JP2846903B2 - 液晶ポリマーフィルムの製造方法 - Google Patents

液晶ポリマーフィルムの製造方法

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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、液晶ポリマーフィルムの製造法に関するも
のであり、生産性にすぐれた該フィルムの製造法を提供
せんとするものである。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕
異方性溶融物を形成し得るポリエステル、いわゆる液
晶ポリエステルは多くが溶融成形可能であり、耐熱性・
寸法安定性、ガスバリヤー性等にすぐれているというこ
とから、そのフィルムの工業化の実現が期待されてき
た。
しかしながら、液晶ポリマーのフィルム化には次のよ
うな問題がある。すなわち、液晶ポリマー固有の異方性
はその2軸配向化によって大きな障害となり、縦・横の
性能バランスがとりにくく、極端な場合には容易に裂け
てしまうものしかできず、実用性に乏しいことである。
このため、多くの検討がなされており、例えば特開昭
52−109578号公報や特開昭58−31718号公報の如く1軸
配向性の液晶ポリエステルフィルムを異方性をなくす方
向で重ね合わせた積層体、特開昭62−25513号公報、
特開昭63−95930号公報、特開昭63−24251号公報などで
はTダイ法における特殊な工夫、特開昭56−46728号
公報、特開昭61−102234号公報、特開昭56−17320号公
報などではインフレーション法製膜時のブロー比や流動
方向の工夫、などが提案されている。しかるに、のよ
うな場合には接着層が介在することによる液晶ポリマー
独自の性能の低下や薄いフィルムの製造の困難さの問題
が生じ、では液晶ポリマーの異方性によって生じる2
軸配向フィルム化への障害を打ち破るほどの効果は期待
できないと考えられる。これに対してのインフレーシ
ョン法では溶融ポリマーを流動方向と直角方向に力を加
えることができ、2軸配向させるには最も有利である
が、液晶ポリマーの高流動性や1軸配向性はインフレー
ション法フィルム化にとって不可欠のバブル形成能を妨
げてしまう。この傾向は横方向に配向させるべくブロー
比を大きくした時に特に著しく、結局は縦・横のバラン
スがとれていないものしか安定して生産できないことに
なる。
本発明者らはこのような状況に鑑み、性能に優れた液
晶ポリマーフィルムを操業性よく製造する方法を提供す
ることを課題として検討を進めた次第である。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らの検討で明らかになったのは特定の組成の
液晶ポリエステルの変性物がバブル形成能にすぐれ、イ
ンフレーション法製膜によって2軸配向フィルムを与え
やすいことである。
すなわち、本発明はp−ヒドロキシ安息香酸、テレフ
タル酸およびエチレングリコールを主成分とし、異方性
溶融物を形成し得るポリエステルとフェニレンビス(2
−オキサゾリン)との反応物を溶融押出し、インフレー
ション法で2軸配向フィルムを得ることを特徴とする液
晶ポリマーフィルムの製造方法である。
本発明において、異方性溶融物を形成し得るポリエス
テルとは溶融状態において90゜に交差した偏光子を備え
る光学系において偏光を通過させる性質を持つポリエス
テルを意味する。
本発明のフィルムにおける液晶ポリエステルはかかる
性質を持つポリエステルのうち、p−ヒドロキシ安息香
酸、テレフタル酸およびエチレングリコールを主成分と
するものであり、各々の成分がそれぞれ30〜74モル%、
35〜13モル%および35〜13モル%であることがフィルム
形成能にすぐれている点で本発明の目的に適っている。
また、本発明の目的を損なわない範囲でイソフタル酸、
メタヒドロキシ安息香酸、4,4′−ジカルボキシビフェ
ニル、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4′−ジカルボ
キシジフェニルエーテル、2,6−ジヒドロキシナフタレ
ン、4,4′−ジヒドロキシビフェニル、2−フェニルハ
