an inflation method, a method in which shear is applied in the lateral direction, a method in which a liquid crystal is once converted into a non-liquid crystal and then solidified.

これらの方法によって、フイルムの物性のタテ・ヨコ
のバランスの問題は基本的に解決され、機械的性能のす
ぐれたフイルムが得られるようになったが、高分子液晶
に固有に発生すると思われる表面荒れがあり、フイルム
の微視的な厚み斑や筋、表面平滑性の悪さをひきおこ
す。
These methods basically solved the problem of vertical and horizontal balance of film physical properties, and resulted in films with excellent mechanical performance. The film is rough and causes microscopic thickness unevenness, streaks, and poor surface smoothness of the film.

また、一般的にフイルムを成膜する方法としてドクタ
ーブレード法、マニホールドダイ法、サーキュラダイ法
等が用いられる。高分子液晶を成膜する場合、溶液等の
粘度が高いため、マニホールドダイ法及びサーキュラダ
イ法が主に用いられており、近年厚み斑の少ないフイル
ムを得るために一般的にも、特にマニホールドダイが用
いられる様になって来た。
In general, a doctor blade method, a manifold die method, a circular die method, or the like is used as a method for forming a film. When forming a polymer liquid crystal film, the manifold die method and the circular die method are mainly used due to the high viscosity of the solution and the like. Has come to be used.

更にマニホールドダイ法においては、ダイのマニホー
ルドへの樹脂の供給方法としてダイの裏又は、上方より
マニホールドの中央部分に供給するTダイ法とダイのマ
ニホールドの側方から供給するIダイ法とがある。Iダ
イ法は、樹脂の供給機等との接合位置関係においてダイ
の側方より供給されるので、連絡通路が短くてすみ、樹
脂の分解が少なく構造的にも簡単であるが、厚み精度確
保等の意味からTダイ方が一般的になってきている。こ
の様に厚み精度の高いフイルムを得ようとして、Tダイ
を用いた場合、高分子液晶から成膜しようとすると、高
分子液晶特有の一方向に流れやすい性質が残り、中央部
分(即ち、ダイへの高分子液晶の供給入口に近い部分)
に局部的な厚み斑が発生し、それを無くすことができな
かった。更にサーキュラーダイにおいても、一般的に言
われるスパイダーマークが無いフイルムを得ることは非
常に難かしかった。
Further, in the manifold die method, as a method of supplying the resin to the die manifold, there are a T-die method in which the resin is supplied to the center of the manifold from the back or above the die, and an I-die method in which the resin is supplied from the side of the die manifold. . In the I-die method, since the resin is supplied from the side of the die in relation to the joining position with the resin supply machine, the communication path can be short, the resin is less decomposed, and the structure is simple, but the thickness accuracy is secured. For this reason, the T-die is becoming more common. When a T-die is used in order to obtain a film having a high thickness accuracy as described above, when a film is formed from a polymer liquid crystal, the characteristic of the polymer liquid crystal that tends to flow in one direction remains, and a central portion (that is, a die) is formed. Near the polymer liquid crystal supply inlet)
Local unevenness of thickness occurred and could not be eliminated. Further, it has been very difficult to obtain a film having no spider mark even in a circular die.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

本発明の目的は、高分子液晶から、機械的性能にすぐ
れ、且つ表面が平滑で、厚み斑のない高品位のフイルム
を製造する方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for producing a high-quality film having excellent mechanical properties, a smooth surface and no thickness unevenness, from a polymer liquid crystal.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明者らは、上記の問題を解決するために種々の角
度から検討を行った結果、高分子液晶の一方向に流れや
すい性質に起因する、フイルムの厚み斑を無くするため
には、意外にもダイの側面から入れることが有効である
こと、及び高度の厚み精度を出すためには、厚み調節の
リップ調節間隔を小さくすることを見い出し、更には、
フイルムの表面荒れの原因は、高分子液晶のもっている
チキソトロピー性及びドメイン状不均一分散体と関連し
ていることを突きとめた。そして、高分子液晶のもって
いるこのような性質をフイルムの表面荒れとしてひきお
こせないためには、高分子液晶をダイより吐出する時の
流速、つまり剪断速度を一定以上に上げることが有効で
あることを発見し、本発明に到達したものである。
The present inventors have conducted studies from various angles in order to solve the above-mentioned problems.As a result, it was unexpectedly possible to eliminate unevenness in film thickness due to the property of polymer liquid crystal that easily flows in one direction. It was found that it was effective to insert from the side of the die, and to obtain a high degree of thickness accuracy, it was found that the lip adjustment interval of the thickness adjustment was reduced.
The cause of the surface roughness of the film was found to be related to the thixotropic and domain-like heterogeneous dispersion of the polymer liquid crystal. In order to prevent such a property of the polymer liquid crystal from being caused as a rough surface of the film, it is effective to increase the flow velocity when the polymer liquid crystal is discharged from the die, that is, the shear rate to a certain value or more. This has led to the present invention.

