JPH01240532A - ポリフェニレンスルフィドフィルムの製造方法 - Google Patents

ポリフェニレンスルフィドフィルムの製造方法

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JPH01240532A
JPH01240532A JP6790888A JP6790888A JPH01240532A JP H01240532 A JPH01240532 A JP H01240532A JP 6790888 A JP6790888 A JP 6790888A JP 6790888 A JP6790888 A JP 6790888A JP H01240532 A JPH01240532 A JP H01240532A
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polyphenylene sulfide
film
sulfide
mol
polyphenylene
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JP6790888A
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Yujiro Fukuda
裕二郎 福田
Yoshiki Sato
嘉記 佐藤
Shinobu Suzuki
忍 鈴木
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Diafoil Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリフェニレンスルフィドフィルムの製造方法
に関する。更に詳しくは良好な製膜性を有し、且つ、熱
的特性に優れたポリフェニレンスルフィドフィルムの製
造方法に関する。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕
従来、汎用の工業用フィルムとしてポリエチレンテレフ
タレートフィルムが広く使用されて来たが、近年、特に
耐熱性を改良したフィルムが求められるようになった。
このようなフィルムには、耐熱性以外に十分な機械的特
性を持つこと、及び比較的安価であることが求められる
近年、この目的を達成し得る可能性のあるフィルムとし
てポリ−p−7エニレンスルフイドフイルムが注目を集
めている。
このフィルムについては、例えば特公昭59−soqq
号公報、特公昭!;9−!;10θ号公報、特公昭5q
−3101号公報等に製膜条件が記載されており、また
その代表的なフィルム物性も公知である。
しかしながら、かかるフィルムを得ようとすると、新た
な問題点が生じた。即ち、ホモポリマーの結晶化速度が
速すぎる為、シート状に押出し冷却せしめた未延伸シー
トが部分的に結晶化して粗大球晶が生成したり、延伸時
の加熱工程で急激に結晶化度が増加したりする。その結
果、しばしば延伸工程で破断が頻発し、連続性のある安
定した製膜条件を得ることが困難であった。
かかる問題点に対処する為、p−フェニレンスルフィド
以外の重合単位を含有せしめたポリフェニレンスルフィ
ドを用いる方法が考えられているが、通常の手法を用い
る限り、融点が大幅に低下し、主目的である耐熱性が損
なわれ、実用化の段階で充分なフィルムが得られていな
いのが実情であった。
〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは、上記問題点に鑑み、鋭意検討した結果、
ある特定の条件を満足する2種類のポIJ フェニレン
スルフィドを混合して得られるポリフェニレンスルフィ
ドが、耐熱性及び製膜性に優れ、容易に各種特性に優れ
たフィルムとすることができることを見出し、本発明を
完成するに至った。
即ち、本発明の要旨は、下記式(1)を満足するポリフ
ェニレンスルフィト(A)(p−−yエニレンスルフィ
ドの重合単位を95モル%以上含有)とポリフェニレン
スルフィド(B) (p−フェニレンスルフィド以外の
重合単位を10モル%以上含有)とを混合して得られる
ポリフェニレンスルフィド(C) (p−フェニレンス
ルフィド以外の重合単位を2〜3oモル%含有)を一軸
又は二軸に延伸することを特徴とするポリフェニレンス
ルフィドフィルムの製造方法テ存スる。
1000≦ηA−ηB≦1oooo  ・・・・・・・
・・(1)(上記式中、ηB及びη8はそれぞれポリフ
ェニレンスルフィド(A)及び(B)の、300℃、2
005ec−’剪断速度下における溶融粘度(pois
e )を示す。) 以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明におけるポリフェニレンスルフィドい)は、p−
フェニレンスルフィド単位を主成分とし、該成分を?j
モル%以上含有することが必要であり、好ましくは9g
モル%である。残りの部分は、共重合可能な他の成分と
することができる。該成分としては特に限定されないが
、u()+S−1uCOuS−1 又は2種以上含有することが可能である。
これらの共重合成分のうち、ポリマーが枝分れ可能とな
る3官能単位、例えば、4s−モル%、好ましくは0.
