CN104416899A - 薄膜保持机构及拉幅机装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种拉幅机装置用薄膜保持机构，不需对已有的制造设备施加较大的改变即可抑制弓曲变形现象，可在任意的制造条件下适用。薄膜保持机构200具有：固定在拉幅机链条上的基座部件210、在拉幅机链条的移动方向上移动自由地支承在基座部件210上的针板220。在针板220上为了保持薄膜而突设有穿设薄膜的多个针230。

Description

薄膜保持机构及拉幅机装置

技术领域

本发明涉及一种保持薄膜的横向两端部的薄膜保持机构，其安装在拉幅机装置上，该拉幅机装置在薄膜例如聚酰亚胺薄膜的制造工序中用于连续输送薄膜。

背景技术

薄膜被用于各种领域，而且，根据其用途等存在各种各样的薄膜。其中，由于聚酰亚胺膜具有重量轻以及诸如柔韧性、膜强度和耐热性等多种优良物理特性，已在多个领域中使用，特别是在电子和电气领域，如作为柔性印刷电路板材料和COF基板材料等。

近年来，随着计算机等电气和电子设备的小型化及轻量化，其使用的配线基板或IC封装材料也要求小型化及轻量化，对其施加的配线图案更加微细化。因此，对于这种配线基板材料或IC封装材料使用的薄膜，也要求薄膜的整个宽度方向具有较高的尺寸稳定性。

在薄膜中，聚酰亚胺薄膜是不易熔融加工的薄膜，对于将例如聚酰胺酸等聚酰亚胺前体有机溶剂溶液浇注在带或滚筒等支承体上获得的具有自支撑性的薄膜(也称作“胶状膜”)，可通过拉幅机装置，保持输送其横向两端部的同时，通过连续的热处理进行制造。

在上述的制造方法中，在进行连续热处理的加热炉中，薄膜的横向两端部通过设置在拉幅机装置上的薄膜保持机构固定保持。这样，在保持输送薄膜的横向两端部的同时对薄膜进行连续热处理的情况下，在薄膜的横向两端部和中央部薄膜的伸缩状态产生差异。其原因是，在薄膜的纵向两端部薄膜的伸缩受到薄膜保持机构的约束，相对于此，在中央部薄膜保持机构产生的约束力较弱。

因此，例如在薄膜的横向延伸时，薄膜在薄膜的横向两端部和中央部之间的纵向移动状态产生差异。在该薄膜的横向两端部和中央部的纵向移动状态的差异例如可通过如下方式进行确认，在输送薄膜之前，在薄膜的面上画出沿薄膜横向的直线，观察该直线的变形状态。

即，在进行连续热处理的加热炉内，在开始横向延伸的区域，从薄膜的纵向下游侧观察，上述直线呈凸型变形。即，薄膜中央部的纵向移动速度比两端部快。之后，呈凸型变形的线缓慢变回直线，在横向延伸结束后，呈凹型变形。该薄膜的移动状态的差异考虑是由于在横向延伸时产生的薄膜的纵向拉伸应力及因亚胺化产生的薄膜的纵向收缩应力引起的。

这样，薄膜收缩之后，获得的薄膜上残留凹型的变形。这种现象被称为弓曲变形现象。特别是在进行连续热处理的加热炉内，通过调整拉幅机装置的轨道间隔，增大薄膜保持机构在横向的间隔，在将薄膜向横向延伸时，该弓曲变形现象突显。该弓曲变形现象在薄膜的宽度方向产生分子取向的各向异性，其结果导致机械性能、湿度膨胀率、热膨胀率、及热收缩率不均，从而产生产品良率降低的问题。

这种薄膜的面内的特性不均导致在薄膜加工时因薄膜面内的位置及方向而产生的质量差别特别是尺寸变化的差别。这些差别在精密零件等的用途例如形成电路的基础材料或记录介质等用途中，有时会产生局部弯曲或卷取等，形成较为严重的问题。因此，谋求用于确保薄膜整个宽度方向特性的各向同性的技术改善。

此外，还已知的是，在加热炉内连续热处理工序中，伴随薄膜的干燥状态、分子取向状态、亚胺化率的变化，薄膜向纵向收缩或伸长，出现复杂的现象。在使用通过针穿透薄膜保持薄膜的方式形成的薄膜保持机构的情况下，有时因该收缩应力或拉伸应力，穿透针的薄膜的孔会增大。若在该部分薄膜断裂，则有可能会导致薄膜的平面性恶化、质量不均、生产性降低等。

作为抑制聚酰亚胺薄膜的弓曲变形现象的方法，例如提案有如下的方法和装置，观察到薄膜产生弓曲变形现象的情况后，决定加热炉温度的方法(参照专利文献1)；从拉幅机入炉口的薄膜固定端在加热炉内，不加热到主要挥发性物质的沸点以上直到从薄膜固定端向炉内的进深方向与薄膜宽度形成相同的长度的方法(参照专利文献2)；将胶状膜在150℃以下沿输送方向延展1.1～1.9倍，接着，在400℃以下向横向以输送方向的0.9～1.3倍的倍率延展的方法(参照专利文献3)；在使胶状膜松弛的状态下固定薄膜两端部的方法(参照专利文献4)；对胶状膜的横向中央部用轧辊施加负荷使其强制后退的方法(参照专利文献5)；一种拉幅机装置，包括以下特征：将拉幅机链条由将多个链环连结成锯齿形的伸缩机构构成，伴随一对拉幅机轨道间隔的打开，该伸缩机构伸展，由此，保持薄膜的部分的纵向的间隔增大(参照专利文献6)等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2002-154168号公报

