JP2000309026A - 極薄フィルム、及び、フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】最近の電子機器等に要求される新しい極薄フィ
ルムを提供し、このようなフィルムも製造できる新しい
フィルムの製造方法を提案する。 【解決手段】酸やアルカリに容易に溶解する金属等の無
機材料からなる支持体の表面に、直接合成、加熱溶融樹
脂の塗布、又は、樹脂溶液の塗布等の方法により、樹脂
薄膜層を形成させた後、支持体を酸又はアルカリ等の薬
品により溶解除去して、厚さ１〜５μｍの極薄フィル
ム、又は、厚さがそれ以上のフィルムを製造し、提供す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】最近の電子機器やその周辺機
器の小型化や高密度化に対応して、その部品等に使用さ
れる極めて薄い耐熱樹脂薄膜等のフィルムが要求されて
いる。本発明は、このような要求に対応する極めて薄い
フィルム、及び、その製造を可能にする新しいフィルム
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、フィルムは種々の方法で製造され
てきた。その一つのカレンダー法は、数対のロールで、
可塑状態の樹脂等をフィルムに成形する方法で、ゴム工
業等で広く行われているが、薄いフィルムの場合は、ロ
ールにくっついたり切断したりし易くなるので、使用す
ることができない。Ｔ型ダイス法は、ダイスからフィル
ム状に、溶融した樹脂を押し出して、直ちに冷却ロール
又は冷水で冷却する方法で、ポリプロピレン等の結晶性
ポリマーの場合には、透明性のよいものを得ることがで
きる。インフレーション法は、溶融した樹脂を円筒状に
押し出すと同時に空気を吹き込み、ふくらませて薄いフ
ィルムに加工する方法で、ポリエチレン袋を作るために
多用されている。溶液流延法は、樹脂溶液を、ベルト上
に流延し、ベルト上で移動中に溶媒を蒸発除去して、フ
ィルムを得る方法で、均一な薄いフィルムを得ることが
できる。湿式キャスト法は、樹脂溶液を、ダイからフィ
ルム状に凝固浴中に押し出して、フィルムを得る方法
で、セロハン等に使用されている。また、Ｔ型ダイス法
等で製造されたポリエステルフィルムやポリスチレンフ
ィルムは、引張強度等を高めるため、ガラス転移点以上
の温度で二軸延伸されるが、この二軸延伸によって、厚
さを薄くすることもできる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、薄いフ
ィルムは、カレンダー法では、ロールにくっついたり切
断したりし易くなり、Ｔ型ダイス法では、冷却ロールか
ら剥離する時や冷水を当てる時に切断し易くなる。ま
た、溶液流延法では、ベルトから剥離する時に切断し易
くなり、湿式キャスト法では、凝固浴から引き上げる時
に切断し易くなる。インフレーション法や二軸延伸で
は、原理的には非常に薄いフィルムまで製造することが
可能ではあるが、空気圧や延伸速度等を微調節すること
が困難なため、厚さ５μｍ以下のフィルムは製造されて
いない。本発明が解決しようとする第１の課題は、最近
の電子機器やその周辺機器の小型化や高密度化に対応し
て、これまで存在していなかった極めて薄いフィルム、
特に耐熱樹脂等の非延伸性樹脂の極めて薄いフィルムを
提供することである。また、第２の課題は、このような
極めて薄いフィルムの製造を可能にし、また、それなり
の厚さを有するフィルムの製造にも適用できる新しいフ
ィルムの製造方法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前述の第１
の課題を解決するため、厚さ１〜５μｍの極薄フィルム
を提供し、第２の課題を解決するため、酸やアルカリ等
に容易に反応する金属等の無機材料からなる支持体の表
面に、直接合成、加熱溶融樹脂の塗布、又は、樹脂溶液
の塗布等の方法により、樹脂薄膜層を形成させ、必要に
応じて、得られた樹脂薄膜層に加圧、加熱等の処理を施
した後、酸やアルカリ等の薬品により、支持体を溶解し
除去することを特徴とするフィルムの製造方法を提案す
る。

【０００５】本発明に係わる極薄フィルムは、厚さが１
〜５μｍの範囲であることを特徴としている。厚さが１
μｍ未満であると取扱い難くなり、５μｍを超えると最
近の電子機器やその周辺機器の小型化や高密度化に対応
し難くなる。また、本発明に係わるフィルム製造方法
は、酸やアルカリ等に容易に反応する金属等の無機材料
からなる支持体の表面に、直接合成、加熱溶融樹脂の塗
布、又は、樹脂溶液の塗布等の方法により、樹脂薄膜層
を形成させ、必要に応じて、得られた樹脂薄膜層に加
圧、加熱等の処理を施した後、酸やアルカリ等の薬品に
より、支持体を溶解し除去することを特徴としており、
単に、厚さが１〜５μｍの範囲である本発明に係わる極
薄フィルムの製造に使用されるだけではなく、厚さが５
μｍを超えるフィルムの製造にも適用できるものであ
る。また、原理的には、厚さが１μｍ未満のフィルムの
製造をも可能にするものである。

