JPS5944968B2 - ポリp−フエニレンスルフイドフイルムの製造法 - Google Patents

ポリp−フエニレンスルフイドフイルムの製造法

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JPS5944968B2
JPS5944968B2 JP54018489A JP1848979A JPS5944968B2 JP S5944968 B2 JPS5944968 B2 JP S5944968B2 JP 54018489 A JP54018489 A JP 54018489A JP 1848979 A JP1848979 A JP 1848979A JP S5944968 B2 JPS5944968 B2 JP S5944968B2
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JP
Japan
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film
stretching
phenylene sulfide
temperature
stage
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敏之 朝倉
弘明 小林
幸男 野口
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリp−フェニレンスルフィドから成る二軸延
伸フィルムの製造法に関するものである。
近年、種々の産業用資材は信頼性の向上、高級化、軽量
化などを目標とし、それに使用されるフィルム素材も耐
熱性や機械特性にすぐれたものが次第に要求される様に
なつてきた。現在二軸延伸されたポリエチレンテレフタ
レートフィルムがそのバランスのよい性能を特徴として
各種の用途に多く使用されている。また特に耐熱性が必
要とされる分野についてはポリイミドフィルムなどが使
用されている。耐熱的にこの両者の中間に位置しまた機
械特性もポリエステルフィルム同等もしくはそれ以上の
フィルムを開発する事は近年の社会的要求に合つたもの
であり、我々は素材としてポリp−フェニレンスルフィ
ドをとり上げフィルム化する検討を行なつた。ポリp−
フェニレンスルフィドはコーティング用途や射出成形用
途に販売されている。
しかしこれらのポリマは重合度が低かつたり、あるいは
高度に熱架橋しておりそのまま高性能のフィルムにする
事は困難である事が判明した。我々は基本構造としてp
−フェニレンスルフィド骨格を持ち、しかも高性能フィ
ルムを得るため直鎖部分の多い高重合度のポリp−フェ
ニレンスルフィドを使用し、しかも二軸延伸熱固定を行
う事により非常にすぐれたフィルムを得る事が出来、ま
た延伸中の密度をある範囲内にしておけぱ機械物性がさ
らに改良し得る事を見い出し、その製造法につき鋭意努
力した結果、本発明に到達した。
すなわち本発明は、一般式゜s−で示される単位を90
モル%以上含むポリp−フニニレンスルフイドから成る
フィルムを製造するに際し、実質上無定形のフィルムを
第1段目の延伸として80〜120℃の範囲で一方向に
2.0〜5.0倍延伸しフィルムの複屈折率を0.05
以上0.30以下にした後、第2段目の延伸として第1
段目の延伸と直角方向へ80〜150℃の範囲で1.5
〜5倍延伸し、次いで180℃以上融点以下で緊張下に
熱固定する事を特徴とするポリp−フエニレンスルフイ
ドフイルムの製造法に関するものである。
本発明に使用する重合本は一般式− S−で示される単位を90%以上含む事が必要であるが
、その重合方法は芳香族ジハロゲン化物を硫化して合成
する方法、チオフエノール塩との脱塩法などがあるが硫
化アルカリとジハロゲン化物を極性溶媒中で高温下に反
応させる方法が好ましい。
特にpジハロベンゼンと硫化ソーダをNメチルピロリド
ン等のアミド系極性溶媒中で反応させる方法が好ましく
、この場合重合度を調整するために、力性アルカリ、カ
ルボン酸アルカリ金属塩などを適宜添加するのはさらに
好ましい。最終フイルムとして耐熱性、機械特性にすぐ
れたフイルムを得るためにはp結合のフエニレンスルフ
イド単位が90%以上、好ましくは95%以上ポリマ中
に存在する事が必要であり90%未満ではポリマの結晶
性が十分でなく、延伸による配向効果も十分でなくすぐ
れたフイルムは得難い。10%未満であれば例えばメタ
結合: ェーテル結合( ビフエニル結合(・ スルホン結合( 一)、置換フエニルスルフイド結合 )ここでRはアルキル、ニトロ、 フエニル、アルコキシ基などである、3官能フエニルス
ルフイド結合([などを共重 合成分として使用してもよい。
ここで使用されるのにふさわしい重合体は溶融粘度とし
ては300℃,200(秒)−1せん断速度下の条件で
100ポイズ以上60万ポイズ以下、さらに好ましくは
