JP2862348B2 - 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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JP2862348B2
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修身 東雲
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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,生産性に優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の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優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軸配向化にとって大きく障害となり,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号公報等では
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
等ではインフレーション法製膜時のブロー比や流動方向
の工夫等が提案されている。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優れ,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下記一般式 R1−N=C=N−R3−N=C=N−R2 (ここでR1,R2は1価の有機基であり,R3は2価の有機
基である。) で表されるビスカルボジイミド系化合物との反応物を溶
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。」を要旨とする。
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%,3
5〜13モル%および35〜13モル%であることがフィルム
形成能に優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
セトキシ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ト
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,ビスカルボジイミド系化合物と反応する前の
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。
本発明で用いられるビスカルボジイミド系化合物は前
記一般式で示されるものであるが,具体的な化合物とし
てはp−フェニレン−ビス(2,6−ジメチルフェニルカ
ルボジイミド),p−フェニレン−ビス(2,6−ジイソプ
ロピルフェニルカルボジイミド),p−フェニレン−ビス
(シクロヘキシルカルボジイミド)、p−フェニレン−
ビス(p−クロルフェニルカルボジイミド),エチレン
−ビス(シクロヘキシルカルボジイミド),テトラメチ
レン−ビス(シクロヘキシルカルボジイミド),ヘキサ
メチレン−ビス(シクロヘキシルカルボジイミド),エ
チレン−ビス(フェニルカルボジイミド)が代表例とし
て挙げられる。
なお,R1,R2,R3はいずれも有機基であるが,各有機基
はいずれも炭素原子数が1〜20の炭化水素基が好まし
く,ハロゲン原子,エーテル結合,スルホン結合等の比
較的不活性の基を含むものであってもよい。
液晶ポリエステルとビスカルボジイミド系化合物との
反応は溶融状態で,かつ350℃以下,好ましくは320℃以
下で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。
ビスカルボジイミド系化合物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0.3〜3重量%であること
がよい。ビスカルボジイミド系化合物はポリエステルの
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造はフィルム形成能
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
膨張するようにフィルムの内側から空気または窒素ガス
等によって力が加えられる。この際,溶融押出温度は20
0〜350℃,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1〜5,比較例1 (1)異方性溶融物を形成し得るポリエステルき合成固
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40/6
0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,溶融相じ重縮合反応させ
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)ポリエステルとビスカルボジイミド系化合物との
反応 (1)で得られたポリエステルのチップとビスカルボ
ジイミド系化合物とを所定量ドライブレンドした後,二
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,ドラフト比/ブロー比が5/8となる条件で円
筒状フィルムを形成させ,10m/minの速度で25μ厚のフィ
ルムを巻き取った。
(4)フィルムの性質 第1表にビスカルボジイミド系化合物の種類とその添
加量,反応で生じたポリマーの固有粘度および最終的に
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,全く加えなかった場
合(比較例1)は,ドラフト比/ブロー比条件が10/5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1 前述の合成法に準じて固有粘度が0.89の液晶ポリエス
テルを調整し,ビスカルボジイミド系化合物を添加せず
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) 本発明の方法は優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
ムとしての用途展開が期待でき,本発明の工業的価値は
高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08G 63/60 C08J 5/18 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (1)

    (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下記一般式 R1−N=C=N−R3−N=C=N−R2 (ここでR1,R2は1価の有機基であり,R3は2価の有機
    基である。) で表されるビスカルボジイミド系化合物との反応物を溶
    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。
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JP6177568B2 (ja) * 2013-04-09 2017-08-09 ユニチカ株式会社 ポリアリレート樹脂組成物およびそれを用いた樹脂塗膜、フィルム
JP7355523B2 (ja) * 2019-05-16 2023-10-03 上野製薬株式会社 液晶ポリマー組成物
JP7365873B2 (ja) * 2019-11-28 2023-10-20 上野製薬株式会社 ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物

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