即ち本発明は、高分子液晶からフイルムを製造する方
法において、溶融状又は溶液状の高分子液晶をダイの側
方向から供給し、リップ調節ボルトピッチ30mm以下であ
るダイより押出し、且つ押出す時の平均押出速度を、該
高分子液晶の粘度と剪断速度の関係における変曲点以上
の平均剪断速度とすることを特徴とするフイルムの製造
方法である。
That is, the present invention relates to a method for producing a film from a polymer liquid crystal, wherein a molten or solution-like polymer liquid crystal is supplied from the side of the die, extruded from a die having a lip adjustment bolt pitch of 30 mm or less, and extruded. Wherein the average extruding speed of the film is an average shearing speed not lower than an inflection point in the relationship between the viscosity of the polymer liquid crystal and the shearing speed.

本発明において、高分子液晶は、サーモトロピック、
リオトロピックのどちらにも限定されないし、ネマチッ
ク、コレステリック、スメクチックのどのタイプの高分
子液晶にも適用可能である。このような高分子液晶の例
としては、芳香族ポリエステル、芳香族ポリアゾメチ
ン、ヒドロキシプロピルセルロース(以上サーモトロピ
ック液晶)、芳香族ポリアミド−強酸溶液、ヒドロキシ
プロピルセルロース−水溶液、セルロース誘導体−酸又
は有機溶媒溶液、ポリペンゾピスチアゾール−酸溶液、
ポリベンゾビスオキサゾール−酸溶液(以上リオトロピ
ック液晶)等を挙げることができる。
In the present invention, the polymer liquid crystal is a thermotropic,
The present invention is not limited to either lyotropic mode, and is applicable to any type of polymer liquid crystal of nematic, cholesteric and smectic. Examples of such a high-molecular liquid crystal include aromatic polyester, aromatic polyazomethine, hydroxypropylcellulose (above thermotropic liquid crystal), aromatic polyamide-strong acid solution, hydroxypropylcellulose-water solution, cellulose derivative-acid or organic solvent. A solution, a polypenzopisthiazole-acid solution,
Polybenzobisoxazole-acid solution (the above is lyotropic liquid crystal).

次に本発明を実施する上で特に大事な、高分子液晶か
らの吐出成形法について述べる。
Next, a discharge molding method from a polymer liquid crystal, which is particularly important in carrying out the present invention, will be described.

本発明に用いる成形ダイは、マニホールド式ダイの側
方から樹脂を供給する様になっていなくてはならない。
樹脂を側方から供給する方法は限定はしないが通常はサ
イドプレートを通してマニホールドに供給される。マニ
ホールド式ダイの途中から供給する方法、つまり一般に
用いられるTダイ法では、高分子液晶特有の一方向に流
れやすい性質により、樹脂が供給され直線的に流動する
部分と、マニホールドで液晶がフイルムの幅の方向に広
がっていく部分とに、流れの境界ができ、この部分の厚
み斑である(最大厚み−最小厚み)÷平均厚み×100の
値が3%以下のフイルムを得る事はできない。また、サ
ーキュラダイでも、構造的にマンドレルを支持する部分
が必要なため、やはり液晶の一方向に流れやすい性質に
よるスパイダーマークを無くすることはできず、この部
分に発生する厚み斑が3%以下のフイルムにはできな
い。
The molding die used in the present invention must be adapted to supply the resin from the side of the manifold type die.
The method of supplying the resin from the side is not limited, but is usually supplied to the manifold through a side plate. In the method of supplying from the middle of the manifold type die, that is, the commonly used T-die method, due to the characteristic of polymer liquid crystal that easily flows in one direction, the part where the resin is supplied and flows linearly, and the liquid crystal in the manifold is There is a boundary between the flow and the portion spreading in the width direction, and it is not possible to obtain a film having a value of (maximum thickness−minimum thickness) ÷ average thickness × 100 of 3% or less. Also, the circular die requires a structurally supporting part for the mandrel, so it is not possible to eliminate the spider marks due to the property that the liquid crystal easily flows in one direction, and the thickness unevenness generated in this part is 3% or less. The film cannot do it.

本発明に用いられるダイのダイリップ接液部は鏡面状
に仕上げられていることが望ましい。更に、リップ接液
部の謂ゆるランド長は、0.5〜3mm程度の比較的短いの
が、後述する高い剪断速度を得るためにも好ましい。ま
た、本発明を実施する上でリップの隙間も重要であり、
剪断速度を上げるためにも小さくする方が好ましく、0.
3mm以下、特に0.1mm以下で行なうことで、簡単に高い剪
断速度が得られるので好ましく用いられる。機械的研削
精度が許す限りリップの隙間は小さい程良い。
It is desirable that the die lip contact portion of the die used in the present invention is finished to a mirror surface. Further, the so-called loose land length of the lip contact portion is preferably relatively short, such as about 0.5 to 3 mm, in order to obtain a high shear rate described later. In addition, the gap of the lip is also important in implementing the present invention,
In order to increase the shear rate, it is preferable to reduce the value.
It is preferably used at a thickness of 3 mm or less, particularly 0.1 mm or less, because a high shear rate can be easily obtained. The smaller the gap of the lip is, the better the mechanical grinding precision allows.