イドロキノン、2,2−ビス(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)スルホン、
2,2−ビス(4−β−ヒドロキシエトキシフェニル)プ
ロパン、ビス(4−β−ヒドロキシエトキシフェニル)
スルホン等の芳香族成分の他、マロン酸、コハク酸、ス
ベリン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ド
デカン二酸、テトラデカン二酸、エイコサン二酸、トリ
メチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブ
タンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレング
リコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリ
コール等の脂肪族成分、1,4−シクロヘキサンジカルボ
ン酸、1,4−シクロヘキサンジメタノール等の脂環族成
分を適宜共重合成分として含むものでよく、また難燃
剤、耐熱剤、耐光剤、つや消し剤、顔料等の添加剤を含
んでいてもさしつかえない。
上記の液晶ポリエステルは、溶融重縮合法により得ら
れる。例えば、液晶ポリエステルは通常のポリエステル
の合成のように、アセチル化されたモノマーを用いて溶
融重合することもできるし、特公昭56−18016号公報に
開示されているように、あらかじめp−ヒドロキシ安息
香酸を除く成分のみから得られたポリエステルとp−ア
セトキン安息香酸とを乾燥窒素流下で加熱溶融し、アシ
ドリシス反応によって共重合ポリエステルフラグメンと
を生成させ、次いで減圧し増粘させるという方法でも溶
融重合できる。反応が容易なことから、後者の方が好ま
しい。
ここで、フェニレンビス(2−オキサゾリン)と反応
する前の液晶ポリエステルは反応性を考えると、あまり
分子量の高いものは必要でなく、フェノール/テトラク
ロルエタン1/1(重量比)混合溶媒中35℃で測定した固
有粘度が0.30〜0.80程度のものがよい。
本発明に用いられるフェニレンビス(2−オキサゾリ
ン)としてはp−またはm−のものがよく、特にp−体
の使用は本発明の目的であるフィルム形成能向上を著し
く促進する。
液晶ポリエステルとフェニレンビス(2−オキサゾリ
ン)との反応は特開昭61−97326号に示された如く溶融
状態で、かつ320℃以下、好ましくは300℃で1〜10分間
の条件で行い得るが、この際、混合器として1軸エクス
トルーダー、2軸エクストルーダー、ラインミキサー等
を適宜使用する。
フェニレンビス(2−オキサゾリン)の添加量は元の
液晶ポリエステルの分子量によって異なるが、好ましく
は0.1〜4重量%、さらに好ましくは0.5〜3重量%であ
ることがよい。フェニレンビス(2−オキサゾリン)は
ポリエステルの末端カルボキシル基と反応して鎖成長剤
として作用するばかりでなく、得られたポリマー構成は
フィルム形成能の著しい向上を示すものである。
かかる反応で得られたポリマーはインフレーション成
形装置に供されて溶融押出され、2軸配向フィルムとな
るのであるが、溶融押出された管状フィルムは引取方向
にドラフトをかけるとともに、これに直角な方向に対し
て膨張するようフィルムの内側から空気または窒素ガス
などによって力が加えられる。この際、溶融押出温度は
200〜350℃、さらに好ましくは220〜320℃であることが
よく、横方向(引取方向に対して直角方向)の延伸倍率
(ブロー比)はフィルムの2軸配向化という意味で引取
方向の延伸倍率(ドラフト比)に対して0.4〜3.0倍、さ
らに好ましくは0.6〜2.5倍になるようにすることがよ
い。
本発明の方法の最大の特徴は以下の実施例にも示す如
く、インフレーションによって形成される液晶ポリマー
フィルムからなるバブルが高ブロー比でも形成されやす
く、安定して2軸に配向した液晶フィルムが製造され得
ることである。
〔実施例〕
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明す
る。
実施例1〜4、比較例1 (1)異方性溶融物を形成し得るポリエステルの合成 固有粘度が0.71のポリエチレンテレフタレートのチッ
プとパラアセトキシ安息香酸の粉末とをエチレンテレフ
