JP2000084962A - 耐熱性フィルムの製造方法 - Google Patents
耐熱性フィルムの製造方法Info
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Abstract
を提供する。 【解決手段】 芳香族ポリアミド樹脂またはポリイミド
樹脂の溶液を支持体上に流延してフィルムに成形する方
法において、該支持体上で流延溶液を口金温度よりも高
い温度で、102 ≦γa ・t≦107 の式を満たす時間
t(秒)だけ熱処理する(式中、γa は口金から吐出さ
れるポリマー溶液のみかけのせん断速度(秒-1)であ
る。)ことを特徴とする耐熱性フィルムの製造方法。
Description
耐熱性樹脂フィルムの製造方法に関する。
シブルプリント配線板などのベースフィルムとして耐熱
性フィルムへの要求が急増している。これらの用途にお
いて、特に蒸着やスパッタリングで金属をラミネートす
る場合は、フィルムの表面は平滑であることが望ましい
が、従来の方法により製造された耐熱性フィルムにおい
て、高性能を有する有用な重合度のものは、往々にして
表面の凹凸や乱れが存在し、その大きさはPV値が約
0.15μm以上で、周期が約400μmに達すること
があり、これを解消する必要があった。ここで、PV値
とは表面凹凸の山と谷の高低差の平均値である。また、
周期とは隣り合う山と山または谷と谷の距離の平均値で
ある。これらの表面凹凸は、芳香族系の剛直な分子骨格
を持つ耐熱性ポリマー溶液が有する特有の粘弾性及びフ
ィルム加工時の変形量やその履歴に深く複雑に関連し、
その解消が非常に困難であった。
凹凸の少ない、具体的には表面凹凸のPV値が約0.1
5μm以下で、周期が約400μm以上の耐熱性フィル
ムを提供することである。
熱性フィルムの表面凹凸が口金から吐出されたポリマー
溶液の残留応力と関係があることを発見し、これを取り
除く方法を検討し、本発明に到達した。即ち、芳香族ポ
リアミド樹脂またはポリイミド樹脂の溶液を支持体上に
流延してフィルムに成形する溶液製膜フィルムの製造方
法において、該支持体上で流延溶液を口金温度よりも高
い温度で、次の式を満たす時間t(秒)だけ熱処理する
ことを特徴とする耐熱性フィルムの製造方法である。 102 ≦γa ・t≦107 (ただし、γa は口金から吐出されるポリマー溶液のみ
かけのせん断速度(秒-1)である) 以下、本発明を詳細に説明する。
口金温度よりも高い温度で熱処理することが必要であ
る。本発明において、熱処理温度を口金温度より高くす
る理由は、特に緩和速度の遅い液晶系や高粘度液におい
て、せん断変形などによりポリマー溶液が受けた歪み
を、生産性を上げるために、できるだけ短時間で緩和さ
せるためである。熱処理温度の上限は特に限定しない
が、ポリマーの分解が急激には起こらない、かつ溶媒が
激しく蒸発しない温度範囲での最高温度が望ましいの
で、好ましくは約150℃、より好ましくは約130℃
である。
記式を満たす時間t(秒)だけ熱処理することが必要で
ある。 102 ≦γa ・t≦107 (式中、γa は口金から吐出
されるポリマー溶液のみかけのせん断速度(秒-1)であ
る。) 本発明において、せん断速度と熱処理時間の積を上記の
ように範囲指定したのは、下限を下廻ると、せん断変形
などによりポリマー溶液が受けた歪みを完全に取りきれ
ない。また上限を超えると、過剰な熱処理により最終的
なフィルムの物性が低下するからである。しかし、せん
断速度と熱処理時間の積は、緩和速度の遅い液晶系や高
粘度液では、熱処理時間を長くした方がより平滑なフィ
ルム面が得られることから、好ましくは104 ≦γa ・
t≦107 、より好ましくは10 5 ≦γa ・t≦107
である。
得る上で使用するポリマーの重合度は50以上の平均重
合度であることが好ましく、例えば、芳香族ポリアミド
の場合、98%硫酸中30℃で測定した対数粘度(ポリ
マー濃度0.5g/dl)が1.5以上であることが望
ましい。本発明を実施する上で、フィルムの機械的特性
は、長さ方向と幅方向のそれがほぼ等しい、いわゆるバ
ランスタイプであっても、どちらかの方向に強く配向さ
せた、いわゆるテンシライズドタイプであってもよく、
これらはフィルム形状に製膜した後の延伸操作によって
調整できる。
ては、次の構成単位からなる群より選択された単位より
実質的に構成される。 −NH−Ar1 −NH−(1) −CO−Ar2 −CO−(2) −NH−Ar3 −CO−(3) ここでAr1 、Ar2 、Ar3 は少なくとも1個の芳香
環を含み、同一でも異なっていてもよく、これらの代表
例としては下記のものが挙げられる。
が、ハロゲン基、ニトロ基、アルキル基、アルコキシ基
などで置換されているものも含む。また、Xは−O−、
−CH2 −、−SO2 −、−S−、−CO−などであ
る。特に、全ての芳香環の80モル%以上がパラ位にて
結合されているアラミド樹脂は、本発明に用いられるフ
ィルムを製造する上で好ましい。本発明に用いられるポ
リイミド樹脂としては、ポリマーの繰り返し単位の中に
芳香環とイミド基をそれぞれ1個以上含むものであり、
下記の化2または化3の一般式で表されるものである。
個の芳香環を含み、イミド環を形成する2個のカルボニ