专利文献2：特开平8-230063号公报

专利文献3：特开平5-2379238号公报

专利文献4：特开2006-181986号公报

专利文献5：特开2007-22042号公报

专利文献6：特开2012-81702号公报

但是，专利文献1～3中公开的方法，薄膜的加热温度或延伸倍率受到限制，因此，因薄膜的制造条件的不同，有时无法适用这些技术。此外，专利文献4中公开的方法，为了实现稳定的取向分布或机械性能等，重要的是使薄膜以固定的尺寸松弛，但这种使薄膜以固定的尺寸松弛比较困难。专利文献5中公开的方法，由于薄膜的横向中央部受到轧辊按压，因此，有可能因轧辊对薄膜的表面造成损伤。

专利文献6中公开的拉幅机装置与拉幅机链条自身的结构通常使用的拉幅机链条不同。因此，为了应用已有的设备，必须更换拉幅机链条及与其有关的所有的零件，因此，需要花费极大的费用和劳力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄膜保持机构，该薄膜保持机构在向纵向输送薄膜的同时在进行连续制造时保持薄膜的横向两端部，不需对已有的制造设备施加较大的改变即可抑制弓曲变形现象，可在任意的制造条件下适用，适于逐次延伸，还提供一种使用该薄膜保持机构的拉幅机装置及使用该拉幅机装置的聚酰亚胺薄膜的制造方法。

本发明的薄膜保持机构，其固定在具备保持薄膜的横向两端部的同时移动的一对拉幅机链条的拉幅机装置的所述拉幅机链条上，其中，具有：基座部件，其固定在所述拉幅机链条上；至少一个针板，其在所述拉幅机链条的移动方向上移动自由地支承在所述基座部件上，为保持所述薄膜而突设有多个穿透所述薄膜的针。

在本发明的薄膜保持机构中，优选还具有至少一个弹性支承部件，其在基座部件上于拉幅机链条的移动方向弹性地支承针板。该弹性支承部件可以为螺旋弹簧。此外，薄膜保持机构可按照多个针板留有间隔地配置在拉幅机链条的移动方向上的方式构成。作为移动自由地支承针板的结构，针板具有：表面突设有多个针的平板部、从平板部的背面突出的凸部、通过脚部在平板部的厚度方向留有间隔地与平板部平行延伸的锚定部，基座部件可具有在平板部和锚定部之间延伸的防脱出凸部。作为可移动地支承针板的其它的结构，还可以具有至少一个轴承，其旋转自由地支承在针板的背面侧。

本发明的拉幅机装置具有：一对拉幅机链条，其为了输送薄膜而配置在所述薄膜的输送通道的两侧；所述本发明的薄膜保持机构，在所述一对拉幅机链条上分别固定有多个该薄膜保持机构。

本发明的聚酰亚胺薄膜的制造方法具有：第一工序，将聚酰亚胺前体的溶剂溶液浇注在支承体上，形成自支撑膜；第二工序，保持所述自支撑膜的同时进行加热处理，其中，在所述第二工序中，包括使用所述本发明的拉幅机装置来保持作为薄膜的所述自支撑膜。

发明效果

根据本发明，通过使用可动式针板，与现有的固定式针板相比，能够减小薄膜的横向端部的约束力和中央部的约束力的差值，可大幅降低弓曲变形及薄膜端部的分子取向的各向异性。其结果是，能够获得横向物性均匀的薄膜，产品的良率提高。此外，通过使用可动式针板，与现有的固定式针板相比，能够获得具有良好的平面性的薄膜。进一步，本发明的薄膜保持机构对于已有的拉幅机装置而言改造也较为容易，特别是可适于逐次延伸。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的拉幅机装置的平面图。