2〜3モル%含有させたならば、ポリフェニレンスルフ
ィド(A)の溶融粘度を比較的容易に増加させることが
でき望ましい。
本発明におけるポリフェニレンスルフィド(I3)は、
p−フェニレンスルフィド以外の重合単位を10モル%
以上含有することが必要であり、好ましくは20モル%
以上、更に好ましくはSOモル%以上含有することが望
ましい。p −フェニレンスルフィド以外の共重合成分
の含有率が70モル9未満では、ポリフェニレンスルフ
ィト(A)ト混合してポリフェニレンスルフィド(C)
としてフィルム化しても、得られるフィルムの融点が著
しく低下し、耐熱性の劣るものしか得られない。
p−フェニレンスルフィド以外の重合単位は特に限定さ
れないが、ポリフェニレンスルフィ+802−Q、S−
1+()uS−、 フィルムの耐熱性の点から、m−フェニレンスルフィド
単位を主成分として含有することが好ましい。
上記単位の結合様態は、ランダム、ブロック、又はグラ
フトのいずれであっても構わないが、特に好ましい様態
としては、該共重合成分が、平均20個以上、/ 00
0個以下結合したブロック鎖が、分子鎖中に含有された
ものが、耐熱性に優れる点で推奨される。
本発明で用いるこれら2種類のポリフェニレンスルフィ
ドの重合方法としては種々の方法があるが1通常、次の
方法が好ましく採用される。
即ち、硫化アルカリ、就中、硫化ナトリウムと該当する
ジ・・ロベンゼン及び必要に応じ他の繰り返し単位を与
えるハロゲン置換モノマーをN−メチルピロリドン等の
アミド系極性溶媒中で重合助剤の存在下に高温、高圧下
反応させる方法が好ましい。
本発明のもう7つの重要な構成要件として、上記のポリ
フェニレンスルフィド(A) 及ヒ(B)の300℃、
せん断速度、2005ec−’における各々の溶融粘度
ηB及びηa(poise)が下記式(1)を満たすこ
とが必要である。
/θOθ≦ηB−η8≦100θO・・・・・・・・・
(1)更に好ましくは/θθθ≦ηA一η8≦50θO
である。
η6−η8の値が100θpo i se未満では、得
られるフィルムの耐熱性が低下して好しくない。
この理由は定かでないが、ポリフェニレンスルフィド(
A)及び(B)が均一に混り合い過ぎるために、混合し
たポリフェニレンスルフィド(C)中において耐熱性に
優れるp−7工ニレンスルフイド単位のみの集団を構成
することが困難になるためと考えられる。
一方、ηB−η8の値がt o o o o pois
eを超えると、p−フェニレンスルフィド以外の共重合
成分が均一に分散しないため、製膜化が困難となる。
溶融粘度ηいの値としては通常1000〜t 0000
0 poiseであり、好ましくは2000〜s o 
o o o poiseである。ηBの値が1000p
oise未満では、製膜性が低下し破断が頻発し好まし
くない。ηAの値が/ 00000 poiseを超え
ると、押出し後のキャスティング速度を増加できない。
一方、η8の値は通常!;0〜10000θpoise
であり、好ましくは200〜30000po1seであ
る。η8の値がs o poise未満では均一に分散
せず好ましくない。またηBの値が100000を超え
ると押出し後のキャスティング速度を増加できない。
かかる条件を満足するポリフェニレンスルフィド(A)
及び(B)を混合してポリフェニレンスルフィド(C)
とするが、ポリフェニレンスルフィド(C)中における
p−フェニレンスルフィド以外の共重合成分は2〜30
モル%となるようポリフェニレンスルフィド(A)及び
(B)を混合する必要がある。ポリフェニレンスルフィ
ド(C)中のp−7エニレンスルフイド以外の共重合成
分が2モル%未満では製膜性が改良できず、−方、この
量が30モル%を超えると耐熱性が著しく低下し好まし
くない。また、本発明において得られるフィルムの耐熱
性を維持するため、フィルムの融点が2’lO〜2g!
