JP2002154168A - ポリイミドフィルムとその製造方法および等方性調整方法 - Google Patents

ポリイミドフィルムとその製造方法および等方性調整方法

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JP2002154168A
JP2002154168A JP2000351878A JP2000351878A JP2002154168A JP 2002154168 A JP2002154168 A JP 2002154168A JP 2000351878 A JP2000351878 A JP 2000351878A JP 2000351878 A JP2000351878 A JP 2000351878A JP 2002154168 A JP2002154168 A JP 2002154168A
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polyimide
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mor
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英人 西村
Kazuhiro Ono
和宏 小野
Masaru Nishinaka
賢 西中
Renichi Akahori
廉一 赤堀
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルム原反巾が500mm以上で、連続成
形によりその幅方向に特性の差異を生じやすいポリイミ
ドフィルムにおいて、幅方向の等方性を改善し特性を均
一化したポリイミドフィルムを提供する。 【解決手段】 フィルム原反巾が500mm以上のポリ
イミドフィルムにおいて、フィルムの任意の場所におけ
るMOR−cの最大値が1.35以下、かつ、引張弾性
率が5.0GPa以上のポリイミドフィルム、および、
このポリイミドフィルムの連続成形方法の加熱工程にお
いて、原反のフィルムの幅方向の両端部の配向角θが正
の値を取るときにはフィルム固定端からフィルム幅と同
じ長さまでは主たる揮発分の沸点以上に過熱せず、θが
負の値を取るときにはフィルム幅と同じ長さに至るまで
に主たる揮発分の沸点+100℃以上で加熱する製造方
法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続成形によりそ
の幅方向に特性の差異を生じやすいポリイミドフィルム
において、幅方向の等方性を改善し特性を均一化したポ
リイミドフィルム、およびその製造方法、等方性調整方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリイミドのような溶融加工の困難な高
分子の場合、製造方法の代表的な例として、以下のよう
な連続成形方法が用いられる。すなわち、高分子材料の
非プロトン性極性溶媒等の溶媒溶液状態に,脱水剤、種
々の触媒等の硬化剤を加えた後、ダイキャスト法や塗布
方等の方法で、ベルトまたはドラムなどの支持体上に流
延または塗布し、フィルムとしての自己支持性をもたせ
るため、加熱・反応・乾燥を行う。その後、支持体から
フィルムを引き剥がし、引き続きピン等で両端を固定し
た後該フィルムを搬送しながら、加熱炉を通過させるこ
とにより、最終的なフィルムを得るという工程である。
【0003】ところが、上記のような工程において、加
熱炉通過前に、完全に乾燥されていないフィルムを加熱
する場合、フィルムの両端を固定しつつ加熱炉での加熱
が行われると、フィルムの乾燥・硬化状態に部分的に差
ができ、フィルム内に収縮力が生じる。これは、分子鎖
の面内配向に異方性が生じることが原因である。この分
子内の面内配向の異方性は、フィルムの有するその他の
物性に生じる異方性、特に、線膨張係数・湿度膨張係数
・弾性率等の方向による特性の差に密接に関係する。こ
のようなフィルム面内における特性の差は、フィルム加
工時において、フィルム面内の場所・方向による品質
差、特に寸法変化の差を生む原因となり、精密部品等の
用途において,例えば、回路形成のベース材や記録媒体
等の用途においては、大きな問題となっており、フィル
ム面内の特性の等方性を確保するための改善が要求され
ていた。
【0004】そこで、等方的な特性を有するフィルムを
得るための手段として、特開昭60‐190314号
は、加熱ゾーンを移動しながら溶媒を蒸発させる際、フ
ィルムの幅方向に拡縮可能な横型把持具を用いて拡縮率