图2是对图1所示的拉幅机链条的II部进行放大的图。

图3是从薄膜保持机构侧看到的图2所示的拉幅机链条的侧面图，通过截面显示一部分外板。

图4是图2所示的拉幅机链条的IV-IV线剖面图。

图5是本发明的一个实施方式的薄膜保持机构的立体图。

图5A是图5所示的薄膜保持机构的平面图。

图5B是图5所示的薄膜保持机构的侧面图。

图5C是图5所示的薄膜保持机构的5C-5C线剖面图。

图6A是表示图5所示的薄膜保持机构的动作的图，表示相邻的两个薄膜保持机构的间隔减小的状态。

图6B是表示图5所示的薄膜保持机构的动作的图，表示相邻的两个薄膜保持机构的间隔增大的状态。

图7A是本发明的另一个实施方式的薄膜保持机构的平面图。

图7B是图7A所示的薄膜保持机构的侧面图。

图8是本发明的又一个实施方式的薄膜保持机构的立体图。

图8A是在图8所示的薄膜保持机构中具有两个轴承的情况的立体图。

图9(a)～(c)是说明图8所示的薄膜保持机构的可动范围的图。

图10A是可适用于本发明的柳叶刀点型针的尖端部的侧面图。

图10B是图9A所示的针的正面图。

图11是表示为了确认本发明的效果而进行的试验中夹具上保持有薄膜的状态的图。

图12是为了确认本发明的效果而进行的试验中说明弓曲变形的计算公式的图。

图13是表示为了确认本发明的效果而进行的试验中薄膜的CTE测量用试样的切割位置及方向的图。

图14A是为了确认本发明的效果而进行的对照例1的薄膜左端部的CTE雷达图。

图14B是为了确认本发明的效果而进行的对照例1的薄膜中央部的CTE雷达图。

图14C是为了确认本发明的效果而进行的实验例1的薄膜左端部的CTE雷达图。

图14D是为了确认本发明的效果而进行的实验例1的薄膜中央部的CTE雷达图。

图14E是为了确认本发明的效果而进行的实验例2的薄膜左端部的CTE雷达图。

图14F是为了确认本发明的效果而进行的实验例2的薄膜中央部的CTE雷达图。

符号的说明

1……拉幅机装置

2……主动链轮

3……从动链轮

4……拉幅机轨道

5……拉幅机链条

41……导向板

51a、51b……内板

52……衬套

53、73……旋转体

54a、54b……外板

55……连接销

60……轴部件

61……轴承

62……C垫圈

63……连接板

100、200……薄膜保持机构

110、210……基座部件

120、220……针板

130、230……针

140……螺旋弹簧

240……轴承

250……杆部件

330……(柳叶刀点型)针

具体实施方式

参照图1，示出了拉幅机装置的例子，其在聚酰亚胺薄膜的制造工序中使用，特别是在自支撑膜的加热处理中，在把持自支撑膜的宽度方向两端部的状态下输送该自支撑膜。在下面的拉幅机装置的说明中，为了简单起见，用“薄膜F”表示自支撑膜。

拉幅机装置1具有：一对拉幅机链条5，其配置在薄膜F的输送通道的两侧、一对拉幅机轨道4，其引导各拉幅机链条5的移动。各拉幅机链条5环形构成，并与主动链轮2及从动链轮3啮合。拉幅机轨道4具有沿薄膜F的输送方向延伸并互相平行配置的一对导向板41，拉幅机链条5可在该导向板41之间穿通。

如后面详细描述，各拉幅机链条5具有多个薄膜保持机构，薄膜F的两边缘部由设置在各拉幅机链条5上的薄膜保持机构把持。若在把持薄膜F的宽度方向两端部的状态下驱动主动链轮2，则拉幅机链条5沿拉幅机轨道4移动，由此，输送薄膜F。

在图1所示的拉幅机装置1中，一对拉幅机轨道4平行配置，以便将薄膜F在其宽度固定的状态下进行输送。但是，也可以将拉幅机轨道4配置为其间隔随着朝向薄膜F的输送方向下游增大或减小。通过使拉幅机轨道4的间隔随着朝向薄膜F的输送方向下游增大，能够使薄膜F向横向延伸，此外，相反，通过使拉幅机轨道4的间隔逐渐减小，能够对应薄膜F的应力缓和。此外，一对拉幅机轨道4也可将其间隔固定的部分、逐渐增大的部分、及逐渐减小的部分中的两个以上组合配置。

接下来，参照图2～4对拉幅机链条5详细地进行说明。

拉幅机链条5是将多个内链环和多个外链环交替连结形成的环形滚子链条。内链环具有：对向配置的一对内板51a、51b、将一对内板连结的两个衬套52、在内板51a、51b之间自由旋转地支承在各衬套52的外周的两个旋转体(第二旋转体)53、73。内板51a、51b是具有长度方向地形成的部件，将两个衬套52留有间隔地配置在该内板51a、51b的长度方向上。旋转体73在薄膜F的宽度方向上在一对导向板41之间与导向板41相邻设置，且可与导向板41接触，旋转体73的直径比一对导向板41的间隔小，且比内板51a和/或51b的宽度大。

旋转体53、73沿连结内板51a、51b的衬套52的轴方向配置，可各自分开旋转地支承在衬套52的外周。如前所述，拉幅机链条与主动链轮2及从动链轮3(参照图1)啮合，通过旋转驱动主动链轮2进行动作。如本实施方式这样，通过具备上下两段配置的旋转体53、73，能够具有如下作用：使一个旋转体53与主动链轮2及从动链轮3啮合，并使另一个旋转体73的外周面与导向板41接触。由此，针对长期使用，拉幅机链条能够具有充分的耐久性。

如图4所示，具有与导向板41接触的作用的旋转体73可设为滚动轴承。由此，可实现以更小的驱动力的动作，降低金属摩耗粉的产生，及降低动作中的噪音。此外，具有与主动链轮2及从动链轮3啮合的作用的旋转体53不必一定是滚动轴承，如图4所示，可以是例如自由旋转地枢支的辊。此外，由于不需要与导向板41接触，因此，旋转体53的直径比旋转体73的直径小，此外，旋转体53的直径也可以为在内板51a和/或51b的宽度以下。

外链环具有：一对外板54a、54b，其对向配置在内链环的外侧；两个连接销55，其贯通内板51a、51b及衬套52，以便将外板54a、54b与内链环连结。外板54a、54b也是具有长度方向地形成的部件，具有可连结相邻的两个内链环的长度。在本实施方式中，连接销55为带螺纹的销，通过垫圈56及螺母57保持连接销55，以便不从外板54a、54b脱离。

在一对外板54a、54b中位于上侧的一个外板54a上固定有连接板63。连接板63按照在与外板54a的长度方向呈直角的宽度方向上向拉幅机链条5的一侧延伸的方式安装在外板54a的一面上。

此外，在本实施方式中，如图4所示，为了确保用于安装连接板63的安装范围，安装有连接板63的外板54a设为朝向配置有薄膜保持机构100的一侧部分地延长的形状，在其延长的部分的尖端部上安装有连接板63。