r℃となるようポリフェニレンスルフィドい)及び(B
)を混合して使用するのがよい。
混合比はポリフェニレンスルフィド(A)及び(B)の
組成に応じて変るので一概に決めることはできないが、
例えばポリフェニレンスルフィド(A)としてポリ−p
−フェニレンスルフィトホモポリマー、ポリフェニレン
スルフィド(B)としてポリ−m−フェニレンスルフィ
ドホモポリマーを用いた場合には(A)/(B)=9g
/s〜り0/30となる。
なお本発明においては、製膜に供するポリフェニレンス
ルフィド全量に対し70重量%程度以下の他のポリマー
(例えばポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポ
リスチレン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエ
ーテルスルホン、ポリイミド等)及び/又は10重量%
程度以下の有機もしくは無機の化合物(例えばテレフタ
ル酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、ガラスファイバ
ー、カーボンファイバー、タルク、カオリン、酸化チタ
ン、酸化珪素、カーボンブラック、炭酸カルシウム等)
を含有せしめることができる。また必要に応じ酸化防止
剤、熱安定剤、潤滑剤、紫外線吸収剤等の添加剤を配合
してもよい。
次にかかるポリフェニレンスルフィドを用いたフィルム
の製造法について述べる。
上述の条件を満たすポリフェニレンスルフィド(C)は
、エクストルーダーに代表される周知の溶融押出装置に
供給され、該組成物の融点以上の温度に加熱され溶融さ
れる。溶融されたポリフェニレンスルフィドはスリット
状のグイから押し出され回転冷却ドラム上でガラス転移
温度以下の温度になるよう急冷固化され、実質的に非晶
状態の未配向シートを得る。この場合シートの平面性を
向上させるためには、シートと回転冷却ドラムとの密着
性を高める必要があるが、このためにはいわゆる静電印
加冷却法を採用することが好ましい。
即ち、通常、シートの上面側にシートの流れと直角方向
に線状電極を張り、該電極に約S〜10KVの直流電圧
を印加することによりシートに静電荷を与えドラムとの
密着性を向上せしめるが、もちろんこの方法に限定され
るものではない。
次にこのようにして得られたシートな一軸又は二軸方向
に延伸しフィルム化する。延伸方法としてはロール間の
周速差を利用した縦延伸の他テンター法やチー−ブラー
法を採用し得る。
特定組成のコ種類のポリフェニレンスルフィドのブレン
ドにより得られる本発明のフィルムは一軸配向品として
も有用であるが、フィルム物性の均一性、薄膜化の容易
さ、製膜効率等の諸点から特に二軸配向フィルムが好ま
しい。
延伸条件につきより具体的に述べると前記未延伸シート
をgθ℃〜/20℃、好ましくは?θ℃〜/10℃の温
度範囲で一方向にロールあるいはテンタ一方式の延伸機
により2〜5倍延伸する。その際−段階で延伸しても良
いしまた多段階で延伸しても良い。次に必要に応じ一段
目と直角方向にざO℃〜/SO℃、好ましくはqo℃〜
/llO℃の温度範囲で/、5〜5倍延伸を行ない一軸
に配向したフィルムを得る。もちろん該未延伸シートを
go℃〜lSO℃の温度範囲で面積倍率が3〜30倍に
なるように同時二軸延伸を行なうことも可能である。
かくして得られた一軸延伸フィルム又は二軸延伸フィル
ムは主として寸法安定性を向上させるため熱処理を行な
うことが好ましいが、必要に応じその前に再度縦及び/
又は横方向に延伸し配向を高め機械的強度を向上させる
ことも可能である。
