JPH061863A - 電気絶縁用ポリ―p−フェニレンスルフィドフイルム - Google Patents

電気絶縁用ポリ―p−フェニレンスルフィドフイルム

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JPH061863A
JPH061863A JP4169462A JP16946292A JPH061863A JP H061863 A JPH061863 A JP H061863A JP 4169462 A JP4169462 A JP 4169462A JP 16946292 A JP16946292 A JP 16946292A JP H061863 A JPH061863 A JP H061863A
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JP
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phenylene sulfide
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Yukichi Deguchi
雄吉 出口
Hiroaki Kobayashi
弘明 小林
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 絶縁欠陥の少ない電気絶縁用フィルムを提供
する 【構成】 ポリ―p−フェニレンスルフィドを主成分と
する樹脂組成物の2軸配向フィルムであって、該フイル
ム中の周期律表VIa族もしくはVIII族に属する金属成分
の合計含有量が、フイルム重量に対して30ppm以下
であることを特徴とする電気絶縁用2軸配向ポリ―p−
フェニレンスルフィドフイルム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリ―p−フェニレン
スルフィドを主成分とする電気絶縁用2軸配向フイルム
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリ―p−フェニレンスルフィド
を主成分とする樹脂組成物を2軸延伸、熱処理した2軸
配向フイルムが、特開昭56−62121等で提案され
ている。上記のフイルムは、耐熱性、誘電特性等に優れ
ているため、電気絶縁材料、コンデンサの誘電体をはじ
め種々の用途への応用が期待されている。
【0003】しかし、これら従来の2軸配向ポリ―p−
フェニレンスルフィドフイルムには、絶縁欠陥が多いと
いう欠点があった。また、絶縁破壊電圧の平均値の1/
3以下の印加電圧で破壊する箇所が数多く存在し、実質
的な耐電圧が非常に低くなってしまう欠点もあった特開
昭59−79903において、塩化ナトリウム含有量を
減少させることで絶縁欠陥数を少なくする事が提案され
ているが不充分であった。
【0004】従来の2軸配向ポリ―p−フェニレンスル
フィドフイルムに用いたポリ―p−フェニレンスルフィ
ドは、特開昭56−62121等に記載されているよう
に、硫化アルカリとp−ジハロベンゼンを、N−メチル
−ピロリドン等の極性溶媒中で高温高圧下に反応させる
方法を用いているが、このような重合方法においては原
料薬品中の不純物としてあるいは反応容器壁からの溶出
物として周期律表VIa族もしくはVIII族元素のポリマ中
への混入が避けられない。
【0005】本発明者らは、係る金属成分が2軸配向フ
イルム化したときの絶縁欠陥の原因となることを見出
し、本発明に至った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のポリ
―p−フェニレンスルフィドフィルムの上記のような欠
点を大幅に改良し、絶縁欠陥の少ない電気絶縁用フィル
ムを提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため、ポリ―p−フェニレンスルフィドを主成分
とする樹脂組成物の2軸配向フィルムであって、該フイ
ルム中の周期律表VIa族もしくはVIII族に属する金属成
分の合計含有量が、フイルム重量に対して30ppm以
下であることを特徴とする電気絶縁用2軸配向ポリ―p
−フェニレンスルフィドフイルムとしたものである。
【0008】本発明においてポリ―p−フェニレンスル
フィドフィルム(以下PPSと略称することがある)と
は、繰り返し単位の70モル%以上(好ましくは85モ
ル%以上)が構造式
【化1】 で示される構成単位からなる重合体をいう。係る成分が
70モル%未満ではポリマの結晶性、熱転移温度等が低