在连接板63的尖端固定有通过用多个针130穿透保持薄膜F的薄膜保持机构100。对于薄膜保持机构100在后面进行详细地描述。

连接板63只要能够使薄膜保持机构100位于外板54a的宽度方向的一侧，可设为任意的形状。在本实施方式中，连接板63形成为具有如下的曲柄状的截面形状，安装有薄膜保持机构100的尖端部在外板54a、54b的对向方向上位于两者之间并与外板54a、54b平行地延伸。

在固定有连接板63的外板54a上，轴部件60以他的轴方向为与外板54a的宽度方向平行的方向、换言之与薄膜F的输送面平行且朝向与拉幅机轨道4的长度方向呈直角的方向延伸的方向被固定。轴部件60是两端部与其它部位相比为小径的阶梯部件，在其小径的部位上，作为旋转体，承受轴部件60的径向负荷的轴承61配置为以轴部件60为中心自由旋转。

为了使安装在轴部件60的两端部的轴承61可支承在一对导向板41的上面，两个轴承61的间隔设计成与导向部件41的间隔几乎相等。轴承61通过例如C垫圈62固定在相对于轴部件60的轴方向的位置。

作为轴承61，只要是承受径向负荷的轴承，可使用滚动轴承及滑动轴承等任意轴承，在本实施方式中使用滚动轴承。滚动轴承具有：外环、内环、及配置在外环和内环之间的多个滚动体(球)、使滚动体在圆周方向上离间的垫片。内环固定在轴部件60上，外环相对轴部件60旋转。

如上所述，通过设置轴承61，拉幅机链条5通过轴承61在拉幅机链条5的长度方向上可移动地支承在拉幅机轨道4上。

此处，进一步参照图5及图5A～5C，对薄膜保持机构100进一步详细地进行说明。

薄膜保持机构100具有基座部件110和针板120，基座部件110固定在连接板63上。将基座部件110固定在连接板63上的固定方法任选，但优选通过螺丝固定，以便在维修时或置换在现有的薄膜保持机构上时能够易于拆装。

在针板120上突设有多个针130。通过用这些针130穿透薄膜F，由此在宽度方向两端部保持薄膜F，此外，通过使拉幅机链条5动作，输送被保持的薄膜F。

针板120在拉幅机链条5的移动方向上移动自由地支承在基座部件110上。为了使针板120移动自由地支承在基座部件110上，基座部件110及针板120可具有在针板120的移动方向延伸的凹部和凸部的组合等任意的导向结构。

作为一个导向结构，下面以图示的薄膜保持机构100为例进行说明。在本发明中，对于所说的方向，针板120相对于基座部件110移动的方向称为“纵向”，在保持薄膜F的面内与纵向呈直角的方向称为“横向”，与纵向及横向呈直角的方向称为“高度方向”。

针板120具有：表面突设有多个针130的平板部121、从平板部121背面突出的凸部122、设置在凸部122的尖端的锚定部123。凸部122可以形成在平板部121的整个纵向，也可以形成在一部分上。锚定部123在平板部121的高度方向上留有间隔地与平板部121纵向平行配置。锚定部123的纵向的尺寸可任选，但锚定部123的横向的尺寸要比凸部122的横向的尺寸大。

突设在平板部121的表面的针130的数量及配置，只要能够可靠地保持薄膜F的端部的数量及配置即可，没有特别限定，可设为与以往的薄膜保持机构相同的每单位面积的针数及配置。此外，对于针130的直径、角度、形状及材质可设为与以往的相同。

另一方面，基座部件110具有：固定在连接板63(参照图4)上的基板111、固定在基板111的纵向两端的两个端板113、配置在两个端板113之间并固定在端板113上的两个线性滑轨112。

基板111是平板状部件，优选配合连接板63的固定面的形状而形成矩形。线性滑轨112是具有与基板111相同的纵向长度并向纵向延伸的棒状部件，与基板111留有间隔地位于基板111的高度方向，且两个线性滑轨112之间也互相在横向上留有间隔地平行配置，其纵向两端支承在端板113上。线性滑轨112之间的间隔设为针板120的凸部122可位于两个线性滑轨112之间的间隔。进一步，基板111和线性滑轨112的间隔设为针板120的锚定部123可位于基板111和线性滑轨112之间的间隔。线性滑轨112的截面形状任选，但优选为矩形。

通过将基座部件110按照以上方式构成，即使对薄膜施加横向的张力的情况下，针板120也不会远离基座部件110，在纵向上可移动自由地支承。

在不对针板120作用外力的状态下，为了使针板120位于基座部件110上规定的位置，薄膜保持机构100还可以具有螺旋弹簧140。为了这个目的，在本实施方式中，在针板120的移动方向两侧分别各配置有两个两端挂在针板120和端板113上的螺旋弹簧140。由此，针板120在除螺旋弹簧140以外不受其它外力作用的状态下，在纵向上相对于基座部件110保持在固定位置。螺旋弹簧140可以是拉伸螺旋弹簧，也可以是压缩螺旋弹簧。

螺旋弹簧140的材质没有特别限定，可优选使用耐热钢或不锈钢等，其中，可更优选使用不锈钢。

螺旋弹簧140的弹簧常数为在从对针板120作用外力使针板120移动的状态到解除外力时，针板120可返回原来的位置的程度的弹簧常数即可，没有特别限定。作为具体的值，例如可以是0.1～15N/mm，可优选0.2～7N/mm。这样，在通过螺旋弹簧140弹性地支承针板120的情况下，优选螺旋弹簧140的弹簧常数尽可能地小，以使针板120在基座部件110上的移动不受螺旋弹簧140的干涉。