いずれにせよかかる−軸延伸又はλ軸延伸したポリフェ
ニレンスルフィドフィルムは密度ヲ高め、寸法安定性、
耐熱性、機械的強度等を向上させるため/lO℃以上融
点以下、好ましくは200℃以上融点以下、更に好まし
くは230℃以上融点以下の温度範囲で/〜60秒間程
度熱処理を行なう。この場合必要に応じ縦横約75%以
下のリラックス又は伸長を行なってもよい。
本発明においては、このようにして−細又は二軸に配向
したポリフェニレンスルフィドフィルムを得るが、その
製膜原料の特殊性の故:てポリーp−フ・エニレンスル
フィドホモポリマーに比べ製膜性が著しく改良されてい
る。しかも該フィルムは該ホモポリマーから得られたそ
れに遜色ない到達結晶化度を有し、熱的特性、機械的特
性に優れており各種の用途に用いることができる。
本発明になるポリフェニレンスルフィド配向フィルムの
厚みは通常/〜1oooμ、好ましくは/〜300μ、
更に好ましくは/〜200μである。また該フィルムの
弾性率は少(とも一方向が、? 00 kg/朋2以上
、好ましくは縦、横とも300に9/、−以上、更に好
ましくは縦、横とも350ky/m−以上であることが
望ましい。
また該フィルムの到達結晶化度は20%以上であること
が好ましいが、より好ましい範囲は30%を越え60%
未満である。
更に重要な点は、本発明のフィルムを230℃10秒間
ハンダ浴に浸漬した後の面積保持率が70%以上、好ま
しくはgo%以上、更に好ましくはぎ5%以上という点
である。
かかる特性は、通常のハンダ工程における瞬間的な耐熱
性を示す重要な指標であり、該面積保持率が70%を下
回るフィルムはハンダ工程におけるフィルムの変形が著
しく、実用上好ましくない。
このようにして得られた本発明のポリフェニレンスルフ
ィドフィルムはその優れた熱的、機械的特性に加え、化
学的安定性、電気的特性、耐候性等に優れていることか
ら電気絶縁用フィルム、包装材料、内装用カバーフィル
ム、磁気記録媒体用フィルム、写真用フィルム、コンデ
ンサーの訪電体、フレキシブルプリント基板、感熱転写
用フィルム等に好適に用いることができる。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが本発
明はその要旨を越えない限り以下の実施例によって限定
されるものではない。
本発明で用いた測定法及び評価法は次の通りである。
(1)  フィルム融点;二軸延伸熱固定後のフィルム
の融点をパーキンエルマー社製差動走査熱量計を用いて
測定した。窒素雰囲気下サンプル約10m9を用い、昇
温速度は10℃/分とした。
(2)  耐ハンダ浴性;二軸延伸熱固定後のフィルム
を20Hx20mmの正方形に切り出し1.250℃の
ハンダ浴中に10秒間浸漬後の面積保持率を下記式に従
い算出した。
測定はS点打ない、その平均値を測定値とした。
(3)製膜性;縦延伸時又は横延伸時の連続性で評価し
た。縦延伸時又は横延伸時に破断が頻発し、生産性が劣
るものをX、破断がほとんど見られず連続性に優れるも
のを○とした。
(4)溶融粘度;高化式フローテスターを使用し、l朋
径、長さ/ ’OBの口金を使用し300℃にて剪断速
度2005ec−1で測定した。
実施例! マスポリ−p−7エニレンスルフイドを合成した。即ち
オートクレーブにN−メチル−2−ピロリドン?:5モ
ル、硫化ナトリウム9水塩を1モル、酢酸す) IJウ
ムをO1Sモル仕込み攪拌しながら徐々に210℃まで
昇温し含有されている水分を除去した。
次いで反応系を/1,0℃まで冷却し、p−ジクロロベ
ンゼン/=jモルを仕込み密封後、窒素で内圧が2. 
