JP2008266600A - 二軸配向フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】
耐湿熱性および絶縁破壊特性に優れた二軸配向フィルムを提供すること。
【解決手段】
ポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)および相溶化剤(d)を含むフィルムであり、フィルム中のポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和に対するそれぞれの含有量が(a)50〜98重量%、(b)1〜30重量%、(c)0.1〜30重量%の範囲であり、ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)がそれぞれ分散相を形成し、ポリイミド(b)の平均分散径が1〜50nm、ポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散径が50〜500nmの範囲であり、耐湿熱試験によるフィルムの伸度半減期が30時間以上120時間以下である二軸配向フィルム。
【選択図】 なし
耐湿熱性および絶縁破壊特性に優れた二軸配向フィルムを提供すること。
【解決手段】
ポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)および相溶化剤(d)を含むフィルムであり、フィルム中のポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和に対するそれぞれの含有量が(a)50〜98重量%、(b)1〜30重量%、(c)0.1〜30重量%の範囲であり、ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)がそれぞれ分散相を形成し、ポリイミド(b)の平均分散径が1〜50nm、ポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散径が50〜500nmの範囲であり、耐湿熱試験によるフィルムの伸度半減期が30時間以上120時間以下である二軸配向フィルム。
【選択図】 なし
Description
本発明は優れた耐湿熱性および絶縁破壊特性を有する二軸配向フィルムに関する。特に、本発明のフィルムは電気絶縁用、コンデンサ用、包装用、インクリボン用、回路基板用、太陽電池用などの各種工業材料用フィルムとして好適に使用可能な二軸配向フィルムである。
ポリエステルフィルムは優れた機械特性、熱特性、電気特性、表面特性、また耐熱性などの性質を利用して、磁気記録媒体用、電気絶縁用、コンデンサー用、包装用、各種工業材料用など種々の用途に用いられている。これら用途における高品質化の下で、特に高温環境下での寸法安定性や耐熱性、耐湿熱性の向上などが要求されている。しかし、例えばエチレンテレフタレート単体からなるポリエステルフィルムは、高温環境下での寸法安定性や耐熱性、耐湿熱性が十分ではない場合がある。
近年、ポリエステルフィルムの耐熱性を高めるために、ポリエステルに他の熱可塑性樹脂をブレンドするなどの方法が検討されている。
ポリエステルとポリイミド系樹脂のブレンド物については、ポリイミド系樹脂分率の増加に伴って耐熱性の指標となるガラス転移温度が上昇することがある(例えば特許文献1)。
しかしながら、ポリエステルとポリイミドとからなる組成物は、ポリエステル単体の場合に比べるとガラス転移温度付近(100〜120℃)での熱寸法安定性、150〜200℃付近の高温での機械的長期耐熱性には優れているものの(例えば特許文献2)、140℃80%RHにおける耐湿熱性については不十分である場合がある。耐湿熱性が不十分な場合、例えば、近年、開発が行われている冷媒などを使用する電動カーエアコンのモーター絶縁用フィルムなどでは、高温環境下での連続使用中にフィルムが劣化してしまい、絶縁性を損失するなどの問題が発生する場合があるため、好ましくない。
ポリフェニレンスルフィドを主とするポリアリーレンスルフィド樹脂とポリエチレンテレフタレートを主とするポリエステル樹脂およびポリエーテルイミドを主とするポリイミド樹脂からなるフィルムにおいて、耐湿熱性が従来比向上したフィルムが提案されている。しかしながら特許文献3によるフィルムは未だ耐湿熱性が不十分であり、またフィルム中各樹脂の分散が不十分である場合があり、製膜性に劣る場合がある(例えば特許文献3)。
米国特許第4141927号明細書
特開平14−245857号公報
特開2006−169512号公報
本発明は優れた耐湿熱性および絶縁破壊特性を有する二軸配向ポリエステルフィルムを得ることを目的とする。また、高温環境下または高湿度環境下において優れた寸法安定性を発揮し、製膜生産安定性に優れる二軸配向ポリエステルフィルムを得ることを目的とする。
本発明者らは、主として、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。
(1) ポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)および相溶化剤(d)を含むフィルムであり、フィルム中のポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和に対するそれぞれの含有量が(a)50〜98重量%、(b)1〜30重量%、(c)0.1〜30重量%の範囲であり、ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)がそれぞれ分散相を形成し、ポリイミド(b)の平均分散径が1〜50nm、ポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散径が50〜500nmの範囲であり、耐湿熱試験によるフィルムの伸度半減期が30時間以上120時間以下である二軸配向フィルム。
(2) フィルム中のポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和に対してポリエステル(a)の含有量が(a)50〜90重量%の範囲であり、ポリアリーレンスルフィド(c)の含有量が(c)1〜30重量%の範囲であり、耐湿熱試験によるフィルムの伸度半減期が60時間以上120時間以下である(1)に記載の二軸配向フィルム。
(3) フィルム中に含有されるポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)の重量比が以下の式を満たす(1)または(2)に記載の二軸配向フィルム。
0.01 ≦c/b ≦ 3.0
(4) フィルム中、ポリイミド(b)又はポリアリーレンスルフィド(c)の分散界面相に、ケイ素原子(Si)が含まれてなる(1)〜(3)のいずれかに記載の二軸配向フィルム。
(5) ポリエステル(a)がポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートまたはそれらの変性体である(1)〜(4)のいずれかに記載の二軸配向フィルム。
(6) ポリイミド(b)がポリエーテルイミドである(1)〜(5)のいずれかに記載の二軸配向フィルム。
(7) ポリアリーレンスルフィド(c)がポリフェニレンスルフィドである(1)〜(6)のいずれかに記載の二軸配向フィルム。
(8) 磁気記録媒体として用いられる(1)〜(7)のいずれかに記載の二軸配向フィルム。
(1) ポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)および相溶化剤(d)を含むフィルムであり、フィルム中のポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和に対するそれぞれの含有量が(a)50〜98重量%、(b)1〜30重量%、(c)0.1〜30重量%の範囲であり、ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)がそれぞれ分散相を形成し、ポリイミド(b)の平均分散径が1〜50nm、ポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散径が50〜500nmの範囲であり、耐湿熱試験によるフィルムの伸度半減期が30時間以上120時間以下である二軸配向フィルム。
(2) フィルム中のポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和に対してポリエステル(a)の含有量が(a)50〜90重量%の範囲であり、ポリアリーレンスルフィド(c)の含有量が(c)1〜30重量%の範囲であり、耐湿熱試験によるフィルムの伸度半減期が60時間以上120時間以下である(1)に記載の二軸配向フィルム。
(3) フィルム中に含有されるポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)の重量比が以下の式を満たす(1)または(2)に記載の二軸配向フィルム。
0.01 ≦c/b ≦ 3.0
(4) フィルム中、ポリイミド(b)又はポリアリーレンスルフィド(c)の分散界面相に、ケイ素原子(Si)が含まれてなる(1)〜(3)のいずれかに記載の二軸配向フィルム。
(5) ポリエステル(a)がポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートまたはそれらの変性体である(1)〜(4)のいずれかに記載の二軸配向フィルム。
(6) ポリイミド(b)がポリエーテルイミドである(1)〜(5)のいずれかに記載の二軸配向フィルム。
(7) ポリアリーレンスルフィド(c)がポリフェニレンスルフィドである(1)〜(6)のいずれかに記載の二軸配向フィルム。
(8) 磁気記録媒体として用いられる(1)〜(7)のいずれかに記載の二軸配向フィルム。
本発明の二軸配向フィルムは、異物が少なく、優れた耐湿熱性および絶縁破壊特性を有するため、電気絶縁用途、コンデンサ用途、包装用途、インクリボン用途、回路基板用途、太陽電池用途などの各種工業材料用フィルムとして、その工業的価値は極めて高い。
本発明の二軸配向フィルムは、ポリエステル(a)にポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)および相溶化剤(d)を含むフィルムである。
本発明の二軸配向フィルムはポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)を含有し、かつ、それらの含有量が、フィルム中のポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和に対して(a)50〜98重量%、(b)1〜30重量%、(c)0.1〜30重量%を満たすことにより、フィルムに優れた耐熱性、絶縁破壊特性を付与することができる。
本発明でいうポリエステル(a)とは、主鎖中にエステル結合を有する重合体であり、ジオールとジカルボン酸あるいはそのエステル形成性誘導体の縮重合により得られるポリマーを少なくとも80重量%含有するポリマーである。好適には芳香環を重合体の連鎖単位に有する熱可塑性ポリエステルが挙げられ、具体的には通常、芳香族ジカルボン酸(あるいはそのエステル形成性誘導体)とジオール(あるいはそのエステル形成性誘導体)および/またはヒドロキシカルボン酸とを主成分とする縮合反応により得られる重合体ないしは共重合体が挙げられる。
ここでジカルボン酸とは、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバチン酸あるいはそのエステル形成性誘導体などで代表されるものであり、また、エステル形成性誘導体とは、テレフタル酸ジメチル、イソフタル酸ジメチル、フタル酸ジメチルなどである。これらのジカルボン酸は2種以上併用することもできる。一方、ジオールとは、エチレングリコール、ブタンジオール、プロパンジオール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノールなどで代表されるものである。これらのジオールは2種以上併用することもできる。
具体的なポリマーとしては、例えば、ポリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリエチレン−p−オキシベンゾエート、ポリ−1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートなどを使用することができる。
勿論、これらのポリエステルは、ホモポリマーであっても、コポリマーであってもよく、コポリマーの場合、共重合成分として、例えば、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレングリコールなどのジオール成分、アジピン酸、セバチン酸、フタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などのジカルボン酸成分、ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸などのヒドロキシカルボン酸成分を含有していても良い。
フィルムがポリエステルを主成分とすることにより、機械特性、熱特性、電気特性、表面特性、耐熱性などの観点において優れる。
本発明で用いられるポリエステル(a)の固有粘度は、ポリイミドおよびポリアリーレンスルフィドとの溶融混練性、製膜性、溶融熱安定性の観点から、好ましくは0.55〜2.0dl/g、より好ましくは0.6〜1.4dl/g、特に好ましくは0.65〜1.3dl/gである。
本発明の二軸配向フィルムは、ポリエステルを主成分とする。本発明では、このことをフィルム中のポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和に対し、50〜98重量%のポリエステルを含むことと定義する。
本発明の二軸配向フィルム中のポリエステルの含有量が上記範囲未満であると、機械特性、熱特性、電気特性、表面特性、耐熱性、加工性が悪化する。上記範囲を越えると寸法安定性、耐熱性および耐湿熱性が悪化する。本発明の二軸配向フィルム中のポリエステルの含有量は、フィルム中のポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和に対し、好ましくは50〜90重量%、より好ましくは60〜88重量%、さらに好ましくは65〜85重量%である。
上記ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETという)、ポリエチレン−2,6−ナフタレート(以下PENという)、ポリプロピレンテレフタレート(以下PPTという)、ポリブチレンテレフタレート(以下PBTという)および/またはこれらの共重合体および/またはこれらの変成体を含有することがより好ましい。特に好ましくはPETまたはPENである。
PETまたはPENまたはPBTまたはPPTおよび/またはこれらの共重合体を主成分とするフィルムは従来の溶融製膜法を用い、連続製膜可能であり、生産性を高められるため、安価に製造できる場合がある。また、これらのポリエステルは成形性、耐熱性、靭性、表面性などの必要特性に応じて混合物として用いることも実用上好適である。
本発明でいうポリイミド(b)とは、環状イミド基を含有する溶融成形性のポリマーであり、本発明の目的に適合できるものであれば良い。ポリイミド(b)としては、例えば脂肪族、脂環族または芳香族系のエーテル単位と環状イミド基を繰り返し単位として含有するポリエーテルイミドなどが挙げられる。
フィルムがポリイミド(b)を含有することにより、フィルムのガラス転移温度がポリエステルのみからなるフィルムに比べて高くなりやすいため、フィルムに優れた耐熱性、耐湿熱性を付与する。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムはポリイミド(b)をフィルム中のポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和に対して1〜30重量%含有する。ポリイミド(b)の含有量が上記範囲未満であると、フィルムのガラス転移温度上昇が十分でないため、耐熱性、耐湿熱性に劣る。また、上記範囲を超えると、フィルムの製膜性が悪化し、生産コストが高くなったり、分散径を本発明の範囲に制御することが困難になる。ポリイミド(b)の含有量は好ましくは5〜20重量%、より好ましくは8〜15重量%である。
本発明におけるポリイミド(b)は350℃、剪断速度100sec−1における溶融粘度が100〜600Pa・Sであることが好ましい。溶融粘度が100〜600Pa・Sである場合は、ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)の混練性が良くなりやすい。この範囲にある場合、最終的に得られるフィルムにおいて、ポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散径を本発明の規定である50〜500nmに制御しやすい。
本発明におけるポリイミド(b)の温度350℃、剪断速度200sec−1における溶融粘度[b]とポリアリーレンスルフィド(c)の温度350℃、剪断速度200sec−1における溶融粘度[c]とが次式の関係を満たすことが好ましい。
1/3 ≦ [c] / [b] ≦3
ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)の溶融粘度が上記の範囲であることにより、ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)のポリエステル(a)中の平均分散径を本発明の範囲内に制御しやすくなり、フィルム中の異物を低減し、フィルムに優れた耐熱性、耐湿熱性を付与することができる場合がある。
1/3 ≦ [c] / [b] ≦3
ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)の溶融粘度が上記の範囲であることにより、ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)のポリエステル(a)中の平均分散径を本発明の範囲内に制御しやすくなり、フィルム中の異物を低減し、フィルムに優れた耐熱性、耐湿熱性を付与することができる場合がある。
本発明におけるポリイミド(b)は、ポリエーテルイミドであることが好ましい。ポリエーテルイミドは、ポリエステル(a)との相溶性が良好であり、優れた溶融成形性・加工性を有する場合がある。
このようなポリエーテルイミドとしては、例えば、米国特許第4141927号明細書、日本特許第2622678号公報、同特許第2606912号公報、同特許第2606914号公報、同特許第2596565号公報、同特許第2596566号公報、同特許第2598478号公報などに記載のポリエーテルイミド、日本特許第2598536号公報、同特許第2599171号公報、同特開平9−48852号公報、同特許第2565556号公報、同特許第2564636号公報、同特許第2564637号公報、同特許第2563548号公報、同特許第2563547号公報、同特許第2558341号公報、同特許第2558339号公報および同特許第2834580号公報に記載のポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
また、本発明の効果が阻害されない範囲であれば、ポリイミドの主鎖に環状イミドとエーテル単位以外の構造単位、例えば、芳香族、脂肪族、脂環族エステル単位およびオキシカルボニル単位等が含有されていても構わない。
また、本発明の効果が阻害されない範囲であれば、ポリエーテルイミドの主鎖に環状イミドとエーテル単位以外の構造単位、例えば、芳香族、脂肪族、脂環族エステル単位およびオキシカルボニル単位等が含有されていても構わない。
本発明で好ましく使用できるポリエーテルイミドの具体例としては、下記一般式で示されるポリマーを例示することができる。
ただし、上記式中、R1 は、6〜30個の炭素原子を有する2価の芳香族または脂肪族残基であり、R2 は、6〜30個の炭素原子を有する2価の芳香族残基、2〜20個の炭素原子を有するアルキレン基、2〜20個の炭素原子を有するシクロアルキレン基、及び2〜8個の炭素原子を有するアルキレン基で連鎖停止されたポリジオルガノシロキサン基からなる群より選択された2価の有機基である。また、上記R1 、R2 としては、例えば、下記式群に示される芳香族残基を挙げることができる。
本発明では、熱可塑性樹脂との相溶性、コストおよび溶融成形性の観点から、ガラス転移温度が好ましくは350℃以下、より好ましくは300℃以下、最も好ましくは250℃以下のポリエーテルイミドが好ましく、下記式で示される構造単位を有する、2,2−ビス[4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物とm−フェニレンジアミンまたはp−フェニレンジアミンとの縮合物およびこれらの共重合体ならびに変性体が、熱可塑性樹脂との相溶性、コストおよび溶融成形性等の観点から最も好ましい。このポリエーテルイミドは、ジーイープラスチックス社製で市販されており、「Ultem1000」、「Ultem1010」、「Ultem1040」、「Ultem5000」、「Ultem6000」、「Ultem6050」および「Extem XH1015」シリーズの登録商標名で知られているものである。
または
本発明の二軸配向ポリエステルフィルム中に含有されるポリエステル(a)とポリイミド(b)の重量比b/aは0.01〜0.4の範囲であることが好ましい。上記範囲内であることにより、フィルムに優れた耐湿熱性を付与すると同時に、生産コストを低くすることができる。ポリエステル(a)とポリイミド(b)の重量比b/aの範囲は好ましくは0.05〜0.3、より好ましくは0.1〜0.25である。
本発明でいうポリアリーレンスルフィド(c)とは、式−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とするホモポリマーまたはコポリマーである。Arとしては、下記式(A)から式(K)などで表される単位などが例示されるが、なかでも式(A)が特に好ましい。
