JPH01207331A - フィルムおよびその製造法 - Google Patents
フィルムおよびその製造法Info
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Landscapes
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- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ポリ (p−フェニレンテレフタルアミド)
(以下、PPTAと称する)から実質的になるフィルム
およびその製造法に関し、さらに詳しくは寸法安定性に
優れた耐熱性のPPTAから実質的になるフィルムおよ
びそれを得る製造法に関するものである。
(以下、PPTAと称する)から実質的になるフィルム
およびその製造法に関し、さらに詳しくは寸法安定性に
優れた耐熱性のPPTAから実質的になるフィルムおよ
びそれを得る製造法に関するものである。
PPTAは、特に優れた結晶性や高い融点を有し、また
剛直な分子構造の故に、耐熱性で高い機械的強度を有し
ており、近年、特に注目されている高分子素材である。
剛直な分子構造の故に、耐熱性で高い機械的強度を有し
ており、近年、特に注目されている高分子素材である。
PPTAを含むパラ配同性の芳香族ポリアミドからフィ
ルムをつくる方法としては、例えば特公昭57−178
86号公報に開示されているように、光学異方性ドープ
を光学等方性ドープに相変換させて凝固させるという独
特の方法がとられている。しかし、該公報に開示された
フィルムは、そのままでは、寸法安定性の点でいまだ不
充分なことがわかった。例えば、吸湿による膨張はかな
り大きく、また熱収縮率も大きいため、厳しい寸法安定
性の要求される用途にはそのままのフィルムでは使えな
いことが判明した。そして、これらは、従来公知のPP
TAフィルム全般に共通した課題といえよう。
ルムをつくる方法としては、例えば特公昭57−178
86号公報に開示されているように、光学異方性ドープ
を光学等方性ドープに相変換させて凝固させるという独
特の方法がとられている。しかし、該公報に開示された
フィルムは、そのままでは、寸法安定性の点でいまだ不
充分なことがわかった。例えば、吸湿による膨張はかな
り大きく、また熱収縮率も大きいため、厳しい寸法安定
性の要求される用途にはそのままのフィルムでは使えな
いことが判明した。そして、これらは、従来公知のPP
TAフィルム全般に共通した課題といえよう。
一方、パラ配向性の芳香族ポリアミドフィルムの吸湿特
性を改良する試みが、例えば特公昭56−46421号
公報等に開示されている。該公報には芳香族基を塩素置
換した芳香族ポリアミドフィルムが記載されており、こ
れによれば導入された塩素原子の効果により吸湿寸法安
定性が増加するようである。しかしながら、熱寸法安定
性はかえって低下してしまうという欠点がある。
性を改良する試みが、例えば特公昭56−46421号
公報等に開示されている。該公報には芳香族基を塩素置
換した芳香族ポリアミドフィルムが記載されており、こ
れによれば導入された塩素原子の効果により吸湿寸法安
定性が増加するようである。しかしながら、熱寸法安定
性はかえって低下してしまうという欠点がある。
本発明の目的は、機械的性能および耐熱性に優れたPP
TAから実質的になるポリマーを用いて、熱および湿度
の双方に対する寸法安定性に優れたフィルムと、その工
業的な製造法を提供することにある。
TAから実質的になるポリマーを用いて、熱および湿度
の双方に対する寸法安定性に優れたフィルムと、その工
業的な製造法を提供することにある。
本発明者らは、上記目的に沿ったフィルムを得るべく鋭
意研究を重ねた結果、次の知見を得た。
意研究を重ねた結果、次の知見を得た。
特公昭57−17886号公報に開示された技術、すな
わちパラ配向性の芳香族ポリアミドの光学異方性ドープ
をまずつくり、これを光学等力比して凝固することによ
り、透明性のある機械的性能に優れたフィルムを得る方
法において、乾燥を高温でかつ収縮させずに行うことに
より、フィルムの結晶性および分子鎖配向性を高め、そ
の後乾燥温度よりも若干低い温度で熱固定することによ
って、熱、湿度および外力のすべてに対して極めて寸法
安定性の優れたフィルムが得られるという予想外の発見
をした。
わちパラ配向性の芳香族ポリアミドの光学異方性ドープ
をまずつくり、これを光学等力比して凝固することによ
り、透明性のある機械的性能に優れたフィルムを得る方
法において、乾燥を高温でかつ収縮させずに行うことに
より、フィルムの結晶性および分子鎖配向性を高め、そ
の後乾燥温度よりも若干低い温度で熱固定することによ
って、熱、湿度および外力のすべてに対して極めて寸法
安定性の優れたフィルムが得られるという予想外の発見
をした。
本発明者らは、この知見をもとに、さらに研究を重ねた
結果、本発明を結実させたものである。
結果、本発明を結実させたものである。
すなわち、本発明の第1は、対数粘度が3.5以上の実
質的にポリ (p−フェニレンテレフタルアミド)より
なるフィルムであって、25℃から250℃までの熱膨
脹係数が(5±10)×10″″6ma / 龍/ ℃
1250℃における熱収縮率が0.1%以下、25℃に
おける吸湿膨張係数が30X10−6■l/寵/%RH
以下、かつ25℃ 65%RHにおける吸湿率が2.5
重量%以下であることを特徴とするフィルムである。
質的にポリ (p−フェニレンテレフタルアミド)より
なるフィルムであって、25℃から250℃までの熱膨
脹係数が(5±10)×10″″6ma / 龍/ ℃
1250℃における熱収縮率が0.1%以下、25℃に
おける吸湿膨張係数が30X10−6■l/寵/%RH
以下、かつ25℃ 65%RHにおける吸湿率が2.5
重量%以下であることを特徴とするフィルムである。