!r kl? /cm2に達するまで加圧した。重合に
よる発熱をコントロールしながら270℃まで昇温し、
S時間攪拌下に重合を行なった。
次に系を冷却後放圧し、内容物を大量の水中へ注ぎフレ
ーク状のポリマー(A+)を得た。ポリマーは蒸留水と
アセトンによる洗浄を繰り返したところ白色粒状体とし
て得られ、その融点を測定したが、明瞭な値は認められ
なかった。
次K m −ジクロロベンゼン、p−ジクロロベンゼン
、及び硫化ナトリウム9水塩を出発原料として、m−フ
ェニレンスルフィド単位ヲプロノク的に60モル%含有
するポリフェニレンスルフィド(B1)を得た。
300℃、せん断速度2005ec−1におけるポリフ
ェニレンスルフィド(Al)及び(Bt)の溶融粘度を
測定したところ、各々、3000 poise3 o 
o poiseであった。
ポリフェニレンスルフィド(A+)30部とポリフェニ
レンスルフィドCBり 20 部をブレンドした後、平
均粒径/、0μの炭酸カルシウムをo、 q部加えてT
ダイを用いて未延伸シートを得た。
即ち、混合、乾燥した組成物を押出機を用いて300℃
で充分溶融混練した後、幅300rtan、リップ間隔
/ InTlの口金からシート状に押出し、表面温度を
ダO℃に設定した回転冷却ドラムで急冷固化せしめ実質
的に非晶質のシートを得た。
(該シートの融点及びガラス転移温度をfi−/に示す
。) この時、該シートの厚み精度を高めるため静電印加冷却
法を採用した。即ちシートの上面側にシートの流れと直
角方向に張った直径0./ Hのタングステンワイヤー
に直流電圧7KVを印加し、静電荷によりシートを回転
冷却ドラムに密着せしめた。
得られたシートを9部℃の加熱ロールと水冷ロールの周
速差により3.3倍縦方向に延伸後、テンターに導いて
100℃で横方向に31g倍延伸した。
次いで2A3’Cで7部秒間熱処理を行なった。
得られたフィルムの厚さは6μであった。
比較例/ 実施例/のポリフェニレンスルフィド(A1)を用い、
実施例/と同様に製膜な行ない6μのフィルムを得た。
比較例λ m−ジクロロベンゼン、p−ジクロロベンゼン、及び流
化ナトリウムヲ水塩を出発原料として、m−フェニレン
スルフィド単位をブロック的に72モル%含有するポリ
フェニレンスルフィド(B2)を得た〇 得られたポリフェニレンスルフィド(B2)ヲ用い、実
施例/と同様に製膜な行ない6μのフィルムを得た。
比較例3 ポリフェニレンスルフィド(Eh )の重合法トホホ同
様に重合を行ない、m−フェニレンスルフィド単位をブ
ロック的に60モル%含有し、300℃、せん断速度、
2005eC−’における溶融粘度7!l−2!; 0
0ボイズのポリフェニレンスルフィド(B3)を得た。
ポリフェニレンスルフィド(Al)gO部トホポリェニ
レンスルフィド(B3) 20部をブレンド後、実施例
/と同様に製膜を行ない、6μのフィルムを得た。
実施例コ オートクレープにN−メチル−コーピロリトンtモル、
硫化ナトリウム9水塩1モル、水酸化ナトリウム0.1
モル、酢酸リチウムλ水塩1モルを仕込み、攪拌しなが
ら200℃に昇温して脱水した。次いで反応系を冷却後
、p−ジクロロベンゼンo、 2 oモル、m−ジクロ
ロベンゼンo、goモルを仕込み、密封後窒素で内圧3
に9/cI112に達するまで加圧し、λり0℃でS時
間重合を行なった。
次に系を冷却後放圧し、実施例1と同様に水冷、 洗浄
ヲ行ない、m−フェニレンスルフィド単位をランダムに
goモル%含有スるボIJ フェニレンスルフィド(B
4) ヲ得り。
ポリフェニレンスルフィ)” (B4) F) 300
℃、せん断速度λθo sec”−”における溶融粘度
は7200ポイズであった。
ポリフェニレンスルフィド(Al) 90部とポリフェ