本発明に用いられるダイは、マニホールド式ダイの側
方から樹脂を供給する方法であるため、特にスリット幅
が長くなった場合等、精度の高い厚みにすることが難し
くなるため、ダイのリップ調節のピッチが30mm以下でな
くてはならない。本発明を実施する上で、リップの隙間
を小さくする方が好ましく、この隙間を小さくした時の
リップ調節ピッチが大事であり、30mm以上の調節ピッチ
になると厚み斑の少ないフイルムを製造するのに必要
な、リップ素材のたわみ分を補正できなくなる。このリ
ップ調節ピッチは小さい方が良いが、製作上の制限等か
ら15〜25mm程度が好ましい。
Since the die used in the present invention is a method of supplying the resin from the side of the manifold type die, it is difficult to make the thickness with high precision, particularly when the slit width is long, so the die lip adjustment is performed. Pitch must be less than 30mm. In practicing the present invention, it is preferable to reduce the gap between the lips, and the lip adjustment pitch when the gap is reduced is important. The necessary deflection of the lip material cannot be corrected. The smaller the lip adjustment pitch, the better, but it is preferably about 15 to 25 mm due to manufacturing restrictions.

近年、一般的に高分子フイルムの製造においては、厚
み斑の少ない表面平滑性の良いフイルムを得るため吐出
時の剪断速度をなるべく下げる方向に進んでいる。とこ
ろが、高分子液晶においては、低剪断速度域で押し出し
て得られるフイルムは表面荒れや厚み斑が多くなること
がわかった。そこで、この原因と思われるチキンソトロ
ピー性、ドメイン性粘弾性等について調べるため、粘度
(η)と剪断速度(γ)の関係を両方の対数をとって図
示したところ、第1図に示す通り、或る一定の剪断速度
より、粘度が急激に下がる変曲点(以下a点)が存在す
ることがわかった。
In recent years, in general, in the production of a polymer film, the shear rate at the time of ejection has been reduced as much as possible in order to obtain a film having less unevenness in thickness and good surface smoothness. However, it has been found that a film obtained by extruding a polymer liquid crystal at a low shear rate has a large surface roughness and uneven thickness. Therefore, in order to investigate the chicken sootropic property, domain viscoelasticity, and the like, which are considered to be the cause, the relationship between the viscosity (η) and the shear rate (γ) was plotted using both logarithms, and as shown in FIG. It has been found that there is an inflection point (hereinafter, point a) at which the viscosity sharply drops below a certain shear rate.

本発明の特徴は、高分子液晶からフイルムを製造する
方法において、高分子液晶をダイより吐出する時に、上
記a点以上の平均剪断速度になるような速度で押出すと
ころにあり、この域で吐出されて得られるフイルムは、
上述したa点以下での低い平均剪断速度で吐出して得ら
れるフイルムより表面荒れや厚み斑が格段に少なくなっ
ていることが発見された。
A feature of the present invention is that, in the method for producing a film from a polymer liquid crystal, when the polymer liquid crystal is discharged from a die, the polymer liquid crystal is extruded at a speed such that the average shear rate is equal to or higher than the point a. The film obtained by being discharged is
It has been found that the surface roughness and unevenness of thickness are significantly reduced as compared with a film obtained by discharging at a low average shear rate below the point a.

以下、本発明をより詳細に説明するために、ポリ(P
−フエニレンテレフタルアミド)(以下PPTAと略称す
る。)の濃硫酸溶液からなる高分子液晶を例にとって、
スリットIダイからフイルムを製造する場合をとりあげ
るが、前記した高分子液晶系及び他の液晶系の製膜法に
も、本発明技術が同様に適用できることが理解されるべ
きである。
Hereinafter, in order to explain the present invention in more detail, poly (P
-Phenylene terephthalamide (hereinafter abbreviated as PPTA) in a concentrated sulfuric acid solution as an example of a polymer liquid crystal.
Although the case where a film is manufactured from a slit I die is described, it should be understood that the technology of the present invention can be similarly applied to the above-described polymer liquid crystal-based and other liquid crystal-based film forming methods.

PPTAは実質的に で表されるポリマーであり、従来公知のパラフエニレン
ジアミンとテレフタロイルクロライドから、低温溶液重
合法により製造するのが好都合である。
PPTA is virtually And is conveniently produced from a conventionally known paraphenylenediamine and terephthaloyl chloride by a low-temperature solution polymerization method.

ポリマーの重合度は、あまり低いと機械的性質の良好
なフイルムが得られなくなるため、3.5以上好ましくは
4.5以上の対数粘度ηinh(硫酸100mlにポリマー0.2gを
溶解して30℃で測定した値)を与える重合度のものが選
ばれる。
If the degree of polymerization of the polymer is too low, a film having good mechanical properties cannot be obtained.
A polymer having a degree of polymerization that gives a logarithmic viscosity ηinh of 4.5 or more (a value measured by dissolving 0.2 g of the polymer in 100 ml of sulfuric acid at 30 ° C.) is selected.