また本発明の第2は、対数粘度が3.5以上の実質的に
ポリ (p−フェニレンテレフタルアミド)からなるポ
リマーと95重量%以上の硫酸とから実質的になる光学
異方性ドープを支持面上に流延し、該ドープを光学等方
性に転化したのち凝固させるフィルムの製造法において
、凝固・洗浄後の湿潤フィルムを収縮をさせずに350
℃以上の温度’I’1 (℃)で乾燥し、または任意の
温度で収縮をさせずに乾燥したのち収縮をさせずに35
0℃以上の温度T1 (’C)で熱処理し、次いで25
0℃−< T 2−≦−(Ts 20)’Cなる式を
満足する温度T2 (℃)で、O〜0.8kg/mr
rrの張力下に熱処理を行うことを特徴とするフィルム
の製造法である。
ポリ (p−フェニレンテレフタルアミド)からなるポ
リマーと95重量%以上の硫酸とから実質的になる光学
異方性ドープを支持面上に流延し、該ドープを光学等方
性に転化したのち凝固させるフィルムの製造法において
、凝固・洗浄後の湿潤フィルムを収縮をさせずに350
℃以上の温度’I’1 (℃)で乾燥し、または任意の
温度で収縮をさせずに乾燥したのち収縮をさせずに35
0℃以上の温度T1 (’C)で熱処理し、次いで25
0℃−< T 2−≦−(Ts 20)’Cなる式を
満足する温度T2 (℃)で、O〜0.8kg/mr
rrの張力下に熱処理を行うことを特徴とするフィルム
の製造法である。
本発明に用いられるPPTAは、実質的に表わされるポ
リマーであり、従来公知のパラフェ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。
リマーであり、従来公知のパラフェ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。
なお、本発明に用いるポリマーには、PPTA以外の成
分が、少量共重合されたり、ブレンドされていてもよ(
、例えばメタフェニレン、4,41−ジフェニレン、4
.4’−ジフェニレンエーテル、3.4−ジフェニレン
エーテル等を含む芳香族ポリアミド、芳香環置換された
PPTAなどがそれらの成分として挙げられる。
分が、少量共重合されたり、ブレンドされていてもよ(
、例えばメタフェニレン、4,41−ジフェニレン、4
.4’−ジフェニレンエーテル、3.4−ジフェニレン
エーテル等を含む芳香族ポリアミド、芳香環置換された
PPTAなどがそれらの成分として挙げられる。
本発明のポリマーの重合度は、あまり低いと機械的性質
の良好なフィ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η1nh(硫酸100
mlにポリマー0.5gを熔解して30℃で測定した値
)を与える重合度のものが選ばれる。
の良好なフィ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η1nh(硫酸100
mlにポリマー0.5gを熔解して30℃で測定した値
)を与える重合度のものが選ばれる。
本発明のフィルムは以下に述べる要件を満たすべきであ
る。
る。
まず第1に、本発明のフィルムの熱膨脹係数が25〜2
50℃の範囲で測定して一5X10−6〜15×10−
61m/B/℃の範囲内にあることである。この範囲の
熱膨脹係数を持つということは、250℃までの温度に
加熱しても、はとんど長さが変わらないことを意味して
いる。そして、この数字は、セラミックスのそれに近く
、金属のそれよりも少し小さい。このような熱に対する
寸法安定性の非常に優れたフィルムは、乾燥時の収縮を
防止して分子鎖の面配向性を高いレベルに保つこと、3
50℃以上での乾燥または熱処理によって結晶性を高め
ることによって得ることができる。
50℃の範囲で測定して一5X10−6〜15×10−
61m/B/℃の範囲内にあることである。この範囲の
熱膨脹係数を持つということは、250℃までの温度に
加熱しても、はとんど長さが変わらないことを意味して
いる。そして、この数字は、セラミックスのそれに近く
、金属のそれよりも少し小さい。このような熱に対する
寸法安定性の非常に優れたフィルムは、乾燥時の収縮を
防止して分子鎖の面配向性を高いレベルに保つこと、3
50℃以上での乾燥または熱処理によって結晶性を高め
ることによって得ることができる。
本発明のフィルムは、このように小さい熱膨脹係数を有
するため、高温での使用、ことにセラミックスや金属と
の積層体として高温や温度差の大きい用途に使用すると
き、例えばカールなどを全く起こさず、その効果を十二
分に発揮することができる。
するため、高温での使用、ことにセラミックスや金属と
の積層体として高温や温度差の大きい用途に使用すると
き、例えばカールなどを全く起こさず、その効果を十二
分に発揮することができる。
第2に、本発明のフィルムの250℃における熱収縮率
は0.1%以下、好ましくは0.05%以下であるべき
である。本発明のフィルムは、熱収縮率が極めて小さく
、現在耐熱性フィルムとして大きい地位を占めているポ
リイミドフィルムよりも優れている。このように熱収縮
率の極めて小さい本発明のフィルムは、乾燥または熱処
理によって高められた配向性および結晶性を実質的に減
少さセることなく、乾燥または熱処理温度よりも少し低
いが、250℃以上の温度で、無緊張下または低張力下
にフィルムを熱固定することによって得られる。
は0.1%以下、好ましくは0.05%以下であるべき
である。本発明のフィルムは、熱収縮率が極めて小さく
、現在耐熱性フィルムとして大きい地位を占めているポ
リイミドフィルムよりも優れている。このように熱収縮
率の極めて小さい本発明のフィルムは、乾燥または熱処
理によって高められた配向性および結晶性を実質的に減
少さセることなく、乾燥または熱処理温度よりも少し低
いが、250℃以上の温度で、無緊張下または低張力下
にフィルムを熱固定することによって得られる。
第3に、本発明のフィルムの25℃における吸湿膨張係