对于螺旋弹簧140的配置，只要在不对针板120作用外力的状态也能够将针板120保持在固定位置，则也可以仅在针板120的移动方向一侧配置螺旋弹簧140。但是，为了提高针板120的定位精度，优选在针板120的移动方向两侧配置螺旋弹簧140。

此外，螺旋弹簧140的数量可以是一个也可以是多个，没有特别限定。在螺旋弹簧140的数量是一个情况下，螺旋弹簧140仅配置在针板120的移动方向一侧。在螺旋弹簧140的数量是多个的情况下，螺旋弹簧140可以配置在针板120的移动方向两侧，也可以仅配置在一侧。在本实施方式中，在针板120的横向上并列配置有两个螺旋弹簧140，其原因如下，在伴随针板120的反复动作，一个螺旋弹簧140疲劳破损的情况下，剩下的螺旋弹簧140也能够发挥弹性支承针板120的功能。

在本实施方式中，列举了使用螺旋弹簧140作为弹性支承部件的例子，但在本发明中，不限于螺旋弹簧140，可使用板簧或扭簧等在基座部件110上将针板120弹性地支承在拉幅机链条的移动方向上的任意的弹性支承部件。在使用除螺旋弹簧140以外的弹性支承部件的情况下，对弹性支承部件的弹簧特性、配置及数量的考虑方式也可以与上述的螺旋弹簧140的情况相同。

以上针对在不对针板120作用外力的状态下而使针板120相对于基座部件110返回固定位置的弹性支承部件进行了说明。但是，作为使针板120相对于基座部件110返回到固定位置的装置，不限于利用弹簧的弹性力的弹性支承部件，也可以使用其它任意的机构。例如也可以按照如下两种方式构成，一种是对针板120的至少一部分使用顺磁性材料，利用磁铁使针板120返回固定位置；另一种是在薄膜保持机构100保持薄膜之前的位置使拉幅机轨道向高度方向倾斜，利用重力使针板120返回固定位置。

另外，在具有用于将针板120相对于基座部件110定位的其它机构的情况下，弹性支承部件可省略。

构成拉幅机链条5的各零件可与普通的拉幅机链条相同，用不锈钢等制作。

如上所述，通过将针板120在纵向上移动自由地支承，若在薄膜F的输送中对薄膜F作用纵向的收缩力，则如图6A所示，通过该收缩力，纵向上相邻的针板120间的距离D1减小。另一方面，若对薄膜F作用纵向的拉伸力，则如图6B所示，通过该拉伸力，纵向上相邻的针板120间的距离D2增大。其结果是，根据作用于薄膜F的伸缩力，薄膜F不仅在薄膜F的中央部和两端部，还可在针板120的可动范围内伸缩。因此，消除因弓曲变形现象产生的取向角的各向异性、机械性能、湿度膨胀率、热膨胀率、及热收缩率不均的各种不良情况，并能够很好地确保薄膜F的物性的各向同性。此外，根据该薄膜保持机构100，不需要为了缓和弓曲变形现象而设置特定的温度条件或者延伸倍率，可以以期望的温度条件及延伸倍率制造薄膜。进一步，由于根据薄膜纵向的拉伸应力或收缩应力针板120可向纵向自由地移动，因此，很难对针穿透部施加过大的应力，防止薄膜在针穿透部的破裂，提高了薄膜的生产性。

此外，针板120可通过与现有的针板的交换安装在普通的拉幅机链条具备的连接板63(例如参照图4)上，因此可利用已有的设备中的大部分，适用本发明的拉幅机装置的改造也可以以最小限度的劳力完成。此外，本发明的薄膜保持机构可适用于逐次延伸用拉幅机装置。

图7A及图7B表示薄膜保持机构100的其它实施方式。在本实施方式中，薄膜保持机构100与前述的薄膜保持机构的不同点在于其具有多个针板120。多个针板120沿基座部件110的纵向配置，各自分开地在纵向上移动自由地支承在基座部件110上。图中，列举了配置有两个针板120的例子，但配置在一个基座部件110上的针板120的数量也可以是三个或三个以上。此外，弹性支承部件即螺旋弹簧140也配置在相邻的两个针板120之间。但是，针板120之间的螺旋弹簧140并不是必须的。这样，通过配置多个针板120，在薄膜F的横向两端部上的薄膜F的伸缩自由度提高，结果，可更好地抑制弓曲变形现象。

图8表示薄膜保持机构的又一实施方式。图8所示的薄膜保持机构200也与前述的方式相同，具有：固定在拉幅机链条上的基座部件210、在拉幅机链条的移动方向上移动自由地支承在基座部件210上并突设有穿透薄膜的多个针230的针板220。

在针板220的背面(与突设有针230的面相反侧的面)侧旋转自由地支承有轴承240。轴承240将向针板220的下方延伸配置的杆部件250固定在针板220上，通过在该杆部件250的外周面上安装轴承240，轴承240旋转自由地支承在与针板220的移动方向垂直的轴周围。另外，在本实施方式中，为了使针板220不远离基座部件210，基座部件210的横向两侧壁以覆盖针板220的横向两端部的方式向内侧延伸。

轴承240的外径比针板220的横向尺寸大，且比在基座部件210的横向相互对向的侧壁面间的距离小。由此，在薄膜保持机构200保持有薄膜的状态下，若在薄膜的横向两端部对薄膜作用其纵向的力，轴承240沿纵向在基座部件210的侧壁面上滚动，由此，如图9(a)～(c)所示，针板220向纵向移动。这样，通过在针板220上旋转自由地安装轴承240，针板220更顺畅地向纵向移动，结果，能够更好地抑制弓曲变形现象。

