JPH0722957B2 - 熱液晶ポリマ−フイルムの成形方法 - Google Patents

熱液晶ポリマ−フイルムの成形方法

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JPH0722957B2
JPH0722957B2 JP62006509A JP650987A JPH0722957B2 JP H0722957 B2 JPH0722957 B2 JP H0722957B2 JP 62006509 A JP62006509 A JP 62006509A JP 650987 A JP650987 A JP 650987A JP H0722957 B2 JPH0722957 B2 JP H0722957B2
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/30Extrusion nozzles or dies
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    • B29C48/10Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels flexible, e.g. blown foils

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱液晶ポリマーを円筒状に溶融押出した後、そ
の径を拡大してフイルム(又はシート)を成形するイン
フレーシヨンフイルムの成形方法に関するものである。
〔従来技術〕
近年繊維、フイルム又は成形品の何れかを問わず、剛性
耐熱性、寸法安定性の優れた素材に対する要望が高まつ
ている。ポリエステルは剛性に優れ、用途が広く認めら
れるに到つているが、より高い耐熱性、寸法安定性の要
求される用途には適していなかつた。そこで最近は液晶
ポリエステルが注目されるようになり、特に注目を集め
るようになつたのは、J.P.S.P.C.Ed14(1976),2043お
よび特公昭56-18016号公報にW.Jジヤクソンがポリエチ
レンテレフタレートとアセトキシ安息香酸とからなる熱
液晶性高分子を発表してからである。しかしながらこれ
らのポリマーは溶融状態で高度な配向性を示し、その結
果機械的物性に大きな異方性を示し、フイルム成形した
際には縦方向に過度に分子配向したフイルムしか得ら
ず、それ故フイルムが縦裂けしやすく、実用に供し得る
フイルムは得られない。
このフイルムの分子配向の問題を解決するための種々の
方法が提案されている。例えば、一軸方向に分子配向し
たフイルムを互いに配向方向が交叉するように貼り合わ
せ、強度的に方向性を持たない高強度のフイルムを得る
方法、あるいはインフレーシヨン成形を行なう際にブロ
ーアツプ比(径を拡大された筒状樹脂の直径とダイの環
状スリツトの直径の比)を大きく取り縦方向と横方向の
配向の程度を一致させて縦横を強度を均一とする方法等
が挙げられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、前者の方法ではフイルム貼り合せのた
め、フイルムの肉厚が増加するばかりでなく、製膜工程
と貼り合せ工程が必要であり、かつ、操作が煩雑である
等の欠点を有しており、また後者の方法ではブローアツ
プ比が大きいため、バブル(径を拡大するため筒状フイ
ルムの内部に空気等を封入した風般状部分)が安定せず
に破裂したり、得られたフイルムの厚みむらが大きい等
の欠点を有している。
〔問題を解決するための手段〕
本発明者等は上記した熱液晶ポリマーのフイルム成形時
の問題点を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ダイリツ
プと中子が相互に反対方向に回転できる回転ダイを用い
て、特定の回転数で回転させながらインフレーシヨン成
形することにより、縦・横方向にほぼ等配向した引張強
度に優れたフイルムが得られることを見出し、本発明を
完成するに至つた。
すなわち、本発明は熱液晶ポリマーをインフレーシヨン
成形するにあたり、環状スリツトを介して相互に反対方
向に回転させ得る可動ダイリツプ及び中子並びに環状ス
リツトに熱液晶ポリマーを供給する樹脂流路からなるダ
イを有するインフレーシヨン成形装置を用いて、可動ダ