本発明でいうポリアリーレンスルフィド(c)とは、式−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とするホモポリマーまたはコポリマーである。Arとしては、下記式(A)から式(K)などで表される単位などが例示されるが、なかでも式(A)が特に好ましい。
(ただし、式中のR1、R2は、水素、アルキル基、アルコキシ基およびハロゲン基から選ばれた置換基であり、R1とR2は同一であっても異なっていてもよい)
この繰り返し単位を主要構成単位とする限り、下記式(L)から式(N)などで表される少量の分岐単位または架橋単位を含むことができる。これら分岐単位または架橋単位の共重合量は、−(Ar−S)−と分岐単位、架橋単位の合計を100モル%としたとき、0〜5モル%の範囲であることが好ましく、1モル%以下の範囲であることがより好ましい。
この繰り返し単位を主要構成単位とする限り、下記式(L)から式(N)などで表される少量の分岐単位または架橋単位を含むことができる。これら分岐単位または架橋単位の共重合量は、−(Ar−S)−と分岐単位、架橋単位の合計を100モル%としたとき、0〜5モル%の範囲であることが好ましく、1モル%以下の範囲であることがより好ましい。
また、本発明におけるポリアリーレンスルフィド樹脂は、上記繰り返し単位を含むランダム共重合体、ブロック共重合体およびそれらの混合物であっても良い。
これらポリスルフィド樹脂の代表例としては、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルフィドケトン、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体およびそれらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
フィルムがポリアリーレンスルフィドを含有することにより、ポリアリーレンスルフィドが有する、優れた耐熱性、耐湿熱性を本発明の二軸配向フィルムに付与する。
本発明の二軸配向フィルムはポリアリーレンスルフィド(c)をフィルム中のポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和に対して0.1〜30重量%含有することが必要であり、より好ましくは1〜30重量%である。
ポリアリーレンスルフィド(c)の含有量が上記範囲未満であると、フィルムの耐熱性、耐湿熱性に劣る。また、上記範囲を超えると、フィルムの製膜性が悪化し、生産コストが高くなる。また、フィルムの二次加工性に劣る。また、分散径を本発明の範囲に制御することが困難になることがある。ポリアリーレンスルフィド(c)の含有量のより好ましい範囲は2〜20重量%、さらに好ましくは3〜15重量%であり、最も好ましくは3〜5%である。
ポリアリーレンスルフィド(c)の含有量が上記範囲未満であると、フィルムの耐熱性、耐湿熱性に劣る。また、上記範囲を超えると、フィルムの製膜性が悪化し、生産コストが高くなる。また、フィルムの二次加工性に劣る。また、分散径を本発明の範囲に制御することが困難になることがある。ポリアリーレンスルフィド(c)の含有量のより好ましい範囲は2〜20重量%、さらに好ましくは3〜15重量%であり、最も好ましくは3〜5%である。
ポリアリーレンスルフィド(c)はポリフェニレンスルフィドであることが好ましい。
本発明でいうポリフェニレンスルフィド(以下PPSという)とは、下記構造式で示されるフェニレンスルフィド単位を好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上含む樹脂である。かかるフェニレンスルフィド成分が80モル%未満では、ポリマーの結晶性や熱転移温度などが低く、PPSの特徴である耐熱性、寸法安定性などを損なうことがある。
本発明に用いるポリアリ−レンスルフィドの繰り返し単位としては、上記の式(A)で表される構造式が好ましく、これらの代表的なものとして、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルフィドケトン、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましいポリアリ−レンスルフィドとしては、フィルム物性と経済性の観点から、ポリフェニレンスルフィド(PPS)が好ましく例示され、ポリマ−の主要構成単位として下記構造式で示されるp−フェニレンスルフィド単位を好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上、更に好ましくは95モル%以上含む樹脂である。かかるp−フェニレンスルフィド成分が80モル%未満では、ポリマの結晶性や熱転移温度などが低く、PPSの特徴である耐熱性、寸法安定性、機械特性および誘電特性などを損なうことがある。
上記PPS樹脂において、繰り返し単位の20モル%未満、好ましくは10モル%未満であれば、共重合可能な他の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。繰り返し単位の20モル%未満、好ましくは10モル%未満の繰り返し単位としては、例えば、3官能単位、エーテル単位、スルホン単位、ケトン単位、メタ結合単位、アルキル基などの置換基を有するアリール単位、ビフェニル単位、ターフェニレン単位、ビニレン単位およびカーボネート単位などが例として挙げられ、具体例として、下記の構造単位を挙げることができる。これらのうち一つまたは二つ以上共存させて構成することができる。この場合、該構成単位は、ランダム型またはブロック型のいずれの共重合方法であってもよい。
実質的にp−フェニレンスルフィドのみからなるPPS、もしくは3官能成分が1モル%以下添加され99モル%以上がp−フェニレンスルフィドからなるPPSがフィルム原料としてコスト、製膜性、特に高温でのフィルム性能などの観点から最も好ましい。なお、この場合、得られるPPS樹脂の融点は280〜290℃、ガラス転移温度は90〜95℃に観察される。
PPS樹脂およびPPS樹脂組成物の溶融粘度は、溶融混練が可能であれば特に限定されないが、温度315℃で剪断速度1,000(1/sec)のもとで、50〜5,000Pa・sの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは100〜2,000Pa・sの範囲である。
本発明でいうPPS樹脂は種々の方法、例えば、特公昭45−3368号公報に記載される比較的分子量の小さな重合体を得る方法、あるいは、特公昭52−12240号公報や特開昭61−7332号公報に記載される比較的分子量の大きい重合体を得る方法などによって製造することができるが、これらに限定されるわけではない。
本発明において、得られたPPS樹脂を、空気中加熱による架橋/高分子量化、窒素などの不活性ガス雰囲気下あるいは減圧下での熱処理、有機溶媒、熱水および酸水溶液などによる洗浄、酸無水物、アミン、イソシアネートおよび官能基ジスルフィド化合物などの官能基含有化合物による活性化など、種々の処理を施した上で使用することも可能である。
次に、PPS樹脂の製造法を例示するが、本発明では特にこれに限定されない。例えば、硫化ナトリウムとp−ジクロロベンゼンをN−メチル−2−ピロリドン(NMP)などのアミド系極性溶媒中で、高温高圧下で反応させる。必要に応じて、トリハロベンゼンなどの共重合成分を含ませることも可能である。重合度調整剤として苛性カリやカルボン酸アルカリ金属塩などを添加し230〜280℃で重合反応させる。重合後にポリマーを冷却し、ポリマーを水スラリーとしてフィルターで濾過後、粒状ポリマーを得る。これを酢酸塩などの水溶液中で30〜100℃、10〜60分攪拌処理し、イオン交換水にて30〜80℃で数回洗浄、乾燥してPPS粉末を得る。この粉末ポリマーを酸素分圧10トール以下、好ましくは5トール以下でNMPにて洗浄後、30〜80℃のイオン交換水で数回洗浄し、5トール以下の減圧下で乾燥する。かくして得られたポリマーは、実質的に線状のPPSポリマーであり、しかも該PPS樹脂の溶融結晶化温度Tmcは160〜190℃の範囲にあるので、安定した延伸製膜が可能になる。もちろん必要に応じて、他の高分子化合物や酸化珪素、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、架橋ポリエステル、架橋ポリスチレン、マイカ、タルクおよびカオリンなどの無機や有機化合物や熱分解防止剤、熱安定剤および酸化防止剤などを添加してもよい。
PPS樹脂の加熱による架橋/高分子量化する場合の具体的方法としては、空気や酸素などの酸化性ガス雰囲気下あるいは前記酸化性ガスと窒素やアルゴンなどの不活性ガスとの混合ガス雰囲気下で、加熱容器中で所定の温度において希望する溶融粘度が得られるまで加熱を行う方法を例示することができる。加熱処理温度は、通常170〜280℃が選択され、より好ましくは200〜270℃であり、また、加熱処理時間は、通常0.5〜100時間が選択され、より好ましくは2〜50時間であるが、この両者を制御することにより目標とする粘度レベルを得ることができる。加熱処理の装置は、通常の熱風乾燥機でもまた回転式あるいは攪拌翼つきの加熱装置であってもよいが、効率よくしかも均一に処理するためには、回転式あるいは攪拌翼つきの加熱装置を用いることが好ましい。
PPS樹脂を窒素などの不活性ガス雰囲気下あるいは減圧下で熱処理する場合の具体的方法としては、窒素などの不活性ガス雰囲気下あるいは減圧下で、加熱処理温度150〜280℃、好ましくは200〜270℃、加熱時間は0.5〜100時間、好ましくは2〜50時間加熱処理する方法を例示することができる。加熱処理の装置は、通常の熱風乾燥機でもまた回転式あるいは攪拌翼つきの加熱装置でもよいが、効率よく、しかもより均一に処理するためには回転式あるいは攪拌翼つきの加熱装置を用いることが好ましい。
本発明で用いられるPPS樹脂は、脱イオン処理を施されたPPS樹脂であることが好ましい。脱イオン処理の具体的方法としては、酸水溶液洗浄処理、熱水洗浄処理、および有機溶剤洗浄処理などを例示することができ、これらの処理は2種以上の方法を組み合わせて用いてもよい。
PPS樹脂の有機溶剤洗浄処理の具体的方法としては、以下の方法を例示することができる。すなわち、有機溶剤としては、PPS樹脂を分解する作用などを有していないものであれば特に制限はなく、例えば、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどの含窒素極性溶媒、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホンなどのスルホキシド・スルホン系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、アセトフェノンなどのケトン系溶媒、ジメチルエーテル、ジプロピルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、クロロホルム、塩化メチレン、トリクロロエチレン、2塩化エチレン、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、フェノール、クレゾール、ポリエチレングリコールなどのアルコール・フェノール系溶媒、ベンゼン、トルエンおよびキシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒などが挙げられる。これらの有機溶媒の中で、N−メチルピロリドン、アセトン、ジメチルホルムアミドおよびクロロホルムが特に好ましく用いられる。また、これらの有機溶媒は、1種類または2種類以上の混合で使用される。
有機溶媒による洗浄の方法としては、有機溶媒中にPPS樹脂を浸漬せしめるなどの方法があり、必要に応じて適宜攪拌または加熱することも可能である。有機溶媒でPPS樹脂を洗浄する際の洗浄温度について特に制限はなく、常温〜300℃の範囲の任意の温度を選択することができる。洗浄温度が高くなるほど、洗浄効率が高くなる傾向があるが、通常は常温〜150℃の温度で十分効果が得られる。また、有機溶媒洗浄を施されたPPS樹脂は残留している有機溶媒を除去するため、水または温水で数回洗浄することが好ましい。
PPS樹脂の熱水洗浄処理の具体的方法としては、以下の方法を例示することができる。すなわち、熱水洗浄によるPPS樹脂の好ましい化学変性の効果を発現するために、使用する水は蒸留水あるいは脱イオン水であることが好ましい。熱水処理の操作は、通常、所定量の水に所定量のPPS樹脂を投入し、常圧であるいは圧力容器内で加熱し攪拌することにより行われる。PPS樹脂と水との割合は、水の方が多い方が好ましいが、通常、水1リットルに対し、PPS樹脂200g以下の浴比が選択される。
PPS樹脂の酸水溶液洗浄処理の具体的方法としては、以下の方法を例示することができる。すなわち、酸または酸の水溶液にPPS樹脂を浸漬せしめるなどの方法があり、必要に応じて適宜攪拌または加熱することも可能である。用いられる酸は、PPS樹脂を分解する作用を有しないものであれば特に制限はなく、ギ酸、酢酸、プロピオン酸および酪酸などの脂肪族飽和モノカルボン酸、クロロ酢酸やジクロロ酢酸などのハロゲン置換脂肪族飽和カルボン酸、アクリル酸やクロトン酸などの脂肪族不飽和モノカルボン酸、安息香酸やサリチル酸などの芳香族カルボン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、フタル酸およびフマル酸などのジカルボンン酸、硫酸、リン酸、塩酸、炭酸および珪酸などの無機酸性化合物などが挙げられる。中でも酢酸と塩酸が好ましく用いられる。酸処理を施されたPPS樹脂は、残留している酸または塩などを除去するため、水または温水で数回洗浄することが好ましい。また、洗浄に用いられる水は、酸処理によりPPS樹脂の好ましい化学的変性の効果を損なわない意味で、蒸留水または脱イオン水であることが好ましい。酸水溶液洗浄処理を施すと、PPS樹脂の酸末端成分が増加して、ポリエステルやポリイミドなどと混合する場合に分散混合性が高まり、混成樹脂の熱寸法安定性、耐熱性、耐湿熱性などを向上させる効果が得られる。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルム中に含有されるポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)の重量比c/bは0.01〜3.0であることが好ましいが、下限はより大きいほうが好ましく、0.02以上であることが好ましく、より好ましくは0.03以上、さらに好ましくは0.05以上である。中でも0.1〜3.0の範囲とすることが非常に好ましい。さらに好ましくは0.3〜2.0、最も好ましくは0.5〜1.5である。ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)の重量比の範囲が上記範囲内であることにより、ポリイミド(b)およびポリアリーレンスルフィド(c)の分散径をいずれも本発明の範囲に制御し易く、フィルムに優れた耐湿熱性を付与すると同時に、生産コストを低くすることができる。
本発明における相溶化剤(d)は、特にポリイミド(b)およびポリアリーレンスルフィド(c)からなるブロックコポリマーを導出する相溶化剤として作用するものである。
本発明の二軸配向フィルムを製造する際に用いる原料は、原料となる樹脂を製造する際にポリイミド(b)およびポリアリーレンスルフィド(c)とを相溶化剤(d)を用いてあらかじめ混練した樹脂を使うことが好ましい。
本発明では、相溶化剤(d)を用いることによって、フィルム中のポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)のフィルム中の優れた分散性を得る。ポリエステルにポリイミドは分散しやすいが、相溶化剤がないとポリアリーレンスルフィドは分散が十分でない場合がある。
本発明の二軸配向フィルムが相溶化剤(d)を含有することにより、ポリアリ−レンスルフィドのフィルム中の分散相の平均分散径を本発明の好ましい範囲に制御し易い。この様な相溶化剤(d)としては、化合物の分子式および分子構造中にエポキシ基、アミノ基、イソシアネート基、水酸基、メルカプト基およびウレイド基の中から選ばれた少なくとも1種の官能基を有する化合物が好ましい。これら官能基がポリイミド(b)またはポリアリーレンスルフィド(c)と選択的に、かつ収率良く反応する場合がある。
本発明において好ましく含有される相溶化剤(d)の含有量はフィルム中のポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和の100重量部に対して0.01〜3重量部であることが好ましい。さらに好ましくは0.1〜2重量部、最も好ましくは0.2〜1.5重量部である。
本発明における相溶化剤(d)は、たとえば、エポキシ基、アミノ基、イソシアネ−ト基から選択される一種以上の官能基を有するアルコキシシランが挙げられる。かかる化合物の具体例としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランなどのエポキシ基含有アルコキシシラン化合物、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシシラン、γ−(2−ウレイドエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどのウレイド基含有アルコキシシラン化合物、γ−イソシアネ−トプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネ−トプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネ−トプロピルメチルジメトキシシラン、γ−イソシアネ−トプロピルメチルジエトキシシラン、γ−イソシアネ−トプロピルエチルジメトキシシラン、γ−イソシアネ−トプロピルエチルジエトキシシラン、γ−イソシアナネ−トプロピルトリクロロシランなどのイソシアネ−ト基含有アルコキシシラン化合物、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ基含有アルコキシシラン化合物などが挙げられる。中でも、エポキシ基含有アルコキシシラン化合物やイソシアネート基含有アルコキシシラン化合物がポリイミドやポリアリーレンスルフィドと反応しやすいので好ましい。特にイソシアネート基含有アルコキシシランが最も好ましい。その例として、γ−イソシアネ−トプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネ−トプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネ−トプロピルメチルジメトキシシラン、γ−イソシアネ−トプロピルメチルジエトキシシラン、γ−イソシアネ−トプロピルエチルジメトキシシラン、γ−イソシアネ−トプロピルエチルジエトキシシラン、γ−イソシアナネ−トプロピルトリクロロシランなどが、挙げられる。
具体的な相溶化剤としては、例えば、信越化学工業株式会社により市販されており、シランカップリング剤として入手可能である“KBE−9007”(製品名)3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランや、“KBM−303”(製品名)2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
エポキシ基、アミノ基、イソシアネート基から選択される一種以上の官能基を有するアルコキシシランを相溶化剤として用いた場合、ポリエーテルイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)の間にシロキサン結合を形成しやすく、分散相の界面近傍にシロキサン結合が存在しやすい。TEM−EDX法などを用いて分散相の界面近傍にシリコン(ケイ素)原子(元素)を検出することができる。本発明では、ポリイミド(b)またはポリアリーレンスルフィド(c)からなる分散相の界面にシロキサン結合に起因するケイ素原子(Si)を含むことが好ましい。
本発明の二軸配向フィルム中に電子顕微鏡で観察される樹脂相分離構造において、ポリエステルが連続相、ポリイミドおよびポリアリーレンスルフィドが分散相を形成する。
本発明の二軸配向フィルムにおいて、ポリイミド(b)の平均分散径は1〜50nmの範囲、ポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散径は50〜500nmの範囲であることが必要であるが、ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散径を上記範囲とするためには、相溶化剤(d)を含有させることが好ましい。
本発明の二軸配向フィルムは、相溶化剤を含有することにより、ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)がそれぞれ良好に分散相を形成することができる場合がある。具体的にはポリイミド(b)の平均分散径は1〜50nmの範囲、ポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散径は50〜500nmの範囲とすることができる。
ポリイミド(b)およびポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散径が上記範囲未満であることは、実質上不可能である。上記範囲以上であると、製膜性に劣り、さらに、フィルムは機械的強度に劣り、耐湿熱性も十分でない。
ポリイミド(b)の平均分散径は1〜40μmであることが好ましく、より好ましくは2〜40nm、さらに好ましくは5〜30nmである。
ポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散径はの下限は50nm以上であることが好ましく、より好ましくは70nm以上、さらに好ましくは100nm以上である。一方、上限は400nm以下であることが好ましく、より好ましくは300nm以下、さらに好ましくは200nm以下である。すなわち、ポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散径の範囲は、50〜400nmであることが好ましく、さらに好ましくは70〜300nmである。
ポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散径が上記範囲内であることにより、ポリアリーレンスルフィド(c)がフィルム延伸時に結節点として効果的に機能し、フィルムに優れた製膜性、機械強度、耐湿熱性、絶縁破壊特性を付与することができる場合がある。
ここで、平均分散径とは、複数の観察面において得られる平均の円相当径である。
ポリイミド(b)およびポリアリーレンスルフィド(c)の分散径は、まずフィルムの切断面を透過型電子顕微鏡を用いて、加圧電圧100kVの条件下で観察し、2万倍で写真を撮影した。次に得られた写真をイメ−ジアナライザ−に画像として取り込み、任意の100個の分散相を選択し、必要に応じて画像処理を行うことにより、分散径を求めた。
本発明の二軸配向フィルムを製造する場合は、あらかじめ、ポリエステル(a)とポリイミド(b)をブレンドすることにより得られる混合樹脂(e)、ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)および相溶化剤(d)をブレンドすることにより得られる混合樹脂(f)をそれぞれ個別に用意し、次いで、混合樹脂(e)および混合樹脂(f)をさらに混合した樹脂(g)を作製する。この混合樹脂(g)を原料としてフィルムを製造することが好ましい。
ただ単純にポリエステル(a)と、ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)および相溶化剤(d)を含有する物質を一度に混合した樹脂(h)を原料として用いた場合、フィルム製膜時、溶融押出において、大きなフィルムの固有粘度(IV)低下を生じ、フィルムの耐湿熱性を低下させる場合や、未溶融物が粗大異物としてフィルム中に生じ、絶縁破壊特性を低下させる場合があるので好ましくない。また、この樹脂(h)を用いて製膜したフィルムに比べ、上記の混合樹脂(g)を用いて製造したフィルムは、優れた製膜性を有し、非常に優れた耐湿熱性を付与することができる。
また本発明の二軸配向フィルムは、単層であっても良いし、少なくとも2層以上の積層構造であっても良い。積層構造をとる場合、本発明のフィルム層を基層部として用いられても良いし、積層部として用いられてもよいが、少なくとも一方の表層は本発明のフィルム層からなることが好ましい。
本発明の二軸配向フィルムの厚さは、用途などにより異なるが、一般に1〜500μmの範囲が好ましく、薄膜用途や作業性などの観点からは、より好ましくは、5〜300μm、さらに好ましくは10〜200μmの範囲である。
本発明の二軸配向フィルムは、含有するポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)がそれぞれ分散相を形成し、ポリイミド(b)の平均分散径が1〜50nm、ポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散径が50〜500nmの範囲であることにより、フィルムに優れた絶縁破壊特性を付与することができる。
さらに本発明の二軸配向フィルムは、必要に応じて、熱処理、成形、表面処理、ラミネート、コーティング、印刷、エンボス加工およびエッチングなどの任意の加工を行ってもよい。
本発明の二軸配向フィルムは優れた耐湿熱性を有する。該耐湿熱性を定義する方法として、耐湿熱処理前後のフィルム伸度保持率(下記式により定義)による伸度半減期がある。
伸度保持率(%) = (処理後のサンプルの破断伸度)/(処理前のサンプルの破断伸度)
該伸度保持率が50%となるまでの処理時間を伸度半減期とする。本発明の伸度半減期は30時間以上120時間以下である。本発明の二軸配向フィルムの耐湿熱試験伸度半減期は、大きいほどフィルムが高温高湿下において劣化しにくいことに対応する。本発明の二軸配向フィルムにおいて、耐湿熱試験伸度半減期が120時間をこえることは実質的に不可能である。一方、本発明の二軸配向フィルムにおいて、耐湿熱試験伸度半減期が30時間以下の場合は、実質的にフィルムが耐湿熱性を持たない場合がある。また、伸度半減期は60時間以上であることが好ましい。
伸度保持率(%) = (処理後のサンプルの破断伸度)/(処理前のサンプルの破断伸度)
該伸度保持率が50%となるまでの処理時間を伸度半減期とする。本発明の伸度半減期は30時間以上120時間以下である。本発明の二軸配向フィルムの耐湿熱試験伸度半減期は、大きいほどフィルムが高温高湿下において劣化しにくいことに対応する。本発明の二軸配向フィルムにおいて、耐湿熱試験伸度半減期が120時間をこえることは実質的に不可能である。一方、本発明の二軸配向フィルムにおいて、耐湿熱試験伸度半減期が30時間以下の場合は、実質的にフィルムが耐湿熱性を持たない場合がある。また、伸度半減期は60時間以上であることが好ましい。
耐湿熱試験伸度半減期が30時間以上120時間以下である二軸配向フィルムを得るためには、「ポリエーテルイミド(以下「PEI」と略称する)(b)」およびポリアリーレンスルフィド(c)を相溶化剤(d)を用いてPETにそれぞれ平均分散径1〜50nm(PEI(b))、50〜500nm(ポリアリーレンスルフィド(c))で分散させることが重要である。
好ましくはポリアリーレンスルフィドにPPSを用いることである。また、好ましくは、上記したより好ましい相溶化剤を用いて、上記したように分散界面に、シロキサン結合に由来するSi元素を含有していることが好ましい。PEI(b)およびポリアリーレンスルフィド(c)(ポリアリーレンスルフィド(c)にPPSを用いた場合はPPS)の平均分散径が小さい程、本発明の二軸配向フィルムは耐湿熱性に優れる。本発明の二軸配向フィルムの耐湿熱試験半減期は好ましくは65時間以上110時間以下、さらに好ましくは70時間以上100時間以下である。
本発明の二軸配向フィルムは、耐湿熱試験によるフィルムの伸度半減期が30時間以上120時間以下であることにより、優れた絶縁破壊特性を付与することができ、さらに本発明のフィルムが工業材料用途、例えば電気絶縁用途に用いられた場合に部材に長寿命を付与することができる。
本発明の二軸配向フィルムを製造する場合に、あらかじめ、ポリエステル(a)とポリイミド(b)をブレンドすることにより得られる混合樹脂(e)、ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)および相溶化剤(d)をブレンドすることにより得られる混合樹脂(f)をそれぞれ個別に用意し、次いで、混合樹脂(e)および混合樹脂(f)をさらに混合した樹脂(g)を作製する。または、混合樹脂(f)にポリエステル(a’)をさらに混練した樹脂(g’)を作製する。この混合樹脂(g)を原料として、もしくは混合樹脂(g’)と混合樹脂(e)およびポリエステル(a)を原料としてフィルムを製造することにより、フィルム耐湿熱試験伸度半減期30時間以上120時間以下を達成できる。より好ましくは混合樹脂(g’)を用いる態様である。
この時、ポリエステル(a’)の溶融粘度[a’]は混合樹脂(f)の溶融粘度[f]との間に式 1/3 < [a’]/[f] < 3 を満たす樹脂であることが好ましい。
ポリエステル(a)とポリエステル(a’)は同種のポリエステルであることが好ましい。(a)と(a’)が同種であることにより、安定してフィルムの連続製膜が可能となる場合がある。
本発明の二軸配向フィルムを得るためにはポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)および相溶化剤(d)を混練した樹脂(f)を作製し、次いで樹脂(f)とポリエステル(a)を混練するという樹脂加工温度の違いに基づき混練を2度に分けて作製した混合樹脂をフィルム原料として用いることが重要である。
本発明の二軸配向フィルムまたはシートはポリアリーレンスルフィドを核とする孔を有さないこと好ましい。上記の様に作成した混合樹脂を二軸配向フィルムの原料とすることにより、フィルム中にポリアリーレンスルフィドを核とする孔が生成しない。ポリアリーレンスルフィドを核とする孔が形成しないことにより、本発明の二軸配向フィルムを溶融製膜法で連続製膜する場合に、製膜が安定し、生産性が非常に向上する場合がある。
ここで、本発明における「ポリアリーレンスルフィドを核とする孔」とは、延伸などで孔形成を誘発するような樹脂、粒子などに代表される孔形成のための核が、ポリアリーレンスルフィドである孔と定義される。このようなポリアリーレンスルフィドを核とする孔は、後述する方法で、フィルムの超薄切片を透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて特定条件で観察した際に、孔の内部にポリアリーレンスルフィドが核として観察される。これに対して、本発明においてポリアリーレンスルフィドを核とする孔に該当しない孔は、上記TEM観察像において、孔の内部に球状、または繊維状、または不定形状、またはその他の形状をしたポリアリーレンスルフィド以外の物質が核として観察される孔を指す。観察像中に孔自体が観察されない場合は、ポリアリーレンスルフィドを核とする孔を有さない場合に含まれる。本発明における「ポリアリーレンスルフィドを核とする孔を有さない」とは、下記測定法に示す通り、当該TEM観察像において、全観察視野面積(フィルムの全面積)に対してポリアリーレンスルフィドを核とする孔の総面積の比率(R)が10%以下である場合を指す。この際、本来、ポリアリーレンスルフィドを核とする孔を有する場合でも、上記手法で孔として検出されない場合もあり得るが、本手法で算出した当該比率Rが上記範囲であれば、上記効果(製膜安定化による生産性向上)を奏するものである。
混合樹脂(e)、(f)、(g)、(g’)の作製について、ポリエステルとしてポリエチレンテレフタレート、ポリイミドとしてポリエーテルイミド、ポリアリーレンスルフィドとしてポリフェニレンスルフィドを用いた場合を具体例として説明する。
本発明において、ポリフェニレンスルフィドとポリエーテルイミドから上記混合樹脂(f)を作製する場合、二軸押出機などのせん断応力のかかる高せん断混合機を用いて混練する方法が好ましい。その場合、PPSとPEIの重量分率が99/1〜70/30の混合樹脂を作成することが好ましい。二軸押出機で混合する場合、分散不良物を低減させる観点から、3条二軸タイプまたは2条二軸タイプのスクリューを装備したものが好ましく、混練部(混練ゾーン)ではPPS樹脂の融点+5〜55℃の樹脂温度範囲が好ましい。さらに好ましい温度範囲はPPS樹脂の融点+10〜45℃であり、より好ましい温度範囲はPPS樹脂の融点+10〜35℃である。混練部の温度範囲を好ましい範囲にすることは、せん断応力を高めやすく、分散不良物も低減できる効果が高くなり、分散相の分散径を本発明の好ましい範囲に制御することができる。
また、そのときの混練工程全体の(滞留)時間は1〜5分の範囲が好ましい。
また、スクリュー回転数を100〜500回転/分とすることが好ましく、さらに好ましくは200〜400回転/分の範囲である。スクリュー回転数を上記範囲に設定することで、高いせん断応力が付加され易く、分散相の分散径を本発明の好ましい範囲に制御することができる。また、二軸押出機の[スクリュー軸長さ/スクリュー軸径]の比率は20〜60の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは30〜50の範囲である。さらに、二軸スクリューにおいて、混練力を高めるためにニーディングパドルなどによる混練部を設けることは好ましく、その混練部を好ましくは2箇所以上、さらに好ましくは3箇所以上設けたスクリュー形状にする。
また、原料の混合順序には特に制限はなく、全ての原料を配合後上記の方法により溶融混練する方法、一部の原材料を配合後上記の方法により溶融混練し更に残りの原料を配合し溶融混練する方法、あるいは一部の原料を配合後単軸あるいは2軸の押出機により溶融混練中にサイドフィーダーを用いて残りの原料を混合する方法など、いずれの方法を用いてもよい。また、プラスチック成形加工学会誌「成形加工」第15巻第6号、382〜385頁(2003年)に記載された超臨界流体を利用する方法なども好ましく例示することができる。
本発明においては、PET中のPPSドメインの分散径を制御するために、相溶化剤(d)として、エポキシ基、アミノ基、イソシアネ−ト基から選択される一種以上の基を有する化合物をPEIとPPSの合計100重量部に対し、0.05〜5重量部添加することが好ましい。より好ましくは0.2〜3重量部添加することであり、さらに好ましくは0.3〜2重量部添加することである。相溶化剤(d)の添加量が0.05重量部未満であると、PPSとPEIの相溶性が不良となり、本発明の効果が得られにくいことがある。また、相溶化剤(d)の添加量が5重量部を超えると、PPSとPEIの反応性が高まりすぎて、溶融粘度が増加してフィルム作製時に押出成形がしにくいことがある。
本発明において相溶化剤(d)としてアルコキシシランを用いる場合、混練時もしくは押出時などにアルコキシシラン由来のアルコールが発生する場合がある。フィルム製膜用の原料としてアルコールの発生量の少ない樹脂組成物を得るためには、ニーディング部を2カ所以上有する二軸押出機を使用して、PPSとPEIと相溶化剤を溶融混練した後に、さらに一回以上溶融混練する手法が好ましい方法として挙げられる。また、2回目以降の溶融混練する際に、PPSとPEIの合計100重量部に対して、水を0.02部以上、より好ましくは0.1〜5部添加することが好ましい場合がある。この方法により、アルコキシシラン化合物の加水分解が促進され、得られる樹脂組成物から発生するアルコール量を低減することができる。PPSやPEI中の不純物やオリゴマー、相溶化剤の反応に由来して発生するアルコールなどを、混練して得られる製膜用原料チップ中からなるべく除去することが製膜安定上好ましく、そのために溶融混練時に押出機の混練部(混練ゾーン)以降に真空ベントを設けることが好ましい。水の添加方法としては、特に限定しないが、押出機の途中からギアポンプ、プランジャーポンプなどの送液装置を使用して水をサイドフィードする手法や、一度溶融混練した後に、さらに一回以上溶融混練する際に、水を配合もしくは押出機の途中からサイドフィードする手法が好ましい方法として挙げられる。
本発明の二軸配向フィルムの原料(樹脂組成物)は熱的に安定であることが好ましい。原料が熱的に安定であるかは次に述べる方法で判別することができる。
まず、フィルムを構成するポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)のうち、最も高い融点を示す樹脂の融点をTmとする。次いで、原料をTm+30℃の温度で5分間溶融滞留させ、水浴にて冷却した樹脂組成物中の分散相についてポリエステル(a)中のポリイミド(b)の平均分散粒径が0.1〜50nm、より好ましくは1〜30nm、最も好ましくは2〜15nmであり、ポリエステル(a)中のポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散粒径が50〜500nm、好ましくは80〜300nmであり、最も好ましくは100〜200nmであることが好ましい。上記範囲内であれば、当該原料は熱的に安定である。5分間溶融滞留後のポリイミド(b)の平均分散粒径の上限については50nm以下、より好ましくは30nm以上、最も好ましくは20nm以下であり、下限については好ましくは0.1nm以上、より好ましくは1nm以上、最も好ましくは2nm以上である。5分間溶融滞留後のポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散粒径の上限については好ましくは500nm以下、より好ましくは300nm以下、最も好ましくは200nm以下であり、下限については好ましくは50nm以上、より好ましくは80nm以上、最も好ましくは100nm以上である。本発明の二軸配向フィルムの原料がこのような熱的安定性を有することにより、長時間の連続製膜が安定となり、本発明の二軸配向フィルムの生産性を高め、コストを低減することができる場合がある。また、フィルムの品質を均一に保つことが容易になる場合がある。
次に、ポリエステル(a)としてポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド(b)としてポリエーテルイミド(PEI)「ウルテム」(ジーイープラスチックス社製 登録商標)、ポリアリーレンスルフィド(c)としてポリフェニレンスルフィド(PPS)を使用した場合を例示して、本発明の二軸配向フィルムの好ましい製造法について説明するが、本発明は、下記の製造法に限定されない。
まず、ジメチルテレフタレートとエチレングリコールの混合物に、酢酸マグネシウムを添加して、加熱昇温してエステル交換反応を行なう。次いで、該エステル交換反応生成物に、リン酸トリメチルを添加した後、酸化ゲルマニウムを添加し、重縮合反応層に移行する。次いで、加熱昇温しながら反応系を徐々に減圧して1mmHg以下の減圧下、290℃で重合反応を進める。ここで、固有粘度が0.6程度のポリエステル(PET)を得る。また、フィルムを構成するポリエステルに粒子を含有させる方法としては、エチレングリコールに粒子を所定割合にてスラリーの形で分散させ、このエチレングリコールスラリーとポリエステルに混合、あるいはポリエステル製造工程中に添加する方法が好ましい。
粒子を添加する際には、例えば、粒子を合成時に得られる水ゾルやアルコールゾルをいったん乾燥させることなく添加すると粒子の分散性がよいので好ましい。また、粒子の水スラリーを直接所定のポリエステルペレットと混合し、ベント式2軸混練押出機を用いて、ポリエステルに練り込む方法も有効である。粒子の含有量、個数を調節する方法としては、上記方法で高濃度の粒子のマスターを作成しておき、それを製膜時に粒子を実質的に含有しないポリエステルで希釈して粒子の含有量を調節する方法が有効である。
ポリエステルとポリイミドとポリアリーレンスルフィドを混合する場合、溶融押出前に、ポリエステルとポリイミド、ポリイミドとポリアリーレンスルフィドおよび相溶化剤、それぞれの樹脂の混合物を予備溶融混練(ペレタイズ)してマスターペレット化する方法が好ましく例示される。
本発明では、まず、前記ポリエチレンテレフタレートのペレットとポリエーテルイミドのペレットを、重量比率が20/80〜80/20で混合して、270〜320℃に加熱されたベント式の2軸混練押出機に供給して、溶融押出する。このときの剪断速度は50〜300sec−1が好ましく、より好ましくは100〜200sec−1、滞留時間は0.5〜10分が好ましく、より好ましくは1〜5分の条件である。さらに、上記条件にて相溶しない場合は、得られたチップを再び二軸押出機に投入し相溶するまで押出を繰り返してもよい。
一方、前記ポリエーテルイミドのペレットとポリフェニレンスルフィドのペレットおよび相溶化剤を、重量比率が20/80/0.001〜80/20/3で混合して、300〜330℃に加熱されたベント式の2軸混練押出機に供給して、溶融押出する。このときの剪断速度は50〜300sec−1が好ましく、より好ましくは100〜200sec−1、滞留時間は0.5〜10分が好ましく、より好ましくは1〜5分の条件であることが本発明の十分な分散状態を得る上で好ましい。得られたマスターペレット中のポリイミド(b)の平均分散径が50nm以上または、ポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散径が500nmより大きい場合は、このマスターペレットを再び二軸押出機に投入しそれぞれの分散平均粒径が本発明の範囲となるまで押出を繰り返してもよい。
次に、得られたポリエステルおよびポリエーテルイミドから成るペレット(前記の混合樹脂(e)に相当)と、ポリエーテルイミドとポリフェニレンスルフィドおよび相溶化剤から成るペレット(前記の混合樹脂(f)に相当)と希釈用ポリエチレンテレフタレートペレット(ポリエステル(a))を、150〜180℃で3時間以上減圧乾燥した後、固有粘度が低下しないように窒素気流下あるいは減圧下で270〜320℃に加熱された押出機に供給し、二軸配向フィルムを製造する。
また、異物や変質ポリマーを除去するために各種のフィルター、例えば、焼結金属、多孔性セラミック、サンド、金網などの素材からなるフィルターを用いることが好ましい。また、必要に応じて、定量供給性を向上させるためにギアポンプを設けてもよい。押出機を用いて、溶融状態のポリエステルとポリエーテルイミドとポリフェニレンスルフィドの混合物のシートをスリット状のダイから押出し、キャスティングロール上で冷却して未延伸フィルムを作る。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムを構成する樹脂には、目的に応じて、難燃剤、熱安定剤、耐候材、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、発錆防止剤、耐銅害安定剤、帯電防止剤、顔料、可塑剤、末端封鎖剤、滑剤、有機滑剤、塩素捕捉剤、ブロッキング防止剤、粘度調整剤、などの各種添加剤を、これら発明の目的を損なわない範囲で添加しても構わない。
酸化防止剤としては例えば、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール(BHT);3,3’,3’’,5,5’,5’’−ヘキサ−tert−ブチル−a,a’,a’’−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール(例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製IRGANOX1330など);