【０００６】本発明に係わるフィルム製造方法おいて、
無機材料とは、無機材料からなる支持体に樹脂薄膜層が
形成された状態で、酸やアルカリ等の薬品により処理し
たとき、樹脂薄膜層が反応しない条件でも、反応して溶
解し除去できる無機材料をいう。一般に、反応し易い無
機材料として、食塩等の水に可溶の塩類や、酸に容易に
反応して溶解する炭酸カルシウム等の炭酸塩等をあげる
ことができる。しかしながら、通常の方法では、表面が
平滑で機械的強度のある支持体を定常的に製造すること
が困難である。このような観点から、無機材料として
は、安価でイオン化傾向の高く酸に容易に溶解する亜
鉛、鉄、銅等の金属や、酸にもアルカリにも溶解する亜
鉛、アルミニウム、錫、鉛、アンチモン、ビスマス等の
両性金属が好ましい。

【０００７】前述の無機材料からなる支持体の表面に樹
脂薄膜層を形成させる方法には、直接合成、加熱溶融樹
脂の塗布、又は、樹脂溶液の塗布等の方法がある。直接
合成には、スチレン等のモノマーを塗布して重合させて
ポリスチレン等のポリマーにするせる方法や、εカプロ
ラクタム等のモノマーを溶媒に溶かし又は溶融して塗布
した後開環重合させてポリアミド等のポリマーにする方
法等がある。しかし、この直接合成が、特に効果的に適
用されるのは、従来、薄いフィルムが製造し難かったフ
ェノール・ホルムアルデヒド樹脂等の熱硬化性樹脂やポ
リイミド等の耐熱性樹脂のフィルムを製造する場合であ
る。例えば、ポリイミドフィルムは、ジメチルアセトア
ミド中で予備的に縮合させて得られた中間体のポリアミ
ドカルボン酸のジメチルアセトアミド溶液を、支持体の
表面に薄く塗布した後、熱処理して薄膜層を形成させる
ことによって製造することができる。また、加熱溶融樹
脂の塗布は、熱可塑性樹脂であって、加熱溶融樹脂の粘
度が低くて、短時間で均一な薄膜層が形成される場合に
限られる。また、樹脂溶液の塗布は、溶媒に溶ける樹脂
に限定されるが、溶媒に溶けるものであれば、必ずしも
合成樹脂に限らず、天然の樹脂にも適用できることに特
徴があり、また、溶液の濃度を低くすることによって、
溶媒の気化除去後の薄膜層の厚さを、それなりに薄くす
ることができることに特徴がある。

【０００８】無機材料の支持体に樹脂薄膜層を形成させ
た後、必要に応じて加圧するのは、微小な凸部を押し漬
したり平滑にしたりするためである。しかしながら、通
常、このような操作を必要としない場合が多い。また、
加熱するのは、薄膜層形成工程で生じた歪みや、加圧の
際に生じた歪みを除去するためである。このような操作
を行うことにより、得られた薄膜が湾曲したり皺になっ
たりするのを防止し、平面を維持することが期待でき
る。しかしながら、必ずしも、常にこのような操作が必
要とは限らない。

【０００９】樹脂薄膜層が形成された後、支持体を溶解
除去するには、樹脂薄膜層と無機材料の特性の差を利用
して、酸やアルカリ等の薬品を選ぶことが必要になる。
従って、予め、薄膜用樹脂と無機材料と薬品との組み合
わせを作っておくことが好ましい。また、一般に、どの
ような薄膜用樹脂にも対応できるように、支持体を構成
する無機材料として、亜鉛、鉄、銅等のイオン化傾向の
高い金属を用い、これらの支持体を溶解除去するのに、
酸を使用するか、又は、支持体を構成する無機材料とし
て、アルミニウム、錫等の両性金属を用い、これらの支
持体を溶解除去するのに、アルカリを使用するのが好ま
しい。更に、酸化剤もしくは還元剤を併用して、溶解除
去を効率的に行うようにしてもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】１．ポリイミドフィルムの製造 〔実施例１〕 （１）支持体の調製 支持体として、厚さが０．１ｍｍ、大きさが１１０×１
１０ｍｍで、表面が光沢面のアルミニウム板（ＪＩＳ
Ｈ４０００ ＡｌＮ３０Ｈ−Ｈ１８）を使用した。その
片面をマスキングテープ（日東電工（株）製「エレップ
マスキングテープ Ｎ−３８０」）貼り、他方の面をフ
ィルム層生成面とした。

【００１１】（２）ポリイミドフィルム層の生成 前述の支持体のフィルム層生成面に、ジメチルアセトア
ミド中で予備的に縮合させて得られた中間体のポリアミ
ドカルボン酸のジメチルアセトアミド溶液を薄く塗布し
て、マスキングテープを除去し、２００℃に加熱乾燥
し、厚さ２μｍのポリイミドフィルム層を生成させた。