ル基は芳香環上の隣接する炭素原子に結合している。こ
のAr4 は、芳香族テトラカルボン酸またはその無水物
に由来する。代表例としては、下記の化4がある。
2 −、−S−、−SO2 −などである。また、Ar6 は
無水トリカルボン酸、あるいはそのハライドに由来す
る。Ar5、Ar7 は、少なくとも1個の芳香環を含
み、芳香族ジアミン、芳香族イソシアネートに由来す
る。Ar5 またはAr7 の代表例としては下記の化5が
ある。
部が、ハロゲン基、ニトロ基、アルキル基、アルコキシ
基などで置換されているものも含む。Zは、−O−、−
CH 2 −、−S−、−SO2 −、−CO−などである。
特に、Ar5 、Ar7 の80%以上がパラ位に結合され
た芳香環であるポリイミド樹脂が、本発明に用いられる
フィルムを製造する上で好ましい。また、本発明の芳香
族ポリアミドまたはポリイミドには、フィルムの物性を
損ねたり、本発明の目的に反しない限り、滑剤、酸化防
止剤、その他の添加剤などや他のポリマーが含まれてい
てもよい。
限定されるものではなく、それぞれの樹脂に適した製膜
法が取られてよい。まず芳香族ポリアミドについては、
有機溶剤可溶のものでは、直接溶剤中で重合するか、一
旦ポリマーを単離した後再溶解するなどして溶液とし、
ついで乾式法または湿式法にて製膜される。また、ポリ
パラフェニレンテレフタルアミド(以下、PPTAと称
する。)等の有機溶剤に難溶のものについては、濃硫酸
などに溶解して溶液とし、ついで乾湿式法または湿式法
にて製膜される。
はアミド結合の水との親和性により吸湿による寸法変化
が大きいきらいがあるため、芳香族ポリアミドフィルム
の湿度膨張係数の制御には留意するのが望ましい。芳香
族ポリアミドフィルムの湿度膨張係数の制御の方法とし
ては、ポリマーの主鎖中にCl基、NO2基などを導入
する方法の他、フィルムを十分熱処理して結晶化を進め
る方法、フィルムを構成する分子の末端基のCOOH基
への結合金属イオンの種類、量を選択する方法などの方
法が任意に用いられる。
にてテトラカルボン酸無水物と芳香族ジアミンを反応さ
せて、ポリアミド酸とし、この溶液をそのまま、または
一旦閉環処理してポリイミドとした後再度溶剤に溶解し
て溶液を得、それらを乾式法または湿式法にて製膜され
る。芳香族ポリアミド、ポリイミド共に、その製膜は、
乾式法では、溶液はダイから押し出され、エンドレスベ
ルトやドラムなどの支持体上にキャストされ、キャスト
された溶液が自己支持性あるフィルムを形成するまで乾
燥され凝固される。
液中に押し出されるか、乾式法と同様にエンドレスベル
トやドラムなどの支持体上にキャストされた後、凝固液
中に導かれ、凝固される。いずれにせよ、本発明のフィ
ルムの製造法において、ダイからの吐出と支持体上にキ
ャストされた後速やかに前記の条件での熱処理が重要で
ある。ついでこれらのフィルムはフィルム中の溶剤や無
機塩などが洗浄され、結晶化を進めるために延伸、乾
燥、熱処理などの処理を受ける。
ムあるいはエンドレスベルト等がある。また支持体の材
質としては、鉄、ステンレス、ニッケル、チタン、タン
タル、銅等、さらにこれらの表面にクロム、ニッケル等
をはじめとするメッキや表面処理が施されていてもよ
い。
めるために、PPTAフィルムの製造方法の実施例を挙
げる。 <フィルムの評価法>本発明のフィルムの評価法は以下
の通りである。 (1)表面凹凸のPV値および周期 表面凹凸の形状は、走査型白色干渉顕微鏡(ZYGO社
製 NEW VIEW100)を用いて、対物レンズ倍
率2.5、測定面積2.7mm(X軸)×2.0mm
(Y軸)にて測定した。PV値は、X軸に平行かつ等間
隔に10本の直線を引き、それぞれの直線上の表面凹凸
を表すうねり曲線の最高値と最低値の差を求め、その平
均値とした。また周期は、上記のうねり曲線の隣接する
山と山あるいは谷と谷の距離を求め、その平均値とし
た。
S−G5を用いて、針先端の曲率半径0.5mm、突き
刺し速度2mm/秒の条件で突き刺し試験を行い、最大
突き刺し荷重(g)をフィルム厚み(μm)で除した値
を突刺強度(g/μm)とした。フィルム厚みは、ミツ
トヨ社製デジマチックインジケーターIDF−130に
より測定した。 (3)強度、伸度、弾性率 強度、伸度、弾性率は、試料を予め23℃、55%RH
の雰囲気下に48時間以上放置した後、同雰囲気にて定
速伸長型強伸度測定機を用い、測定長100mm、引っ
張り速度50mm/分で測定した。
mのシリカ粒子を、PPTA量に対し0.3重量%とな
るように超音波ホモジナイザにより分散させた99.9
重量%濃硫酸に、98%硫酸中30℃で測定した対数粘
度(ポリマ−濃度0.0667g/dl)が6.0のP
PTAを、ポリマー濃度が12重量%になるように60
℃で溶解し、ドープを調製した。ドープは攪拌時に光を
乱反射し、また、光学顕微鏡下の観察で、偏光顕微鏡の
クロスニコルの暗視野を明視野にする光学的異方性を示
すなど、液晶状態にあることがわかった。
ったまま、みかけのせん断速度が約3000秒-1になる
ように吐出し、回転しているタンタル製のエンドレスベ
ルト上にキャストした。この際、キャスト部付近のベル
ト温度を110℃に設定し、この上でドープを表1に記
載の時間滞留させて熱処理した。同時に吸湿処理して、
ドープを液晶相から等方相に相転移させた。次いで、1
