JPS62251121A - ポリフエニレンスルフイド未延伸フイルムの製造法 - Google Patents

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ｑｈ、ポリ−ｐ−フェニレンスルフィトフィルムの
製造法に関する。更に詳しくは、λ軸延伸配向時にいわ
ゆる耳割れ等による破断の少ないポリ−ｐ−フェニレン
スルフィドフィルムの未延伸フィルムの製造法に関する
。

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕近年汎
用の工業用素材としては、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いるが、省エネルギー、機器
の小型軽量化、信頼性の向上のためにポリエチレンテレ
フタレートよりも耐熱性の良いフィルムが求められてい
る。

この目的に合致するフィルムとして最近ポリ−ｐ−フェ
ニレンスルフイドフイルムが注目をあびている。ポリ−
ｐ−フェニレンスルフィトフィルムは１本質的に耐熱性
に優れているが、ポリエチレンテレフタレートに比べて
結晶化速度が速く、単に通常のフィルム状に成形する方
法では、二軸延伸配向熱固定して、熱的、機械的特性、
寸法安定性、平面性、厚み斑に優れたフィルムとするこ
とは、困難であるという欠点を有している。つまりポリ
−ｐ−フェニレンスルフィドフィルムを、ポリエチレン
テレフタレートで常用されている方法で未延伸フィルム
を製造スると、ポリ−ｐ−フェニレンスルフィドフィル
ムの結晶化速度が早いため端部が結晶化してしまい、縦
延伸時端部が延伸されず耳割れ等による破断が生じてし
まうという欠点を有している。この問題の解決のために
結晶化した端部のみを、ナイフ刃ないしはレーザー元で
カットする方法があるが、ナイフ刃による場合には、時
間と共に、刃の切れ味が悪くなシ、ノツチが入り、縦延
伸時破断が多発するようになり、つはｐ縦延伸不能とな
る。従って、工業的規模でポリ−ｐ−フェニレンスルフ
ィドを生産する為には、安定して延伸出来る事が不可欠
の条件であシ、これが回部とならない限シ、コスト低減
は難かしく、産業用として使用するには不適である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記のごとき問題点を解決すべく鋭意検討の結果、静電
印加密着法と液体塗布密着法とを巧みに組合わせること
により、前記問題を解決出来ること、が判明し本発明に
到達した。

すなわち本発明の要旨は、ポリフェニレンスルフィドの
溶融物をダイスよりシート状に押し出した後、密着液を
塗布した冷却ドラムにキャスティングすると共に、静電
印加密着させることを特徴とするポリフェニレンスルフ
ィド未延伸フィルムの製造法に存する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明にいう原料ポリフェニレンスルフィドとは、ポリ
マーの繰シ返し単位の主成分が式−１日）で表わされる
構造を有し、かつ核ポリマーのメルトフロー値（ＡＳＴ
ＭＤ−／コ３ｔ−７θに従って荷重５ｔ６）を使用し、
Ｊ　／　ｊ、４℃で測定しｔ／１０分単位で表わした値
）が２０−９０の範囲にあるものを意味する。本発明で
は特に主ルチ以上となるよう下記のような構造単位を有
するもので共重合されているのが好ましい。

億〉・（防・チ （６））ＳＯ鵞舎Ｓチ 特に好ましい共重合物は、共重合ポリフェニレンスルフ
ィド中のポリ−ｐ−フェニレンスルフィド含有量をりＯ
モルチより低くｒｏモルチより高くしたものである。共
重合ポリフェニレンスルフィド中のｐ−フェニレンスル
フィドの含有量が８０モル係より低Ｉい場合は１本願発
明の目的に一層合致するような結晶化速度の低下を得る
ことができ、ポリ−ｐ−フェニレンスルフイド単独に比
べて格段に優れたものができる。一方弁重合量が一〇モ
ルチ以上となると、融点の低下が大きすぎて、フィルム
の耐熱性が低下する。

高重合度のポリフェニレンスルフィドは芳香族ジハロゲ
ン化物を硫化して合成する方法、チオフェノール塩との
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ことが好ましい。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更に好ま
しい。又、共重合されたポリフェニレンスルフィドとし
ては、ｐ−ジハロベンゼン以外に例工ばｍ−ジハロベン
ゼンを混在させることにより得られる。