轴承240可以是滚动轴承也可以是滑动轴承。为了针板220的更顺畅的移动及轴承240的耐久性的提高，优选滚动轴承。此外，为了特别适于高温下的规格，轴承240优选耐热轴承。作为耐热轴承，可列举用固体润滑剂润滑的轴承。通过使用固体润滑剂润滑过的轴承240，将不需要使用润滑油，因此，可形成适合在高温环境下的使用的薄膜保持机构200。

其在薄膜保持机构200用于拉幅机装置的情况下，可相对于该拉幅机装置中使用的所有的轴承而言。即，通过将拉幅机装置中使用的所有的轴承设为用固体润滑剂润滑的轴承，能够形成适合高温环境下使用的拉幅机装置。

每一个针板中使用的轴承240的数量可以是图8所示的一个，也可以是图8A所示的两个。进而，还可以具备三个以上的轴承。此外，在本实施方式的薄膜保持机构200中，还可以具有在不对针板220作用外力的状态下用于使针板220返回到固定位置的机构。作为使针板220返回到固定位置的机构，可列举例如：与前述的方式中所述的相同的图5所示的螺旋弹簧140、其他种类的弹簧等弹性支承部件、利用磁力使针板220返回到固定位置的结构、或者利用重力使针板220返回到固定位置的结构等。在本实施方式中，与例如使用图7A、7B说明的方式相同地，可具有两个或两个以上针板。

再次参照图2～4，拉幅机链条5在连接销55的轴方向朝向铅垂方向且固定有连接板63的外板54a作为上侧的姿势下使用。而且，各拉幅机链条5形成为薄膜保持机构100朝外的环形，并与主动链轮2及从动链轮3啮合。此外，各拉幅机链条5在设有拉幅机轨道4的区域，通过轴承61支承在导向板41的上面，辊53位于导向板41间。

如上所述，通过设置一对拉幅机链条5，在一对拉幅机链条5互相面对的区域，薄膜保持机构100互相朝向内侧。若与薄膜F的宽度相配合地适当设定拉幅机链条5的间隔，则通过对向的薄膜保持机构100的针130穿透薄膜F，能够把持薄膜F的两边缘部。

若在把持薄膜F的两边缘部的状态下驱动主动链轮2，则拉幅机链条5移动，由此输送薄膜F。此外，通过调整连接板63的长度及弯曲角度，能够控制薄膜F的把持面的高度。

拉幅机链条5通过轴承61在导向板41上旋转进行移动。内链环及外链环位于导向板41之间，由此，由于拉幅机链条5的横向的位置受到限制，因此，拉幅机链条5沿拉幅机轨道4移动。导向板41的上面只要为与轴承61相接不妨碍轴承61的旋转的结构即可，优选相对于轴承61摩擦较小。因此，导向板41的上面优选是平坦或平滑的结构。此外，也可以对导向板41的上面实施减小与轴承61的摩擦的表面加工。

＜聚酰亚胺薄膜＞

可使用本发明制造的聚酰亚胺薄膜为通过如下的制造方法连续制造的聚酰亚胺薄膜，该制造方法具有：第一工序，将聚酰亚胺前体的有机溶剂溶液浇注在带或滚筒等支承体上，形成自支撑膜；第二工序，将该自支撑膜用设置有本发明的薄膜保持机构的拉幅机装置保持，同时进行以亚胺化和/或热处理等为目的的加热。此外，也包含通过热亚胺化、化学亚胺化、或并用热亚胺化和化学亚胺化的方法制造的聚酰亚胺薄膜。

在第二工序中，将由第一工序制造的自支撑膜设为加热处理(热固化)的目标聚酰亚胺薄膜。在本发明中，在加热处理时，通过前述的拉幅机装置保持自支撑膜的宽度方向的两端部的同时进行加热。

第二工序中使用的拉幅机装置优选前述的装置。在前述的针式拉幅机装置的情况下，自支撑膜的两端通过穿透有多个针而被保持。而且，通过保持有薄膜的拉幅机装置以规定的速度在规定温度的加热区域中移动，输送薄膜，期间对薄膜进行热处理并进行亚胺化，最终获得聚酰亚胺薄膜。

在第二工序中，在如最高温度设为200～600℃范围，优选350～550℃范围，特别优选300～500℃范围的条件下，优选例如缓慢加热约0.05～5小时。优选的是，按照由最终获得的聚酰亚胺薄膜的有机溶剂及生成水等组成的挥发物的含量成为1重量％以下的方式，从自支撑膜中充分地去除有机溶剂等，同时，充分进行构成所述薄膜的聚合物的亚胺化。

在第二工序中，以加热炉内的拉幅机输送速度为1～15m/min、优选2～8m/min进行加热处理。

在本发明中，经由拉幅机装置的轨道间隔的调整，通过扩大横向的薄膜保持机构间隔，能够将薄膜向横向延伸。

上述的加热处理可使用热风炉、红外线加热炉等公知的各种加热装置进行。薄膜的初始加热温度、中期加热温度和/或最终加热温度等加热处理优选在氮气、氩气等惰性气体或空气等加热气体气氛下进行。

通过上述制造方法制造的聚酰亚胺薄膜的宽度没有特别限定，优选0.5～2m。制造的聚酰亚胺薄膜的厚度可适当选择，没有特别限定，厚度为5～150μm，优选8～50μm。