300ポイズ以上10万ポイズ以下であり、粘度測定時
に得られるせん断速度とせん断応力のそれぞれの対数値
の傾き(非ニユートニアン係数)が0.8以上2.0以
下である事が好ましい。
つまり極端な低粘度や高粘度のポリマは均一押出しや得
られるフイルムの表面形伏などが好ましくなく、一方、
例えば橋かけ密度や分枝密度が高く非ニユートン係数が
2.0を超す様になるとフイルムの延伸効率、厚みむら
、表面性などに悪影響を与え好ましくない。ここで非ニ
ユートン係数とは下式で定義されるものであり高化式フ
ローテスタや回転型レオメータ等により容易に測定可能
である。,=1一 μ ここで、i=せん断速度、μ=粘度、τ=せん断応力、
n=非ニユートニアン係数を示す。
本発明の方法は本質的には二軸延伸熱固定の方法である
が、その際の延伸温度、倍率、時間などを決定する因子
としてはポリp−フエニレンスルフイドに固有のガラス
転移温度、融点、配向効率、結晶化度などが挙げられる
最も好ましい方法としては、280℃以上400℃以下
の温度で溶融押出し後、冷却ドラム上、水などの冷却液
本中で急冷し実質的に無定形のフイルムを得る。
この場合実質的に無定形とは密度にして1,330未満
、結晶化度にしておよそ15%以下を意味している。こ
のようにして得られたフイルムを80〜120℃、好ま
しくは80〜110℃の範囲で一方向にロールあるいは
テンタ方式の延伸磯により2.0〜5.0倍延伸し延伸
方向とその直角方向の屈折率の差(複屈折率)が0.0
5以上0.30以下に調整すべきものであり高温での低
倍率延伸、低温での高倍率延伸などにより0.05未満
あるいは0.30を越す様なフイルムを咋製すると、前
者の場合は後での熱処理工程中にしわが入つたり、もろ
いフイルムが得られたり 、して好ましくなく、また後
者の場合は延伸中にフィフリル化を起こしたりフイルム
中に微小空孔を生じたりする等実際上不都合な問題が起
きてくる様になり好ましくない。また第1段目の延伸前
にフイルムを結晶化が起こらない範囲で予熱する事はス
ムーズな延伸が出来好ましい。この様にして第1段目の
延伸を終えた1細延伸フイルムを1段目と直角方向へテ
ンタあるいはロールなどを使用して80〜150℃、好
ましくは90〜1400Cの範囲で1.5〜5倍延伸し
、2軸に配向させる事が出来る。この際、2軸延伸直前
のフイルム密度を1,330〜1,350の範囲にして
おくと最終フイルムの物性特に弾性率の向上を行わせる
事が出来る事が判明した。
フイルム密度を1,330〜1,350にする具体的な
方法としては、延伸時の配向によりいわゆる配向結晶化
を起こさせる方法、延伸後の低密度フイルムを加熱する
事により熱結晶化を起こさせる方法がある。特に前者で
密度を上昇させる場合には延伸スピード、延伸温度、ポ
リマ組成が重要であり、延伸スピードは100%/分以
上好ましくは500%/分以上は必要であり、また延伸
温度が高すぎる時は配向結晶化は起こりにくいため80
〜110℃が好ましい。また配向結晶化を有効に起こさ
せるためにはポリマの組成としてp−フエニレンスルフ
イド単位を出来るだけ100モル?に近づける事が望ま
しい。一方熱結晶化により密度を上昇させる場合には結
晶化温度以上に緊張下に所定時間加熱する事により都合
よく行なう事が出来る。結晶化温度は配向伏態によりや
や異なるが100℃以上であり、実際の処理条件として
は100℃〜180℃で1〜300秒程度の範囲内で行
なう事が出来る。第2段延伸直前のフイルム密度が1,
330未満である時にはそれ以上のものに比べ物性が劣
り、また1,350を越す様な時には第2段目の延伸が
フイルム破れ、厚みむら等の不都合な事が起こり易い。
また一方向へ延伸直後のフイルムを好ましくは70℃以
下に冷却する事は最終フイルムの吻性から見て望ましい
。このようにして得られたフイルムを第1段目の延伸と
直角方向に80〜15『Cさらに好ましくは90〜14
0にCにて1.5〜5倍の範囲で第2段目の延伸を行な
うが、この際8『C未満の温度では延伸が困難であり破
れが多発し、一方、150℃を越える様な温度では結晶
化によるフイルムのぜい化、フイルム破れの発生、配向
効率の低下等のトラブルが発生する。また延伸倍率は配
向の効率、フイルム破れなどから1.5〜5倍が適当で
あり、その際のスピードとしては100〜100000
%/分の範囲が好ましい。2軸延伸されたフイルムは密
度を上昇させ、寸法変化特性、耐熱性、機械強度などを
向上させるために180℃以上融点以下、好ましくは2
00〜280℃の範囲で1〜600秒間熱収応力がOに
ならない緊張下で熱固定する必要がある。
この様な熱処理によりフイルム密度は通常1.350以
上に上昇せられるがフイルムは添加物などを含まず、ま
た特に表面を粗面に加工しない状態では本質的に透明で
ある。また必要に応じてリラツクス等を行なつてもよい