本発明の方法において、まずPPTAの光学異方性ドープ
(液晶ドープ)を調製する必要がある。
In the method of the present invention, first, it is necessary to prepare an optically anisotropic dope (liquid crystal dope) of PPTA.

PPTAフイルムの成形に用いるドープを調製するのに適
した溶媒は、95重量%以上の濃度の硫酸である。95重量
%未満の硫酸では溶解が困難であったり、溶解後のドー
プが異常に高粘度になる。ドープには、クロル硫酸、フ
ルオロ硫酸、五酸化リン、トリハロゲン化酢酸などが少
し混入されていてもよい。硫酸は100重量%以上のもの
も可能であるが、ポリマーの安定性や溶解性などの点か
ら98〜100重量%の濃度が好ましく用いられる。
A suitable solvent for preparing the dope used for forming the PPTA film is sulfuric acid at a concentration of 95% by weight or more. With less than 95% by weight of sulfuric acid, it is difficult to dissolve or the dope after dissolution becomes abnormally high in viscosity. Chlorosulfuric acid, fluorosulfuric acid, phosphorus pentoxide, trihalogenated acetic acid and the like may be slightly mixed in the dope. Sulfuric acid may be 100% by weight or more, but a concentration of 98 to 100% by weight is preferably used from the viewpoint of stability and solubility of the polymer.

ドープ中のポリマー濃度は、常温(約20℃〜30℃)又
はそれ以上の温度で光学異方性を示す濃度以上のものが
用いられ、具体的には約10重量%以上、好ましくは約11
重量%以上で用いられる。これ以下のポリマー濃度、す
なわち常温又はそれ以上の温度で光学異方性を示さない
ポリマー濃度では、成形されたPPTAフイルムが好ましい
機械的性質を持たなくなることが多い。ドープのポリマ
ー濃度の上限は特に限定されるものではないが、通常は
20重量%以下、特にηinhのPPTAに対しては18重量%以
下が好ましく用いられ更に好ましくは16重量%以下であ
る。
The concentration of the polymer in the dope is not less than a concentration exhibiting optical anisotropy at room temperature (about 20 ° C. to 30 ° C.) or higher, and specifically about 10% by weight or more, preferably about 11% by weight or more.
Used in weight percent or more. At a polymer concentration lower than this, that is, a polymer concentration that does not show optical anisotropy at room temperature or higher, the molded PPTA film often does not have favorable mechanical properties. The upper limit of the polymer concentration of the dope is not particularly limited, but is usually
It is preferably used in an amount of 20% by weight or less, particularly 18% by weight or less, and more preferably 16% by weight or less, based on PPTA of ηinh.

ドープには普通の添加剤、例えば、増量剤、除光沢
剤、紫外線安定化剤、熱安定化剤、抗酸化剤、顔料、溶
解助剤、滑剤などを混入してもよい。
The dope may contain ordinary additives, for example, extenders, delusterants, ultraviolet stabilizers, heat stabilizers, antioxidants, pigments, dissolution aids, lubricants and the like.

ドープが光学異方性か光学等方性であるかは、公知の
方法、例えば特公昭50−8474号公報記載の方法で調べる
ことができるが、その臨界点は、溶媒の種類、温度、ポ
リマー濃度、ポリマーの重合度、添加剤の含有量等に依
存するので、これらの関係を予め調べることによって、
光学異方性ドープを作り、光学等方性ドープとなる条件
に変えることで、光学異方性から光学等方性に変えるこ
とができる。
Whether the dope is optically anisotropic or optically isotropic can be determined by a known method, for example, the method described in Japanese Patent Publication No. 50-8474, but its critical point is determined by the type of solvent, temperature, and polymer. It depends on the concentration, the degree of polymerization of the polymer, the content of the additive, etc.
By making an optically anisotropic dope and changing the condition to be an optically isotropic dope, it is possible to change from optically anisotropic to optically isotropic.

本発明に用いられるドープは、成形・凝固に先立って
可能な限り不溶性のゴミ、異物等を濾過等によって取除
いておくこと、溶解中に発生又は巻きこまれる空気等の
気体を取除いておくことが好ましい。脱気は、一旦ドー
プを調製したあとに行うこともできるし、調製のための
原料の仕込段階から一貫して真空(減圧)下に行うこと
によっても達成しうる。ドープの調製は連続又は回分で
行うことができる。
The dope used in the present invention should remove insoluble dust and foreign matter as much as possible by filtration or the like prior to molding and solidification, and remove gases such as air generated or entrained during melting. Is preferred. Degassing can be performed after the dope is once prepared, or can be achieved by performing it under vacuum (reduced pressure) from the stage of charging the raw materials for preparation. The preparation of the dope can be performed continuously or batchwise.