数は30 X 10−6m*/ 龍/%RH以下、好ま
しくは20X10−″6薦l/闘/%RH以下である。
数は30 X 10−6m*/ 龍/%RH以下、好ま
しくは20X10−″6薦l/闘/%RH以下である。
このように吸湿による寸法変化が小さいという特徴は、
高温多湿の夏と低湿乾燥の冬との季節開動に関係なく、
フィルムが一定の性能や機能を発揮する上で重要であり
、高温での乾燥または熱処理によって高い結晶性と配向
性を保持することにより達成される。
高温多湿の夏と低湿乾燥の冬との季節開動に関係なく、
フィルムが一定の性能や機能を発揮する上で重要であり
、高温での乾燥または熱処理によって高い結晶性と配向
性を保持することにより達成される。
第4に、本発明のフィルムの25℃ 65%RHにおけ
る吸湿率は2.5重量%以下である。これは、高温乾燥
または熱処理によって独特の高結晶性を与えることによ
り得られる。吸湿率が2.5重量%より大きいフィルム
は、蒸着等の加工が施しにくいという欠点に加えて、電
気特性(例えば絶縁抵抗や誘電率など)が大幅に変動し
、電気用途での有用さが減少してしまう。
る吸湿率は2.5重量%以下である。これは、高温乾燥
または熱処理によって独特の高結晶性を与えることによ
り得られる。吸湿率が2.5重量%より大きいフィルム
は、蒸着等の加工が施しにくいという欠点に加えて、電
気特性(例えば絶縁抵抗や誘電率など)が大幅に変動し
、電気用途での有用さが減少してしまう。
本発明のフィルムとしては、以上のごとき必須要件以外
にも、以下の特徴を備えているものが好ましい。
にも、以下の特徴を備えているものが好ましい。
本発明のフィルムは、その少なくとも一方向のヤング率
が700 kg/ m rd以上であることが好ましく
、特にすべての方向のヤング率が800kg/m%以上
であることがより好ましい。この特徴は、機械的な外力
に対する寸法安定性と関連がある。
が700 kg/ m rd以上であることが好ましく
、特にすべての方向のヤング率が800kg/m%以上
であることがより好ましい。この特徴は、機械的な外力
に対する寸法安定性と関連がある。
このような大きなりフグ率は、フィルムの製造において
、水洗後、乾燥前に有効な延伸を施すことによって容易
に達成することができる。
、水洗後、乾燥前に有効な延伸を施すことによって容易
に達成することができる。
本発明のフィルムは、好ましくは極めて高い透明性を有
している。高い透明性は、例えば600nmの波長の可
視光線の透過率が好ましくは55%以上、より好ましく
は70%以上である。
している。高い透明性は、例えば600nmの波長の可
視光線の透過率が好ましくは55%以上、より好ましく
は70%以上である。
また、本発明のフィルムは、好ましくは、実質的にボイ
ドを含まない。
ドを含まない。
さらに、本発明のフィルムは、通常、その密度が1.3
70−1.405 g/cdの範囲にある。この密度の
値は四塩化炭素−トルエンを使用した密度勾配管法によ
り30℃で測定されたものである。
70−1.405 g/cdの範囲にある。この密度の
値は四塩化炭素−トルエンを使用した密度勾配管法によ
り30℃で測定されたものである。
この密度の範囲は、公知のPPTAIJIi維のそれが
1.43g/cdから1.46 g / cdの範囲に
あるのに較べてかなり小さい値である。該密度が1.3
70g/cj未溝になると機械的物性が低下し、1.4
05g/−を超えると脆くなり、したがってタフさの損
なわれたフィルムとなり易い。いずれにしても、このよ
うに密度が小さいことから、軽くて高強度のフィルムが
得られることになる。
1.43g/cdから1.46 g / cdの範囲に
あるのに較べてかなり小さい値である。該密度が1.3
70g/cj未溝になると機械的物性が低下し、1.4
05g/−を超えると脆くなり、したがってタフさの損
なわれたフィルムとなり易い。いずれにしても、このよ
うに密度が小さいことから、軽くて高強度のフィルムが
得られることになる。
本発明のフィルムとして、以下に述べるX線回折による
結晶配向角で定義される面配向性を持っているのが好ま
しい。すなわちフィルム表面に直角に入射したX線によ
る2θ#23°のピークに関する結晶配向角が30°以
上であり、フィルム表面に並行に入射したX線による2
θ#18°のピークに関する結晶配向角が60°以下で
あるのが好ましい。
結晶配向角で定義される面配向性を持っているのが好ま
しい。すなわちフィルム表面に直角に入射したX線によ
る2θ#23°のピークに関する結晶配向角が30°以
上であり、フィルム表面に並行に入射したX線による2
θ#18°のピークに関する結晶配向角が60°以下で
あるのが好ましい。
X線の入射はフィルム表面に直角に入射する場合(以下
、TV方向と称する)と表面に並行に入射する場合(以
下、SV方向と称する)とに分けられる。
、TV方向と称する)と表面に並行に入射する場合(以
下、SV方向と称する)とに分けられる。
本発明のフィルムはTV方向からのX線により2θ#2
3°に大きな回折ピークを持つが、この2θ#23°に
おける結晶配向角が30°以上であるのが好ましく、さ
らに50”以上であることがより好ましい。さらにSV
方向からの入射により2θ#18°の大きな回折ピーク
が赤道線上に現れるが、この2θ#18°における結晶
配向角が60°以下であるのが好ましい。これらの両方
の結晶配向角が満たされたとき本発明のフィルムがいわ
ゆる面配向の構造を持つということがいえ、フィルムの
引取方向およびそれと直角な方向の双方ともに高い機械
的性質(例えば強度、伸度、ヤング率)を有し、また大
きい引裂き強度を有する上で非常に好ましい。そしてこ
の点において、特公昭55−14170号公報に開示さ
れた「フィルム」と明確に区別できる。
3°に大きな回折ピークを持つが、この2θ#23°に