【００１２】（３）フィルムの固定 厚さが１ｍｍ、外形が２０×２０ｍｍで、外周に２ｍｍ
の縁を残して、中央部に１６×１６ｍｍの窓のような孔
が設けられたニッケル鍍金した黄銅製の枠状固定具の下
面に、エポキシ系熱硬化型接着を塗布して、支持体上に
生成したフィルム層に加圧接着して、１２０℃で１時間
加熱し固着させ、枠状固定具の外周に沿って支持体を切
断して、半製品とした。なお、枠状固定具には、酸やア
ルカリに耐性のあるステンレス製のものも使用される。
また、その大きさも、市場がどのような広さのフィルム
を要求しているかによって定められる。一般に、必要以
上にフィルムを広くすると、運搬や取扱中の不注意によ
って破損による被害が大きくなる。

【００１３】（４）支持体の除去 前述の半製品を、５０℃に加熱した３３重量％水酸化ナ
トリウム水溶液に３０分間浸漬して、アルミニウム製の
支持体を除去し、水洗して枠状固定具に保持された厚さ
２μｍのポリイミドフィルムを得た。なお、得られたポ
リイミドフィルムの厚さの測定には、アンリツ（株）製
電子マイクロメーター（Ｋ１０３Ａ）の高精度タイプ
（繰り返し精度 ０．０１μｍ）を使用した。

【００１４】〔実施例２〕実施例１と同様にして、支持
体の片面に厚さ２μｍのポリイミドフィルム層を生成さ
せたものを、１５×２０ｍｍの大きさに切断し、厚さ２
ｍｍ、３０×４０ｍｍのアクリル板固定具の上面の中央
に、ポリイミドフィルム層をアクリル板固定具の方に向
けて載せ、マスキングテープで固定し、マスキングテー
プの中央部を切り取り７×１０ｍｍの窓を開け、半製品
とし、実施例１と同様にして、アクリル板固定具とマス
キングテープで保持された厚さ２μｍのポリイミドフィ
ルムを得た。なお、アクリル板固定具に固定するため、
支持体上に生成したポリイミドフィルムを、支持体とと
もに切り取る広さは、市場がどのような広さのフィルム
を要求しているかによって定められる。また、支持体の
溶解除去の際には、マスキングテープで覆われた部分の
窓に近いところは溶解除去されるが、全部が溶解除去さ
れないようにしている。

【００１５】２．耐熱ポリウレタンフィルムの製造 〔実施例３〕実施例１と同様な支持体の片面に、耐熱ウ
レタン溶液（武田薬品工業（株）製「タケラックＥ−３
６５）を薄く塗布して、マスキングテープを除去し、５
０℃に加熱乾燥し、厚さ２μｍの耐熱ウレタンフィルム
層を生成させ、実施例１と同様に枠状固定具に固着し、
支持体を溶解除去して、枠状固定具に保持された厚さ２
μｍの耐熱ウレタンフィルムを得た。

【００１６】〔実施例４〕実施例３と同様にして、支持
体の片面に厚さ２μｍの耐熱ウレタンフィルム層を生成
させ、実施例２と同様に処理して、アクリル板固定具と
マスキングテープで保持された厚さ２μｍの耐熱ウレタ
ンフィルムを得た。

【００１７】３．パーフルオロアルコキシ樹脂系フィル
ムの製造 〔実施例５〕実施例１と同様な支持体の片面に、プライ
マーレスでパーフルオロアルコキシ樹脂系溶液（ダイキ
ン（株）製「ＲＤ１」（仮称））を薄く塗布し、マスキ
ングテープを除去して、３５０℃に加熱して厚さ１μｍ
のパーフルオロアルコキシ樹脂系フィルム層を生成さ
せ、実施例２と同様に処理して、アクリル板固定具とマ
スキングテープで保持された厚さ１μｍのパーフルオロ
アルコキシ樹脂系フィルムを得た。

【００１８】〔実施例６〕実施例５と同様にして、支持
体の片面にプライマーレスで厚さ２μｍのパーフルオロ
アルコキシ樹脂系フィルム層を生成させ、実施例１と同
様にして、枠状固定具に固着し、支持体を溶解除去し
て、枠状固定具に保持された厚さ２μｍのパーフルオロ
アルコキシ樹脂系フィルムを得た。

【００１９】

【発明の効果】本発明に係わる極薄フィルムは、厚さ１
〜５μｍであり、本発明に係わるフィルムの製造方法に
よって、初めて製造できるものであって、市場の電子関
連機器の小型化、高密度化に対応できるものである。ま
た、本発明に係わるフィルムの製造方法は、厚さ１〜５
μｍの極薄フィルムも製造できる新しいフィルムの製造
方法であって、これまで市場に出ていなかった種々のフ
ィルムを供給することを可能にするもので、今後の産業
の発展に大きく寄与するものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】厚さ１〜５μｍの極薄フィルム
2. 【請求項２】酸やアルカリ等に容易に反応する金属等の
   無機材料からなる支持体の表面に、直接合成、加熱溶融
   樹脂の塗布、又は、樹脂溶液の塗布等の方法により、樹
   脂薄膜層を形成させ、必要に応じて、得られた樹脂薄膜
   層に加圧、加熱等の処理を施した後、酸やアルカリ等の
   薬品により、支持体を溶解し除去することを特徴とする
   フィルムの製造方法