ニレンスルフィド(B4) / 0部をブレンドした後
、平均粒径O,Sμの酸化チタンを0.3部加え、混合
、乾燥後、実施例/と全く同様に溶融押出し、実質的に
非晶質のシートを得た。
該シートを90℃の加熱ロールとIR上ヒータ −fの組み合わせにより加熱して、縦方向に3.3倍延
伸した後、テンターに導き、?!−℃にて横方向に+、
J倍延伸を行なった。
次いで260℃で5%の弛緩を行ないながら、6秒間熱
処理を行なった後、巻き取り、厚さ6μのフィルムを得
た。
比較例ダ ボIJ −y エニレンスルフイド(B4)の重合法ニ
オいて、p−ジクロロベンゼン0.20モル、m−ジク
ロロベンゼンo8g oモルト共に/、2.!;トリク
ロロベンゼンo、o o sモルを加えること以外は、
同様に重合を行ない、m−フェニレンスルフィド単位を
ランダムに30モル%含有するポリフェニレンスルフィ
ド(Bs) ヲ得り。
得うれたポリフェニレンスルフィド(Bs)の300℃
、せん断速度2005ec−1における溶融粘度は23
00ポイズであった。
ポリフェニレンスルフィド(Al)90部トホポリェニ
レンスルフィド(B5) / 0 部を用い、実施例2
と同様に製膜を行ない、厚さ6μのフィルムを得た。
比較例S ポリフェニレンスルフィド(B4)の重合法において、
p−ジクロロベンゼン0.92モル、m−ジクロロベン
9フθ、Ogモルとする以外は同様に重合を行ない、m
−フェニレンスルフィド単位をランダムに3モル%含有
するポリフェニレンスルフィ)” (D) ヲ得た。ポ
リフェニレンスルフィド(D)の、300℃、せん断速
度7005ec−”における溶融粘度は/300ポイズ
であった。
ポリフェニレンスルフィド(Al) / 0 部とポリ
フェニレンスルフィド(D) 90部をブレンドした後
、実施例コと同様に製膜を行ない、厚さ6μのフィルム
を得た。
実施例3 o−ジクロロベンゼン、p−ジクロロベンゼン、及び硫
化ナトリウムデ水塩を出発原料として0−フェニレンス
ルフィド単位をブロック的に30モル%含有スるポリフ
ェニレンスルフィド(B6)を得た。得られたポリフェ
ニレンスルフィド(B6)の300℃、せん断速度20
05ec−”における溶融粘度は300ポイズであった
ポIJ−yエニレンスルフィド(AI) A O部とポ
リフェニレンスルフィド(Be) ’I O部ヲ用い実
施例/と同様に製膜を行ない厚さ6μmのフィルムを得
た。
以上、フィルムの製膜性、及び得られたフィルムの特性
をまとめて表−/に示す。
〔発明の効果〕
本発明の方法によると熱的特性に優れたポリフェニレン
スルフィドフィルムを容易に製造することができ、その
工業的価値は高い。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記式(1)を満足するポリフェニレンスルフィ
    ド(A)(p−フェニレンスルフィドの重合単位を95
    モル%以上含有)とポリフェニレンスルフィド(B)(
    p−フェニレンスルフィド以外の重合単位を10モル%
    以上含有)とを混合して得られるポリフェニレンスルフ
    ィド(C)(p−フェニレンスルフィド以外の重合単位
    を2〜30モル%含有)を一軸又は二軸に延伸すること
    を特徴とするポリフェニレンスルフィドフィルムの製造
    方法。 1000≦η_A−η_B≦10000・・・・・・・
    ・・・・・(1) (上記式中、η_A及びη_Bはそれぞれポリフェニレ
    ンスルフィド(A)及び(B)の300℃、200se
    c^−^1剪断速度下における溶融粘度(poise)
    を示す。)
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