JPH04122610A - ポリイミドペレットの製造方法 - 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〕 本発明は熱可塑性ポリイミドペレットの製造方法に関し
、更に詳しくは溶融成形法によりペレット化スるに際し
、ペレット中にボイドを含まないポリイミドペレットの
製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

熱可塑性樹脂の押出成形において、パウダーを直接用い
て成形加工する際には、パウダーに巻き込まれて押出機
内に供給される気体を脱気できる装置を備えた特殊な押
出機を用いた場合可能であるが、−船釣に用いられてい
る押出機ではパウダーから直接成形加工することは稀で
あり、はとんどの場合パウダーを一旦ペレット状に加工
した後に、このペレントを用いて成形加工を行っている
。

熱可塑性樹脂を溶融状態からペレット化する方法として
は、−軸あるいは二輪のベント付押出機を用いて、熱可
塑性樹脂粉末を融点以上に加熱し溶融させストランド用
ダイスより押し出し、■溶融状態でペレット状に切断し
冷却する方法、■溶融状態のストランドを冷却した後に
ペレット状に切断する方法が一般的に用いられている。

■の冷却方法としては、ストランド用ダイスより押し出
された樹脂をダイス出口にて水中で直接切断し冷却する
場合とダイス出口にて空気中で直接切断し空気中あるい
は水中にて冷却する場合がある。

■の冷却方法としてはストランド用ダイスより押し出さ
れてきた樹脂を水中あるいは空気中にて冷却する場合が
ある。

一般に知られた熱可塑性樹脂においては上記■、■に示
した水および空気を冷却媒体として主に用いられている
。

しかしながら、熱可塑性ポリイミド樹脂においては溶融
温度が高温であるために、高温下での水分および酸素と
の接触によりストランドあるいはペレット表面で化学反
応を引き起こしたり、急激な冷却により表面の固化およ
び内部の除冷による収縮によってストランドあるいはペ
レット中にボイドが発生する。

また、押出成形時にペレットと共に押出機中に入り込ん
だ気体は、一般に押出機中でペレットが圧縮されるにつ
れて樹脂供給部分より自然に排出されるか、真空ポンプ
等を用いることにより強制的に排出される。

しかし、このボイドを含んだペレットを押し出しに用い
た場合、樹脂中に封入された空気を含んだボイドは押出
機中での樹脂の圧縮変形工程においても排出されずに押
出成形物中に気泡として現れ、更にボイド中には空気が
存在するために押出機中で高温溶融状態の熱可塑性ポリ
イミドと、酸素の接触による樹脂の分解あるいはゲル化
を引き起こし成形物の物性の低下を招いてしまう。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は熱可塑性ポリイミドにおいてボイド（気
泡）を含まないペレットを製造する方法を提供すること
にある。

このペレットを使用することによって押出成形時の脱気
不可能な気泡は混入されず、成形物中へのボイド（気泡
）の混入も起こらなくなる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討し、急
激な冷却によるボイドの発生を抑えるような冷却固化条
件、更に溶融ペレット化時にペレットあるいはストラン
ドの酸素および水等との接触による化学反応を抑えるよ
うな条件を見出し、遂に本発明に到った。

即ち本発明は熱可塑性ポリイミドを溶融成形法によりペ
レット化するに際し、溶融樹脂の冷却速度を１５０℃／
秒以下で行う事を特徴とするポリイミドペレットの製造
方法である。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

熱可塑性ポリイミドのパウダーは水分を出来るかぎり排
除し、酸素を排除した状態で押出機に供給し押し出すこ
とが好ましい。

溶融状態で押出機より押し出された、ストランドあるい
はペレットを冷却する際に、冷却速度が１５０°Ｃ／秒
を越えるような急激な冷却を行った場合は、ストランド
あるいはペレットの表面が２、激に固化した状態で全体
の冷却が進むために、内部が冷却する際の収縮によりス
トランドあるいはペレット中にボイドが生じてしまうの
で好ましくない。しかし、冷却速度が１５０℃／秒以下
、好ましくは１０℃／秒以上１００℃／秒以下で徐々に
冷却した場合は、前述の場合と同様に表面から冷却はさ
れるが、ストランドあるいはペレットからの放熱により
表面のみが固化した状態にはならず、冷却に伴う収縮は
均一に全体的に生じるのでストランドあるいはペレット
中にボイドは発生しない。

具体的な熱可塑性ポリイミドの冷却方法としては、冷却
媒体として水分および酸素を出来るかぎり排除したもの
を用い、更に急冷による収縮を抑えるために熱伝導の大
きな液体（ＩＯ’Ｗ／ｍ・Ｋ）は避は比較的熱伝導の小
さな気体（１０伺〜１Ｏ−２Ｗ／＋・Ｋ）を用いる事が
望ましい。