ペンタエリストリール テトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製IRGANOX1010など)などが挙げられる。
ペンタエリストリール テトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製IRGANOX1010など)などが挙げられる。
熱安定剤としては例えば、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)フォスファイト(例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製IRGAFOS168など);
3−ヒドロキシ−5,7−ジ−tert−ブチル−フラン−2−オンとo−キシレンの反応生成物(例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製HP−136など)などが挙げられる。
ただし、酸化防止剤や熱安定剤は上での例示に限定されるものではない。
3−ヒドロキシ−5,7−ジ−tert−ブチル−フラン−2−オンとo−キシレンの反応生成物(例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製HP−136など)などが挙げられる。
ただし、酸化防止剤や熱安定剤は上での例示に限定されるものではない。
上記酸化防止剤や熱安定剤の添加量は、フィルムのポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和の100重量部に対して、それぞれ0.03〜1重量部であることが好ましい。酸化防止剤、熱安定剤それぞれの添加量が上記範囲未満であると、初期の原料から二軸配向ポリエステルフィルムを得るまでの製造工程、その後の二次加工工程において長期耐熱性、耐湿熱性に劣る場合がある。また、酸化防止剤、熱安定剤それぞれの添加量が上記範囲を超えると、それ以上添加しても得られる二軸配向ポリエステルフィルムの長期耐熱性、耐湿熱性が向上せず、経済性に劣る場合がある。酸化防止剤、熱安定剤それぞれの添加量は、フィルム中のポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和100重量部に対して、より好ましくは0.05〜0.9重量部であり、さらに好ましくは0.1〜0.8重量部である。
本発明の二軸配向フィルムは、本発明の効果を阻害しない範囲内で、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料、染料、脂肪酸エステルおよびワックスなどの有機滑剤など他の成分が添加されてもよい。また、フィルム表面に易滑性や耐磨耗性や耐スクラッチ性等を付与するために無機粒子や有機粒子などを添加することもできる。
そのような添加物としては、例えば、クレー、マイカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、湿式または乾式シリカ、コロイド状シリカ、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナおよびジルコニア等の無機粒子、アクリル酸類、スチレン等を構成成分とする有機粒子、ポリエステルやポリフェニレンスルフィドの重合反応時に添加する触媒等によって析出する、いわゆる内部粒子や、界面活性剤などが挙げられる。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの厚みは、特に限定されないが、1000μm以下が好ましく、さらに好ましくは0.5〜500μmの範囲である。後述のように用途、目的に応じて適宜決定できるが、0.5〜20μmの範囲が特に好ましい。
本発明のフィルムは、磁気記録媒体用として好適に用いられ、特に、高密度磁気記録用テープ、例えば、データストレージ用のベースフィルムに適したものである。磁気記録媒体用をして用いられる場合、フィルムの厚みは、通常磁気記録材料用では1〜15μm、データ用またはデジタルビデオ用塗布型磁気記録媒体用では2〜10μm、データ用またはデジタルビデオ用蒸着型磁気記録媒体用では3〜9μmの範囲が好ましい。
本発明のフィルムは、磁気記録媒体用として好適に用いられ、特に、高密度磁気記録用テープ、例えば、データストレージ用のベースフィルムに適したものである。磁気記録媒体用をして用いられる場合、フィルムの厚みは、通常磁気記録材料用では1〜15μm、データ用またはデジタルビデオ用塗布型磁気記録媒体用では2〜10μm、データ用またはデジタルビデオ用蒸着型磁気記録媒体用では3〜9μmの範囲が好ましい。
また、本発明のフィルムはコンデンサー用としても好適に用いられ、この場合のフィルム厚みは、0.5〜15μmであることが好ましい。フィルム厚みをかかる範囲内とすることにより、絶縁破壊電圧および誘電特性の安定に優れたものとなる。
また、本発明のフィルムは熱転写リボン用途にも好適に用いられ、この場合のフィルム厚みは、1〜6μmであることが好ましい。フィルム厚みをかかる範囲内とすることにより、印字する際のしわがなく、印字むらやインクの過転写を生じることなく、高精細な印刷が行うことができる。
また、本発明のフィルムは感熱孔版原紙用途にも好適に用いられ、この場合のフィルム厚みは、0.5〜5μmであることが好ましく。フィルム厚みをかかる範囲内とすることにより、低エネルギーでの穿孔性にも優れ、エネルギーレベルに応じて穿孔径を変化させることが可能であり、複数版でのカラー印刷を行う場合などの印刷性にもすぐれている。
本発明の二軸配向フィルムは内部ヘイズが0〜50%であることが好ましい。より好ましくは0〜30%、さらに好ましくは0〜20%、最も好ましくは0〜10%である。
内部ヘイズが上記範囲であることにより、本発明の二軸配向フィルムを使用可能な用途が広くすることができる場合がある。例えば、内部ヘイズが上記範囲内であることにより耐熱性、耐加水分解性の高い本発明の二軸配向フィルムまたはシートをディスプレイ部材として用いることができる場合がある。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法は、押出機を用いた溶融押出により口金から吐出し、溶融ポリマーを冷却固化させてシート状物を成形する。
次いで、得られたシート状物を、長手方向(縦方向)に延伸した後、幅方向(横方向)に延伸、もしくは幅方向(横方向)に延伸した後、長手方向(縦方向)に延伸する逐次二軸延伸法、もしくは同時二軸延伸法によって、フィルムに二軸配向性を付与する。以下に、最も一般的に用いられる逐次二軸延伸法による具体例を示すが、本発明は以下の説明に限定されない。
まず、複数のロール群によって加熱した前記シート状物(未延伸フィルム)をポリエステル(a)のガラス転移温度以上、ポリアリーレンスルフィド(c)のガラス転移温度以下、例えば90〜170℃の延伸温度で、2〜5倍の倍率、好ましくは2.5〜4.5倍、さらに好ましくは3〜4倍の倍率で一段階もしくは二段階以上の多段階で長手方向(縦方向)に延伸し、一軸配向フィルム(一軸延伸フィルム)を得る。
更に該フィルムをクリップで把持してテンターに導き、ポリエステル(a)のガラス転移温度以上、ポリアリーレンスルフィド(c)のガラス転移温度以下、例えば90〜180℃の延伸温度、2〜6倍の倍率で、好ましくは2.5〜5.5倍、さらに好ましくは3〜4.5倍の倍率で幅方向(横方向)に延伸する。この際、必要に応じて更に長手方向及び/または幅方向に110〜180℃の温度で1.01〜2.5倍の延伸を施してもよい。
本発明では、延伸後の熱処理温度は、寸法安定性、耐熱性、耐湿熱性の観点から、好ましくはポリエステル(a)の融点以下の温度であり、より好ましくは190〜245℃の温度、さらに好ましくは200〜230℃の温度であり、1〜30秒間熱処理することが好ましい。また本発明の二軸配向フィルムは、靱性を得られ易くする観点から熱処理工程後に100〜160℃の中間冷却を施すことが好ましく、弛緩処理を行うことが好ましく、幅方向および/または長手方向に2〜10%の割合で弛緩処理することが好ましく、より好ましくは4〜9%である。
このようにして、耐湿熱性に優れた二軸配向フィルム(二軸延伸フィルム)を得ることができる。
また、以下に同時二軸延伸法を用いた場合で、例えば磁気記録媒体用に用いられるフィルムを作製する場合の具体例を示す。
また、以下に同時二軸延伸法を用いた場合で、例えば磁気記録媒体用に用いられるフィルムを作製する場合の具体例を示す。
同時二軸延伸は、同時二軸テンターを用いて、長手方向と幅方向に同時に延伸を行う同時二軸延伸法により行うことができる。延伸温度は、ポリエステルの構造成分や、積層フィルムとする場合は積層部分の構成成分により異なるが、単層でポリエステル(a)としてポリエチレンテレフタレートを、ポリイミド(b)としてポリエーテルイミドを、ポリアリーレンスルフィド(c)としてポリフェニレンスルフィドを用いる場合を例にとって説明する。未延伸フィルムを、リニアモーター方式の同時二軸延伸テンターに該フィルムの両端部をクリップで把持して導き、予熱ゾーンでポリエチレンテレフタレートのガラス転移温度以上、ポリフェニレンスルフィドのガラス転移温度以下、例えば85〜90℃ に加熱し、長手方向と幅方向のいずれにも同時に、4.5〜10倍に1段もしくは2段以上の多段で延伸する。延伸倍率は長手方向と幅方向で異なっていても構わない。このとき、フィルム端部を把持するクリップの温度は、PETのガラス転移温度以上、PETのガラス転移温度+30℃以下であることが好ましい。延伸工程での延伸温度は、ポリエステル(a)のガラス転移温度以上、ポリアリーレンスルフィド(c)のガラス転移温度以下の温度範囲内に保つことが好ましいが、いったん冷却して、フィルムの結晶化を抑えながら延伸してもかまわない。また、分子量が高い原料や結晶化しにくい原料の場合には、延伸温度を200℃まで高めて行うことが好ましい。また、延伸工程の後半では、延伸温度を2段階以上で徐々に高めながら延伸することが好ましい。
続いて、本発明の効果発現の観点から二軸延伸されたフィルムに、PETの融点−70℃以上、PETの融点以下、さらに好ましくはPETの融点−50℃以上、PETの融点−10℃以下の範囲で熱固定処理を施す。
さらに、上記熱固定温度下で長手および幅方向に0.5〜5%、さらに好ましくは1〜3%の制限収縮を与え(以下、弛緩熱処理Iという)、その後冷却過程で、PETのガラス転移温度以上、PETの融点−50℃以下、さらに好ましくはPETのガラス転移温度+10℃以上、PETの融点−80℃以下の温度範囲で長手および幅方向に対して1〜7%、さらに好ましくは2〜6%の範囲で制限収縮を与える(以下、弛緩熱処理IIという)。ここで、制限収縮とは、熱処理(熱固定)の際にフィルムエッジをクリップで把持することにより自由にフィルムが収縮するのを抑制することである。すなわち、フィルムの収縮を制限しながら、熱処理(熱固定)を施すことである。
弛緩熱処理は長手方向と幅方向で異なる制限収縮率で行っても構わない。特に、熱固定温度で弛緩熱処理Iを行ってから冷却過程で弛緩熱処理IIを行うことが、本発明の効果をより高めるために好ましい。弛緩熱処理IIは温度の変化をつけて2段階以上行うことが好ましい。その後、フィルムを室温まで冷やしフィルムエッジを除去して巻き取ることで、目的とする二軸配向ポリエステルフィルムが得られる。
本発明でいうガラス転移温度Tgは、示差走査熱分析における昇温時の熱流束ギャップからJIS−K7121に従って求められる値である。示差走査熱分析による方法のみで判定しにくい場合には、動的粘弾性測定あるいは顕微鏡観察などの形態学的方法を併用してもよい。また、示差走査熱分析によってガラス転移温度を判定する場合は、温度変調法や高感度法を使用することも有効である。本発明でいう融点TmはJIS−K7122に従って求められる値である。
[物性の測定方法]
(1)フィルム中の各樹脂の含有量の測定
フィルムを秤量後、ヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)に溶解する。ポリアリーレンスルフィドが含有される場合は不溶であるので、この不溶成分を遠心分離で分取した後、重量を測定し、元素分析、FT−IR、NMR法によりポリアリーレンスルフィドの構造と重量分率が測定できる。上澄み成分についても同様に分析すれば、ポリエステル成分およびポリイミド成分の重量分率と構造が特定できる。詳しくは、この上澄み成分について1H核のNMRスペクトルを測定する。得られたスペクトルで、ポリエステルとポリイミドに特有の吸収(例えば、ポリエステルがポリエチレンテレフタレートであればテレフタル酸の芳香族プロトン、ポリイミドがポリエーテルイミドであればビスフェノールAの芳香族のプロトン)のピーク面積強度を求め、その比率とプロトン数よりブレンドのモル比を算出する。さらにポリマーの単位ユニットに相当する式量より重量比を算出する。このようにしてポリエステル成分およびポリイミド成分の重量分率と構造が特定できる。
(1)フィルム中の各樹脂の含有量の測定
フィルムを秤量後、ヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)に溶解する。ポリアリーレンスルフィドが含有される場合は不溶であるので、この不溶成分を遠心分離で分取した後、重量を測定し、元素分析、FT−IR、NMR法によりポリアリーレンスルフィドの構造と重量分率が測定できる。上澄み成分についても同様に分析すれば、ポリエステル成分およびポリイミド成分の重量分率と構造が特定できる。詳しくは、この上澄み成分について1H核のNMRスペクトルを測定する。得られたスペクトルで、ポリエステルとポリイミドに特有の吸収(例えば、ポリエステルがポリエチレンテレフタレートであればテレフタル酸の芳香族プロトン、ポリイミドがポリエーテルイミドであればビスフェノールAの芳香族のプロトン)のピーク面積強度を求め、その比率とプロトン数よりブレンドのモル比を算出する。さらにポリマーの単位ユニットに相当する式量より重量比を算出する。このようにしてポリエステル成分およびポリイミド成分の重量分率と構造が特定できる。
(2)分散界面相のSi原子(Si元素)の検出
フィルムを長手方向に平行かつフィルム面に垂直な方向に切断し、サンプルを超薄切片法で作製した。分散相のコントラストを明確にするために、オスミウム酸やルテニウム酸、リンタングステン酸などで染色してもよい。切断面を電界放出型電子顕微鏡(JEOL製JEM2100F、EDX(JEOL製JED−2300T))を用いて、加圧電圧200kV、試料吸収電流10−9A、EDX線分析20秒/ポイント、ビーム径1nmの条件下でTEM−EDX法により分散相の界面を評価した。任意に10個の分散相について評価してSi元素が0.2原子数%以上検出できたものを○、できないものを×とした。
フィルムを長手方向に平行かつフィルム面に垂直な方向に切断し、サンプルを超薄切片法で作製した。分散相のコントラストを明確にするために、オスミウム酸やルテニウム酸、リンタングステン酸などで染色してもよい。切断面を電界放出型電子顕微鏡(JEOL製JEM2100F、EDX(JEOL製JED−2300T))を用いて、加圧電圧200kV、試料吸収電流10−9A、EDX線分析20秒/ポイント、ビーム径1nmの条件下でTEM−EDX法により分散相の界面を評価した。任意に10個の分散相について評価してSi元素が0.2原子数%以上検出できたものを○、できないものを×とした。
(3)分散相の平均分散径
フィルムを(ア)長手方向に平行かつフィルム面に垂直な方向、(イ)幅方向に平行かつフィルム面に垂直な方向、(ウ)フィルム面に対して平行な方向に切断し、サンプルを超薄切片法で作製した。分散相のコントラストを明確にするために、オスミウム酸やルテニウム酸、リンタングステン酸などで染色してもよい。切断面を透過型電子顕微鏡(日立製H−7100FA型)を用いて、加圧電圧100kVの条件下で観察し、2万倍で写真を撮影した。得られた写真をイメ−ジアナライザ−に画像として取り込み、任意の100個の分散相を選択し、必要に応じて画像処理を行うことにより、次に示すようにして分散相の大きさを求めた。(ア)の切断面に現れる各分散相のフィルム厚み方向の最大長さ(la)と長手方向の最大長さ(lb)、(イ)の切断面に現れる各分散相のフィルム厚さ方向の最大長さ(lc)と幅方向の最大長さ(ld)、(ウ)の切断面に現れる各分散相のフィルム長手方向の最大長さ(le)と幅方向の最大長さ(lf)を求めた。次いで、分散相の形状指数I=(lbの数平均値+leの数平均値)/2、形状指数J=(ldの数平均値+lfの数平均値)/2、形状指数K=(laの数平均値+lcの数平均値)/2とした場合、分散相の平均分散径を(I+J+K)/3とした。さらに、I,J,Kの中から、最大値を平均長径L、最小値を平均短径Dと決定した。
フィルムを(ア)長手方向に平行かつフィルム面に垂直な方向、(イ)幅方向に平行かつフィルム面に垂直な方向、(ウ)フィルム面に対して平行な方向に切断し、サンプルを超薄切片法で作製した。分散相のコントラストを明確にするために、オスミウム酸やルテニウム酸、リンタングステン酸などで染色してもよい。切断面を透過型電子顕微鏡(日立製H−7100FA型)を用いて、加圧電圧100kVの条件下で観察し、2万倍で写真を撮影した。得られた写真をイメ−ジアナライザ−に画像として取り込み、任意の100個の分散相を選択し、必要に応じて画像処理を行うことにより、次に示すようにして分散相の大きさを求めた。(ア)の切断面に現れる各分散相のフィルム厚み方向の最大長さ(la)と長手方向の最大長さ(lb)、(イ)の切断面に現れる各分散相のフィルム厚さ方向の最大長さ(lc)と幅方向の最大長さ(ld)、(ウ)の切断面に現れる各分散相のフィルム長手方向の最大長さ(le)と幅方向の最大長さ(lf)を求めた。次いで、分散相の形状指数I=(lbの数平均値+leの数平均値)/2、形状指数J=(ldの数平均値+lfの数平均値)/2、形状指数K=(laの数平均値+lcの数平均値)/2とした場合、分散相の平均分散径を(I+J+K)/3とした。さらに、I,J,Kの中から、最大値を平均長径L、最小値を平均短径Dと決定した。
(4)固有粘度(IV)
サンプルをオルトクロロフェノールに溶解させる。溶解しない部分は取り除き、溶解する部分について測定を行う。オルトクロロフェノール中、25℃で測定した溶液粘度から下式により計算される値を用いた。
ηsp/C=[η]+K[η]2・C
ここで、ηsp=(溶液粘度/溶媒粘度)−1、Cは溶媒100mlあたりの溶解ポリマ重量(g/100ml、通常1.2)、Kはハギンス定数(0.343とする)、[η]はポリマー(サンプル)の固有粘度(単位はdL/g)である。また、溶液粘度と溶媒粘度は、オストワルド粘度計を用いて測定した。
サンプルをオルトクロロフェノールに溶解させる。溶解しない部分は取り除き、溶解する部分について測定を行う。オルトクロロフェノール中、25℃で測定した溶液粘度から下式により計算される値を用いた。
ηsp/C=[η]+K[η]2・C
ここで、ηsp=(溶液粘度/溶媒粘度)−1、Cは溶媒100mlあたりの溶解ポリマ重量(g/100ml、通常1.2)、Kはハギンス定数(0.343とする)、[η]はポリマー(サンプル)の固有粘度(単位はdL/g)である。また、溶液粘度と溶媒粘度は、オストワルド粘度計を用いて測定した。
(5)フィルム厚み
23℃65%RHの雰囲気下でアンリツ(株)製電子マイクロメータ(K−312A型)を用いて、針圧30gにてフィルム厚みを測定した。
23℃65%RHの雰囲気下でアンリツ(株)製電子マイクロメータ(K−312A型)を用いて、針圧30gにてフィルム厚みを測定した。
(6)破断強度、破断伸度
JIS K7127に規定された方法に従って、インストロンタイプの引張試験機を用いて測定した。測定は下記の条件で行い、サンプルを変更して20回行い、それぞれについてその測定をして、平均値を求めた。
JIS K7127に規定された方法に従って、インストロンタイプの引張試験機を用いて測定した。測定は下記の条件で行い、サンプルを変更して20回行い、それぞれについてその測定をして、平均値を求めた。
測定装置:オリエンテック(株)製フイルム強伸度自動測定装置“テンシロンAMF/RTA−100”
試料サイズ:幅10mm×試長間200mm(フィルム長手方向に)
試料の形状:短冊状
引張り速度:300m/分
測定環境:温度25℃、湿度65%RH。
初期引っ張りチャック間距離は100mm
(7)配向の判別
フィルムの配向状態を、フィルムに対して以下に示す3方向からX線を入射した際に得られるX線回折写真から判別する。
・Through入射:フィルムの縦方向(MD)・横方向(TD)で形成される面に垂直に入射
・End入射 :フィルムの横方向・厚み方向で形成される面に垂直に入射
・Edge入射 :フィルムの縦方向・厚み方向で形成される面に垂直に入射。
なお、サンプルは、フィルムを方向を揃えて、厚みが1mm程度になるよう重ね合わせて、切り出し、測定に供した。
試料サイズ:幅10mm×試長間200mm(フィルム長手方向に)
試料の形状:短冊状
引張り速度:300m/分
測定環境:温度25℃、湿度65%RH。
初期引っ張りチャック間距離は100mm
(7)配向の判別
フィルムの配向状態を、フィルムに対して以下に示す3方向からX線を入射した際に得られるX線回折写真から判別する。
・Through入射:フィルムの縦方向(MD)・横方向(TD)で形成される面に垂直に入射
・End入射 :フィルムの横方向・厚み方向で形成される面に垂直に入射
・Edge入射 :フィルムの縦方向・厚み方向で形成される面に垂直に入射。
なお、サンプルは、フィルムを方向を揃えて、厚みが1mm程度になるよう重ね合わせて、切り出し、測定に供した。
X線回折写真は以下の条件でイメージングプレート法により測定した。
・X線発生装置 :理学電気(株)製 4036A2型
・X線源 :CuKα線(Niフィルター使用)
・出力 :40kV、20mA
・スリット系 :1mmφピンホールコリメータ
・イメージングプレート:FUJIFILM BAS−SR
・撮影条件 :カメラ半径(サンプルとイメージングプレートとの間の距離)40mm、露出時間5分。