このようにして調製された光学異方性ドープ即ち、液
晶ドープの粘度と剪断速度の関係を調べると第1図の様
になり、粘度が急激に下がるa点が存在する。このよう
な性質をもった光学異方性ドープを20mmのリップ調節ピ
ッチのスリットIダイから吐出し、支持面上に流延する
が、本発明を実施する上で、上述した特殊なダイと吐出
時の剪断速度が重要であり、剪断速度は第1図のa点以
上で行なう必要があり、それ以下では、フイルム表面に
微視的な荒れが生じ、厚み斑の発生をひきおこす。
Examination of the relationship between the viscosity and the shear rate of the optically anisotropic dope prepared as described above, that is, the liquid crystal dope, shows the results as shown in FIG. 1, and there is a point a where the viscosity sharply decreases. The optically anisotropic dope having such a property is discharged from a slit I die having a lip adjustment pitch of 20 mm and cast on a support surface. In carrying out the present invention, the special die described above is discharged. The shear rate at the time is important, and it is necessary to perform the shear rate at or above the point a in FIG. 1; below this, microscopic roughness occurs on the film surface, causing uneven thickness.

本発明のダイのリップ部のランド長は0.5〜3mmである
ことが、より一層表面精度のよいフイルムを得る上で好
ましく、リップ接液部表面は、鏡面に研磨されているこ
とが好ましく、具体的には機械設計で使用されるRmaxで
0.8S以下、更に好ましくは0.4S以下に仕上げられた鏡面
である。また、リップ接液部はタンタル等の耐腐食材質
を用いるのが好ましい態様である。
The land length of the lip portion of the die of the present invention is preferably 0.5 to 3 mm in order to obtain a film with even higher surface accuracy, and the surface of the lip contacting portion is preferably polished to a mirror surface. Rmax used in mechanical design
It is a mirror surface finished to 0.8S or less, more preferably 0.4S or less. In a preferred embodiment, the lip contact portion is made of a corrosion-resistant material such as tantalum.

機械的性質に優れ表面精度の良い透明なPPTAフイルム
を得る方法は、ドープを支持面上に流延した後、凝固に
先立ってドープを光学異方性から光学等方性に転化する
ものである。
A method for obtaining a transparent PPTA film with excellent mechanical properties and good surface accuracy is to cast the dope on a support surface and then convert the dope from optical anisotropy to optical isotropic before solidification. .

光学異方性から光学等方性にするには、具体的には支
持面上に流延した光学異方性ドープを凝固に先立て、吸
湿させてドープを形成する溶剤の濃度を下げ、溶剤の溶
解能力及びポリマー濃度の変化により光学等方性域に転
移させるか、若しくは加熱することによりドープを昇音
し、ドープの相を光学等方性に転移させるか、又は吸湿
と加熱とを同時又は逐次的に併用することにより達成で
きる。特に、吸湿を利用する方法は、加熱を併用する方
法も含めて、光学異方性の光学等方化が効率よく且つPP
TAの分解をひきおこすことなく出来るので、有用であ
る。
To make the optically anisotropic from optical anisotropy, specifically, prior to solidification of the optically anisotropic dope cast on the support surface, reduce the concentration of the solvent that forms the dope by absorbing moisture, The dope is transferred to the optically isotropic region by the change of the dissolving ability and the polymer concentration of the polymer, or the dope is raised by heating, and the phase of the dope is transferred to the optically isotropic, or the moisture absorption and the heating are performed simultaneously or sequentially. It can be achieved by using them together. In particular, the method utilizing moisture absorption, including the method using heating in combination, is effective in making the optical anisotropy optical isotropic and efficient
This is useful because it does not cause TA decomposition.

ドープを吸湿させるには、通常の温度・湿度の空気で
もよいが、好ましくは、加湿又は加温加湿された空気を
用いる。加湿空気は飽和蒸気圧をこえて霧状の水分を含
んでいてもよく、いわゆる水蒸気であってもよい。ただ
し、約45℃以下の過飽和水蒸気は、大きい粒状の凝縮水
を含むことが多いので好ましくない。吸湿は通常、室温
〜約180℃、好ましくは50〜150℃の加湿空気によって行
われる。
In order to absorb the dope, air at a normal temperature and humidity may be used, but preferably humidified or heated and humidified air is used. The humidified air may contain water in the form of mist exceeding the saturated vapor pressure, or may be so-called steam. However, supersaturated steam at about 45 ° C. or lower is not preferable because it often contains large granular condensed water. The moisture absorption is usually performed by humidified air at room temperature to about 180 ° C, preferably 50 to 150 ° C.

加熱による方法の場合、加熱の手段は特に限定され
ず、上記の如き加熱された空気を流延ドープに当てる方
法、赤外線ランプを照射する方法、誘電加熱による方法
などである。
In the case of the heating method, the heating means is not particularly limited, and includes a method of applying the heated air to the casting dope, a method of irradiating an infrared lamp, and a method of dielectric heating.