メルトフローとポリマーの溶融粘度とは完全な一義的関
係にはないがメルトフローコθ〜りＯはおおよそ３００
℃剪断速度２００（秒）　のもとで溶融粘度コ万ボイズ
〜／千ポイズに対応している。また重合度に関しては、
ポリフェニレンスルフィドが常温で一般の有機溶媒に全
く溶解しないため測定することが容易でなく、また共重
合組成、架橋度などによって大きく異なるため、正確な
数値は不明であるがおおよそ５θからｉ、ｏ　ｏθ程度
である。

本発明に用いる前記原料は、上記の高重合度ポリフェニ
レンスルフィドの他に、全組成物に対してｊ　ｗｔ％程
度以下のポリマー組成物（例えば、ポリアリレンスルフ
ィド、ボリアリレート、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、含フツ素ポリマー、ポ
リイミドなど）及び／又は／　Ｏｗｔ％程度以下の有機
もしくは無機のフィラー類（例えば、グラスファイバー
、カーボンファイバー、タルク、酸化チタン、酸化ケイ
素、カーボンブラック、クレイ、マイカ、アスベスト、
金属粉末など）を含むことができる。また酸化防止剤、
熱安定剤、滑剤、核形成剤、紫外線吸収剤などの添加剤
を通常添加され得る程度添加することができる。上記の
量を超えて他のポリマー、フィラーなどを含むと、得ら
れるフィルムの低温の靭性が損なわれる。

本発明において、高重合度ポリフェニレンスルフィドに
他の組成物を配合する方法は、各組成物の粒体、粉末あ
るいは、ベレットをＶ型ブレンダー、スーパーミキサー
などの混合装置を用いて混合し、直接溶融成形プロセス
に供給しても良いしまたエクストルーダー、コニーダー
などで溶融混合しペレット化して、溶融成形プロセスに
供給してもよい。

かくして得られた原料ポリフェニレンスルフィド組成物
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。

生の一因となるものでエクストルーダー等のホツバ−内
を９索、二酸化炭素などの不活性ガスで置換するのが好
ましい。

ｔた、エクストルーダーを用いて溶融押出を行なう場合
には原料組成物に有機金属塩に代表される滑剤を０，０
　／〜θ、ｊｖｔ％添加しておくことによって、エクス
トルーダーのバレル内の固体輸送ゾーンにおける剪断発
熱が減少する結果、ポリフェニレンスルフィド特有のゲ
ルの発生が抑制されるので極めて好ましい。

また、ポリフェニレンスルフィド製造時に生成するＮａ
Ｃ１が残存するとブツの原因となるため、エクストルー
ダーにて押出しフィルム化する際には、原料中のＮａ０
ｔを０１５ｗｔ％以下、更に好ましくは０．／ｖｔチ以
下、最も好ましくはＯ０θｊｗｔ％以下にしなければガ
らない。

溶融されたポリフェニレンスルフィド組成物は、スリッ
ト状のダイ（例えばＴダイ、サーキュラ−ダイなど）か
ら連続的に押し出され、続いて該組成物の主成分たる高
重合度ポリフェニレンスルフィドのガラス転移温度以下
の温度まで冷却ドラム（キャストドラム）上で急冷固化
する。

その際キャストドラムとポリフェニレンスルフィドフィ
ルムとの密着性を良くする為に溶融ポリマーとドラムの
接点付近にポリマーに静電荷を印加し、係る静電荷とド
ラム表面に誘導された誘導電荷との間にクーロン引力に
よって、溶融ポリマーをドラム表面に密着させ、ポリマ
ーの冷却を促進する方法いわゆる静電印加密着法を採用
することが必要である。この際静電印加による密着性を
向上せしめるためにポリフェニレンスルフィドポリマー
の３０Ｏ℃溶融状態での比抵抗（ρＶ）が／×１０９Ω
・ｍ以下、好ましくは／×１０”Ω・ｍ以下である事が
望まれる。

しかしながら静電印加密着法では、ドラムとの放電を防
ぐためには電極をフィルム巾より狭くする必要がある。

一般にポリエチレンテレフタレートのごとき結晶化の遅
いフィルムにおいては、フィルムの中央部が密着してい
れば、必然的に両端部も密着させることが出来るのに対
し、ポリフェニレンスルフィドフィルムにおいては、結
晶化速度が早いため静電密着の電極のないフィルム両端
部においては、密着不良となシ場合によっては白化して
しまう。このように両端の白化したフィルムは、次の延
伸工程において延伸不能とかってしまい配向フィルムを
形成することが出来ないものである。