おける結晶配向角が30°以上であるのが好ましく、さ
らに50”以上であることがより好ましい。さらにSV
方向からの入射により2θ#18°の大きな回折ピーク
が赤道線上に現れるが、この2θ#18°における結晶
配向角が60°以下であるのが好ましい。これらの両方
の結晶配向角が満たされたとき本発明のフィルムがいわ
ゆる面配向の構造を持つということがいえ、フィルムの
引取方向およびそれと直角な方向の双方ともに高い機械
的性質(例えば強度、伸度、ヤング率)を有し、また大
きい引裂き強度を有する上で非常に好ましい。そしてこ
の点において、特公昭55−14170号公報に開示さ
れた「フィルム」と明確に区別できる。
結晶配向角の測定方法としては公知の方法が採用でき、
例えば次のような方法によって行われる。
例えば次のような方法によって行われる。
所定の2θの角度に計数管を置き、フィルムを180°
回転することにより、回折強度曲線を得る。
回転することにより、回折強度曲線を得る。
なお、TVにおいては、最高強度を中心とし、前1に9
0°の間を回転させる。この曲線の最高強度の、最低強
度点間に引いたベースラインに対する半分の強度を示す
点に対応する。回折写真における円弧長を度で表わした
値(すなわち、最高強度のベースラインに対する50%
の点に対する角度)を測定し、それを試料の結晶配向角
とする。測定に際し、フィルムは必要により何枚か重ね
て回折強度を測ることができる。
0°の間を回転させる。この曲線の最高強度の、最低強
度点間に引いたベースラインに対する半分の強度を示す
点に対応する。回折写真における円弧長を度で表わした
値(すなわち、最高強度のベースラインに対する50%
の点に対する角度)を測定し、それを試料の結晶配向角
とする。測定に際し、フィルムは必要により何枚か重ね
て回折強度を測ることができる。
次に、このようなPPTAから実質的になるフィルムを
得る方法について述べる。
得る方法について述べる。
本発明の方法において、まずPPTAから実質的になる
ポリマーの光学異方性ドープを調製する必要がある。
ポリマーの光学異方性ドープを調製する必要がある。
本発明のフィルムの成型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。9
5%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。
適した溶媒は、95重量%以上の濃度の硫酸である。9
5%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。
本発明のドープには、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熔解性などの点から98〜100
iffifi%濃度が好ましく用いられる。
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熔解性などの点から98〜100
iffifi%濃度が好ましく用いられる。
本発明に用いられるドープ中のポリマー濃度は、常温(
約20〜30℃)またはそれ以上の温度で光学異方性を
示す濃度以上のものであり、具体的には約10重量%以
上の濃度が好ましい。これ以下のポリマー濃度、すなわ
ち常温また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、成型されたフィ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
q%以下、特に高いηinhのポリマーに対しては18
重量%以下が好ましく、さらに好ましくは16fli量
%以下である。
約20〜30℃)またはそれ以上の温度で光学異方性を
示す濃度以上のものであり、具体的には約10重量%以
上の濃度が好ましい。これ以下のポリマー濃度、すなわ
ち常温また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、成型されたフィ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
q%以下、特に高いηinhのポリマーに対しては18
重量%以下が好ましく、さらに好ましくは16fli量
%以下である。
本発明のドープには普通の添加剤、例えば、増量剤、除
光火剤、紫外線安定化剤、熱安定化剤、抗酸化剤、顔料
、熔解助剤などを混入してもよい。
光火剤、紫外線安定化剤、熱安定化剤、抗酸化剤、顔料
、熔解助剤などを混入してもよい。
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、非溶媒の含有量等
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つくり、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。
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、非溶媒の含有量等
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つくり、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。
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、溶解中に発生または巻き込まれる空気等の
気体を取除いておくことが好ましい。税気は、−旦ドー
プを調製したあとに行うこともできるし、開裂のための
原料の仕込み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得る。ドープの調製は連続または回
分て行うことができる。
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、溶解中に発生または巻き込まれる空気等の