くなりPPSを主成分とする樹脂組成物からなるフイル
ムの特長である耐熱性、寸法安定性、機械的特性等を損
う。繰り返し単位の30モル%未満、好ましくは15モ
ル%未満であれば共重合可能なスルフィド結合を含有す
る単位が含まれていても差し支えない。
【0009】本発明においてPPSを主成分とする樹脂
組成物とは、上記PPSを90重量%以上含む組成物を
言う。PPSの含有量が90重量%未満では、組成物と
しての結晶性、熱転移温度等が低くなり、該組成物から
なるフイルムの特長である耐熱性、寸法安定性、機械的
特性等を損う。
【0010】該組成物中の残りの10重量%未満はPP
S以外のポリマ、無機または有機の、滑剤、着色剤、紫
外線吸収剤などの添加物を含むことも、後述の金属成分
含有量に関する制限を満たす限りに於ては差し支えな
い。
【0011】該樹脂組成物の溶融粘度は、温度300
℃、せん断速度200 1/secのもとで、 500〜 12000ポ
イズ(より好ましくは 700〜10000 ポイズ)の範囲がフ
ィルムの成形性の点で好ましい。該樹脂組成物の溶融粘
度は最終的に得られる2軸配向ポリ―p−フェニレンス
ルフィドフイルムの、溶融粘度に等しい。
【0012】本発明において、2軸配向ポリ―p−フェ
ニレンスルフィドフイルム(以下、PPS−BOフイル
ムと略称することがある)とは、上記PPS系組成物を
溶融成形してシ―ト状とし、2軸延伸、熱処理してなる
フィルムである。
【0013】本発明においては、該フイルム中の周期律
表VIa族もしくはVIII族に属する金属成分の合計含有量
が、フイルム重量に対して30ppm以下である必要が
ある。該含有量が30ppmを超えると、PPS−BO
フイルムの絶縁欠陥が急増する。該含有量には特に下限
はないが、2ppm未満にすることは事実上困難であ
る。
【0014】周期律表のVIa族もしくはVIII族の元素
中、鉄、ニッケル、クロムの合計含有量が25ppm以
下であるのが、平均絶縁破壊電圧上昇の点から好まし
い。さらに、上記元素中、鉄の含有量を10ppm以下
とするのがより好ましい。
【0015】該フィルムの配向度は、広角X線回析で2
θ=20〜21度の結晶ピ―クについて求めた配向度O
FがEnd方向及びEdge方向で0.07〜0.5
0、Through方向で0.60〜1.00の範囲に
あることが好ましい。
【0016】また、該フィルムの厚さは、0.3〜25
ミクロンの範囲が好ましい。
【0017】次に,本発明のフィルムの製造方法につい
て説明する。
【0018】先ず、本発明に使用するPPSの重合方法
としては、硫化アルカリとp−ジハロベンゼンを極性溶
媒中で高温高圧下に反応させる方法を用いる。特に、硫
化ナトリウムとp−ジクロルベンゼンをN−メチル−ピ
ロリドン等のアミド系高沸点極性溶媒中で反応させるの
が好ましい。この場合、重合度を調整するために、苛性
アルカリ、カルボン酸アルカリ金属塩等のいわゆる重合
助剤を添加して230℃〜280℃で反応させるのが最
も好ましい。重合系内の圧力および重合時間は、使用す
る助剤の種類や量および所望する重合度などによって適
宣決定される。
【0019】重合終了後、系を徐冷し、ポリマを析出さ
せた後、水中にダンプしてできるスラリーをフイルタで
濾別して粒状ポリマを得る。その後、充分に水洗乾燥す
る。
【0020】上記のような重合では、前述の周期律表VI
a族もしくはVIII族の元素は、原料薬品中の不純物とし
てあるいは反応容器壁からの溶出物として、ポリマ中へ
の混入が不可避である。混入した係る元素を減少せしめ
る方法としては、 (1)前述のスラリ−をフイルターで濾別するに際し
て、目開きの大きなフイルターを用いて微粉末ポリマを
除去する。 (2)ポリマを水洗後、pH3以下の強酸で洗浄する。 等が有効である。
【0021】脱イオン水による加圧洗浄、溶媒による再
溶解処理等、塩化ナトリウム除去法として知られている
方法は、前述の金属元素の減少法としては効果がない。
【0022】かくして得られたPPSに、必要に応じ他
のポリマ、無機微粒子、添加剤などをブレンド、添加し
てPPS系組成物とする。
【0023】言うまでもなく、該PPS系組成物中の前
述の金属元素含有量は、最終的に得られるフイルム中の
含有量にほぼ等しいので、該組成物中の係る金属元素含
有量を30ppm以下としておくことが必要条件とな
る。上記のような方法を用いても、該組成物中の係る金
属含有量を2ppm未満とすることは困難である。
【0024】こうして得られた樹脂組成物は、エクスト
ルーダに代表される周知の溶融押出装置に供給され溶融
される。