イリツプ及び中子を同時に反対方向又は一方のみを下記
(I)式で示される回転指数(S)の値以上、かつ該回
転指数(S)の10倍以下の回転数で回転させながらイン
フレーシヨン成形することを特徴とする異方性の改善さ
れた熱液晶ポリマーフイルムの成形方法に存する。
但し、 本発明に使用し得る熱液晶ポリマーとしては溶融成形が
可能で溶融時に液晶性を示すポリマーであればいかなる
ものでも良いが、例えば下記〔I〕〜〔V〕のポリエス
テル、即ち〔I〕実質的な構造単位が、 からなるもの。
からなるもの。
(式中XはC1〜C5の炭化水素基、ハロゲン原子、アルコ
キシ基又はフエノキシ基を示す)、 (式中Yは、O、S、SO2、CO、アルキレン基、又はア
ルキリデン基又はなしを示し、R1〜R8は水素原子、ハロ
ゲン原子又は炭化水素基を示す)からなるもの。
(式中XはC1〜C5の炭化水素基、ハロゲン原子、アルコ
キシ基又はフエノキシ基を示す)、 (式中Yは、O、S、SO2、CO、アルキレン基又はアル
キリデン基又はなしを示し、R1〜R8は水素原子、ハロゲ
ン原子又は炭化水素基を示す)からなるもの。
〔V〕一般式(J)で表わされるジカルボン酸ニツト、 (式中、R1の少なくとも60モル%以上は1,4−フエニレ
ン基であり、40モル%以下が1,4−フエニレン基以外のC
6〜C16の2価の芳香族炭化水素基、C4〜C20の2価の脂
環式炭化水素基またはC1〜C40の2価の脂肪族炭化水素
基を示す。但し、芳香族炭化水素基(1,4−フエニレン
基を含めて)のベンゼン環の水素原子はハロゲン原子、
C1〜C4のアルキル基またはアルコキシ基で置換されてい
てもよい) 一般式(K)で表わされるグリコールユニツト −O−R2−O− ……(K) (式中、R2はC1〜C20の2価の脂肪族炭化水素基またはC
4〜C20の2価の脂環式炭化水素基を示す)および一般式
(L)で表わされるオキシカルボン酸ユニツト (式中、R3の少なくとも60モル%以上は1,4−フエニレ
ン基であり、40モル%以下が1,4−フエニレン基以外のC
6〜C16の2価の芳香族炭化水素基を示す。但し、芳香族
炭化水素基(1,4−フエニレン基を含めて)のベンゼン
環の水素原子はハロゲン原子、C1〜C4のアルキル基また
はアルコキシ基で置換されていてもよい) からなるが、 オキシカルボン酸ユニツト(L)の一部はグリコールユ
ニツト(K)の一部とエーテル結合により結合して一般
式(M) (式中、R2およびR3は(K)および(L)式におけるR2
およびR3と同意義である) で表わされるユニツトを構成している場合もあり、 ジカルボン酸ユニツト(J)の含有量が10〜40モル%で
あり、 ジカルボン酸ユニツト(J)とオキシカルボン酸ユニツ
ト(L)の合計量に対するオキシカルボン酸ユニツト
(L)の割合(L)/(J)+(L)が30〜80モル%で
あり、 グリコールユニツト(K)とオキシカルボン酸ユニツト
(L)の合計量に対するオキシカルボン酸ユニツト
(L)の割合(L)/(K)+(L)が30〜80モル%で
あり、 グリコールユニツト(K)に対するユニツト(M)の割
合(M)/(K)が0〜50モル%であり、 フエノールとテトラクロルエタンの1:1(重量比)の混
合液中の0.5g/dlの濃度で30℃で測定した対数粘度ηinh
が0.4dl/g以上である共重合ポリエステルであるもの。
等が挙げられる。
また更に、上記したもののほか、下記〔IV〕〜〔XX〕の
ポリエステル、即ち〔VI〕実質的な構造単位が (式中X及びYは−H、−Cl、−Br又は−CH3を示し、
Zは を示す)からなるもの。
(式中X及びYは−H、−Cl又はCH3を示す)からなる
もの。
からなるもの。
からなるもの。
からなるもの。
からなるもの。
からなるもの。
からなるもの。
からなるもの。
(式中XはCl、Br、CH3を示す)からなるもの。
からなるもの。
からなるもの。
からなるもの。
からなるもの。
等が挙げられる。中でも(I)〜(V)に示したものが
好適に用いられる。
本発明において、熱液晶ポリマーとしてポリエチレンテ
レフタレートとヒドロキシ安息香酸又はアセトキシ安息
香酸をアシル化剤の存在下及び必要に応じて触媒の存在
下で接触、反応させて共重合オリゴマーを生成させた後
に、重合して得られる共重合ポリエステルが特に好まし
い。アシル化剤としては無水酢酸が好ましく、その使用