気体を取除いておくことが好ましい。税気は、−旦ドー
プを調製したあとに行うこともできるし、開裂のための
原料の仕込み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得る。ドープの調製は連続または回
分て行うことができる。
このようにして調製されたドープは、光学異方性を保っ
たまま、グイ、例えばスリットダイから、移動している
支持面上に流延される。本発明において、流延およびそ
れに続く光学等方性への転化、凝固、洗浄、延伸、乾燥
などの工程は、好ましくは連続的に行われるが、もし必
要ならば、これらの全部または一部を断続的に、つまり
回分式に行ってもよい。
たまま、グイ、例えばスリットダイから、移動している
支持面上に流延される。本発明において、流延およびそ
れに続く光学等方性への転化、凝固、洗浄、延伸、乾燥
などの工程は、好ましくは連続的に行われるが、もし必
要ならば、これらの全部または一部を断続的に、つまり
回分式に行ってもよい。
本発明の機械的性質に優れた透明フィルムを得る方法は
、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。
、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。
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ち、吸湿
させてドープを形成する溶剤の濃度を下げ、溶剤の熔解
能力およびポリマー濃度の変化により、光学等方性域に
転移させるが、または加熱することによりドープを昇温
し、ドープの相を光学等方性に転移させるか、または吸
湿と加熱とを同時もしくはこれらを逐次的に併用するこ
とにより達成することができる。
面上に流延した光学異方性ドープを凝固に先立ち、吸湿
させてドープを形成する溶剤の濃度を下げ、溶剤の熔解
能力およびポリマー濃度の変化により、光学等方性域に
転移させるが、または加熱することによりドープを昇温
し、ドープの相を光学等方性に転移させるか、または吸
湿と加熱とを同時もしくはこれらを逐次的に併用するこ
とにより達成することができる。
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力比が効率よく、かつポリマ
ーの分解を引き起こすことなくできるので、有用である
。
めて、光学異方性の光学等力比が効率よく、かつポリマ
ーの分解を引き起こすことなくできるので、有用である
。
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、加湿また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超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。
よいが、好ましくは、加湿また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超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。
加熱による方法の場合、加熱の手段は特に限定されず、
上記のごとき加湿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
法などがあげられる。
上記のごとき加湿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
法などがあげられる。
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。本発明において、ドープの凝固液として使用で
きるのは、例えば水、約70ii量%以下の希硫酸、約
20重量%以下の水酸化ナトリウム水溶液およびアンモ
ニア水、約10重量%以下の硫酸ナトリウム、塩化ナト
リウム水溶液および塩化カルシウム水溶液などである。
うける。本発明において、ドープの凝固液として使用で
きるのは、例えば水、約70ii量%以下の希硫酸、約
20重量%以下の水酸化ナトリウム水溶液およびアンモ
ニア水、約10重量%以下の硫酸ナトリウム、塩化ナト
リウム水溶液および塩化カルシウム水溶液などである。
本発明において、凝固液の温度は、好ましくは15℃以
下であり、さらに好ましくは5℃以下である。一般に、
凝固液温度を低くしたほうが、フィルムに包含されるボ
イドが少なくなる傾向があることがわかった。
下であり、さらに好ましくは5℃以下である。一般に、
凝固液温度を低くしたほうが、フィルムに包含されるボ
イドが少なくなる傾向があることがわかった。
凝固されたフィ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ィルムを製
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ィ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。
め、加熱による機械的物性の低下の少ないフィルムを製
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ィ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。
洗浄されたフィルムは、次に乾燥をうける。乾燥、つま
り水分の減少に伴って、フィルムを無張力下に置くと、
一般にフィルムは収縮を起こすが、本発明の実施に当た
っては、乾燥工程でフィルムを収縮させないことが肝要
である。ここで、収縮をさせないという表現は、定長の
まま乾燥させることと、延伸しつつ乾燥させることの両
方の意味を含む。そして、例えば、フィルムの一方向に