従って本発明においてはポリフェニレンスルフィド溶融
物をキャスティングする際静電印加密着法と同時にドラ
ム上に密着液体を塗布して液体塗布法を併用することを
必須とするものである。液体塗布をする部分としては、
ドラム全面に均一に塗布することも可能であるが、静電
印加密着法において電極がカバーしきれないフィルム両
端部のみ籟布することも好ましい。塗布する密着液体と
しては、公知の液体を用いれば良く、例えば、沸点が７
５０〜２２０℃でかつ常温における表面張力がｓ　ｏ　
ｄｙｎ　／ｃｒｒＬ以下のアルコール類（ｎ−ヘキサノ
ール、ｎ−オクタツール、エチレングリコール、トリメ
チレンゲリコール弊）又、これらアルコール類にノニオ
ン、アニオン、カチオンおよび両性表面活性剤の適宜量
を添加したものでもよい。また、オイル状物、例えば植
物油、鉱油、シリコンオイル等を塗布することも好まし
い。また、沸点／！０−．２．２０℃で常温における表
面張力５Ｏｄｙｎ／ｃｍ以下のアルコール類以外の有機
液体例えば、ノナン、デカン、イソプロピルベンゼン、
ブチルベンゼン、デカリン、テトラリン等の脂肪族、芳
香族および脂環式炭化水素、あるいはｍ−ジクロロベン
ゼン等のそれらの置換体、酪酸、吉草酸等のカルボン酸
、安息香酸メチル、安息香酸エチル、マロン酸ジエチル
等のカルボン酸エステル、アシルエーテル、アニソール
等のエーテル類、シクロヘキサノン等のケトン類、カプ
ロニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル化合物、アニ
リン、０−トルイジン等のアミン知力とを用いることも
好ましい。また、水単独、もしくはメチルセロソルブ、
エチルセルソルブ、イソプロピルセロソルブ、ｎ−プロ
ピル七ロソルブ、イソブチルセロソルブ、ｎ−ブチルセ
ロソルブ、イソアミルセロソルブ、ジエチレングリコー
ルエチルエーテル等と水の混合物等も用いられる。

密着液体の塗布は、スプレーノズルを用いる等の従来公
知の方法に従って行えばよい。

また、キャスティング時のフィルムの中央部に対する両
端部の厚さの比を２．０以下とするならば、フィルム両
端部の結晶化を一層効果的に防止できるので好ましい。

フィルム中央部に対する両端部の厚さの比をコ、θ以下
にする方法としては、ダイスのリップクリアランスをた
いこ状にする方法、ダイスの両端部にネックダウンを少
なくするための防止板を増シつけるとか。

可能な限りダイスとキャスト棒のエアーギャップを狭く
するとかの方法等公知の手段を単独もしくは組み合わせ
て用いれば良い。

また、ポリフェニレンスルフィドの製膜におけるキャス
トドラムの表面湯度に関しては３０℃以下の温度が提案
されている（％開ｊｇ−ＪｐｕＪｔｔ公報参照）。

しかしながら、本発明者等の検討によれば、３０℃以下
では、フィルムがキャストドラム上で滑ってしまうため
静電印加密着が不十分となり、冷却効率が低下して逆に
結晶化が進むことがあることが判明した。一方冷却温度
が高！すぎても、結晶化が進行し、延伸工程が不可能と
なる。それ故冷却ドラムの温度としてはＴｇ　−４０℃
以上Ｔｇ−／θ℃以下が好ましい。

かくして得られたフィルムは、必要に応じて延伸・熱固
定を行なう事が好ましい。延伸の方法としては、該未延
伸フィルムをｒθ℃〜１２０℃好ましく＃′ｉ／θ℃〜
／１０℃の範囲で一方向にロールあるいはテンタ方式の
延伸機により、２．０−ｊ、０倍延伸し、延伸方向とそ
の直角方向の屈折率の差つまシ物屈折率がＯ，Ｏ３以上
０、Ｊ　Ｏ以下に温度及び／′又は延伸倍率を調整する
。その際／段階で延伸してもよいし、多段階で延伸して
も良い。かくして得られた／軸延伸フィルムを／段目と
直角方向にテンターあるいはロールなどを使用してｒｏ
℃〜ｉｊｏ℃、好ましくはり０℃〜／参θ℃の範囲でへ
！　−、ｒ倍逐次コ軸延伸し、二軸に配向したフィルム
を得る事が出来る。また、該未延伸フィルムを♂Ｏ℃〜
ｉｓｏ℃でコ、θ〜ｊ、θ倍同時２軸延伸して二軸配向
フィルムを得ることも出来る。かくして得られた二軸配
向フィルムをそのまま熱固定に供しても良いが、必要に
応じて再度縦方向及び／又は横方向に再延伸することも
好ましい。