量としてはヒドロキシ安息香酸の1.25倍以上が好適であ
る。
上記共重合ポリエステルの製造法としては、例えば、ポ
リエチレンテレフタレートとヒドロキシ安息香酸をアシ
ル化剤と共に反応容器に入れ、130〜250℃で30分以上、
好ましくは1〜3時間反応させ共重合オリゴマーを得、
次いで240〜300℃で重合させ生成物を得る。
または、ポリエチレンテレフタレートとヒドロキシ安息
香酸をまず130〜250℃で30分以上、好ましくは1〜3時
間反応させ共重合オリゴマーとした後、アシル化剤を加
え100〜250℃で30分以上反応させアシル化を行ない、次
いで240〜300℃で重合し生成物を得ることもできる。
この際、各段階で適当な触媒を使用することができる。
共重合オリゴマーの生成段階で錫化合物(例えば、酢酸
第一錫)が有効であり、最後の重合反応では亜鉛化合物
(例えば、酢酸亜鉛)が有効である。触媒の添加量は生
成ポリマーに対し50〜5000ppm、好ましくは200〜2000pp
mである。
上記共重合ポリエステル製造するためのポリエチレンテ
レフタレートとヒドロキシ安息香酸との原料供給割合は
ポリエチレンテレフタレート5〜35モル%に対し、ヒド
ロキシ安息香酸95〜65モル%の割合で好適に用いられ
る。
また、本発明に使用されるインフレーシヨンフイルム成
形装置としては通常、用いられる形式のものならいづれ
でも使用可能であるが、成形ダイは通常のサーキユラダ
イとは異なり、環状ダイと中子とを相互に反対方向に回
転できる回転ダイが用いられる。本発明で用いられるダ
イの一例を第1図に示す。
第1図において、該ダイは環状スリツト(1)を介して
相互に反対方向に回転させ得る可動ダイリツプ(2)及
び中子(3)並びに該環状スリツト(1)に熱可塑性樹
脂を供給する樹脂流路(4)から構成されている。
本発明においては、熱可塑性樹脂を上記した回転ダイを
装着したインフレーシヨンフイルム成形装置を用いて特
定の成形条件で成形する。
まず、インフレーシヨンフイルム成形装置において、可
動ダイリツプ(2)と中子(3)を逆方向に回転させて
いるため環状スリツト(1)から押出されたフイルムは
押出方向と回転方向の複合された方向に配向することと
なるので、フイルム全体としては斜めに分子配向したフ
イルムが得られる。このフイルムの分子配向の程度は可
動ダイリツプ及び中子の回転数、樹脂の押出速度及び引
取速度等を調節することにより、適宜選択決定される。
本発明においては、フイルムの引張強度が優れたフイル
ムを製造するために、可動ダイリツプ(2)及び中子
(3)の回転数(可動ダイリツプ、及び中子を同時に反
対方向に回転させる場合には両者の回転数の和、あるい
はいずれか一方のみを回転させるときはその回転数)
を、下記(1)式で示される回転指数(S)の値以上
で、且つ、S値の10倍以下、好ましくはS値の1.2倍〜1
0倍、さらに好ましくはS値の3倍〜10倍の範囲内に調
節して行う。
ここで S =回転指数 G =環状スリツトの幅(m/m) MFI=成形温度におけるメルトフローインデツク
ス (g/10分) t =フイルムの厚み(m/m) BUR=ブローアツプ比 D =環状スリツトの径(m/m) を表す。
なお、上記の回転指数(S)は本発明の成形操作条件の
重要な指数であり、使用樹脂の流動性(MFI)、フイル
ム厚み(t)、ブローアツプ比(BUR)、使用ダイのス
リツト幅(G)及びスリツト径(D)により、必要な最
低トータル回転数(r.p.m.)を規定するものである。
上記に規定した回転数が回転指数(S)よりも小さな回
転数の場合には得られるフイルムの強度は、従来の高ブ
ローアツプ比での成形品と大差がなく、本発明の効果を
十分発揮し得ない。また、該回転数が回転指数(S)の
10倍より多い場合には、熱液晶分子が横方向に過度に配
向を受け物性が低下し、更に成形装置の耐久性の点から
やや問題となる恐れがあり好ましくない。
また、樹脂の押出速度及び引取速度は通常インフレーシ
ヨン成形で行われる程度の速度とされる。
上記熱液晶ポリマーを用いてインフレーシヨン成形する
際の成形温度は熱液晶ポリマーのメルトフローインデツ
クスが20g/10分以下、好ましくは0.02〜20g/10分、更に
好ましくは0.2〜10g/10分の範囲になる温度で行なわれ
る。メルトフローインデツクスが上記上限より大きいと