のみ延伸し、他方向は定長のままという態様も含まれる
。本発明において、乾燥温度の選定も重要であり、35
0℃以上の雰囲気温度(71℃)で実施するか、または
−旦任意の温度で乾燥したのち、350℃以上の温度(
T1℃)で収縮をさせずに熱処理する。ここで、乾燥と
はフィルムからの水分の除去を意味し、それ以降のフィ
ルムの物理的構造(例えば結晶状態)を変化させるのを
熱処理と称する。いずれにせよ、350 ’C以上の温
度T1で緊張下に構造の固定を行う必要があり、これに
よって、熱膨脹係数や吸湿膨張係数を小さくし、吸湿を
抑えることができる。
り水分の減少に伴って、フィルムを無張力下に置くと、
一般にフィルムは収縮を起こすが、本発明の実施に当た
っては、乾燥工程でフィルムを収縮させないことが肝要
である。ここで、収縮をさせないという表現は、定長の
まま乾燥させることと、延伸しつつ乾燥させることの両
方の意味を含む。そして、例えば、フィルムの一方向に
のみ延伸し、他方向は定長のままという態様も含まれる
。本発明において、乾燥温度の選定も重要であり、35
0℃以上の雰囲気温度(71℃)で実施するか、または
−旦任意の温度で乾燥したのち、350℃以上の温度(
T1℃)で収縮をさせずに熱処理する。ここで、乾燥と
はフィルムからの水分の除去を意味し、それ以降のフィ
ルムの物理的構造(例えば結晶状態)を変化させるのを
熱処理と称する。いずれにせよ、350 ’C以上の温
度T1で緊張下に構造の固定を行う必要があり、これに
よって、熱膨脹係数や吸湿膨張係数を小さくし、吸湿を
抑えることができる。
本発明において、350℃以上の温度T1 (’C)
で乾燥(または熱処理)をしたのち、250℃<T2
< (T、−20)’Cを満たす温度T2 (t:)
で0〜Q、3kg/mmの無緊張下、または低張力下に
熱処理を行うことも肝要である。これはいわゆる実質的
無緊張下に熱固定を行うことを意味し、この熱固定によ
って熱収縮率を小さくでき、また副次的に耐引裂性を向
上できる。
で乾燥(または熱処理)をしたのち、250℃<T2
< (T、−20)’Cを満たす温度T2 (t:)
で0〜Q、3kg/mmの無緊張下、または低張力下に
熱処理を行うことも肝要である。これはいわゆる実質的
無緊張下に熱固定を行うことを意味し、この熱固定によ
って熱収縮率を小さくでき、また副次的に耐引裂性を向
上できる。
上記した収縮をさせずに乾燥や熱処理を行うには、例え
ばテンターや金属枠に挟んでオーブン中に入れるなどの
方法により、また、弛緩下または低張力下の乾燥は、自
由端の状態でオーブン中に入れる方法やテンターを定長
にして温度を約50℃より大きく下げる(つまりTI−
T2≧50 (℃))方法、テンターの把持間隔を少し
狭めるなどの方法により実施できる。乾燥や熱処理に係
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る。
ばテンターや金属枠に挟んでオーブン中に入れるなどの
方法により、また、弛緩下または低張力下の乾燥は、自
由端の状態でオーブン中に入れる方法やテンターを定長
にして温度を約50℃より大きく下げる(つまりTI−
T2≧50 (℃))方法、テンターの把持間隔を少し
狭めるなどの方法により実施できる。乾燥や熱処理に係
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る。
本発明の方法において、全工程を通して連続してフィル
ムを走行させつつ製造することが好ましい実施態様の1
つであるが、望むならば部分的に回分式に行ってもよい
。また任意の工程で油剤、識別用の染料などをフィルム
に付与しても差し支えない。
ムを走行させつつ製造することが好ましい実施態様の1
つであるが、望むならば部分的に回分式に行ってもよい
。また任意の工程で油剤、識別用の染料などをフィルム
に付与しても差し支えない。
なお、本発明において、透明性の優れた、すなわら光線
透過率の極めて大きい、フィルムを得るために、ドープ
は熱論のこと、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本発明のフィルム
を製造するのも好ましい実施態様の1つである。
透過率の極めて大きい、フィルムを得るために、ドープ
は熱論のこと、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本発明のフィルム
を製造するのも好ましい実施態様の1つである。
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または重量%
を示す。対数粘度ηinhは98%硫酸100mj!に
ポリマー0.5gを溶解し、30℃で常法で測定した。
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または重量%
を示す。対数粘度ηinhは98%硫酸100mj!に
ポリマー0.5gを溶解し、30℃で常法で測定した。
ドープの粘度は、B型粘度針を用いlrpmの回転速度
で測定したものである。フィルムの厚さは、直径2wm
の測定面を持ったダイヤルゲージで測定した。強伸度お
よびヤング率は、定速伸長型強伸度測定機により、フィ
ルム試料を10100mmX10の長方形に切取り、最
初のつかみ長さ30鰭、引張速度30鶴/分で荷重−伸
長曲線を5回描き、これより算出したものである。
で測定したものである。フィルムの厚さは、直径2wm
の測定面を持ったダイヤルゲージで測定した。強伸度お
よびヤング率は、定速伸長型強伸度測定機により、フィ
ルム試料を10100mmX10の長方形に切取り、最
初のつかみ長さ30鰭、引張速度30鶴/分で荷重−伸
長曲線を5回描き、これより算出したものである。
膨張係数の測定には、熱機械分析装置を用い、幅5絹把
持部間長さ15鶴の試料に0.05kg/mdの荷重を
かけて行った。熱膨脹係数の場合、25〜250℃の間