±5%以内で熱処理する方法を開示する。また、特開平
8−230063号は、フィルム固定端から炉内進行方
向へフィルム幅と同じ長さまでは、主たる揮発分の沸点
以上に加熱しないで製造された高分子フィルムであっ
て、縦方向、横方向、右45度方向、左45度方向の線
膨張係数のうち、その最大値と最小値との比が、1.5
以内である高分子フィルムを製造する方法を開示する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、4.0GPa以
上の弾性率の高いフィルムが、応力による寸法変化が少
ないこと、ハンドリング性が良好である等の理由から、
要求されている。特に、引張弾性率が5.0GPa以上
のフィルムは、ハンドリング性が良好であり、薄層フィ
ルムを製造した場合でも自己支持性が高いことから、要
求されている。
【0006】しかし、このような弾性率の高いフィルム
では、上述したような面内での収縮力の影響がさらに大
きくなり、他方、フィルム面内の分子配向も強くなる傾
向がある。特に引張弾性率が5.0GPa以上のフィル
ムにおいてその傾向が顕著であることから、フィルム面
内の任意の点において等方的なフィルムを得ることは困
難である。上述した、特開昭60‐190314号は、
この発明時においては、用いられていなかった、高弾性
率を有するフィルムには対応することができず、幅方向
全体にわたって等方的なフィルムを得ることが困難であ
った。また、特開平8−230063号は、線膨張係数
の測定をその都度測定し、その差を判断するという手段
であり、手間と時間を要し、測定結果を即時評価して、
製造工程に反映することが困難である。また、特に、高
弾性率を有するフィルムの場合や、フィルムの厚さが相
違した場合、等方性のフィルムを得にくい場合がある。
【0007】したがって、本発明の目的は連続成形にお
いて製造される高弾性率、特に5.0GPa以上の引張
弾性率を有するフィルムにおいて、フィルム面内の任意
の点における物性のばらつきの少ないポリイミドフィル
ムを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のポリイミドフィ
ルムは、フィルム原反巾が500mm以上のポリイミド
フィルムであって、フィルム中いずれの箇所において
も、MOR−cの最大値が1.35以下であり、かつ引張
弾性率が5.0GPa以上の、ポリイミドフィルムであ
る。また、本発明のポリイミドフィルムの他の態様とし
ては、フィルム原反巾が500mm以上のポリイミドフ
ィルムであって、フィルム中いずれの箇所においても、
MOR−cの最大値が1.35以下であり、100℃から
200℃における線膨張係数が、2.0×10−5
℃以下、40%Rhから80%Rhまで変化させたとき
の吸湿膨張係数が、2.0×10 /℃以下、かつ
引張弾性率が5.0GPa以上の、ポリイミドフィルム
である。さらに、前記ポリイミドフィルムが、ジアミン
成分および酸二無水物成分を原料モノマーとし、これら
の重縮合反応により得られ、該ジアミン成分が、パラフ
ェニレンジアミンを、全ジアミン成分に対して25モル
%以上含有し得る。さらに、前記ポリイミドフィルム
が、原料モノマーであるジアミン成分および酸二無水物
成分の重合反応により得られ、該酸二無水物成分が、p
−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水
物)を、全酸二無水物成分に対して25モル%以上含有
し得る。本発明のポリイミドフィルム製造方法は、揮発
分を有するグリーンシートを形成する工程、およびその
後、フィルム両端を固定して加熱炉を通過させる加熱工
程を含む、MOR−cの最大値が1.35以下であり、か
つ引張弾性率が5.0GPa以上の、フィルム原反巾が
500mm以上のポリイミドフィルムの製造方法であっ
て、該加熱工程において、原反のフィルム幅方向の両端
部における配向軸角度θが正の値である場合、フィルム
がフィルム固定端からフィルム幅と同じ長さにまで進行
する区間における温度条件が、主たる揮発分の沸点未満
の温度である、ポリイミドフィルムの製造方法である。
また、本発明のポリイミドフィルムの製造方法は、揮発
分を有するグリーンシートを形成する工程、およびその
後、フィルム両端を固定して加熱炉を通過させる加熱工
程を含む、MOR−cの最大値が1.35以下であり、か
つ引張弾性率が5.0GPa以上の、フィルム原反巾が
500mm以上のポリイミドフィルムの製造方法であっ
て、該加熱工程において、原反のフィルム幅方向の両端
部における配向軸角度θが負の値である場合、フィルム