5℃の20重量%硫酸中にて凝固させた。凝固したフィ
ルムは水酸化ナトリウム水溶液に浸せきして中和し、1
昼夜流水洗浄した後ステンレス製の枠に挟んで、120
℃で定長乾燥し、PPTAフィルムを製造した。
から、みかけのせん断速度が約10秒-1になるように吐
出し、熱処理時間を表1に記載の時間に替えた以外は実
施例1〜3と同じ方法でPPTAフィルムを製造した。
実施例1〜3及び比較例1〜2のフィルムを評価した結
果を表1に示す。比較例1のフィルムを除き、98%硫
酸中30℃で測定した対数粘度(ポリマー濃度0.06
67g/dl)は5.5〜5.7で大きな低下はなかっ
た。
Aドープをダイから60℃を保ったまま、みかけのせん
断速度が約3000秒-1になるように吐出し、回転して
いるタンタル製のエンドレスベルト上にキャストした。
この際、キャスト部付近のベルト温度を表2に示すよう
に変えて熱処理した。同時に吸湿処理して、ドープを液
晶相から等方相に相転移させた。次いで、15℃の20
%硫酸中にて凝固し、中和、水洗する。次いで、縦方向
に1.05倍延伸し、さらにクリップテンターにより横
方向に1.3倍延伸する。次いで、定長状態を保ちつつ
熱風乾燥し、引き続き480℃で定長状態で熱処理して
アラミドフィルムを製造した。得られたフィルムを評価
した結果を表2に示す。98%硫酸中30℃で測定した
対数粘度(ポリマー濃度0.0667g/dl)は5.
4〜5.8であった。
性フィルムが製造できる。従って、コバルトなどの磁性
層を蒸着した薄膜型磁気テープにおいては、テープの走
行方向の厚み変動または表面乱れが少ないため、高密度
記録用途でのエラーレートの少ないものが提供できる。
Claims (1)
- 【請求項1】 芳香族ポリアミド樹脂またはポリイミド
樹脂の溶液を支持体上に流延してフィルムに成形するフ
ィルムの製造方法において、該支持体上で流延溶液を口
金温度よりも高い温度で、次の式を満たす時間t(秒)
だけ熱処理することを特徴とする耐熱性フィルムの製造
方法。 102 ≦γa ・t≦107 (ただし、γa は口金から吐出されるポリマー溶液のみ
かけのせん断速度(秒-1)である。)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25522398A JP4289699B2 (ja) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | 耐熱性フィルムの製造方法 |
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JP25522398A JP4289699B2 (ja) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | 耐熱性フィルムの製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000084962A true JP2000084962A (ja) | 2000-03-28 |
JP4289699B2 JP4289699B2 (ja) | 2009-07-01 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25522398A Expired - Fee Related JP4289699B2 (ja) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | 耐熱性フィルムの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4289699B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005068193A1 (ja) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Kaneka Corporation | 接着フィルム並びにそれから得られる寸法安定性を向上させたフレキシブル金属張積層板、並びにその製造方法 |
-
1998
- 1998-09-09 JP JP25522398A patent/JP4289699B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005068193A1 (ja) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Kaneka Corporation | 接着フィルム並びにそれから得られる寸法安定性を向上させたフレキシブル金属張積層板、並びにその製造方法 |
US7951251B2 (en) | 2004-01-13 | 2011-05-31 | Kaneka Corporation | Adhesive film, flexible metal-clad laminate including the same with improved dimensional stability, and production method therefor |
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