で試料の寸法変化を測定し、25〜250℃間の変化率
を225で除して算出した。一方、吸湿膨張係数の場合
には、25℃において、まず20%相対湿度に保持した
のち、加湿機から80%相対湿度に上昇するまで加湿し
、この間の寸法変化率を60で除して算出した。
持部間長さ15鶴の試料に0.05kg/mdの荷重を
かけて行った。熱膨脹係数の場合、25〜250℃の間
で試料の寸法変化を測定し、25〜250℃間の変化率
を225で除して算出した。一方、吸湿膨張係数の場合
には、25℃において、まず20%相対湿度に保持した
のち、加湿機から80%相対湿度に上昇するまで加湿し
、この間の寸法変化率を60で除して算出した。
吸湿率は、25℃、65%相対湿度に48時間フィルム
を静置して測定した重量と、それを次いで120℃真空
乾燥機で恒量に達するまで乾燥して得たフィルムの重量
とから算出した。
を静置して測定した重量と、それを次いで120℃真空
乾燥機で恒量に達するまで乾燥して得たフィルムの重量
とから算出した。
250℃における熱収縮率は、0.05 kg/ m
mの張力を付与して250℃のオーブン中に30分間放
置し、このオーブン処理前後の室温(25℃)における
寸法変化から計算したものである。
mの張力を付与して250℃のオーブン中に30分間放
置し、このオーブン処理前後の室温(25℃)における
寸法変化から計算したものである。
実施例1〜5および比較例1〜2
1inhが5.5のPPTAポリマーを99.7%の硫
酸にポリマー濃度11.5%で溶解し、60℃で光学異
方性のあるドープを得た。このドープの粘度を常温で測
定したところ、10.600ボイズだった。製膜し易く
するために、このドープを約70℃に保ったまま、真空
下に脱気した。この場合も上記と同じく光学異方性を有
し、粘度は4400ボイズであった。タンクからフィル
タを通し、ギアポンプを経てダイに到る1、5mの曲管
を約70℃に保ち、0.11鳳X300曹璽のスリット
を有するダイから、鏡面に磨いたタンタル製のベルトに
キャストし、相対湿度的12%の約105℃の空気を吹
き付けて、流延ドープを光学等方化し、ベルトともに、
5℃の水の中に導いて凝固させた。
酸にポリマー濃度11.5%で溶解し、60℃で光学異
方性のあるドープを得た。このドープの粘度を常温で測
定したところ、10.600ボイズだった。製膜し易く
するために、このドープを約70℃に保ったまま、真空
下に脱気した。この場合も上記と同じく光学異方性を有
し、粘度は4400ボイズであった。タンクからフィル
タを通し、ギアポンプを経てダイに到る1、5mの曲管
を約70℃に保ち、0.11鳳X300曹璽のスリット
を有するダイから、鏡面に磨いたタンタル製のベルトに
キャストし、相対湿度的12%の約105℃の空気を吹
き付けて、流延ドープを光学等方化し、ベルトともに、
5℃の水の中に導いて凝固させた。
次いで凝固フィルムをベルトから引きはがし、約40℃
の温水中を走行させて洗浄した。洗浄の終了したフィル
ムを乾燥させずにテンターで長さ方向および幅方向に各
々15%ずつ延伸し、次いで別のテンターを用いて定長
下に370℃で熱風乾燥した。さらに、フィルムを第3
のテンターに導き、幅方向および長さ方向の把持長が5
%ずつ小さくなるようにクリップ状把持部を調整して第
1表に示す温度で熱処理(熱固定)した。第3テンター
での張力はO〜0.3kg/mmの範囲内にあった。
の温水中を走行させて洗浄した。洗浄の終了したフィル
ムを乾燥させずにテンターで長さ方向および幅方向に各
々15%ずつ延伸し、次いで別のテンターを用いて定長
下に370℃で熱風乾燥した。さらに、フィルムを第3
のテンターに導き、幅方向および長さ方向の把持長が5
%ずつ小さくなるようにクリップ状把持部を調整して第
1表に示す温度で熱処理(熱固定)した。第3テンター
での張力はO〜0.3kg/mmの範囲内にあった。
得られたフィルムは、厚み20μm1η1nh5.0〜
5.2、光線透過率70〜77%、密度1.39 、)
〜1.405の間に合った。
5.2、光線透過率70〜77%、密度1.39 、)
〜1.405の間に合った。
以下余白
実施例6
ηinhが468のPPTAを99.5%硫酸に12%
で熔解し45℃で光学異方性のある3600ポイズのド
ープを得た。脱気、濾過したのち、0゜08u+X30
0m■のスリットを有するダイから、このドープをタン
タル製のベルト上に流延した。
で熔解し45℃で光学異方性のある3600ポイズのド
ープを得た。脱気、濾過したのち、0゜08u+X30
0m■のスリットを有するダイから、このドープをタン
タル製のベルト上に流延した。
相対湿度的80%の約75℃の空気を吹き付けて流延ド
ープを透明な光学等方性ドープに転化し、次いで0℃の
10%硫酸水溶液で凝固させた。凝固したフィルムをベ
ルトからはがしたのち、常温の水、2%カセイソーダ水
溶液、約30〜40℃の水の順に洗浄した。
ープを透明な光学等方性ドープに転化し、次いで0℃の
10%硫酸水溶液で凝固させた。凝固したフィルムをベ
ルトからはがしたのち、常温の水、2%カセイソーダ水
溶液、約30〜40℃の水の順に洗浄した。
洗浄されて約250〜350%の水を含有する湿潤フィ
ルムを180℃の熱風の循環するテンター中で、定長下
に乾燥した。
ルムを180℃の熱風の循環するテンター中で、定長下
に乾燥した。
乾燥の終了したフィルムを取出し、ステンレス語の枠に
固定して、400℃のオーブン中に約45秒入れ、さら
にステンレス枠からフィルムを取外して、荷重や張力を
全くかけない状態で、300°Cのオーブンに約1分量
大れて熱固定した。
固定して、400℃のオーブン中に約45秒入れ、さら
にステンレス枠からフィルムを取外して、荷重や張力を
全くかけない状態で、300°Cのオーブンに約1分量
大れて熱固定した。
得られたフィルムは、厚み13.0μm、η1nh4.