バブルの安定性が不良となり、好ましくない。
本発明において、メルトフローインデツクスとは上記熱
液晶ポリマーをインフレーシヨン成形温度においてJIS
K 6760に準拠して測定した値(g/10分)である。
本発明では、上記した通りインフレーシヨン成形時にブ
ローアツプ比を上げることにより不利を解消するもので
あるが、本発明に用いられるブローアツプ比は0.6〜
5、好ましくは1〜3の範囲であれば低くてもかまわな
い。
また、ダイの径(D)としては、上記ブローアツプ比と
製品幅との関係で範囲は決まり、特に制限はない。
さらに成形されるフイルムの厚み(t)としては、2〜
300μ、好ましくは5〜200μの範囲である。
実施例1 (1) 熱液晶ポリマーの製造法 ポリエチレンテレフタレートオリゴマー(ηinh=0.11d
l/g)19.2kg(100モル)とp−ヒドロキシ安息香酸55.2
kg(400モル)、及び無水酢酸40.8kgおよび酢酸第一錫2
2.32kgを攪拌機をついた重合槽に仕込み、窒素で3回パ
ージした後、重合槽を150℃に加熱し、1時間攪拌し、
酢酸を留出させながら170℃で1時間、さらに240℃で1
時間攪拌した。更に重合槽温度を275℃にあげ、酢酸を
留出させながら徐々に減圧し、30分後には0.15mmHgとし
た。次に重合系をN2で常圧に戻し酢酸亜鉛二水和物を4
0.8gを添加した後0.18mmHgの真空内に6時間攪拌し重合
を完了し、重合槽より抜き出しペレタイザーにてペレツ
ト化した。
(2) 熱液晶ポリマーのフイルム製造法 上記で製造した熱液晶ポリマーをモダンマシナリー
(株)製デルサー65φ型押出機に環状スリツト径100mm
φ、環状スリツト幅(ダイリツプのギヤツプ)0.7mmで
且つダイリツプ及び中子を環状スリツトを介して相互に
反対方向に回転できるスパイラル状の回転ダイ(図1に
示す形状の回転ダイ)を取り付けたインフレーシヨン成
形機を用い、成形温度184℃成形温度のMFI 0.3g/10分ブ
ローアツプ比(BUR)1.2、ドラフト率12及び第1表に示
す回転数の条件で50μのインフレーシヨンフイルムを製
造した。得られたフイルムを下記の測定法にて評価し
た。結果を表1に示す。
引張り強度 フイルムを短冊状に切り取り、引張り試験
機にて500mm/分にて引張り、フイルムが切断する時の強
度を読みとる JIS Z 1702 ドラフト率(DR) ρm:溶融時の比容積 ρf:フイルムの比容積 G :ダイギヤツプ t :フイルム厚み BUR:ブロー比 実施例2〜3 実施例1において回転数を表1に示す条件に変化させて
行なつた以外は同様に行なつた。結果を表1に示す。
比較例1〜2 実施例1においてブローアツプ比及び回転数を表1に示
す条件に変化させて行なつたこと以外は同様に行なつ
た。結果を表1に示す。
〔発明の効果〕 本発明の方法によれば成形の難かしかつた熱液晶ポリマ
ーを良好に成形することを可能とし、強度的に方向性の
ないフイルムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法に用いる装置の一例の縦断面図で
ある。 図中1は環状スリツト、2はダイリツプ、3は中子、4
は樹脂流路をそれぞれ示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱液晶ポリマーをインフレーシヨン成形す
    るにあたり、環状スリツトを介して相互に反対方向に回
    転させ得る可動ダイリツプ及び中子並びに環状スリツト
    に熱液晶ポリマーを供給する樹脂流路からなるダイを有
    するインフレーシヨン成形装置を用いて、可動ダイリツ
    プ及び中子を同時に反対方向又は一方のみを下記(I)
    式で示される回転指数(S)の値以上、かつ該回転指数
    (S)の10倍以下の回転数で回転させながらインフレー
    シヨン成形することを特徴とする異方性の改善された熱
    液晶ポリマーフイルムの成形方法。 但し、
JP62006509A 1987-01-14 1987-01-14 熱液晶ポリマ−フイルムの成形方法 Expired - Lifetime JPH0722957B2 (ja)

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