もし、液体を冷却媒体として用いた場合は熱可塑性ポリ
イミドのガラス転移点（一般に２００°Ｃ〜３００″Ｃ
付近）まで媒体温度を昇温しないと冷却時の急冷による
収縮に伴うボイドが発生するので好ましくなく、しかも
２００’Ｃ〜３００℃まで昇温可能な媒体としては油性
の物質になってしまい、冷却後に完全に油分を洗浄しな
ければならない上に、油分を洗浄するために溶剤を用い
なければならないため工程および工程管理が複雑になり
好ましくない。

また、冷却媒体として気体を用いる場合でも、酸素およ
び水分を多量に含む場合は熱可星性ポリイミドとそれら
の気体との接触により分子鎖の切断および再結合が起こ
り、劣化やゲル化の原因につながるので好ましくない。

そこで、冷却媒体として用いる気体は酸素濃度０〜５％
、含水分量Ｏ〜２００ｐｐｍが好ましく、更には気体の
主成分は反応性の低い、窒素や不活性ガス（アルゴン等
）が好ましい。

酸素濃度が５％を越える気体とポリイミドが高温下で接
触した場合は酸素による分子鎖の切断や再結合等の化学
反応が起こり、含水分量が２００ｐｐｍ以上の気体とポ
リイミドが高温下で接触した場合は加水分解によりイミ
ド結合の開環、切断、更には脱水反応により再結合等が
おこり好ましくない。分子鎖の切断が多数発生した場合
は機械物性の低下につながるために好ましくない。また
、分子鎖の再結合の発生はポリイミドのゲル化につなが
り、最終成形品中に欠陥として現れるために成形品の商
品価値を低下させるので好ましくない。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳しく説明す実施例１
〜７、比較例１〜３ 熱可塑性ポリイミド樹脂として、 下記一般式（１） で表される繰り返し構造を有する三井東圧化学■製Ｎ　
ＥＶｔＬ−Ｔ　Ｐ　Ｉ　＃４５０パウダーを用い、窒素
雰囲気下２００°Ｃで１０時間乾燥し、樹脂中の含水分
量が３０ｐｐｍ以下になるように調整した。このパウダ
ーを直径２５１１１１のベント付１軸押出機のホッパー
中で充分窒素置換した後に押出機内に供給し、押出温度
３９０°Ｃで直径３ＩＩＩ＋のストランドダイより押し
出した。この樹脂はストランド状態で第１表に示す冷却
媒体および冷却速度にて冷却固化し、その後切断するこ
とによってペレットを得た。得られたペレットについて
ペレット中のボイドを目視し、更に劣化およびゲル化の
指標として比粘度を測定した。結果を第１表に示す。

■気体を冷却媒体とする場合のストランドの温度は赤外
線温度計を用いて押出直後を０秒として、０．１秒間隔
で１０秒間各時間の温度を測定し初期の冷却勾配を計算
し冷却速度を求めた。更に外気と冷却媒体との接触を出
来るかぎり排除するために、押出機出口には赤外線温度
計用窓を設けた囲いを設置した。

■液体を冷却媒体として用いる場合は、冷却媒体液面を
ストランドダイ出口にｌｌｌｌ１１以下の位置まで接近
させることの可能な水槽を用い、押し出された樹脂を液
中の通過時間を０秒から１０秒まで１秒間隔で通過させ
たストランドの温度を赤外線温度計を用いて各々測定し
、初期の冷却勾配を計算し冷却速度を求めた。

尚、赤外線温度針は日本アビオニクス株式会社製赤外線
映像装置Ｔ　Ｖ　Ｓ　−５００６を用いた。

比粘度の測定はペレットをパラクロルフェノールとフェ
ノールの体積比が９：１の混合溶媒に濃度が０．５ｇ／
ａとなるように溶解し、この溶液をウヘローデ粘度計を
用い２３°Ｃで測定した。

参考例 前記一般式（１）で表される熱可塑性ポリイミドのペレ
ット化前のパウダーを用いて比粘度を測定した。

〔発明の効果〕

本発明の溶融樹脂の冷却速度を適用する製造方法によっ
て、熱可塑性ポリイミドの溶融ペレット化時に、ペレッ
ト中のボイド発生を抑えることが可能となり、このペレ
ットを押出成形に用いることによって押出機供給部から
の脱気が通常の方法で円滑に行われ、押出成形物中にボ
イドは現れなくなる。更には樹脂と酸素および水との高
温下での接触を避けることによって樹脂の分解およびゲ
ル化を抑制することが出来る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性ポリイミドを溶融成形法によりペレット化
   するに際し、溶融樹脂の冷却速度を１５０℃／秒以下で
   行う事を特徴とするポリイミドペレットの製造方法。 ２、溶融樹脂の冷却媒体が、酸素濃度０〜５％、含水分
   量０〜２００ｐｐｍの気体である請求項１記載のポリイ
   ミドペレットの製造方法。