。このようにして得られたポリp−フエニレンスルフイ
ドフイルムは高温下での電気絶縁用フイルム、包装材料
、内装用カバーフイルム、磁気テープベース、写真フイ
ルム用ベース、誘電体ベースなどに有用である。
本発明における複屈折率は偏光顕微鏡下で、フイルム中
の配向軸とその直角方向の光線進行の遅れから、遅れ=
厚さ×複屈折率 の関係を用いて容易に測定する事が出
来る。
フイルム密度の測定は臭化リチウム水溶液による密度勾
配管により容易に測定出来る。また本発明のフイルム中
には、耐熱性や機械特性などをそこなわない程度の添加
剤、充填剤、ブレンドポリマなどを含んでいてもさしつ
かえない。
実抱例 1〜6、比較実悔例 1〜2オートクレーブ中
にNメチルピロリドンをモル比にして70、疏化ソーダ
9水塩0.98、酢酸リチウム0.8を仕込み窒素気流
中200℃まで徐々に加熱し脱水を行なつた。
この系にp−ジクロルベンゼンをモル比で1仕込み封を
した後窒素で4kg/〜に加圧し、270℃の内温にて
撹拌下5時間反応させた。この時内圧は15立/dまで
上昇した。反応終了後内容物を水中へあけ、熱水、アセ
トンで洗浄をくり返し乾燥後白色粉末伏のポリマを約7
5%の収率で得た。得られたポリマを高化式フローテス
タにて1muφ×10mmの口金を使用し、300′C
l2OO(株)4のせん断速度で粘度挙動を測定したと
ころ、2500ポイズ、非ニユートニアン係数1.15
であつた。このポリマをセミラピツド型スクリユ一を使
用し30mmφ押出磯にて口金温度300℃で押出し、
表面温度20゜Cの回転ドラム上へキヤストし平均25
0μの密度1,327を有する無定形のフイルムを得た
。このフイルムをT.M.LOng社のフイルムストレ
ツチヤ一により種々の方法で延伸、さらに熱固定し、そ
の結果を比較例とともに表1に示し本発明のすぐれてい
る事を示す。なお熱固定は250℃にて定長下60秒間
行なつた。またリラツクスは行なわなかつた゜実瘤例
7〜8 実瘤例1と同様にして(但しトリクロルベンゼンを0.
002モルの比でp−ジクロルベンゼンに加えて添加し
た)ポリp−フエニレンスルフイドを得た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式▲数式、化学式、表等があります▼で示され
    る単位を90モル%以上含むポリp−フェニレンスルフ
    ィドから成るフィルムを製造するに際し、実質上無定形
    のフィルムを第1段目の延伸として80〜120℃の範
    囲で一方向に2.0〜5.0倍延伸しフィルムの複屈折
    率を0.05以上0.30以下にした後、第2段目の延
    伸として第1段目の延伸と直角方向へ80〜150℃の
    範囲で1.5〜5倍延伸し、次いで180℃以上融点以
    下で緊張下に熱固定する事を特徴とするポリp−フェニ
    レンスルフィドフィルムの製造法。 2 第2段目の延伸直前のフィルム密度が1,330〜
    1,350である特許請求の範囲第1項記載のポリp−
    フェニレンスルフィドフィルムの製造法。
JP54018489A 1978-04-28 1979-02-21 ポリp−フエニレンスルフイドフイルムの製造法 Expired JPS5944968B2 (ja)

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US06/032,726 US4286018A (en) 1978-04-28 1979-04-23 Biaxially oriented poly-p-phenylene sulfide films
DE2954525A DE2954525C2 (ja) 1978-04-28 1979-04-26
GB7914550A GB2019770B (en) 1978-04-28 1979-04-26 Biaxially oriented poly-p-phenylene sulphide films
DE19792916841 DE2916841A1 (de) 1978-04-28 1979-04-26 Biaxial orientierte poly-p-phenylen- sulfidfolie und deren verwendung
FR7910940A FR2433029A1 (fr) 1978-04-28 1979-04-27 Films de sulfure de poly-p-phenylene biaxialement orientes
FR7924347A FR2432529A1 (fr) 1978-04-28 1979-09-28 Films de sulfure de poly-p-phenylene produits par allongement biaxial

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