【0025】次に、溶融された樹脂を、95%カット孔
径が3〜20μm(好ましくは3〜15μm)の高精度
フイルターで濾過したのち、いわゆるTダイから連続的
に押出し、冷却された金属ドラム上にキャストして急冷
固化し、未配向非晶状態のシ−トとする。該金属ドラム
の表面は、荒さ0.4s以下の鏡面に仕上げられている
ことが好ましい。
【0026】次に、このようにして得られたシ−トを2
軸延伸する。延伸方法としては、逐次2軸延伸法、同時
2軸延伸法等の周知の方法を用いることができるが、ロ
ール群によってシート長手方向に延伸した後に、テンタ
によって幅方向に延伸する、いわゆる縦横逐次2軸延伸
法によるのが好ましい。
【0027】延伸温度は縦横とも95〜110℃の範囲
とする。一方、延伸倍率は樹脂粘度、延伸温度などによ
って異なり一概には言えないが、縦方向およそ3.2〜
4.5倍、横方向およそ3.0〜3.8倍の範囲であ
る。
【0028】次に、このようにして得られた延伸フイル
ムを定長熱処理する。ここでいう定長熱処理とは、熱処
理中の幅および長さの変化が10%以下になるようにす
ることを意味する。熱処理条件は250〜290℃で1
〜50秒とするが、260〜285℃で3〜20秒行う
のが好ましい。定長熱処理の後に、240乃至290℃
の温度でリラックスを行うことが好ましい。
【0029】以上のようにして本発明の2軸配向PPS
フイルムを得る。
【0030】
【実施例】次に本発明の記述に用いたポリマ、フイルム
等の特性値の測定、評価法について説明する。
【0031】(1)金属元素成分の含有量 灰化して、プラズマ発光分析法により測定した。
【0032】(2)フイルムの絶縁欠陥 フイルムに表面抵抗が約3Ωになるようにアルミニウム
を片面真空蒸着し、金属の鏡面板上に非蒸着面を下にし
て置き、金属板と蒸着面間にフイルムの厚さ1μm当り
150Vの直流電圧を印加して、絶縁破壊した箇所を数
え、フイルムの面積m2 当りの数に換算して絶縁欠陥の
指標とした。
【0033】(3)絶縁破壊電圧 フイルムの厚み方向に直流電圧を100V/秒の昇圧速
度で印加していき、絶縁破壊する(カットオフ電流10
mA)ときの電圧を絶縁破壊電圧とする。この際、電極
として25mmφのものを用いた。
【0034】
【作用】特定の金属成分含有量の少ない本発明のフィル
ムがなぜ絶縁欠陥が少ないのかは必ずしも明確でない
が、これらの金属成分がフィルム中で凝集しやすく、こ
の凝集物が絶縁欠陥の原因になるためと考えられる。
【0035】
【実施例】次に本発明の実施例を挙げて、さらに詳細に
説明する。
【0036】実施例1および比較例1 (1)本発明のPPS−BOフイルムの調整 重合槽に、硫化ナトリウム32.6kg(250モル、結
晶水40wt%を含む)、水酸化ナトリウム100g、
安息香酸ナトリウム36.1kg(250モル)、および
N−メチル−2−ピロリドン(以下NMPと略称す
る。)79.2kg仕込み、205℃で脱水したのち、
1,4−ジクロルベンゼン37.5kg(255モル)、
およびNMP20.0kg加え、265℃で4時間反応さ
せた。
【0037】その後、攪拌しながら約1℃/分の速さで
100℃以下まで徐冷し、イオン交換水にダンプした。
得られた水スラリーを100メッシュの目開きを有する
フイルターで濾別し、ウェットケーキを得た。このウェ
ットケーキを、イオン交換水の温水で3回洗浄した後、
塩酸(pH2)で洗浄し、さらに2回イオン交換水洗浄
し、乾燥してポリ―p−フェニレンスルフィドユニット
100モル%からなり、300℃の溶融粘度2700ポ
イズのPPS17kgを得た。
【0038】このポリマ粉末に、平均粒径1.5μmの
シリカ微粉末0.4wt%を添加し、60mm径の押出
機でガット状に押出し切断してペレット化した。
【0039】このペレット中の金属元素含有量を分析し
たところ、鉄(Fe)2ppm、クローム(Cr)1p
pm、ニッケル(Ni)1ppmで他のVIa又はVIII族
元素は検出されなかった。
【0040】このペレットを40mm径の押出機に供給
し、310℃で溶融押出し、金属繊維を用いた95%カ
ット孔径10μmのフイルターで濾過したのち、長さ4
00cm、間隙11.5mmの直線状リップを有するT
ダイから押し出し、表面温度を25℃に保った金属ドラ
ム上にキャストして冷却固化し、厚さ30μmの未延伸
フイルムを得た。
【0041】この未延伸フイルムを、ロ―ル群からなる
縦延伸装置によって、フイルム温度102℃、延伸速度
30000%/分で3.9倍縦延伸し、続いてテンタを
用いて、温度100℃、延伸速度1000%/分で3.