支持面上で光学等方化された流延ドープは、次に凝固
をうける。ドープ凝固液として、使用できるのは、水、
硫酸水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、硫酸ナトリウム
水溶液などであり、好ましくは20〜70重量%の硫酸水溶
液である。凝固液の温度は10℃以下にするのが好まし
く、更に好ましくは5℃以下である。
The casting dope optically isotropic on the support surface is then subjected to solidification. Water, which can be used as a dope coagulating liquid,
An aqueous solution of sulfuric acid, an aqueous solution of sodium hydroxide, an aqueous solution of sodium sulfate, and the like, preferably an aqueous solution of sulfuric acid of 20 to 70% by weight. The temperature of the coagulating liquid is preferably 10 ° C. or lower, more preferably 5 ° C. or lower.

凝固されたフイルムはそのままでは酸が含まれている
ため、加熱による機械的物性の低下の少ないフイルムを
製造するには酸分の洗浄、除去をできるだけ行う必要が
ある。酸分の除去は、具体的には約500ppm以下まで行う
ことが望ましい。洗浄液としては水が通常用いられる
が、必要に応じて温水で行ったり、アルカリ水溶液で中
和洗浄した後、水などで洗浄してもよい。洗浄は、例え
ば洗浄液中でフイルムを走行させたり、洗浄液を噴霧す
る等の方法により行われる。
Since the coagulated film contains an acid as it is, it is necessary to wash and remove the acid component as much as possible in order to produce a film in which the mechanical properties are hardly reduced by heating. Specifically, it is desirable to remove the acid content to about 500 ppm or less. Water is usually used as a washing liquid, but if necessary, washing may be performed with warm water, or after neutralizing and washing with an aqueous alkaline solution, washing with water or the like. The cleaning is performed by, for example, running the film in the cleaning liquid or spraying the cleaning liquid.

洗浄されたフイルムは、次に、もし必要ならば湿潤状
態で延伸してもよいが、延伸によって延伸方向にPPTA分
子鎖を配向させることができるため、機械的性質が向上
する。
The washed film may then be stretched in the wet state, if necessary, but the stretching allows the PPTA molecular chains to be oriented in the stretching direction, thereby improving the mechanical properties.

乾燥は、緊張下、定長下又は僅かに延伸しつつ、フイ
ルムの収縮を制限して行う。もし、洗浄液(例えば水)
の除去とともに収縮する傾向を有するフイルムを、何ら
の収縮の制限を行うことなく乾燥した場合には、ミクロ
に不均一な構造形成(結晶化など)がおこるためか、得
られるフイルムの光線透過率が小さくなってしまう。ま
た、フイルムの平面性が損われたり、カールしてしまう
こともある。収縮を制限しつつ乾燥するには、例えばテ
ンター乾燥機や金属枠に挟んでの乾燥などを利用するこ
とができる。乾燥に係る他の条件は特に制限されるもの
ではなく、加熱気体(空気、窒素、アルゴンなど)や常
温気体による方法、電気ヒータや赤外線ランプなどの輻
射熱の利用法、誘電加熱法などの手段から自由に選ぶこ
とができ、乾燥温度も、特に制限されるものではない
が、常温以上であればよい、ただし、機械的強度を大に
するためには、高温の方が好ましく、100℃以上、更に
好ましくは200℃以上が用いられる。乾燥の最高温度
は、特に限定されるものではないが、乾燥エネルギーや
ポリマーの分解性を考慮すれば、500℃以下が好まし
い。
Drying is performed under tension, under constant length, or while stretching slightly while restricting shrinkage of the film. If the cleaning liquid (eg water)
If the film which has a tendency to shrink with the removal of the film is dried without any restriction of shrinkage, it may be due to non-uniform microstructure formation (such as crystallization) or the light transmittance of the resulting film Becomes smaller. Further, the flatness of the film may be impaired or curled. In order to dry while limiting shrinkage, for example, a tenter drier or drying by sandwiching between metal frames can be used. Other conditions relating to the drying are not particularly limited, and include a method using a heated gas (air, nitrogen, argon, etc.) or a normal temperature gas, a method using radiant heat such as an electric heater or an infrared lamp, and a method using a dielectric heating method. The drying temperature can be freely selected, and the drying temperature is not particularly limited, as long as the temperature is equal to or higher than normal temperature. However, in order to increase the mechanical strength, a higher temperature is preferable, and 100 ° C or higher. More preferably, 200 ° C. or higher is used. The maximum drying temperature is not particularly limited, but is preferably 500 ° C. or lower in consideration of drying energy and decomposability of the polymer.

なお、透明性のすぐれた、即ち光線透過率の極めて大
きいフイルムを得るために、ドープは無論のこと、吸湿
用気体、加熱用気体、支持面体、凝固液、洗浄液、乾燥
気体等のゴミやチリの含有量が可及的に少なくなるよう
にすることが好ましく、この点、いわゆるクリーンルー
ムやクリーン水でフイルムを製造するのも好ましい実施
態様の1つである。
In order to obtain a film having excellent transparency, that is, a film having an extremely high light transmittance, it is obvious that the dope is not limited to dust, dust such as a gas for absorbing moisture, a gas for heating, a support surface, a coagulating liquid, a cleaning liquid, a dry gas, and dust. It is preferable to reduce the content of as much as possible, and in this regard, producing a film in a so-called clean room or clean water is also one of the preferred embodiments.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下に実施例を示すが、これらの実施例は本発明を説
明するものであって、本発明を限定するものではない。
なお、実施例中特に規定しない場合は重量部又は重量%
を示す。対数粘度ηinhは98%硫酸100mlにポリマー0.2g
を溶解し、30℃で常法で測定した。
Examples are shown below, but these examples illustrate the present invention and do not limit the present invention.
In the examples, unless otherwise specified, parts by weight or weight%
Is shown. Logarithmic viscosity ηinh is 98% 98% sulfuric acid 100ml polymer 0.2g
Was dissolved and measured at 30 ° C. by a conventional method.