・X線発生装置 :理学電気(株)製 4036A2型
・X線源 :CuKα線(Niフィルター使用)
・出力 :40kV、20mA
・スリット系 :1mmφピンホールコリメータ
・イメージングプレート:FUJIFILM BAS−SR
・撮影条件 :カメラ半径(サンプルとイメージングプレートとの間の距離)40mm、露出時間5分。
ここで、フィルムの無配向、一軸配向、二軸配向の別は、例えば、松本喜代一ら、“繊維学会誌”、第26巻、第12号、1970年、p.537−549;松本喜代一著、“フィルムをつくる”、共立出版(1993)、p.67−86;岡村誠三ら著、“高分子化学序論(第2版)”、化学同人(1981)、p.92−93などで解説されているように、以下の基準で判別できる。
・無配向 :いずれの方向のX線回折写真においても実質的にほぼ均等強度を有するデバイ・シェラー環が得られる
・(縦)一軸配向:End入射のX線回折写真においてほぼ均等強度を有するデバイ・シェラー環が得られる
・二軸配向 :いずれの方向のX線回折写真においてもその配向を反映した、回折強度が均等ではない回折像が得られる。
・無配向 :いずれの方向のX線回折写真においても実質的にほぼ均等強度を有するデバイ・シェラー環が得られる
・(縦)一軸配向:End入射のX線回折写真においてほぼ均等強度を有するデバイ・シェラー環が得られる
・二軸配向 :いずれの方向のX線回折写真においてもその配向を反映した、回折強度が均等ではない回折像が得られる。
(8)耐湿熱性(破断伸度の半減時間)
フィルム長手方向に、長さ200mm、幅10mmの短冊状のサンプルを切り出して用いた。JIS K−7127に規定された方法に従って、引っ張り試験器を用いて25℃、65%RHにて破断伸度を測定した。初期引っ張りチャック間距離は100mmとし、引っ張り速度は300m/分とした。測定はサンプルを変更して20回行い、その破断伸度の平均値(X)を求めた。また、フィルム長手方向に、長さ200mm、幅10mmの短冊状のサンプルを、高度加速寿命試験器(タバイエスペック(株)製プレッシャークッカーTPC−211型)を用いて2kg/cm2の加圧下、140℃、80%RHの雰囲気下で放置した後、自然冷却し、このサンプルについて前記と同条件での引っ張り試験を20回行い、その破断伸度の平均値(Y)を求めた。得られた破断伸度の平均値(X)、(Y)から伸度保持率を次式で求めた。伸度保持率が50%以下となるまでの処理時間を破断伸度の半減時間とした。
伸度保持率(%)=(Y/X)×100
伸度保持率が50%以下となるまでの熱処理時間を破断伸度の半減時間とした。耐湿熱性は下記の基準に従って評価した。◎と○と△が合格であるが、半減時間は長いほうがより好ましい。
◎:伸度半減期が80時間以上である。
○:伸度半減期が60時間以上80時間未満である。
△:伸度半減期が30時間以上60時間未満である。
×:伸度半減期が30時間未満である。
フィルム長手方向に、長さ200mm、幅10mmの短冊状のサンプルを切り出して用いた。JIS K−7127に規定された方法に従って、引っ張り試験器を用いて25℃、65%RHにて破断伸度を測定した。初期引っ張りチャック間距離は100mmとし、引っ張り速度は300m/分とした。測定はサンプルを変更して20回行い、その破断伸度の平均値(X)を求めた。また、フィルム長手方向に、長さ200mm、幅10mmの短冊状のサンプルを、高度加速寿命試験器(タバイエスペック(株)製プレッシャークッカーTPC−211型)を用いて2kg/cm2の加圧下、140℃、80%RHの雰囲気下で放置した後、自然冷却し、このサンプルについて前記と同条件での引っ張り試験を20回行い、その破断伸度の平均値(Y)を求めた。得られた破断伸度の平均値(X)、(Y)から伸度保持率を次式で求めた。伸度保持率が50%以下となるまでの処理時間を破断伸度の半減時間とした。
伸度保持率(%)=(Y/X)×100
伸度保持率が50%以下となるまでの熱処理時間を破断伸度の半減時間とした。耐湿熱性は下記の基準に従って評価した。◎と○と△が合格であるが、半減時間は長いほうがより好ましい。
◎:伸度半減期が80時間以上である。
○:伸度半減期が60時間以上80時間未満である。
△:伸度半減期が30時間以上60時間未満である。
×:伸度半減期が30時間未満である。
(9)絶縁破壊特性
陰極に厚み100μm、10cm角アルミ箔電極、陽極に真鍮製25mmφ、500gの電極を用い、この間にフィルムを挟み、春日製高電圧直流電源を用いて100V/secの昇圧速度で昇圧し、10mA以上の電流が流れた場合を絶縁破壊したものとし、このときの電圧値を測定した。200V/μ以上を○、200V/μ未満を×とした。
陰極に厚み100μm、10cm角アルミ箔電極、陽極に真鍮製25mmφ、500gの電極を用い、この間にフィルムを挟み、春日製高電圧直流電源を用いて100V/secの昇圧速度で昇圧し、10mA以上の電流が流れた場合を絶縁破壊したものとし、このときの電圧値を測定した。200V/μ以上を○、200V/μ未満を×とした。
(10)フィルムの内部ヘイズ
JIS K 7105(1985年)に基づいて、ヘイズメーター(スガ試験器社製HZ−2)を用いて測定した。また、液体測定用石英セルにフィルムを入れ、流動パラフィンを充填し測定を行うことで、フィルム表面ヘイズを除いた内部ヘイズを測定した。
JIS K 7105(1985年)に基づいて、ヘイズメーター(スガ試験器社製HZ−2)を用いて測定した。また、液体測定用石英セルにフィルムを入れ、流動パラフィンを充填し測定を行うことで、フィルム表面ヘイズを除いた内部ヘイズを測定した。
(11)ポリマーの溶融粘度
島津製作所製フローテスターCFT−500A形(高下式フローテスター)を用いて測定した。予熱時間3分間終了後に負荷し、KP(比例定数)40、積分の時定数(I−TIME)70、微分の時定数(D−TIME)70、ダイ寸法1mm、ダイ長さ10mm、プランジャー断面積1cm2とし、測定位置7mmから10mmにおいて測定する。測定は5回行い、その平均値を該ポリマーの溶融粘度とした。溶融粘度の単位は[Pa・s]である。なお、測定時のせん断速度は測定対象となる樹脂によって異なるが、具体的なせん断速度は前述したとおりである。
島津製作所製フローテスターCFT−500A形(高下式フローテスター)を用いて測定した。予熱時間3分間終了後に負荷し、KP(比例定数)40、積分の時定数(I−TIME)70、微分の時定数(D−TIME)70、ダイ寸法1mm、ダイ長さ10mm、プランジャー断面積1cm2とし、測定位置7mmから10mmにおいて測定する。測定は5回行い、その平均値を該ポリマーの溶融粘度とした。溶融粘度の単位は[Pa・s]である。なお、測定時のせん断速度は測定対象となる樹脂によって異なるが、具体的なせん断速度は前述したとおりである。
(12)ヤング率
ASTM−D882に規定された方法に従って、インストロンタイプの引張試験機を用いて測定した。測定は下記の条件で行った。
測定装置:オリエンテック(株)製フイルム強伸度自動測定装置“テンシロンAMF/RTA−100”
試料サイズ:幅10mm×試長間100mm、
引張り速度:200mm/分
測定環境:温度23℃、湿度65%RH
(13)ガラス転移温度(Tg)
JIS−K7121に従って擬似等温法にて測定した。
測定装置: TA Instrument社製温度変調DSC
加熱温度:0℃〜300℃(RCS冷却法)
温度校正:高純度インジウムおよびスズの融点
温度変調振幅:±1℃
温度変調周期:60秒
昇温ステップ:5℃
試料質量:5mg
試料容器:アルミニウム製開放型容器(22mg)
参照容器:アルミニウム製開放型容器(18mg)
なお、ガラス転移温度(Tg)は次式により算出した。
ガラス転移温度=(補外ガラス転移開始温度+補外ガラス転移終了温度)/2
(14) 融点(Tm)
融解の吸熱ピークのピーク温度を融点(Tm)としてJIS-K7122に従って測定した。
測定装置:セイコー電子工業(株)製”ロボットDSC-RDC220”
なお、データ解析には”ディスクセッションSSC/5200”を用いた。
試料質量:5 mg
試料前処理:300 ℃5分間溶融保持後、急冷固化
昇温速度:20℃/分
(15) ポリアリーレンスルフィドを核とする孔が存在しないことの確認
ポリアリーレンスルフィドを核とする孔が存在しないことを確認するために、以下の方法を用いた。
エポキシ樹脂を用いた樹脂包埋法により、ウルトラミクロトームを用い、本発明の二軸配向フィルムまたはシートまたはポリエステルフィルム複合体の横方向−厚み方向に断面を有する超薄切片を採取した。採取した切片を下記条件にて透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて断面を観察した。なお、サンプル調製および断面観察は、(株)東レリサーチセンターにて行った。
・装置 :(株)日立製作所製 透過型電子顕微鏡(TEM)H-7100FA
・加速電圧:100kV
・観察倍率:40,000倍
本発明の二軸配向フィルムまたはシートについて、写真の一辺がフィルムの横方向に平行となるように、かつ厚み方向に平行に連続して観察した写真を採取する。この際、各写真における横方向に平行な一辺と厚み方向に平行な一辺のサイズは、フィルムの実寸にして各々6μm、5μmとなるように調整し、厚み方向に平行に10μm(写真2枚分に相当)観察することとする。なお、フィルムまたはシートの厚さが10μm未満である場合は、適宜横方向に平行に連続して観察した写真を採取すればよい。
ASTM−D882に規定された方法に従って、インストロンタイプの引張試験機を用いて測定した。測定は下記の条件で行った。
測定装置:オリエンテック(株)製フイルム強伸度自動測定装置“テンシロンAMF/RTA−100”
試料サイズ:幅10mm×試長間100mm、
引張り速度:200mm/分
測定環境:温度23℃、湿度65%RH
(13)ガラス転移温度(Tg)
JIS−K7121に従って擬似等温法にて測定した。
測定装置: TA Instrument社製温度変調DSC
加熱温度:0℃〜300℃(RCS冷却法)
温度校正:高純度インジウムおよびスズの融点
温度変調振幅:±1℃
温度変調周期:60秒
昇温ステップ:5℃
試料質量:5mg
試料容器:アルミニウム製開放型容器(22mg)
参照容器:アルミニウム製開放型容器(18mg)
なお、ガラス転移温度(Tg)は次式により算出した。
ガラス転移温度=(補外ガラス転移開始温度+補外ガラス転移終了温度)/2
(14) 融点(Tm)
融解の吸熱ピークのピーク温度を融点(Tm)としてJIS-K7122に従って測定した。
測定装置:セイコー電子工業(株)製”ロボットDSC-RDC220”
なお、データ解析には”ディスクセッションSSC/5200”を用いた。
試料質量:5 mg
試料前処理:300 ℃5分間溶融保持後、急冷固化
昇温速度:20℃/分
(15) ポリアリーレンスルフィドを核とする孔が存在しないことの確認
ポリアリーレンスルフィドを核とする孔が存在しないことを確認するために、以下の方法を用いた。
エポキシ樹脂を用いた樹脂包埋法により、ウルトラミクロトームを用い、本発明の二軸配向フィルムまたはシートまたはポリエステルフィルム複合体の横方向−厚み方向に断面を有する超薄切片を採取した。採取した切片を下記条件にて透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて断面を観察した。なお、サンプル調製および断面観察は、(株)東レリサーチセンターにて行った。
・装置 :(株)日立製作所製 透過型電子顕微鏡(TEM)H-7100FA
・加速電圧:100kV
・観察倍率:40,000倍
本発明の二軸配向フィルムまたはシートについて、写真の一辺がフィルムの横方向に平行となるように、かつ厚み方向に平行に連続して観察した写真を採取する。この際、各写真における横方向に平行な一辺と厚み方向に平行な一辺のサイズは、フィルムの実寸にして各々6μm、5μmとなるように調整し、厚み方向に平行に10μm(写真2枚分に相当)観察することとする。なお、フィルムまたはシートの厚さが10μm未満である場合は、適宜横方向に平行に連続して観察した写真を採取すればよい。
得られた複数の画像の上にOHPシート(セイコーエプソン(株)製EPSON専用OHPシート)を乗せた。次に、観察したボイドのうち、孔の内部に観察された核が有れば、核のみをOHPシート上にマジックペンで黒く塗りつぶした。得られたOHPシートの画像を、下記条件で読み込んだ。
ここで、核がポリアリーレンスルフィド(c)であることを判別するためには、孔の核となる部分を電界放出型電子顕微鏡(JEOL製JEM2100F、EDX(JEOL製JED−2300T))を用いて、加圧電圧200kV、試料吸収電流10−9A、EDX線分析20秒/ポイント、ビーム径1nmの条件下でTEM−EDX法により孔の核を評価する。任意に10個の核について評価してS元素が0.5原子数%より多く検出したものをポリアリーレンスルフィドからなる核、S元素の検出が0以上0.5原子数%以下検出したものをポリアリーレンスルフィド以外からなる核とする。
・スキャナ :セイコーエプソン(株)製GT-7600U
・ソフト :EPSON TWAIN ver.4.20J
・イメージタイプ:線画
・解像度 :600dpi
得られた画像を、(株)プラネトロン製Image - Pro Plus、Ver.40 for Windows(登録商標)を用いて、画像解析を行った。この際、取り込んだ断面像のスケールを使用して空間校正を行った。なお、測定条件は、以下の通りに設定した。
・カウント/サイズオプション内の表示オプション設定で、アウトラインの形式を塗り
つぶしにする。
・オブジェクト抽出オプション設定で、境界上の除外をなし(None)にする。
・測定の際の輝度レンジ選択設定を暗い色のオブジェクトを自動抽出にする。
ここで、核がポリアリーレンスルフィド(c)であることを判別するためには、孔の核となる部分を電界放出型電子顕微鏡(JEOL製JEM2100F、EDX(JEOL製JED−2300T))を用いて、加圧電圧200kV、試料吸収電流10−9A、EDX線分析20秒/ポイント、ビーム径1nmの条件下でTEM−EDX法により孔の核を評価する。任意に10個の核について評価してS元素が0.5原子数%より多く検出したものをポリアリーレンスルフィドからなる核、S元素の検出が0以上0.5原子数%以下検出したものをポリアリーレンスルフィド以外からなる核とする。
・スキャナ :セイコーエプソン(株)製GT-7600U
・ソフト :EPSON TWAIN ver.4.20J
・イメージタイプ:線画
・解像度 :600dpi
得られた画像を、(株)プラネトロン製Image - Pro Plus、Ver.40 for Windows(登録商標)を用いて、画像解析を行った。この際、取り込んだ断面像のスケールを使用して空間校正を行った。なお、測定条件は、以下の通りに設定した。
・カウント/サイズオプション内の表示オプション設定で、アウトラインの形式を塗り
つぶしにする。
・オブジェクト抽出オプション設定で、境界上の除外をなし(None)にする。
・測定の際の輝度レンジ選択設定を暗い色のオブジェクトを自動抽出にする。
上記条件下で、フィルムの全面積、即ち測定の対象とした横方向×厚み方向 = 5μm×
フィルム厚み(上記(5)で測定した)に対する、ポリアリーレンスルフィド(c)を核とする孔(黒く塗りつぶした部分)の面積の比を百分率で算出し、孔の面積率(R)とした(単位:%)。これより、ポリアリーレンスルフィドを核とする孔がフィルムの全面積に占める比率が、0%以上30%以下である場合を当該フィルムがポリアリーレンスルフィドを核とする孔を有さないと定義した。
ポリアリーレンスルフィドを核とする孔がフィルム全面積に占める比率が0%以上3%未満である場合を◎、3%以上5%未満である場合を○、5%以上10%以下である場合を△とした。また、当該比率Rが10%より大きいフィルムはポリアリーレンスルフィドを核とする孔を有するため、×とした。
フィルム厚み(上記(5)で測定した)に対する、ポリアリーレンスルフィド(c)を核とする孔(黒く塗りつぶした部分)の面積の比を百分率で算出し、孔の面積率(R)とした(単位:%)。これより、ポリアリーレンスルフィドを核とする孔がフィルムの全面積に占める比率が、0%以上30%以下である場合を当該フィルムがポリアリーレンスルフィドを核とする孔を有さないと定義した。
ポリアリーレンスルフィドを核とする孔がフィルム全面積に占める比率が0%以上3%未満である場合を◎、3%以上5%未満である場合を○、5%以上10%以下である場合を△とした。また、当該比率Rが10%より大きいフィルムはポリアリーレンスルフィドを核とする孔を有するため、×とした。
得られた画像を、(株)プラネトロン製Image−Pro Plus、Ver.4.0
for Windows(登録商標)を用いて、画像解析を行った。この際、取り込んだ断面像の20スケールを使用して空間校正を行った。なお、測定条件は、以下の通りに設定した。
・カウント/サイズオプション内の表示オプション設定で、アウトラインの形式を塗りつ
ぶしにする。
・オブジェクト抽出オプション設定で、境界上の除外をなし(None)にする。
・測定の際の輝度レンジ選択設定を暗い色のオブジェクトを自動抽出にする。
上記条件下で、写真で観察したフィルムの全面積、即ち測定の対象とした横方向×厚み方
向=5μm×10μmに対する、核(黒く塗りつぶした部分)の面積の比率を百分率で算
出した。同じサンプルについて観察位置を変えて同様の測定を3回行い、得られた面積比
の平均値を当該サンプルの核の面積率(R TEM )とした(単位:%)。これより、核が
フィルムの全面積に占める比率が、5%以下である場合を当該フィルムが無核の孔を有す30ると定義し、○とした。また、当該比率R TEM が5%を越えるフィルムは、無核の孔を有さないため、×とした。
for Windows(登録商標)を用いて、画像解析を行った。この際、取り込んだ断面像の20スケールを使用して空間校正を行った。なお、測定条件は、以下の通りに設定した。
・カウント/サイズオプション内の表示オプション設定で、アウトラインの形式を塗りつ
ぶしにする。
・オブジェクト抽出オプション設定で、境界上の除外をなし(None)にする。
・測定の際の輝度レンジ選択設定を暗い色のオブジェクトを自動抽出にする。
上記条件下で、写真で観察したフィルムの全面積、即ち測定の対象とした横方向×厚み方
向=5μm×10μmに対する、核(黒く塗りつぶした部分)の面積の比率を百分率で算
出した。同じサンプルについて観察位置を変えて同様の測定を3回行い、得られた面積比
の平均値を当該サンプルの核の面積率(R TEM )とした(単位:%)。これより、核が
フィルムの全面積に占める比率が、5%以下である場合を当該フィルムが無核の孔を有す30ると定義し、○とした。また、当該比率R TEM が5%を越えるフィルムは、無核の孔を有さないため、×とした。
(15) 製膜安定性
幅方向が5mとなるよう二軸配向ポリエステルフィルムを製膜し、10,000m巻き取るまでのフィルムの破れ回数を求めた。また、このフィルム破れ回数から、以下のように製膜安定性を評価した。
◎:フィルム破れが1度も無かった場合。
○:フィルム破れが1回または2回あった場合。
△:フィルム破れが3回または4回あった場合。
×:フィルム破れが5回以上あった場合。
幅方向が5mとなるよう二軸配向ポリエステルフィルムを製膜し、10,000m巻き取るまでのフィルムの破れ回数を求めた。また、このフィルム破れ回数から、以下のように製膜安定性を評価した。
◎:フィルム破れが1度も無かった場合。
○:フィルム破れが1回または2回あった場合。
△:フィルム破れが3回または4回あった場合。
×:フィルム破れが5回以上あった場合。
本発明を、実施例に基づいて説明する。
(参考例1)
ポリエチレンテレフタレート(PET)ポリマーチップの製造:
ジメチルテレフタレート100重量部、エチレングリコール60重量部の混合物に、ジメチルテレフタレート100重量部に対して酢酸マグネシウム0.04重量部を添加して、加熱昇温してエステル交換反応を行なった。
ポリエチレンテレフタレート(PET)ポリマーチップの製造:
ジメチルテレフタレート100重量部、エチレングリコール60重量部の混合物に、ジメチルテレフタレート100重量部に対して酢酸マグネシウム0.04重量部を添加して、加熱昇温してエステル交換反応を行なった。
次いで、該エステル交換反応生成物に、ジメチルテレフタレート100重量部に対して、リン酸トリメチル0.020重量部を添加した後、酸化ゲルマニウムを0.02重量部添加した後、重縮合反応槽に移行した。
次いで、加熱昇温しながら反応系を徐々に減圧して1mmHg以下の減圧下、290℃で常法により重合し、固有粘度[η]=0.65のポリエチレンテレフタレートのチップを得た。
(参考例2) ポリエチレン−2,6−ナフタレート(PEN)ポリマーチップの製造: 2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル100重量部とエチレングリコール60重量部の混合物に、酢酸マンガン・4水和物塩0.03重量部を添加し、150℃の温度から240℃の温度に徐々に昇温しながらエステル交換反応を行った。途中、反応温度が170℃に達した時点で三酸化アンチモン0.024重量部を添加した。また、反応温度が220℃に達した時点で3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩0.042重量部(2mmol%に相当)を添加した。その後、引き続いてエステル交換反応を行い、エステル交換反応終了後、リン酸トリメチル0.023重量部を添加した。次いで、反応生成物を重合反応器に移し、290℃の温度まで昇温し、0.2mmHg以下の高減圧下にて重縮合反応を行い、固有粘度0.65dl/gのポリエチレン−2,6−ナフタレートチップを得た。
(参考例3)
ポリイミド(c−1、c−2)ポリマーチップの製造:
<ポリイミド(c−1)>