5倍横延伸し、さらに同一テンター内に後続する熱処理
室で275℃で10秒間熱処理をして、厚さ2.5μm
のPPS−BOフイルムを得た(フイルムAとする)。
フイルムA中の金属元素含有量を分析したところ、前述
のペレットのそれと全く同じであった。
【0042】これとは別に比較のため、PPSの重合後
に、水スラリーを300メッシュの目開きを有するフイ
ルターで濾別したこと及び塩酸洗浄を行なわなかったこ
と以外は、フイルムAと同じ条件で別のPPS−BOフ
イルムを得た(フイルムB)とする。
【0043】フイルムB中の金属元素含有量は、Fe1
8ppm、Ni8ppm、Cr7ppm、Mo2ppm
の計35ppmで他は検出されなかった。
【0044】(2)評価 表1に得られたフイルムの評価結果を示す。
【0045】特定の金属成分の含有量が少ない本発明の
フイルムは、従来のものに比べ大幅に絶縁欠陥が少なく
なっていることがわかる。
【0046】
【表1】 実施例2〜4および比較例2、3 実施例1と同様にしてPPSを重合し、水洗水質、水ス
ラリー濾別時のフイルターメッシュ、塩酸洗浄の有無お
よびpH値を適当に変えて、種々の特定金属成分量を有
するペレットを得、それらのペレットから実施例1と同
様にして、2軸配向フイルムを得た(フイルムC〜Gと
する)。
【0047】これらのフイルムの評価結果を表2に示
す。
【0048】表2から、フイルム中の特定金属成分の含
有量が30ppm以下の本発明のフイルムは絶縁欠陥が
少ないことがわかる。
【0049】
【表2】 実施例5および比較例4 PPS−BOフィルムの厚みを変更する以外は実施例1
及び比較例1と同様にして2軸配向フィルムを得た(フ
ィルムH及びI)。
【0050】表3に得られたフィルムの評価結果を示
す。
【0051】特定の金属成分の含有量が少ない本発明の
フィルムは、従来のものに比べて大幅に絶縁欠陥が少な
くなっていることが分かる。
【0052】
【表3】
【0053】
【発明の効果】本発明のフイルムは、周期律表VIa族も
しくはVIII族に属する金属成分を特定量とした2軸配向
ポリ−p−フェニレンスルフィドフイルムとしたため、
従来の2軸配向PPSフイルムに比べ大幅に絶縁欠陥が
減少し、電気絶縁材料として極めて信頼性の高い材料と
なった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 7:00 4F C08L 81:02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリ―p−フェニレンスルフィドを主成
    分とする樹脂組成物の2軸配向フィルムであって、該フ
    イルム中の周期律表VIa族もしくはVIII族に属する金属
    成分の合計含有量が、フイルム重量に対して30ppm
    以下であることを特徴とする電気絶縁用2軸配向ポリ―
    p−フェニレンスルフィドフイルム。
JP4169462A 1992-06-26 1992-06-26 電気絶縁用ポリ―p−フェニレンスルフィドフイルム Expired - Fee Related JPH0755988B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001089569A (ja) * 1999-07-21 2001-04-03 Toray Ind Inc 粒状ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法

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JPS62156139A (ja) * 1985-12-28 1987-07-11 Toray Ind Inc ポリ−p−フエニレンスルフイドフイルム

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