がフィルム固定端からフィルム幅と同じ長さに進行する
区間における温度条件が、主たる揮発分の沸点+100
℃以上の温度である、ポリイミドフィルムの製造方法で
ある。また、本発明の、ポリイミドフィルムの等方性調
整方法は、揮発分を有するグリーンシートを形成する工
程、およびその後、フィルム両端を固定して加熱炉を通
過させる加熱工程を含む、フィルム原反巾が500mm
以上のポリイミドフィルムの製造方法において、該加熱
工程において、原反のフィルム幅方向の両端部の配向軸
角度θが正の値である場合、フィルムがフィルム固定端
からフィルム幅と同じ長さにまで進行する区間における
温度条件を、主たる揮発分の沸点未満の温度とし、原反
のフィルム幅方向の両端部の配向軸角度θが負の値であ
る場合、フィルムがフィルム固定端からフィルム幅と同
じ長さに進行する区間における温度条件を、主たる揮発
分の沸点+100℃以上の温度とする。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明は、高分子材料の溶液状態
に硬化剤を添加した後、ダイキャスト法等の方法により
支持体上にフィルム状に成形し、ベルトまたはドラム上
で加熱、反応、乾燥を行い、フィルムとしての支持体を
持たせた後に支持体からフィルムを引き剥がし、引き続
きピン等で両端を固定した後このフィルムを搬送しなが
ら、加熱炉を通過させることにより、最終的なフィルム
を得る連続成形方法において、諸特性、特には線膨張係
数・湿度膨張係数・弾性率等において、フィルムの幅方
向に差異のないポリイミドフィルムを得る方法である。
【0010】具体的に、ポリイミドフィルムの製造につ
いて、説明する。ポリイミドは、二官能カルボン酸無水
物とジアミンまたはジイソシアナートを原料モノマーと
し、これらから合成される縮合重合体であり、本発明で
製造されうる上記一般式(A)で表されるポリイミド
は、例えば、非プロトン性極性溶媒中でポリアミド酸前
駆体を生成し、その後、加熱により、イミド化反応が進
行し、ポリイミドが生成される。または、有機溶媒中に
溶解しない場合は、原料モノマー,及び/または硬化剤
との混合物を、加熱により、ポリイミドが生成される。
【0011】本発明のポリイミドは、揮発分を含むグリ
ーンシートを形成する工程において、自己支持性を有す
るフィルム状に成形される。既に高分子状態の樹脂が溶
媒に溶解され自己支持性が発現されたフィルム状のもの
を、グリーンシートという。グリーンシートは、その後
の加熱工程において、加熱により含有する有機溶媒が揮
発し、収縮する可能性がある。
【0012】このグリーンシートは、加熱の過程で、フ
ィルム分子鎖の配向が進行する。高分子が、この加熱の
過程での分子配向が強く進む構造であっても、またその
配向が特性に与える影響が大きいフィルムであっても、
本発明の方法は等方的なフィルムを製造することがで
き、特にこのようなフィルムにおいて、本発明の方法
は、従来においては得られなかった効果がある。
【0013】ここで、本発明における「ポリイミド」と
は、ポリマーの繰り返し単位の中に、下記一般式(A)
で表されるものをいう。
【0014】
【化1】 一般式(A) (式中、R1は、4価の有機基であり、R2は、2価の
有機基である。)
【0015】端部を固定して加熱するフィルム形成方法
においては、端部において特にフィルムの分子配向が強
く進む傾向がある。そこで、本発明は、上記構造を有す
るポリイミドフィルム、特に、引張弾性率が5.0GP
a以上を有するフィルムの端部を固定するフィルム形成
にも効果的である。例えば引張弾性率、線膨張係数、吸
湿膨張係数等のフィルム特性への影響が大きいポリイミ
ドも、等方性の高いフィルムとすることができる。
【0016】「固定加熱により、配向が強く進み、また
その特性への影響が大きいポリイミド」には、例えば、
直線性の高いポリイミドがある。上記一般式(A)にお
ける、R1、R2は、ポリイミド分子に直線性を与える
有機基であるポリイミドが、例示される。このようなポ
リイミドは、高引張弾性率、特には5.0GPa以上の
フィルムを得ることができる。
【0017】具体的には、芳香族酸二無水物と芳香族ジ
アミンからなるポリイミドが例示され、この中で、ジア
ミン成分として、パラフェニレンジアミンを含むこと
が、好ましく、特には、全ジアミン成分に対して25モ
ル%以上含有させた原料モノマーを用いると好ましい。
パラフェニレンジアミンがモノマー成分に含まれると、
極めて高い直線性が発現されたポリイミドが生成され、
弾性率の高いフィルムが得られる。
【0018】また、酸二無水物成分として、p−フェニ
レンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)を含
むことが好ましく、特には、全酸二無水物成分に対して
25モル%以上含有させた原料モノマーを用いると好ま
しい。p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステ
ル酸無水物)がモノマー成分に含まれると、線膨張係
数、吸湿膨張係数が小さく、寸法安定性の高いポリイミ
ドが得られる。
【0019】また、パラフェニレンジアミンを全ジアミ
ン成分に対して25モル%以上含有させ、かつp−フェ
ニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)を
全酸無水物成分に対して25モル%以上含有させた原料
モノマーを用いると、特に引張弾性率の高く、線膨張係
数、吸湿膨張係数が小さく、寸法安定性の高いフィルム
を得ることができる。これらパラフェニレンジアミン及
び/またはp−フェニレンビス(トリメリット酸モノエ
ステル酸無水物)以外のジアミン成分、酸二無水物成分
は、特に限定されないが、例えば、ジアミン成分として
ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノミジフェニルメ
タン等の芳香族ジアミン、脂肪族ジアミン、脂環式ジア
ミン等が挙げられ、また、酸二無水物成分として、ピロ
メリット酸二無水物等種々の酸二無水物が挙げられる。
【0020】本発明では、上記のような引張弾性率の高
いフィルム、特に引張弾性率が5.0GPa以上を有す
るフィルム、また、線膨張係数、吸湿膨張係数が小さ
く、寸法安定性の高いにおいても、具体的には、100
℃から200℃における線膨張係数が、2.0×10
−5 /℃以下、40%Rhから80%Rhまで変化さ
せたときの吸湿膨張係数が、2.0×10−5 /℃以
下のフィルムにおいても、等方的なフィルムとして得る
ことができる。
【0021】本発明者らは、分子配向と物性の等方性が
密接に関係していることに着目した。すなわち、等方性
を有するフィルムを得るために、加熱工程における加熱
条件を決定するための指標として、フィルムにおける分
子配向状態を示す指標であるMOR−cを用いると、フ
ィルム面内における特性のばらつきが少ないフィルムが
得られることに想到した。
【0022】ここで、MORとは、フィルム状またはシ
ート状に成形された試料に、マイクロ波を照射した場
合、吸収されたマイクロ波の透過強度が試料の異方性よ
り異なることから、透過強度の差を表した極座標(配向
パターン)の長軸と短軸の比を求めMOR値とし、分子
配向状態を示す指標としたものである。なお、上記配向
パターンから、配向角および異方性の程度を知ることが
できる。以下に、MOR−cの測定原理ならびに測定法
を示す。
【0023】(MOR−cの測定原理ならびに測定法)
原反フィルムの幅方向に対し、両端2点およびその両端
を含めて等間隔に7点の場所を選択し、4cm×4cm
のサンプルを切り出し、サンプルに搬送方向を明示す
る。分子配向計を用い測定する。
【0024】MOR−c値の測定は、KSシステムズ社
製マイクロ波分子配向計MOA2012A型を用い測定
した。このMOA2012A型によるMOR−c値の測
定は、サンプル位置一点につき2分ほどしか測定時間を
必要とせず、容易に測定することができる。MOR−c
値は厚みに比例するため、本測定器で得られるMOR値
を下式(1)を用いて厚みを75μmに換算したものと
する。
【0025】 ここで、t =試料の厚み tc=補正したい基準厚さ MOR=上述の測定により得られた値 MCR−c=補正後のMOR値 上記式中、75をtcに代入して、補正後のMOR値を
求める。得られたMCR−cの値は、MOR−cが、
1.000に近いほど等方的フィルムであることを表
す。従って、MCR−cの値は、面内分子配向を簡便に
表す指標として用いうる。
【0026】上記MOR−cの最大値が、1.35以下、
好ましくは1.20以下である場合、フィルム面内にお
ける特性のばらつきが少ない、特性が等方的なフィルム
が得られる。
【0027】本発明は、原反巾500mm以上のフィル
ムに適用され得る。ここで、「原反巾」とは、フィルム
製造工程のうち、支持対上にキャストあるいは塗布され
て加熱炉を経由し、固定されていた端部のみをトリミン
グした状態での、フィルムの幅方向における最短長さを
いう。
【0028】なお、本発明におけるフィルムは、厚さ数
μmの薄膜から厚さ数mmのシートまで適用することが