4、光線透過率81%、密度1.401 g/crA、
強度32kg/mm、伸度23%、ヤング率940kg
/ m g、吸湿率0.9%、熱収縮率0.01%以
下、熱膨脹係数13 X I Q −6**/ *m/
’C1吸湿膨脹係数12 X 10”’6mm/ a
m/%RHO等方的な性質を持つフィルムであった。
4、光線透過率81%、密度1.401 g/crA、
強度32kg/mm、伸度23%、ヤング率940kg
/ m g、吸湿率0.9%、熱収縮率0.01%以
下、熱膨脹係数13 X I Q −6**/ *m/
’C1吸湿膨脹係数12 X 10”’6mm/ a
m/%RHO等方的な性質を持つフィルムであった。
本発明のフィルムは、実施例に示したように市販のフィ
ルムには見られない高い強度と高いヤング率で表わされ
る良好な機械的性質を有している。
ルムには見られない高い強度と高いヤング率で表わされ
る良好な機械的性質を有している。
またこれらの機械的特性のみならず、優れた電気絶縁性
、耐熱性、耐油性、耐圧性、強酸以外の耐薬品性、構造
の緻密性を有する。このため、本発明のフィルムは、高
速回転する電気機器の絶縁材料や磁気テープ、フレキシ
ブルプリント配線基板、電線被覆材、濾過膜等に好適に
使用することができ、さらにもう一つの特徴である通明
性に優れていることから、包装材料、製版材料、写真フ
ィルム等にも有用なものである。
、耐熱性、耐油性、耐圧性、強酸以外の耐薬品性、構造
の緻密性を有する。このため、本発明のフィルムは、高
速回転する電気機器の絶縁材料や磁気テープ、フレキシ
ブルプリント配線基板、電線被覆材、濾過膜等に好適に
使用することができ、さらにもう一つの特徴である通明
性に優れていることから、包装材料、製版材料、写真フ
ィルム等にも有用なものである。
特に本発明のフィルムは、温度および湿度に対する寸法
安定性に優れ、吸湿率も相当低いレベルにあるため、フ
レキシブルプリント配線基板、磁気テープ、電気絶縁材
、コンデンサ用誘電体、サーマルプリンターテープとし
て特に有用である。
安定性に優れ、吸湿率も相当低いレベルにあるため、フ
レキシブルプリント配線基板、磁気テープ、電気絶縁材
、コンデンサ用誘電体、サーマルプリンターテープとし
て特に有用である。
特許出願人 旭化成工業株式会社
代理人 弁理士 川 北 武 長
Claims (2)
- (1)対数粘度が3.5以上の実質的にポリ(p−フェ
ニレンテレフタルアミド)よりなるフィルムであって、
25℃から250℃までの熱膨脹係数が(5±10)×
10^−^6mm/mm/℃、250℃における熱収縮
率が0.1%以下、25℃における吸湿膨張係数が30
×10^−^6mm/mm/%RH以下、かつ25℃6
5%RHにおける吸湿率が2.5重量%以下であること
を特徴とするフィルム。 - (2)対数粘度が3.5以上の実質的にポリ(p−フェ
ニレンテレフタルアミド)からなるポリマーと95重量
%以上の硫酸とから実質的になる光学異方性ドープを支
持面上に流延し、該ドープを光学等方性に転化したのち
凝固させるフィルムの製造法において、凝固・洗浄後の
湿潤フィルムを収縮させずに350℃以上の温度T_1
(℃)で乾燥し、または任意の温度で収縮させずに乾燥
したのち収縮させずに350℃以上の温度T_1(℃)
で熱処理し、次いで250℃−≦−T_2−≦(T_1
−20)℃なる式を満足する温度T_2(℃)で、0〜
0.8kg/mm^2の張力下に熱処理を行うことを特
徴とするフィルムの製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26914788A JP2624528B2 (ja) | 1987-10-27 | 1988-10-25 | フィルムおよびその製造法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27095387 | 1987-10-27 | ||
JP62-270953 | 1987-10-27 | ||
JP26914788A JP2624528B2 (ja) | 1987-10-27 | 1988-10-25 | フィルムおよびその製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01207331A true JPH01207331A (ja) | 1989-08-21 |
JP2624528B2 JP2624528B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=26548633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26914788A Expired - Lifetime JP2624528B2 (ja) | 1987-10-27 | 1988-10-25 | フィルムおよびその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2624528B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010059392A (ja) * | 2008-03-13 | 2010-03-18 | Toray Ind Inc | 全芳香族ポリアミドフィルム |
-
1988
- 1988-10-25 JP JP26914788A patent/JP2624528B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010059392A (ja) * | 2008-03-13 | 2010-03-18 | Toray Ind Inc | 全芳香族ポリアミドフィルム |
JP2013129852A (ja) * | 2008-03-13 | 2013-07-04 | Toray Ind Inc | 全芳香族ポリアミドフィルム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2624528B2 (ja) | 1997-06-25 |
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