ドープの粘度と剪断速度の関係は、島津製作所社製レ
オメーター(RM−1)の測定部に乾燥窒素を流しドープ
の吸湿を防ぎながら、一定温度で常法により求めた。ま
た、フイルム成形時の吐出部の平均剪断速度(γ)は、
一般的な次の式で求めた。
The relationship between the viscosity of the dope and the shear rate was determined by a conventional method at a constant temperature while flowing dry nitrogen through a measuring section of a rheometer (RM-1) manufactured by Shimadzu Corporation to prevent moisture absorption of the dope. In addition, the average shear rate (γ) of the discharge part during film forming is:
It was determined by the following general formula.

(ここで、Qは吐出量、Wはスリット幅、Hはスリット
すき間を示す。) 強伸度及びモジュラスは、定速伸長型強伸度測定機よ
り、フイルム試料を100mm×10mmの長方形に切り取り、
最初のつかみ長さ30mm、引張り速度30mm/分で荷重−伸
長曲線を5回描き、これにより算出したものである。
(Here, Q indicates the discharge amount, W indicates the slit width, and H indicates the slit gap.) The elongation and modulus are cut out of a film sample into a rectangle of 100 mm × 10 mm from a constant-speed elongation type elongation meter. ,
A load-elongation curve was drawn five times at an initial grip length of 30 mm and a pulling speed of 30 mm / min, and was calculated by this.

フイルムの表面粗度を表わすRt(粗さ曲線による最大
高さ)及び、Ra(中心線表面粗さ)は、東京精密社製の
サーフコム550の表面粗度計で測定した(測定長4mm、カ
ットオフ0.8mm)。
Rt (maximum height according to roughness curve) and Ra (center line surface roughness) representing the surface roughness of the film were measured with a surface roughness meter of Surfcom 550 manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. (measurement length 4 mm, cut 0.8mm off).

フイルムの厚さは、直径2mmの測定面を持ったダイヤ
ルゲージで任意に10点測りその内の最大のものと最小の
ものを除いた8点の平均で求めた。フイルムの厚み斑は
同じダイヤルゲージで、フイルムの幅方向に1cm間隔で1
0点測り次の式で求めた。
The thickness of the film was determined by arbitrarily measuring ten points with a dial gauge having a measuring surface of 2 mm in diameter, and calculating the average of eight points excluding the largest and smallest ones. The thickness unevenness of the film is the same dial gauge, and 1 mm at 1 cm intervals in the width direction of the film.
Zero point measurement was obtained by the following equation.

実施例1〜2 ηinhが5.8のPPTAポリマーを99.5%の硫酸にポリマー
濃度12%で溶解し、60℃で光学異方性のあるドープを得
た。このドープを60℃に保ったまま、レオメータにて粘
度(η)と剪断速度(γ)の関係を測定したところ、第
2図に示すような結果が得られた。即ち、剪断速度75se
c-1に変曲点があった。このドープをタンクに入れ、60
℃に保ったまま真空下で脱気した。脱気後、タンクから
ギアポンプ、フイルターをへてダイに至る1.5mの曲管を
約60℃に保ち第1表に示すスリット隙間でリップ調節ネ
ジ間隔が20mmの幅260mmのスリットを有する側方供給式
のIダイを60℃に保ち、第1表に示すγで押出し、鏡面
に磨いたタンタル製のエンドレスベルトにキャストし、
露点28℃で約120℃の空気を吹きつけて、流延ドープを
光学等方化し、ベルトとともに、3℃の40重量%硫酸水
溶液の中に導いて凝固させた。次いで凝固フイルムをベ
ルトからひきはがし、室温の水中を走行させて洗浄し
た。洗浄の終了したフイルムを乾燥させずに周速の異な
る2個のニップロールで延伸し、さらにテンターに入
れ、乾燥部にはいるまでに幅方向に延伸し、そのままテ
ンターで定長走行下に200℃で熱風乾燥した。その後、
テンターにはさんだまま定長で390℃の熱処理を行なっ
た。
Examples 1-2 A PPTA polymer having a η inh of 5.8 was dissolved in 99.5% sulfuric acid at a polymer concentration of 12% to obtain a dope having optical anisotropy at 60 ° C. When the relationship between the viscosity (η) and the shear rate (γ) was measured with a rheometer while maintaining the dope at 60 ° C., the results shown in FIG. 2 were obtained. That is, the shear rate 75se
There was an inflection point at c- 1 . Put this dope in a tank,
Degassed under vacuum while keeping at ° C. After degassing, keep the 1.5m curved pipe from the tank to the die through the gear pump and the filter at about 60 ° C, with the slit gap shown in Table 1 and the lip adjustment screw spacing 20mm with a 260mm wide slit side slit. The formula I die is maintained at 60 ° C., extruded with γ shown in Table 1, cast on a mirror-polished endless belt made of tantalum,
The casting dope was optically isotropic by blowing air at about 120 ° C. with a dew point of 28 ° C., and was introduced together with a belt into a 40% by weight sulfuric acid aqueous solution at 3 ° C. for coagulation. Next, the coagulated film was peeled off from the belt and washed by running in water at room temperature. The dried film is stretched by two nip rolls with different peripheral speeds without drying, then put in a tenter, stretched in the width direction until it enters the drying section, and is then run at a constant length of 200 ° C with a tenter. And dried with hot air. afterwards,
Heat treatment at a constant length of 390 ° C. was carried out while sandwiching the tenter.