作为拉幅机装置，可优选使用前述及图示的装置。第一工序的自支撑膜的细节、第二工序的热处理的条件如前所述。

以上列举本发明优选的实施方式进行了说明。本发明并不限定于上述的实施方式，在本发明的技术思想的范围内可进行任意变更。

例如，优选的是，对于针板相对于基座部件移动时的、基座部件及基座部件接触的至少一个部件，优选对两者的彼此的滑动面涂覆二硫化钼或二硫化钨，优选二硫化钨。由此，降低针板移动时的滑动摩擦阻力，能够使针板更顺畅地移动。此处。“其它部件”是指针板本身，或者安装在针板上的部件，即，若在前述的方式中具体表示的话，则是图8所示的例子中的轴承240等。“基座部件及基座部件接触的其它部件的滑动面”是指，在前述的方式中图5B所示的例子的线性滑轨112的表面及针板120的背面、图8、8A所示的例子中的基座部件210的内侧底面、及与基座部件210相接的轴承240的内外环侧面。

此外，针的形状在本发明中没有特别限定，只要能够穿透薄膜可为任意的形状。但是，在穿透薄膜时，在薄膜上产生薄膜上形成破裂的起点的毛刺的情况下，根据该毛刺的方向，以毛刺为起点的薄膜继续破裂，薄膜有可能无法维持适度的拉伸状态。因此，优选使用如图10A、10B所示的柳叶刀点型的注射针作为针330。柳叶刀点型是指，对通过倾斜切除尖端部形成的尖端面进行再一次倾斜切除尖端部的形状。

通过使用柳叶刀点型针330，能够抑制穿透薄膜时薄膜的破裂。在将针330设成柳叶刀点型的情况下，相对于针330的轴方向的第一阶段的切除角即第一角θ1优选12°±1°，第二阶段的切除角即第二角θ2优选21°±2°。

针板相对于基座部件向纵向的移动范围可任意，但为了在基座部件上稳定地动作而存在优选的范围。例如在图9所示的薄膜保持机构200中，若将针板220的纵向的长度设为Lp，将针板220从某一任意位置(例如图9的(a)所示的位置)向纵向两方向可移动的距离分别设为M1、M2(分别参照图9的(b)及(c))，则针板220的可动范围Mt以Mt＝Lp+M1+M2表示。

将该可动范围Mt除以针板长度Lp的值即Mt/Lp设为针板活动率时，该针板活动率优选在1.05以上。例如在制造聚酰亚胺薄膜时，向纵向延伸之后，在使用现有的拉幅机装置向横向延伸的情况下，通常会发现产生5％程度的弓曲变形。因此，通过将针板活动率设为1.05以上，可更有效地防止弓曲变形。另一方面，若针板活动率过大，则有可能与纵向相邻的针板产生干涉。为了使针板之间不互相干涉，必须将与纵向相邻的针板的间隔设为比现有的大，但这会成为薄膜在纵向上松弛的原因，从而不优选。因此，通过将针板活动率设为1.80以下，可适当配置针板在纵向的间隔，同时，能够防止针板之间的干涉。此处，列举轴承活动式的薄膜保持机构200为例进行了说明，但在图5等所示的滑动活动式的薄膜保持机构100中也相同。

本发明人进行了如下内容的确认实验，在向纵向及横向逐次延伸薄膜的情况下，将本发明制造的薄膜保持机构用在横向的延伸工序中，由此产生弓曲变形的降低效果。下面，对该实验结果进行说明。

[聚酰亚胺薄膜的制备及纵延伸]

使用N，N-二甲基乙酰胺作为溶剂，使作为二胺成分的p-对苯二胺(PPD)、以及作为酸成分的3，3’，4，4’-联苯四羧酸二酐(s-BPDA)发生聚合反应，获得聚酰胺酸溶液(聚酰亚胺前体溶液)。将获得聚酰胺酸溶液浇注在支承体(不锈钢板)上，通过加热，获得局部亚胺化的自支撑膜。对于该自支撑膜，使用国际公开第2011/125662号中所示的纵向延伸装置，在120℃下向纵向进行7％延伸，获得纵向延伸自支撑膜。

此处使用的纵向延伸装置详细而言具有以下所示的结构。即，延伸装置具有：用于送出薄膜的送出机构、将从送出机构被送出的薄膜以比从送出机构被送出的薄膜的速度快的速度拾取的拾取机构、在送出机构和拾取机构之间配置在薄膜的宽度(TD)方向两端部的两组薄膜压膜单元。此处，薄膜压膜单元具有：多个上压辊，其在薄膜的输送(MD)方向上留有间隔地并列配置在薄膜的输送路径的上方；多个下压辊，其按照与这些多个上压辊协动从上下夹住薄膜的方式与上压辊对向配置在薄膜的输送路径的下方。另外，上压辊及下压辊按照如下方式设定上压辊的长度、间隔及旋转轴相对于薄膜的TD方向的倾斜角度，使旋转轴朝向薄膜的MD方向下游侧并向薄膜的TD方向外侧倾斜地旋转自由地支承，针对薄膜的MD方向，在考虑多个上压辊各自按压薄膜的范围时，与薄膜的MD方向相邻的两个范围彼此相接或部分重叠。

[弓曲变形评价]

如图11所示，将获得的自支撑膜400的横向两端、具备纵向移动自由地支承的针板的薄膜保持机构安装在夹具300上。通过用设置在针板上的多个针穿透自支撑膜400进行自支撑膜400的保持。针板按照可沿相当于基座部件的导向部件纵向移动的方式，在横向一侧各直列配置三个。在针板220上横向排列有三列多个针。

准备下述四种薄膜保持机构，并分别对其进行弓曲变形的评价。

实验例1：轴承式(两个；例如参照图8A)