タレート単位とパラヒドロキシ安息香酸成分のモル比が
40/60となるように反応機に仕込み、反応機中で減圧下
において原料を十分乾燥した後、窒素ガスを微量流しな
がら270℃に昇温し、原料がすべて溶融してから40分間
その温度に保って酢酸を留出させアシドリシス反応を行
った。
次いで、90分間かけて徐々に減圧し、0.3トールに達
せしめた後、280℃に昇温して3時間重縮合反応を行っ
て、固有粘度が0.61のポリエステルのチップを得た。こ
のチップとパラアセトキシ安息香酸とをエチレンテレフ
タレート単位とパラヒドロキシ安息香酸成分とのモル比
が20/80になるように反応機に仕込んで、280℃に昇温
し、40分間アシドリシス反応を行った。その後、300℃
に昇温して0.3トールの減圧下で3時間、溶融相で重縮
合反応させた結果、固有粘度が0.62、溶融温度が278℃
のポリエステルのチップを得た。このポリエステルの液
晶性は偏光顕微鏡を用い、280℃でクロスニコル下で観
察することにより確認された。
(2)ポリエステルとフェニレンビス(2−オキサゾリ
ン)との反応 (1)で得られたポリエステルのチップとp−フェニ
レンビス(2−オキサゾリン)とを所定量ドライブレン
ドした後、2軸の混合押出機を用い、温度300℃、時間
4分の条件で溶融混合反応せしめ、チップ化した。
(3)フィルム化 (2)で最終的に得られたポリエステル反応物を290
℃で溶融し、直径50mm、スリット巾1.0mmの円筒状ダイ
から押出し、種々のドラフト比/ブロー比条件で円筒状
フィルムを形成させ、10m/minの速度で20μ厚のフィル
ムを巻き取った。
(4)フィルムの性質 第1表にp−フェニレンビス(2−オキサゾリン)
(PBOと略称)の添加量、ブロー比および得られるフィ
ルムの強度を示す。なお、第1表に示した実施例では、
インフレーション時のバブルはすべて安定であったが、
PBOを全く加えなかった場合(比較例1)は、実施例1
のような比較的低ブロー比の条件でも安定したバブルは
形成されず、フィルムが得られなかった。
比較例2 前述の合成法に準じて固有粘度が0.89の液晶ポリエス
テルを調製し、PBOを添加せずにフィルム化テストを行
った。その結果、実施例1と同じ条件ではバブルが安定
し、フィルムの採取は可能であったが、実施例2と同じ
条件では、バブルが激しく揺れ動き安定した状態とはな
らなかった。
〔発明の効果〕 本発明の方法はすぐれた力学的性質を持つ液晶ポリマ
ーフィルムを生産性よく製造する技術を提供するもので
あり、従来困難とされていた該フィルムの工業的生産を
可能とした。本発明の方法で得られるフィルムは磁気テ
ープ類、熱転写フィルム、フレキシブルプリントサーキ
ット用ベースフィルム、電気絶縁材料、特殊包装用フィ
ルムとしての用度展開が期待でき、本発明の工業的価値
は高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 67:03 (56)参考文献 特開 昭61−73731(JP,A) 特開 昭61−97326(JP,A) 特開 昭61−243826(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08J 5/00 - 5/02,5/12 - 5/22 B29C 55/00 - 55/30 C08G 63/60

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】p−ヒドロキシ安息香酸、テレフタル酸お
    よびエチレングリコールを主成分とし、異方性溶融物を
    形成し得るポリエステルとフェニレンビス(2−オキサ
    ゾリン)との反応物を溶融押出し、インフレーション法
    で2軸配向フィルムを得ることを特徴とする液晶ポリマ
    ーフィルムの製造方法。
  2. 【請求項2】フェニレンビス(2−オキサゾリン)がp
    −フェニレンビス(2−オキサゾリン)またはm−フェ
    ニレンビス(2−オキサゾリン)であることを特徴とす
    る請求項(1)記載の液晶ポリマーフィルムの製造方
    法。
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