イソホロンジイソシアネート200gを窒素雰囲気下でN−メチル−2−ピロリドン(NMP)3,000ml中に添加し攪拌した。次いで、この溶液に無水ピロメリット酸196gを室温で添加した後、徐々に昇温した。その後、180℃で6時間加熱すると、二酸化炭素の発生が終了したので加熱を止めた。このポリマー溶液を水中に展開して洗浄した後、ここで得られたポリマーを乾燥しポリイミド(c−1)を得た。
ポリイミド(c−1、c−2)ポリマーチップの製造:
<ポリイミド(c−1)>
イソホロンジイソシアネート200gを窒素雰囲気下でN−メチル−2−ピロリドン(NMP)3,000ml中に添加し攪拌した。次いで、この溶液に無水ピロメリット酸196gを室温で添加した後、徐々に昇温した。その後、180℃で6時間加熱すると、二酸化炭素の発生が終了したので加熱を止めた。このポリマー溶液を水中に展開して洗浄した後、ここで得られたポリマーを乾燥しポリイミド(c−1)を得た。
<ポリイミド(c−2)>
窒素気流下にて、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物147g(0.5mol)をN−メチル−2−ピロリドン300gに投入した。この溶液に、トランス−1,4−ジアミノシクロヘキサン57g(0.5mol)をNMP17.6gに溶解したものを滴下し、室温で2時間、さらに50℃で4時間攪拌しポリアミド酸溶液を得た。この溶液を冷却後、水500mlに投入し、ポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾取し、窒素中、250℃で2時間熱処理し、目的のポリイミド(c−2)を得た。
窒素気流下にて、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物147g(0.5mol)をN−メチル−2−ピロリドン300gに投入した。この溶液に、トランス−1,4−ジアミノシクロヘキサン57g(0.5mol)をNMP17.6gに溶解したものを滴下し、室温で2時間、さらに50℃で4時間攪拌しポリアミド酸溶液を得た。この溶液を冷却後、水500mlに投入し、ポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾取し、窒素中、250℃で2時間熱処理し、目的のポリイミド(c−2)を得た。
(実施例1)
参考例1で得た固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレート(PET)50重量部とGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)“ウルテム”1010を50重量部、150℃で5時間除湿乾燥した後、320〜290℃に加熱された(スクリューゾーン、押出ヘッド部で温度勾配を設定)二軸3段タイプのスクリュー(PETとPEIの混練可塑化ゾーン/ダルメージ混練ゾーン/逆ネジダルメージによる微分散相溶化ゾーン)を具備したベント式二軸押出機(L/D=40、ベント孔の減圧度は200Paとした)に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PEIを50重量%含有したPET/PEIブレンドチップを得た。このチップをブレンドチップAとした。
参考例1で得た固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレート(PET)50重量部とGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)“ウルテム”1010を50重量部、150℃で5時間除湿乾燥した後、320〜290℃に加熱された(スクリューゾーン、押出ヘッド部で温度勾配を設定)二軸3段タイプのスクリュー(PETとPEIの混練可塑化ゾーン/ダルメージ混練ゾーン/逆ネジダルメージによる微分散相溶化ゾーン)を具備したベント式二軸押出機(L/D=40、ベント孔の減圧度は200Paとした)に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PEIを50重量%含有したPET/PEIブレンドチップを得た。このチップをブレンドチップAとした。
さらに、General Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)”ウルテム”1010を10重量部と、東レ(株)製の線状PPS樹脂(“トレリナ”(登録商標)M2088、ガラス転移温度92℃、融点283℃)を90重量部および、相溶化剤として、信越化学社製のγ−イソシアネ−トプロピルトリエトキシシラン“KBE9007”0.5重量部を320〜290℃に加熱された(スクリューゾーン、押出ヘッド部で温度勾配を設定)二軸3段タイプのスクリュー(PEIとPPSの混練可塑化ゾーン/ダルメージ混練ゾーン/逆ネジダルメージによる微分散相溶化ゾーン)を具備したベント式二軸押出機(L/D=40、ベント孔の減圧度は200Paとした)に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PPS樹脂を90重量%含有したPEI/PPS/相溶化剤のブレンドチップを得た。さらに得られたPEI/PPS/ 相溶化剤を100重量部および水0.5重量部の混合物を320〜290℃に加熱した二軸押出機にて溶融押出した。得られたペレットをブレンドチップBとした。
次いで、ブレンドチップB30重量部とPET70重量部を270〜310℃に加熱された二軸押出機に供給して、溶融押出し、PET/PEI/PPS/相溶化剤のブレンドチップを得た。得られたブレンドチップをブレンドチップCとした。
次いで、得られたPET/PEIブレンドチップA17.9重量部とPET/PEI/PPS/相溶化剤ブレンドチップC 17.8重量部および参考例1で得た固有粘度0.65のPETチップ 64.3重量部を表に示した含有量(重量%)となるように混合し、180℃で3時間減圧乾燥した後、押出機に投入し、300℃にて溶融押出し、繊維焼結ステンレス金属フィルター(14μmカット)を通過させた後、Tダイからシート状に吐出し、該シートを表面温度25℃の冷却ドラム上に静電印加法により密着固化させ冷却し、未延伸フィルムを得た。
続いて、この未延伸フィルムを、加熱された複数のロール群からなる縦延伸機を用い、ロールの周速差を利用して、95℃の温度でフィルムの縦方向に3.4倍の倍率で延伸した。その後、このフィルムの両端部をクリップで把持して、テンターに導き、幅方向に100℃の温度で3.8倍延伸し、引き続いて210℃の温度で3秒間熱処理を行なった(幅方向に2%弛緩処理)後、150℃の温度ゾーンでさらに幅方向に2%弛緩処理を行なった後、室温に徐冷し、厚さ100μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
(実施例2〜4)
実施例2においては、縦方向および横方向ともに90℃で延伸することおよび、フィルム構成する相溶化剤の含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして二軸配向フィルムを作製した。実施例3〜4については、フィルムを構成する相溶化剤の含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして、二軸配向フィルムを作成した。特に、実施例1と同様に、ブレンドチップA〜Cを用いることにより、二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例2〜4で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
実施例2においては、縦方向および横方向ともに90℃で延伸することおよび、フィルム構成する相溶化剤の含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして二軸配向フィルムを作製した。実施例3〜4については、フィルムを構成する相溶化剤の含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして、二軸配向フィルムを作成した。特に、実施例1と同様に、ブレンドチップA〜Cを用いることにより、二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例2〜4で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
(実施例5)
相溶化剤として、信越化学社製の2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン“KBM303”を用いたこと以外は、実施例1と同様にして二軸配向フィルムを作成した。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
相溶化剤として、信越化学社製の2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン“KBM303”を用いたこと以外は、実施例1と同様にして二軸配向フィルムを作成した。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
(実施例6)
フィルムを構成するポリマーの含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして、二軸配向フィルムを作成した。特に、実施例1と同様に、ブレンドチップA〜Cを用いた。実施例6ではブレンドチップAを4.3重量部、ブレンドチップCを81.5重量部、参考例1で得た固有粘度0.65のPETチップを14.2重量部を表に示した含有量(重量%)となるように混合した。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例6で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
フィルムを構成するポリマーの含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして、二軸配向フィルムを作成した。特に、実施例1と同様に、ブレンドチップA〜Cを用いた。実施例6ではブレンドチップAを4.3重量部、ブレンドチップCを81.5重量部、参考例1で得た固有粘度0.65のPETチップを14.2重量部を表に示した含有量(重量%)となるように混合した。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例6で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
(実施例7)
フィルムを構成するポリマーの含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして、二軸配向フィルムを作成した。特に、実施例1と同様に、ブレンドチップA〜Cを用いた。実施例7ではブレンドチップAを26.2重量部、ブレンドチップCを16.7重量部、参考例1で得た固有粘度0.65のPETチップを56.8重量部を表に示した含有量(重量%)となるように混合した。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例7で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
フィルムを構成するポリマーの含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして、二軸配向フィルムを作成した。特に、実施例1と同様に、ブレンドチップA〜Cを用いた。実施例7ではブレンドチップAを26.2重量部、ブレンドチップCを16.7重量部、参考例1で得た固有粘度0.65のPETチップを56.8重量部を表に示した含有量(重量%)となるように混合した。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例7で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
(実施例8)
フィルムを構成するポリマーの含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして、二軸配向フィルムを作成した。特に、実施例1と同様に、ブレンドチップA〜Cを用いた。実施例8ではブレンドチップAを33.8重量部、ブレンドチップCを15.9重量部、参考例1で得た固有粘度0.65のPETチップを50.2重量部を表に示した含有量(重量%)となるように混合した。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例8で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
フィルムを構成するポリマーの含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして、二軸配向フィルムを作成した。特に、実施例1と同様に、ブレンドチップA〜Cを用いた。実施例8ではブレンドチップAを33.8重量部、ブレンドチップCを15.9重量部、参考例1で得た固有粘度0.65のPETチップを50.2重量部を表に示した含有量(重量%)となるように混合した。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例8で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
(実施例9)
フィルムを構成するポリマーの含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして、二軸配向フィルムを作成した。特に、実施例1と同様に、ブレンドチップA〜Cを用いた。実施例9ではブレンドチップAを19.5重量部、ブレンドチップCを5.6重量部、参考例1で得た固有粘度0.65のPETチップを74.9重量部を表に示した含有量(重量%)となるように混合した。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例9で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
フィルムを構成するポリマーの含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして、二軸配向フィルムを作成した。特に、実施例1と同様に、ブレンドチップA〜Cを用いた。実施例9ではブレンドチップAを19.5重量部、ブレンドチップCを5.6重量部、参考例1で得た固有粘度0.65のPETチップを74.9重量部を表に示した含有量(重量%)となるように混合した。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例9で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
(実施例10)
フィルムを構成するポリマーの含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして、二軸配向フィルムを作成した。特に、実施例1と同様に、ブレンドチップA〜Cを用いた。実施例10ではブレンドチップAを13.6重量部、ブレンドチップCを56.6重量部、参考例1で得た固有粘度0.65のPETチップを29.7重量部を表に示した含有量(重量%)となるように混合した。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例10で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
フィルムを構成するポリマーの含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして、二軸配向フィルムを作成した。特に、実施例1と同様に、ブレンドチップA〜Cを用いた。実施例10ではブレンドチップAを13.6重量部、ブレンドチップCを56.6重量部、参考例1で得た固有粘度0.65のPETチップを29.7重量部を表に示した含有量(重量%)となるように混合した。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例10で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
(実施例11)
フィルムを構成するポリマーの含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして、二軸配向フィルムを作成した。特に、実施例1と同様に、ブレンドチップA〜Cを用いた。実施例11ではブレンドチップAを11.2重量部、ブレンドチップCを76.3重量部、参考例1で得た固有粘度0.65のPETチップを12.5重量部を表に示した含有量(重量%)となるように混合した。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例11で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
フィルムを構成するポリマーの含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例1と同様にして、二軸配向フィルムを作成した。特に、実施例1と同様に、ブレンドチップA〜Cを用いた。実施例11ではブレンドチップAを11.2重量部、ブレンドチップCを76.3重量部、参考例1で得た固有粘度0.65のPETチップを12.5重量部を表に示した含有量(重量%)となるように混合した。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例11で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
(実施例12、13)
ポリイミド(c)として参考例3に示したポリイミド(c−1、c−2)を用いたこと以外は、実施例1と同様に製膜し、厚み100μmの二軸配向フィルムを得た。それぞれ実施例12、13とした。それぞれ得られたフィルムの特性を表に示す。本実施例12および13で得られた二軸配向フィルムは耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
ポリイミド(c)として参考例3に示したポリイミド(c−1、c−2)を用いたこと以外は、実施例1と同様に製膜し、厚み100μmの二軸配向フィルムを得た。それぞれ実施例12、13とした。それぞれ得られたフィルムの特性を表に示す。本実施例12および13で得られた二軸配向フィルムは耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
(実施例14)
ポリアリーレンスルフィド(b)として東レ(株)製の線状PPS樹脂(“トレリナ”(登録商標)M3910、ガラス転移温度90℃、融点283℃(b−1))を用いたこと以外は、実施例1と同様に製膜し、厚み100μmの二軸配向フィルムを得た。得られたフィルムの特性を表に示す。本実施例で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
ポリアリーレンスルフィド(b)として東レ(株)製の線状PPS樹脂(“トレリナ”(登録商標)M3910、ガラス転移温度90℃、融点283℃(b−1))を用いたこと以外は、実施例1と同様に製膜し、厚み100μmの二軸配向フィルムを得た。得られたフィルムの特性を表に示す。本実施例で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
(実施例15)
参考例2で得られた固有粘度0.60のポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(PEN)50重量部とGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)”ウルテム”1010を50重量部、175℃で5時間除湿乾燥した後、320〜290℃に加熱された(スクリューゾーン、押出ヘッド部で温度勾配を設定)二軸3段タイプのスクリュー(PETとPEIの混練可塑化ゾーン/ダルメージ混練ゾーン/逆ネジダルメージによる微分散相溶化ゾーン)を具備したベント式二軸押出機(L/D=40、ベント孔の減圧度は200Paとした)に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PEIを50重量%含有したPEN/PEIブレンドチップを得た。このチップをブレンドチップDとした。
参考例2で得られた固有粘度0.60のポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(PEN)50重量部とGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)”ウルテム”1010を50重量部、175℃で5時間除湿乾燥した後、320〜290℃に加熱された(スクリューゾーン、押出ヘッド部で温度勾配を設定)二軸3段タイプのスクリュー(PETとPEIの混練可塑化ゾーン/ダルメージ混練ゾーン/逆ネジダルメージによる微分散相溶化ゾーン)を具備したベント式二軸押出機(L/D=40、ベント孔の減圧度は200Paとした)に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PEIを50重量%含有したPEN/PEIブレンドチップを得た。このチップをブレンドチップDとした。