得られたフイルムの結果を第1表に示す。 Table 1 shows the results of the obtained films.

比較例1 実施例2のIダイを同じリップ調節ネジ間隔の20mmで
スリット幅が260mmのTダイに換え、他は全く同様にフ
イルムを製造した。
Comparative Example 1 A film was manufactured in exactly the same manner as in Example 2 except that the I-die of Example 2 was replaced with a T-die having the same lip adjusting screw interval of 20 mm and a slit width of 260 mm.

得られたフイルムの結果を第1表に示す。 Table 1 shows the results of the obtained films.

厚み斑がかなり大きくなり、実用になりうる限界値3
%を越えている。
Limit value 3 where thickness unevenness becomes considerably large and can be used practically
%.

比較例2 比較例1のTダイをリップ調節ネジ間隔が50mmでスリ
ット幅260ミリのTダイに換え、同じように第1表に示
すスリット隙間とγにてフイルムを製造した。
Comparative Example 2 The T-die of Comparative Example 1 was replaced with a T-die having a lip adjusting screw interval of 50 mm and a slit width of 260 mm, and a film was produced in the same manner with the slit gap and γ shown in Table 1.

得られたフイルムの結果を第1表に示す。 Table 1 shows the results of the obtained films.

〔発明の効果〕 本発明の方法で得られるフイルムは、高分子液晶のも
つ配向のしやすさを反映して市販のフイルムには見られ
ない高い強度と高いヤング率で表される良好な機械的性
質を有し、しかも厚み斑が少なく表面性が非常に良好で
ある。このような、機械的性能と表面精度の両方にすぐ
れたフイルムを高分子液晶から取得することは本発明で
はじめて達成されたものである。このため、本発明で得
られるフイルムは、高速回転する電気機器の絶縁材料や
磁気テープ、プリンター用リボンのベースフイルム、フ
レキシブルプリント配線基板、電線被覆材、濾過膜、コ
ンデンサーフイルム、電気絶縁フイルム等に好適に使用
することができ、包装材料、製版材料、写真フイルム等
にも有用なものである。
[Effect of the Invention] The film obtained by the method of the present invention is a good machine represented by a high strength and a high Young's modulus which are not seen in a commercially available film, reflecting the easiness of orientation of the polymer liquid crystal. It has excellent properties, and has very little surface unevenness with little unevenness in thickness. Obtaining such a film excellent in both mechanical performance and surface precision from a polymer liquid crystal has been achieved for the first time by the present invention. For this reason, the film obtained by the present invention can be used as an insulating material for electric equipment rotating at high speed, a magnetic tape, a base film for a ribbon for a printer, a flexible printed wiring board, a wire covering material, a filtration membrane, a capacitor film, an electric insulating film, and the like. It can be suitably used and is useful for packaging materials, plate making materials, photographic films and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は高分子液晶の粘度と剪断速度の関係を示す模式
図である。 第2図は、実施例1のドープ(PPTA−硫酸系の液晶)の
粘度と剪断速度の関係を示す。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the relationship between the viscosity of a polymer liquid crystal and the shear rate. FIG. 2 shows the relationship between the viscosity of the dope of Example 1 (PPTA-sulfuric acid-based liquid crystal) and the shear rate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 47/00 - 47/96──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B29C 47/00-47/96

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】高分子液晶からフイルムを製造する方法に
おいて、溶融状又は溶液状の高分子液晶をダイの側方向
から供給し、リップ調節ボルトピッチが30mm以下である
ダイより押出し、且つ押出す時の平均押出速度を、該高
分子液晶の粘度と剪断速度の関係における変曲点以上の
平均剪断速度とすることを特徴とするフイルムの製造方
法。
In a method for producing a film from a polymer liquid crystal, a molten or solution polymer liquid crystal is supplied from the side of a die, and extruded from a die having a lip adjusting bolt pitch of 30 mm or less and extruded. A method for producing a film, characterized in that the average extrusion rate at the time is an average shear rate not lower than the inflection point in the relationship between the viscosity of the polymer liquid crystal and the shear rate.
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