かくして得られた未延伸フィルム、−軸延伸フィルム、
二軸延伸フィルム、再延伸フィルムは、密度を上昇させ
、寸法変化特性、耐熱性、機械的強度などを向上させる
ために／／（１７℃以上融点以下、好ましくはコθθ℃
〜融点以下の温度範囲で／〜ごθ秒間熱収応力がθにな
らない緊張下で熱固定することも好ましい。また必要に
応じてリラックス等を行なってもよい。

このようにして得られたポリ−ｐ−フェニレンスルフィ
ドフィルムは、高温下での電気絶縁用フィルム、包装材
料、内装用カバーフィルム、磁気記録媒体用ベース、写
真フィルム用ベース、コンデンサｍｍ等誘電体ペース、
感熱転写用ベース等に有用である。

〔実施例〕

比較例／、実施例／〜ｊ 高化式フローテスターにて／■φ×１０ｍの口金を使用
し、３θｏ′ｃ２ｏｏ（秒）　の剪断速度で粘度挙動を
測定したところ一２！００ポイズ、非ニュートニアン係
数７．／ｊのポリ−ｐ−フェニレンスルフィド（ｐｐ日
）重合体原料を用い、このポリマーを４１−Ｏｗｒφ押
出機にて口金温度ＳＯＯ℃で押出し、表／に示した種々
の条件で冷却ドラム上ヘキャストし、平均−２００μの
無定形フィルムを得た。静電印加密着法は、０．３１の
電極を用いｊＫＶ印加した。該無定形フィルムをフィル
ム表面湯度り５℃で３．ｊ倍ロールにて縦方向に延伸し
、更に横方向にテンターを用いてタク℃Ｊ、ｊ倍延伸し
たのち、２ｔＯ′ｃ９！秒間熱処理して二軸延伸フィル
ムを得た。この時の各条件による製膜性の違いを表／に
示した。

製膜性は／８尚りの破断回数で示した。

表／より明らかなごとく、静電印加密着法と液体塗布法
を併用し、しかも端部のフィルム厚さを中央部フィルム
厚さのコ、θ以下とし、しかも冷却ドラム温度をＴｇ−
４０℃以下Ｔｇ−／θ℃以下としたフィルムの製膜性が
極めて優れていることが分かる。

実施例６〜／ ｍ−フェニレンスルフィドがｊモ／Ｉ／％、７．２モル
チ、２５モルチ含有された共重合ポリ−ｐ−フェニレン
スルフィド重合体原料を用一実施例ｊと同様にキャステ
ィングし製膜した結果を表／に示す。以上より共重合成
分が１０％を超エタものはポリ−ｐ−フェニレンスルフ
ィト単独系に比べてより好ましい事が分かる。

−１９＝ 〔発明の効果〕 本発明によれば、端部の結晶化を防止してポリフェニレ
ンスルフィドの未延伸フィルムを容易に製造することが
でき、その工業的価値は極めて大きい。

出　願　人　　ダイアホイル株式会社 代　理　人　　弁理士　長谷用　　　−ほか／名

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリフェニレンスルフィドの溶融物をダイスより
   シート状に押し出した後、密着液体を塗布した冷却ドラ
   ムにキャスティングすると共に静電印加密着させること
   を特徴とするポリフェニレンスルフィド未延伸フィルム
   の製造法。
2. （２）フィルム中央部に対する端部のフィルム厚みの比
   が２．０以下、冷却ドラムの温度をＴｇ−４０℃以上Ｔ
   ｇ−１０℃以下とすることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のポリフェニレンスルフィド未延伸フィルム
   の製造法。
3. （３）ポリフェニレンスルフィド中のｐ−フェニレンス
   ルフィド含有量が８０モル％以上９０モル％未満である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   のポリフェニレンスルフィド未延伸フィルムの製造法。