さらに、General Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)”ウルテム”1010を10重量部と、東レ(株)製の線状PPS樹脂(“トレリナ”(登録商標)M2088、ガラス転移温度92℃、融点283℃)を90重量部および、相溶化剤として、信越化学社製のγ−イソシアネ−トプロピルトリエトキシシラン“KBE9007”0.5重量部を320〜290℃に加熱された(スクリューゾーン、押出ヘッド部で温度勾配を設定)二軸3段タイプのスクリュー(PEIとPPSの混練可塑化ゾーン/ダルメージ混練ゾーン/逆ネジダルメージによる微分散相溶化ゾーン)を具備したベント式二軸押出機(L/D=40、ベント孔の減圧度は200Paとした)に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PPS樹脂を90重量%含有したPEI/PPS/相溶化剤ブレンドチップを得た。さらに得られたPEI/PPS/相溶化剤を100重量部および水0.5重量部の混合物を320〜290℃に加熱した二軸押出機にて溶融押出した。得られたペレットをブレンドチップBとした。
次いで、ブレンドチップB30重量部とPEN70重量部を270〜310℃に加熱された二軸押出機に供給して、溶融押出し、PEN/PEI/PPS/相溶化剤ブレンドチップを得た。得られたブレンドチップをブレンドチップEとした。
次いで、得られたPEN/PEIブレンドチップD17.9重量部とPEN/PEI/PPS/相溶化剤ブレンドチップE 17.8重量部および参考例2で得た固有粘度0.60のPENチップ 64.3重量部を表に示した含有量(重量%)となるように混合し、175℃で5時間減圧乾燥した後、押出機に投入し、300℃にて溶融押出し、繊維焼結ステンレス金属フィルター(14μmカット)を通過させた後、Tダイからシート状に吐出し、該シートを表面温度55℃の冷却ドラム上に静電印加法により密着固化させ冷却し、未延伸フィルムを得た。
続いて、この未延伸フィルムを、加熱された複数のロール群からなる縦延伸機を用い、ロールの周速差を利用して、140℃の温度でフィルムの縦方向に4.0倍の倍率で延伸した。その後、このフィルムの両端部をクリップで把持して、テンターに導き、幅方向に140℃の温度で5.0倍延伸し、引き続いて250℃の温度で10秒間熱処理を行なった後、室温に徐冷し、厚さ250μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
(比較例1)
参考例1で得られた前記の固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレート(PET)を180℃で3時間減圧乾燥した後、押出機に投入し、285℃にて溶融押出し、繊維焼結ステンレス金属フィルター(14μmカット)を通過させた後、Tダイからシート状に吐出し、該シートを表面温度25℃の冷却ドラム上に静電印加法により密着固化させ冷却し、未延伸フィルムを得た。
参考例1で得られた前記の固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレート(PET)を180℃で3時間減圧乾燥した後、押出機に投入し、285℃にて溶融押出し、繊維焼結ステンレス金属フィルター(14μmカット)を通過させた後、Tダイからシート状に吐出し、該シートを表面温度25℃の冷却ドラム上に静電印加法により密着固化させ冷却し、未延伸フィルムを得た。
続いて、この未延伸フィルムを、加熱された複数のロール群からなる縦延伸機を用い、ロールの周速差を利用して、105℃の温度でフィルムの縦方向に3.4倍の倍率で延伸した。その後、このフィルムの両端部をクリップで把持して、テンターに導き、幅方向に110℃の温度で3.7倍延伸し、引き続いて210℃の温度で3秒間熱処理を行なった後、170℃の温度ゾーンでさらに幅方向に3%弛緩処理を行なった後、室温に徐冷し、厚さ100μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。得られた二軸配向フィルム耐湿熱性に劣るものであった。
(比較例2)
参考例1で得られた前記の固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレート(PET)50重量部とGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)”ウルテム”1010を50重量部を、150℃で5時間除湿乾燥した後、320〜290℃に加熱された(スクリューゾーン、押出ヘッド部で温度勾配を設定)二軸3段タイプのスクリュー(PETとPEIの混練可塑化ゾーン/ダルメージ混練ゾーン/逆ネジダルメージによる微分散相溶化ゾーン)を具備したベント式二軸押出機(L/D=40、ベント孔の減圧度は200Paとした)に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、ウルテムを50重量%含有したPET/PEIブレンドチップを得た。
参考例1で得られた前記の固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレート(PET)50重量部とGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)”ウルテム”1010を50重量部を、150℃で5時間除湿乾燥した後、320〜290℃に加熱された(スクリューゾーン、押出ヘッド部で温度勾配を設定)二軸3段タイプのスクリュー(PETとPEIの混練可塑化ゾーン/ダルメージ混練ゾーン/逆ネジダルメージによる微分散相溶化ゾーン)を具備したベント式二軸押出機(L/D=40、ベント孔の減圧度は200Paとした)に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、ウルテムを50重量%含有したPET/PEIブレンドチップを得た。
次いで、得られたPET/PEIブレンドチップと前記の固有粘度0.65のPETチップを表に示した含有量(重量%)となるように混合し、180℃で3時間減圧乾燥した後、押出機に投入し、285℃にて溶融押出し、繊維焼結ステンレス金属フィルター(14μmカット)を通過させた後、Tダイからシート状に吐出し、該シートを表面温度25℃の冷却ドラム上に静電印加法により密着固化させ冷却し、未延伸フィルムを得た。
続いて、この未延伸フィルムを、加熱された複数のロール群からなる縦延伸機を用い、ロールの周速差を利用して、105℃の温度でフィルムの縦方向に3.4倍の倍率で延伸した。その後、このフィルムの両端部をクリップで把持して、テンターに導き、幅方向に110℃の温度で3.7倍延伸し、引き続いて210℃の温度で3秒間熱処理を行なった後、170℃の温度ゾーンでさらに幅方向に3%弛緩処理を行なった後、室温に徐冷し、厚さ100μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。ポリアリーレンスルフィド(c)を含有していない本比較例で得られた二軸配向フィルムは耐湿熱性に劣るものであった。
(比較例3)
PET/PPSブレンドチップと前記の固有粘度0.65のPETチップを表に示した含有量(重量%)となるように混合し、180℃で3時間減圧乾燥した後、押出機に投入し、300℃にて溶融押出し、繊維焼結ステンレス金属フィルター(14μmカット)を通過させた後、Tダイからシート状に吐出し、該シートを表面温度25℃の冷却ドラム上に静電印加法により密着固化させ冷却し、未延伸フィルムを得た。
PET/PPSブレンドチップと前記の固有粘度0.65のPETチップを表に示した含有量(重量%)となるように混合し、180℃で3時間減圧乾燥した後、押出機に投入し、300℃にて溶融押出し、繊維焼結ステンレス金属フィルター(14μmカット)を通過させた後、Tダイからシート状に吐出し、該シートを表面温度25℃の冷却ドラム上に静電印加法により密着固化させ冷却し、未延伸フィルムを得た。
続いて、この未延伸フィルムを、加熱された複数のロール群からなる縦延伸機を用い、ロールの周速差を利用して、90℃の温度でフィルムの縦方向に4.0倍の倍率で延伸した。その後、このフィルムの両端部をクリップで把持して、テンターに導き、幅方向に90℃の温度で4.0倍延伸し、引き続いて180℃の温度で3秒間熱処理を行なった後、室温に徐冷し、厚さ100μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。ポリイミド(b)を含有していない本比較例で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に劣るものであった。
(比較例4)
参考例1で得られた前記の固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレート(PET)50重量部とGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)”ウルテム”1010を50重量部、150℃で5時間除湿乾燥した後、320〜290℃に加熱された(スクリューゾーン、押出ヘッド部で温度勾配を設定)二軸3段タイプのスクリュー(PETとPEIの混練可塑化ゾーン/ダルメージ混練ゾーン/逆ネジダルメージによる微分散相溶化ゾーン)を具備したベント式二軸押出機(L/D=40、ベント孔の減圧度は200Paとした)に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PEIを50重量%含有したPET/PEIブレンドチップを得た。
参考例1で得られた前記の固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレート(PET)50重量部とGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)”ウルテム”1010を50重量部、150℃で5時間除湿乾燥した後、320〜290℃に加熱された(スクリューゾーン、押出ヘッド部で温度勾配を設定)二軸3段タイプのスクリュー(PETとPEIの混練可塑化ゾーン/ダルメージ混練ゾーン/逆ネジダルメージによる微分散相溶化ゾーン)を具備したベント式二軸押出機(L/D=40、ベント孔の減圧度は200Paとした)に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PEIを50重量%含有したPET/PEIブレンドチップを得た。
さらに、東レ(株)製の線状PPS樹脂(“トレリナ”(登録商標)M2088、ガラス転移温度92℃、融点283℃)を50重量部と、参考例1で得られた固有粘度0.65のPET50重量部を180℃で3時間減圧乾燥した後、320〜290℃に加熱された(スクリューゾーン、押出ヘッド部で温度勾配を設定)二軸3段タイプのスクリュー(PETとPPSの混練可塑化ゾーン/ダルメージ混練ゾーン/逆ネジダルメージによる微分散相溶化ゾーン)を具備したベント式二軸押出機(L/D=40、ベント孔の減圧度は200Paとした)に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PPS樹脂を50重量%含有したPET/PPSブレンドチップを得た。
次いで、得られたPET/PEIブレンドチップとPET/PPSブレンドチップおよび前記の固有粘度0.65のPETチップを表に示した含有量(重量%)となるように混合し、180℃で3時間減圧乾燥した後、押出機に投入し、300℃にて溶融押出し、繊維焼結ステンレス金属フィルター(14μmカット)を通過させた後、Tダイからシート状に吐出し、該シートを表面温度25℃の冷却ドラム上に静電印加法により密着固化させ冷却し、未延伸フィルムを得た。
続いて、この未延伸フィルムを、加熱された複数のロール群からなる縦延伸機を用い、ロールの周速差を利用して、95℃の温度でフィルムの縦方向に3.4倍の倍率で延伸した。その後、このフィルムの両端部をクリップで把持して、テンターに導き、幅方向に100℃の温度で3.8倍延伸し、引き続いて210℃の温度で3秒間熱処理を行なった(幅方向に2%弛緩処理)後、150℃の温度ゾーンでさらに幅方向に2%弛緩処理を行なった後、室温に徐冷し、厚さ100μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例で得られた二軸配向フィルムは、耐熱性に劣るものであった。
(比較例5)
参考例1で得られた前記の固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレート(PET)50重量部とGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)”ウルテム”1010を50重量部、150℃で5時間除湿乾燥した後、320〜290℃に加熱された(スクリューゾーン、押出ヘッド部で温度勾配を設定)二軸3段タイプのスクリュー(PETとPEIの混練可塑化ゾーン/ダルメージ混練ゾーン/逆ネジダルメージによる微分散相溶化ゾーン)を具備したベント式二軸押出機(L/D=40、ベント孔の減圧度は200Paとした)に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PEIを50重量%含有したPET/PEIブレンドチップを得た。
参考例1で得られた前記の固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレート(PET)50重量部とGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)”ウルテム”1010を50重量部、150℃で5時間除湿乾燥した後、320〜290℃に加熱された(スクリューゾーン、押出ヘッド部で温度勾配を設定)二軸3段タイプのスクリュー(PETとPEIの混練可塑化ゾーン/ダルメージ混練ゾーン/逆ネジダルメージによる微分散相溶化ゾーン)を具備したベント式二軸押出機(L/D=40、ベント孔の減圧度は200Paとした)に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PEIを50重量%含有したPET/PEIブレンドチップを得た。
さらに、東レ(株)製の線状PPS樹脂(“トレリナ”(登録商標)M2088、ガラス転移温度92℃、融点283℃)を50重量部と、参考例1で得られた固有粘度0.65のPET50重量部および、相溶化剤として、信越化学社製のγ−イソシアネ−トプロピルトリエトキシシラン“KBE9007”0.5重量部を、320〜290℃に加熱された(スクリューゾーン、押出ヘッド部で温度勾配を設定)二軸3段タイプのスクリュー(PETとPPSの混練可塑化ゾーン/ダルメージ混練ゾーン/逆ネジダルメージによる微分散相溶化ゾーン)を具備したベント式二軸押出機(L/D=40、ベント孔の減圧度は200Paとした)に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PPS樹脂を50重量%含有したPET/PPSブレンドチップを得た。
次いで、得られたPET/PEIブレンドチップとPET/PPSブレンドチップおよび前記の固有粘度0.65のPETチップを表に示した含有量(重量%)となるように混合し、180℃で3時間減圧乾燥した後、押出機に投入し、300℃にて溶融押出し、繊維焼結ステンレス金属フィルター(14μmカット)を通過させた後、Tダイからシート状に吐出し、該シートを表面温度25℃の冷却ドラム上に静電印加法により密着固化させ冷却し、未延伸フィルムを得た。
続いて、この未延伸フィルムを、加熱された複数のロール群からなる縦延伸機を用い、ロールの周速差を利用して、95℃の温度でフィルムの縦方向に3.4倍の倍率で延伸した。その後、このフィルムの両端部をクリップで把持して、テンターに導き、幅方向に100℃の温度で3.8倍延伸し、引き続いて210℃の温度で3秒間熱処理を行なった(幅方向に2%弛緩処理)後、150℃の温度ゾーンでさらに幅方向に2%弛緩処理を行なった後、室温に徐冷し、厚さ100μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例で得られた二軸配向フィルムは、耐熱性に劣るものであった。
(比較例6)
参考例1で得られた固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレート(PET)90重量部とGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)”ウルテム”1010を10重量部、PPS樹脂5重量部を180℃で3時間減圧乾燥した後、押出機に投入し、300℃にて溶融押出し、繊維焼結ステンレス金属フィルター(14μmカット)を通過させた後、Tダイからシート状に吐出し、該シートを表面温度25℃の冷却ドラム上に静電印加法により密着固化させ冷却し、未延伸フィルムを得た。
参考例1で得られた固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレート(PET)90重量部とGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)”ウルテム”1010を10重量部、PPS樹脂5重量部を180℃で3時間減圧乾燥した後、押出機に投入し、300℃にて溶融押出し、繊維焼結ステンレス金属フィルター(14μmカット)を通過させた後、Tダイからシート状に吐出し、該シートを表面温度25℃の冷却ドラム上に静電印加法により密着固化させ冷却し、未延伸フィルムを得た。
続いて、この未延伸フィルムを、加熱された複数のロール群からなる縦延伸機を用い、ロールの周速差を利用して、95℃の温度でフィルムの縦方向に3.4倍の倍率で延伸した。その後、このフィルムの両端部をクリップで把持して、テンターに導き、幅方向に100℃の温度で3.8倍延伸し、引き続いて210℃の温度で3秒間熱処理を行なった(幅方向に2%弛緩処理)後、150℃の温度ゾーンでさらに幅方向に2%弛緩処理を行なった後、室温に徐冷し、厚さ100μmの二軸配向フィルムを得た。製膜は安定せず、二軸配向フィルムは得られなかった。
(比較例7)
融点260℃、固有粘度1.27、カルボキシル末端基量14eq/tのポリエチレンテレフタレート樹脂を80重量%、融点280℃、灰分量0.6重量%、溶融粘度40Pa・s、クロロホルム抽出量が3.8%、MFR = 1000g/10分のPPS樹脂を10重量%、GEプラスチック株式会社製“ウルテム1010”ポリエーテルイミド樹脂を10重量%、エポキシ当量875〜975、分子量1600のビスフェノールA型エポキシ樹脂を1重量%の割合でドライブレンドした後、日本製鋼所社製TEX30型2軸押出機で、溶融混練し、ストランドカッターによりペレット化した。120℃で1晩除湿乾燥したペレットを押出機に投入し、300℃にて溶融押出し、繊維焼結ステンレス金属フィルター(14μmカット)を通過させた後、Tダイからシート状に吐出し、該シートを表面温度25℃の冷却ドラム上に静電印加法により密着固化させ冷却し、未延伸フィルムを得た。
融点260℃、固有粘度1.27、カルボキシル末端基量14eq/tのポリエチレンテレフタレート樹脂を80重量%、融点280℃、灰分量0.6重量%、溶融粘度40Pa・s、クロロホルム抽出量が3.8%、MFR = 1000g/10分のPPS樹脂を10重量%、GEプラスチック株式会社製“ウルテム1010”ポリエーテルイミド樹脂を10重量%、エポキシ当量875〜975、分子量1600のビスフェノールA型エポキシ樹脂を1重量%の割合でドライブレンドした後、日本製鋼所社製TEX30型2軸押出機で、溶融混練し、ストランドカッターによりペレット化した。120℃で1晩除湿乾燥したペレットを押出機に投入し、300℃にて溶融押出し、繊維焼結ステンレス金属フィルター(14μmカット)を通過させた後、Tダイからシート状に吐出し、該シートを表面温度25℃の冷却ドラム上に静電印加法により密着固化させ冷却し、未延伸フィルムを得た。
続いて、この未延伸フィルムを、加熱された複数のロール群からなる縦延伸機を用い、ロールの周速差を利用して、95℃の温度でフィルムの縦方向に3.4倍の倍率で延伸した。その後、このフィルムの両端部をクリップで把持して、テンターに導き、幅方向に100℃の温度で3.8倍延伸し、引き続いて210℃の温度で3秒間熱処理を行なった(幅方向に2%弛緩処理)後、150℃の温度ゾーンでさらに幅方向に2%弛緩処理を行なった後、室温に徐冷し、厚さ100μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に劣るとともに絶縁破壊特性に劣るものであった。
(参考例4)ポリ−p−フェニレンスルフィド(PPS―1)の重合
撹拌機付きの70リットルオートクレーブに、47.5質量%の水硫化ナトリウム水溶液8,267.37g(70.00モル)、96質量%の水酸化ナトリウム水溶液2,957.21g(70.97モル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)11,434.50g(115.50モル)、酢酸ナトリウム2,583.00g(31.50モル)、及びイオン交換水10,500gを仕込み、常圧で窒素を通じながら245℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、水14,780.1gおよびNMP280gを留出した後、反応容器を160℃に冷却した。仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たりの系内残存水分量は、NMPの加水分解に消費された水分を含めて1.06モルであった。また、硫化水素の飛散量は、仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり0.02モルであった。
撹拌機付きの70リットルオートクレーブに、47.5質量%の水硫化ナトリウム水溶液8,267.37g(70.00モル)、96質量%の水酸化ナトリウム水溶液2,957.21g(70.97モル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)11,434.50g(115.50モル)、酢酸ナトリウム2,583.00g(31.50モル)、及びイオン交換水10,500gを仕込み、常圧で窒素を通じながら245℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、水14,780.1gおよびNMP280gを留出した後、反応容器を160℃に冷却した。仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たりの系内残存水分量は、NMPの加水分解に消費された水分を含めて1.06モルであった。また、硫化水素の飛散量は、仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり0.02モルであった。