在上面开口的箱式的基座部件210内组装两个轴承240(株式会社南海精工所制无油脂轴承、型号：SS6900ZZ、外径22mm×内径10mm×厚度6mm)，在其上规定的位置放置针板220(长度70mm×宽度20mm×厚度3mm)，将针板220和轴承240用螺钉固定。对基座部件210和轴承240的滑动面涂覆用于降低滑动摩擦的二硫化钨。针板220的活动率是1.39。

实验例2：轴承式(一个；例如参照图8)

将组装在基座部件210内的轴承240的数量设为一个，除此之外，与实验例1相同地构成薄膜保持机构。针板220的活动率是1.68。

实验例3：滑动式(例如参照图5、图7A、B)

使用具有如图7A、7B所示的两个针板120的薄膜保持机构100。各针板120的尺寸为长度30mm×宽度24mm×厚度3mm。针板120的活动率是1.55。

对照例1：固定式针板

为了与上述实验例1～3进行比较，使用安装有固定式的针板的夹具进行相同的评价。针板的尺寸为长度95mm×宽度20mm×厚度3mm。由于针板是固定式的，因此，其活动率是1.00。

在将自支撑膜400保持在夹具上之后，如图11所示，在自支撑膜400上画出与其横向平行的标线1～3。之后，将自支撑膜400与夹具一同加入加热炉，在升温至180℃之后，向横向缓慢延伸10％。延伸后，将加热炉内升温至500℃进行热固化，获得聚酰亚胺薄膜。将其相对于两张自支撑膜400实施，通过所得的聚酰亚胺薄膜的标线1～3，分别利用图12所示的计算式算出，用其平均值表示。此外，目测评价所得的聚酰亚胺薄膜的平面性。

此外，为了确认几何弓曲变形和物性值的弓曲变形，在标线1附近，从聚酰亚胺薄膜的横向两端部及中央部获取试样，测量全方位线膨胀系数(CTE)。试样如图13所示，在薄膜的左端部(L)、中央部(C)及右端部(R)各位置，分别以0°、45°、90°、135°角度对薄膜进行切割。线膨胀系数是使用热机械分析仪(制造商：精工电子株式会社、型号：TMA/SS6100)测量的对试样施加39.2N的荷重的同时以20℃/分的速度升温时的50～200℃的平均线膨胀系数。CTE各向异性用全方位CTE的倾斜角度(°)表示，倾斜角度越小，分子配光各向异性越小。

将针对实验例1～3及对照例1的弓曲变形、平面性及CTE示于表1。此外，将针对实验例1、实验例2及对照例1的薄膜的左端部(L)及中央部(C)的CTE雷达图示于图14A～F。

[表1]

通过以上的实验例1～3及对照例1的结果可确认的是，通过使用可动式针板，与固定式针板相比，能够减小薄膜端部的约束力和薄膜中央部的约束力的差值，大幅降低弓曲变形及薄膜端部的分子取向各向异性。其结果是，由于能够获得横向物性均匀的聚酰亚胺薄膜，因此，产品的良率提高。此外，通过使用可动式针板，与固定式针板相比，能够获得具有良好的平面性的聚酰亚胺薄膜。

Claims (11)

1.一种薄膜保持机构，固定在具备保持薄膜的横向两端部的同时移动的一对拉幅机链条的拉幅机装置的所述拉幅机链条上，其特征在于具有：

基座部件，其固定在所述拉幅机链条上；

至少一个针板，其在所述拉幅机链条的移动方向上移动自由地支承在所述基座部件上，突设有多个穿透所述薄膜的针以保持所述薄膜。

2.根据权利要求1所述的薄膜保持机构，其特征在于：还具有至少一个弹性支承部件，在所述基座部件上于所述拉幅机链条的移动方向弹性地支承所述针板。

3.根据权利要求2所述的薄膜保持机构，其特征在于：还具有至少一个弹性支承部件，在所述基座部件上于所述拉幅机链条的移动方向弹性地支承所述针板。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的薄膜保持机构，其特征在于多个所述针板留有间隔地配置在所述拉幅机链条的移动方向上。

5.根据权利要求1所述的薄膜保持机构，其特征在于所述针板具有：表面突设有所述多个针的平板部、从所述平板部的背面突出的凸部、通过所述脚部在所述平板部的厚度方向留有间隔地与所述平板部平行延伸的锚定部；所述基座部件具有在所述平板部和所述锚定部之间延伸的防脱出凸部。

6.根据权利要求1所述的薄膜保持机构，其特征在于还具有至少一个轴承，其旋转自由地支承在所述针板的背面侧。

7.根据权利要求6所述的薄膜保持机构，其特征在于所述轴承旋转自由地支承在与所述针板的移动方向垂直的轴周围。

8.根据权利要求6所述的薄膜保持机构，其特征在于所述轴承为耐热轴承。

9.根据权利要求1所述的薄膜保持机构，其特征在于所述针为柳叶刀点型针。

10.一种拉幅机装置，其特征在于具有：

一对拉幅机链条，其为了输送薄膜而配置在所述薄膜的输送通道的两侧；

权利要求1所述的薄膜保持机构，在所述一对拉幅机链条分别固定有多个该薄膜保持机构。

11.一种聚酰亚胺薄膜的制造方法，其特征在于具有：

第一工序，将聚酰亚胺前体的溶剂溶液浇注在支承体上，形成自支撑膜；

第二工序，保持所述自支撑膜的同时进行加热处理，

其中，在所述第二工序中，包括使用权利要求10所述的拉幅机装置保持作为薄膜的所述自支撑膜。