次に、p−ジクロロベンゼン10,235.46g(69.63モル)、NMP9,009.00g(91.00モル)を加え、反応容器を窒素ガス下に密封し、240rpmで撹拌しながら、0.6℃/分の速度で238℃まで昇温した。238℃で95分反応を行った後、0.8℃/分の速度で270℃まで昇温した。270℃で100分反応を行った後、1,260g(70モル)の水を15分かけて圧入しながら250℃まで1.3℃/分の速度で冷却した。その後200℃まで1.0℃/分の速度で冷却してから、室温近傍まで急冷した。
内容物を取り出し、26,300gのNMPで希釈後、溶剤と固形物をふるい(80mesh)で濾別し、得られた粒子を31,900gのNMPで洗浄、濾別した。これを、56,000gのイオン交換水で3回洗浄、濾別した後、0.05重量%酢酸水溶液70,000gで洗浄、濾別した。70,000gのイオン交換水で洗浄、濾別した後、得られた含水PPS粒子を80℃で熱風乾燥し、120℃で減圧乾燥した。得られたPPSは、溶融粘度が200Pa・s(310℃、剪断速度1,000/s)であり、ガラス転移温度が93℃、融点が285℃であった。
(実施例16)
参考例4で作成したPPS-1樹脂を180℃で3時間1mmHgの減圧下で乾燥し、ポリイミド(b)としてポリエーテルイミド(ジーイープラスチックス社製 “ウルテム1010”)を120℃で3時間1mmHgの減圧下で別々に乾燥した。
参考例4で作成したPPS-1樹脂を180℃で3時間1mmHgの減圧下で乾燥し、ポリイミド(b)としてポリエーテルイミド(ジーイープラスチックス社製 “ウルテム1010”)を120℃で3時間1mmHgの減圧下で別々に乾燥した。
上記PPS-1樹脂50重量部とPEI 50重量部にさらに、γ−イソシアネ−トプロピルトリエトキシシラン(信越化学社製、”KBE9007”)2.4重量部を乾燥空気下で均一配合後、ニーディングパドル混練部を3箇所設けた真空ベント付き同方向回転式二軸混練押出機(日本製鋼所製、スクリュー直径30mm、スクリュー長さ/スクリュー直径 = 45.5)に投入し、滞留時間90秒、スクリュー回転数300回転/分、330℃で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてブレンドチップを作製した。得られたPPS/PEI(50/50重量部)のブレンドチップ原料100重量部当たり0.3重量部の水を添加したものを、上記二軸混練押出機に投入し、滞留時間90秒、スクリュー回転数300回転/分、330℃で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてPEI/PPSブレンドチップを作製した。
得られたPEI/PPSブレンドチップと参考例1で得た固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレート(PET)とを180℃で3時間1mmHgの減圧下で別々に乾燥した。乾燥後、PEI/PPSブレンドチップ30重量部とPET 70重量部を上記二軸混練押出機に投入し、滞留時間90秒、スクリュー回転数300回転/分、300℃で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてPET/PEI/PPSブレンドチップを作製した。
得られたPET/PEI/PPSブレンドチップと参考例1で得たPETと実施例1にて作製したPET/PEIブレンドチップAをフィルム中の各樹脂の重量分率が表に示した通りになるように配合し、各チップを溶融部が295℃に加熱されたフルフライトの単軸押出機に供給した。
次いで押出機で溶融したポリマを温度300℃に設定したフィルターで濾過し、温度300℃に設定したTダイの口金から溶融押出した後、表面温度25℃のキャストドラムに静電荷を印加させながら密着冷却固化し、未延伸PET/PEI/PPS混合フィルムを作製した。
この未延伸PET/PEI/PPSフィルムを、加熱された複数のロール群からなる縦延伸機を用い、ロールの周速差を利用して、延伸温度89℃、の温度でフィルムの縦方向に3.4倍の倍率で延伸した。その後、このフィルムの両端部をクリップで把持して、テンターに導き、幅方向に89℃の温度で3.8倍延伸し、引き続いて210℃の温度で3秒間熱処理を行なった(幅方向に2%弛緩処理)後、150℃の温度ゾーンでさらに幅方向に2%弛緩処理を行なった後、室温に徐冷し、厚さ30μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例で得られた二軸配向フィルムは、耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
(実施例17)
フィルム構成する樹脂および相溶化剤の含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例16と同様にして未延伸PET/PEI/PPSフィルムを作製した。
フィルム構成する樹脂および相溶化剤の含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例16と同様にして未延伸PET/PEI/PPSフィルムを作製した。
この未延伸フィルムの両端部をクリップで把持して、リニアモーター方式の同時二軸延伸テンターに導き、1段目延伸温度90℃、1段目延伸倍率(長手/幅)3.5倍/3.5倍、2段目延伸温度160℃、2段目延伸倍率(長手/幅)1.8倍/1.2倍、トータル延伸倍率(長手/幅)6.3倍/4.2倍、熱固定温度210℃、弛緩熱処理I長手弛緩率2%、弛緩熱処理II長手弛緩率4%の条件で製膜した。フィルム温度を89℃に加熱し、面積延伸倍率12.25倍(縦倍率:3.5倍、横倍率:3.5倍)で同時二軸延伸する。続いて、フィルム温度を160℃にして、面積延伸倍率2.16倍(縦倍率:1.8倍、横倍率:1.2倍)で再延伸し、熱固定温度210℃で2秒間熱固定処理後、熱固定温度で長手方向と幅方向に2%の弛緩熱処理Iを行い、その後150℃と100℃の2段階で合わせて長手方向に4%、幅方向に2%の弛緩熱処理IIを行い、厚さ5μmの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。この二軸配向ポリエステルフィルムの組成・特性等は、表に示したとおりであり、磁気記録媒体用のベースフィルムとして優れた特性を有していた。
(実施例18)
フィルム構成する樹脂および相溶化剤の含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例16と同様にしてPEI/PPSブレンドチップを作製した。また、実施例1と同様にしてPBT50重量部とGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)“ウルテム”1040を50重量部、150℃で5時間除湿乾燥した後、300〜290℃に加熱された二軸3段タイプのスクリューを具備したベント式二軸押出機に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PEIを50重量%含有したPBT/PEIブレンドチップを得た。
得られたPEI/PPSブレンドチップを180℃で3時間1mmHg減圧下、ポリエステルとしてPBTを160℃で6時間1mmHg減圧下で別々に乾燥した。乾燥後、PEI/PPSブレンドチップ30重量部とPBT 70重量部を上記二軸混練押出機に投入し、滞留時間90秒、スクリュー回転数300回転/分、280℃で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてPBT/PEI/PPSブレンドチップを作製した。
フィルム構成する樹脂および相溶化剤の含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例16と同様にしてPEI/PPSブレンドチップを作製した。また、実施例1と同様にしてPBT50重量部とGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)“ウルテム”1040を50重量部、150℃で5時間除湿乾燥した後、300〜290℃に加熱された二軸3段タイプのスクリューを具備したベント式二軸押出機に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PEIを50重量%含有したPBT/PEIブレンドチップを得た。
得られたPEI/PPSブレンドチップを180℃で3時間1mmHg減圧下、ポリエステルとしてPBTを160℃で6時間1mmHg減圧下で別々に乾燥した。乾燥後、PEI/PPSブレンドチップ30重量部とPBT 70重量部を上記二軸混練押出機に投入し、滞留時間90秒、スクリュー回転数300回転/分、280℃で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてPBT/PEI/PPSブレンドチップを作製した。
得られたPBT/PEI/PPSブレンドチップとPBTとPBT/PEIブレンドチップを真空乾燥機にて160℃5時間乾燥し水分を十分に除去した後フィルム中の各樹脂の重量分率が表に示した通りになるように配合し、混合したポリエステル樹脂を、単軸押出機に供給、280℃で溶融し、フィルター、ギヤポンプを通し、異物の除去、押出量の均整化を行った後、Tダイより20℃に温度制御した冷却ドラム上にシート状に吐出した。その際、直径0.15mmのワイヤー状電極を使用して静電印加し冷却ドラムに密着させ未延伸フィルムを得た。次いで、長手方向への延伸前に加熱ロールにてフィルム温度を上昇させ、最終的にフィルム温度89℃で長手方向に3.1倍延伸し、次いでテンター式横延伸機にて予熱温度80℃、延伸温度89℃で幅方向に3.1倍延伸し、そのままテンター内にて幅方向に3%のリラックスを掛けながら温度210℃で4秒間の熱処理を行いフィルム厚み12μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例で得られた二軸配向フィルムは、ヤング率に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
(実施例19)
フィルム構成する樹脂および相溶化剤の含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例16と同様にしてPEI/PPSブレンドチップを作製した。また、実施例1と同様にして120℃で5時間1mmHg減圧下で乾燥したPPT 50重量部と150℃で5時間除湿乾燥したGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)“ウルテム”1040を50重量部を270〜300℃に加熱された二軸3段タイプのスクリューを具備したベント式二軸押出機に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PEIを50重量%含有したPPT/PEIブレンドチップを得た。
得られたPEI/PPSブレンドチップを180℃で3時間1mmHg減圧下、ポリエステルとしてPPTを120℃で6時間1mmHg減圧下で別々に乾燥した。乾燥後、PEI/PPSブレンドチップ30重量部とPPT 70重量部を上記二軸混練押出機に投入し、滞留時間90秒、スクリュー回転数300回転/分、270℃で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてPPT/PEI/PPSブレンドチップを作製した。
フィルム構成する樹脂および相溶化剤の含有量を表に示した条件に変更する以外は実施例16と同様にしてPEI/PPSブレンドチップを作製した。また、実施例1と同様にして120℃で5時間1mmHg減圧下で乾燥したPPT 50重量部と150℃で5時間除湿乾燥したGeneral Electric社製のポリエーテルイミド(PEI)“ウルテム”1040を50重量部を270〜300℃に加熱された二軸3段タイプのスクリューを具備したベント式二軸押出機に供給して、滞留時間3分にて溶融押出し、PEIを50重量%含有したPPT/PEIブレンドチップを得た。
得られたPEI/PPSブレンドチップを180℃で3時間1mmHg減圧下、ポリエステルとしてPPTを120℃で6時間1mmHg減圧下で別々に乾燥した。乾燥後、PEI/PPSブレンドチップ30重量部とPPT 70重量部を上記二軸混練押出機に投入し、滞留時間90秒、スクリュー回転数300回転/分、270℃で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてPPT/PEI/PPSブレンドチップを作製した。
得られたPPT/PEI/PPSブレンドチップとPPTとPPT/PEIブレンドチップを真空乾燥機にて120℃7時間乾燥し水分を十分に除去した後フィルム中の各樹脂の重量分率が表に示した通りになるように配合し、混合したポリエステル樹脂を、単軸押出機に供給、260℃で溶融し、フィルター、ギヤポンプを通し、異物の除去、押出量の均整化を行った後、Tダイより20℃に温度制御した冷却ドラム上にシート状に吐出した。その際、直径0.15mmのワイヤー状電極を使用して静電印加し冷却ドラムに密着させ未延伸フィルムを得た。次いで、長手方向への延伸前に加熱ロールにてフィルム温度を上昇させ、最終的にフィルム温度89℃で長手方向に3.1倍延伸し、次いでテンター式横延伸機にて予熱温度80℃、延伸温度89℃で幅方向に3.1倍延伸し、そのままテンター内にて幅方向に3%のリラックスを掛けながら温度200℃で4秒間の熱処理を行いフィルム厚み15μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。本実施例で得られた二軸配向フィルムは、ヤング率に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
(実施例20〜31)
参考例4で作成したPPS-1樹脂を180℃で3時間1mmHgの減圧下で乾燥し、ポリイミド(b)としてポリエーテルイミド(ジーイープラスチックス社製 “ウルテム1010”)(以下PEIとする)を120℃で3時間1mmHgの減圧下で別々に乾燥した。上記PPS-1樹脂50重量部とPEI 50重量部にさらに、γ−イソシアネ−トプロピルトリエトキシシラン(信越化学社製、”KBE9007”)1.5重量部を乾燥空気下で均一配合後、ニーディングパドル混練部を3箇所設けた真空ベント付き同方向回転式二軸混練押出機(日本製鋼所製、スクリュー直径30mm、スクリュー長さ/スクリュー直径 = 45.5)に投入し、滞留時間90秒、スクリュー回転数300回転/分、330℃で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてブレンドチップを作製した。得られたPPS/PEI(50/50重量部)のブレンドチップ原料100重量部当たり0.3重量部の水を添加したものを、上記二軸混練押出機に投入し、滞留時間90秒、スクリュー回転数300回転/分、330℃で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてPEI/PPSブレンドチップを作製した。
参考例4で作成したPPS-1樹脂を180℃で3時間1mmHgの減圧下で乾燥し、ポリイミド(b)としてポリエーテルイミド(ジーイープラスチックス社製 “ウルテム1010”)(以下PEIとする)を120℃で3時間1mmHgの減圧下で別々に乾燥した。上記PPS-1樹脂50重量部とPEI 50重量部にさらに、γ−イソシアネ−トプロピルトリエトキシシラン(信越化学社製、”KBE9007”)1.5重量部を乾燥空気下で均一配合後、ニーディングパドル混練部を3箇所設けた真空ベント付き同方向回転式二軸混練押出機(日本製鋼所製、スクリュー直径30mm、スクリュー長さ/スクリュー直径 = 45.5)に投入し、滞留時間90秒、スクリュー回転数300回転/分、330℃で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてブレンドチップを作製した。得られたPPS/PEI(50/50重量部)のブレンドチップ原料100重量部当たり0.3重量部の水を添加したものを、上記二軸混練押出機に投入し、滞留時間90秒、スクリュー回転数300回転/分、330℃で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてPEI/PPSブレンドチップを作製した。
得られたPEI/PPSブレンドチップと三井化学株式会社製のPET樹脂(グレード名:J055、固有粘度IV = 1.15dL/g)を180℃で3時間1mmHgの減圧下で別々に乾燥した。乾燥後、PEI/PPSブレンドチップ30重量部とPET 70重量部を上記二軸混練押出機に投入し、滞留時間90秒、スクリュー回転数300回転/分、300℃で溶融押出してストランド状に吐出し、温度25℃の水で冷却した後、直ちにカッティングしてPET/PEI/PPSブレンドチップを作製した。
得られたPET/PEI/PPSブレンドチップと参考例1で得たPETと実施例1にて作製したPET/PEIブレンドチップAをフィルム中の各樹脂の重量分率が表に示した通りになるように配合し、各チップを溶融部が295℃に加熱されたフルフライトの単軸押出機に供給した。
次いで押出機で溶融したポリマを温度300℃に設定したフィルターで濾過し、温度300℃に設定したTダイの口金から溶融押出した後、表面温度25℃のキャストドラムに静電荷を印加させながら密着冷却固化し、未延伸PET/PEI/PPS混合フィルムを作製した。
この未延伸PET/PEI/PPSフィルムを、加熱された複数のロール群からなる縦延伸機を用い、ロールの周速差を利用して、延伸温度89℃、の温度でフィルムの縦方向に3.4倍の倍率で延伸した。その後、このフィルムの両端部をクリップで把持して、テンターに導き、幅方向に89℃の温度で3.8倍延伸し、引き続いて210℃の温度で3秒間熱処理を行なった(幅方向に2%弛緩処理)後、150℃の温度ゾーンでさらに幅方向に2%弛緩処理を行なった後、室温に徐冷し、厚さ25μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性を表に示す。実施例20〜31で得られた二軸配向フィルムは、それぞれ耐湿熱性に優れたものであった。また、優れた絶縁破壊特性を示した。
ここで、表中の略号を以下に示す。
PET:ポリエチレンテレフタレート
PEN:ポリエチレン−2,6−ナフタレート
PPS:ポリフェニレンスルフィド
PEI:ポリエーテルイミド
PBT:ポリブチレンテレフタレート
PPT:ポリプロピレンレンテレフタレート
PET:ポリエチレンテレフタレート
PEN:ポリエチレン−2,6−ナフタレート
PPS:ポリフェニレンスルフィド
PEI:ポリエーテルイミド
PBT:ポリブチレンテレフタレート
PPT:ポリプロピレンレンテレフタレート
本発明の二軸配向フィルムは、優れた耐湿熱性および絶縁破壊特性を有する。本発明の二軸配向フィルムの用途は、特に限定されないが、工程・離型材料用や電気絶縁材料、太陽電池材料、回路基板材料、コンデンサー用、包装用、インクリボン用等の印刷材料用、および成形材料用などの各種工業材料用として広く活用が可能であり、その工業的価値は極めて高い。
Claims (8)
- ポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)および相溶化剤(d)を含むフィルムであり、
フィルム中のポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和に対するそれぞれの含有量が(a)50〜98重量%、(b)1〜30重量%、(c)0.1〜30重量%の範囲であり、
ポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)がそれぞれ分散相を形成し、
ポリイミド(b)の平均分散径が1〜50nm、
ポリアリーレンスルフィド(c)の平均分散径が50〜500nmの範囲であり、
耐湿熱試験によるフィルムの伸度半減期が30時間以上120時間以下である二軸配向フィルム。 - フィルム中のポリエステル(a)、ポリイミド(b)、ポリアリーレンスルフィド(c)の総和に対してポリエステル(a)の含有量が(a)50〜90重量%の範囲であり、
ポリアリーレンスルフィド(c)の含有量が1〜30重量%の範囲であり、
耐湿熱試験によるフィルムの伸度半減期が60時間以上120時間以下である請求項1に記載の二軸配向フィルム。 - フィルム中に含有されるポリイミド(b)とポリアリーレンスルフィド(c)の重量比が以下の式を満たす請求項1または2に記載の二軸配向フィルム。
0.01 ≦c/b ≦ 3.0 - フィルム中、ポリイミド(b)又はポリアリーレンスルフィド(c)の分散界面相に、ケイ素原子(Si)が含まれてなる請求項1〜3のいずれかに記載の二軸配向フィルム。
- ポリエステル(a)がポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートまたはそれらの変性体である請求項1〜4のいずれかに記載の二軸配向フィルム。
- ポリイミド(b)がポリエーテルイミドである請求項1〜5のいずれかに記載の二軸配向フィルム。
- ポリアリーレンスルフィド(c)がポリフェニレンスルフィドである請求項1〜6のいずれかに記載の二軸配向フィルム。
- 磁気記録媒体として用いられる請求項1〜7のいずれかに記載の二軸配向フィルム。
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