できる。
【0029】本発明のポリイミドフィルムの製造方法に
ついて、以下、具体的に説明する。すなわち、本発明の
ポリイミドフィルムは、揮発分を有するグリーンシート
を形成する工程、およびその後、フィルム両端を固定し
て加熱炉を通過させる加熱工程を含むポリイミドフィル
ムの製造方法において、加熱工程において、加熱条件の
設定を、原反フィルムの幅方向の端部における配向軸角
度θが正である場合には、フィルム固定端から炉内進行
方向へフィルム幅と同じ長さまでは主たる揮発分の沸点
以上に加熱せず、配向軸角度θが負の場合には、炉内進
行方向へフィルム幅と同じ長さまでに、主たる揮発分の
沸点+100℃以上とする。
【0030】ここで、「フィルム固定端」とは、図1に
示すように、自己支持性が現れたグリーンシート10を
加熱炉を通過させる場合、グリーンシートの両端を固定
開始する位置のことである。図1にフィルム固定端(図
中、12)を示す。原反巾14をaとする。フィルムの
進行方向16にa’をとる。なお、図中、符号18は、
加熱工程において、固定具で固定されるフィルム上の位
置である。
【0031】フィルムの固定方法は、ピンによる方法、
クリップによる方法など任意の方法が挙げられるが、特
に限定されず、いずれの場合でも本発明の効果において
本質的相違はない。
【0032】加熱工程において、「フィルム固定端から
炉内進行方向へフィルム幅と同じ長さまでは主たる揮発
分の沸点以上に加熱しないこと」とは、原反フィルム幅
をaとした場合、フィルム固定端からフィルムが少なく
ともa´の長さまで進行する間は、炉外・炉内ともに主
たる揮発分の沸点以上には加熱しないで乾燥ないし硬化
を行うことをいう。すなわち、a≦a´の条件を満足す
ることである。
【0033】同様に、「フィルム固定端から炉内進行方
向へフィルム幅と同じ長さまでに、主たる揮発分の沸点
+100℃以上に加熱する」とは、フィルムがa´の長
さまで進行する間に、フィルムを主たる揮発分の沸点+
100℃以上までに加熱しておくことを意味する。
【0034】本発明における「主たる揮発分」とは、加
熱工程前のグリーンシートに含有されている揮発分、つ
まり、原料モノマーを溶解している有機溶媒、硬化剤、
反応水等で構成される揮発分のうち、全揮発分中、最大
の重量割合を有するもの、もしくは揮発分全体の30w
t%以上あるものと定義する。例えば、有機溶媒として
は、テトラヒドロフラン、N,N’-ジメチルホルムアミ
ド、 N,N’-ジメチルアセトムアミド等、硬化剤として
は、脱水剤、例えば無水酢酸等の酸無水物、触媒、例え
ば3級アミン等、が例示される。
【0035】本発明において、上記加熱工程における加
熱条件の指標となる、配向軸角度θの定義は以下のとお
りである。
【0036】(配向軸角度θの定義)MOA2012型
を用いて、MOR−cを測定する際、フィルム面内での
分子の配向方向(ε´の最大方位、ここで、ε´は、試
料の誘電率である。)を角度の値として知ることができ
る。本発明においては、配向方向を示した直線を、その
試料の「配向軸」とする。
【0037】ここで、配向軸角度θを次のように定義す
る。図2に示すように、フィルム端部にx軸をとり、フ
ィルム進行方向を正の方向とする。このとき、x軸の正
の方向と、前述の測定で得られた配向軸のなす角度を配
向軸角度θとし、0<θ≦90°の場合を正、90°≦
θ<180°の場合を負と定義する。
【0038】配向軸角度θは、原反フィルムの両端にお
いて、特に軸の傾きが大きい。従って、フィルムの両端
部における配向軸角度は、加熱条件決定の指標として容
易に採用することができる。
【0039】本発明では、上記配向軸角度θの正の場
合、負の場合に分けて、加熱工程でのフィルム進行方向
一定距離における加熱条件を、主たる揮発分の沸点をパ
ラメータとして決定することにより、フィルム中いずれ
の箇所においても,MOR−c値の最大値が1.35以
下であり、諸特性の異方性が解消されたフィルムを製造
すること、および、等方性調整することを可能とする。
具体的には、原反フィルムの幅方向の端部における配向
軸角度θが正である場合には、フィルム固定端から炉内
進行方向へフィルム幅と同じ長さまでは主たる揮発分の
沸点以上に加熱せず、配向軸角度θが負の場合には、炉
内進行方向へフィルム幅と同じ長さまでに、主たる揮発
分の沸点+100℃以上とする。
【0040】
【実施例】以下に実施例に基づいて本発明の内容を具体
的に説明するが、本発明はこれによって限定されるもの
ではない。
【0041】
【実施例1】p−フェニレンビス(トリメリット酸モノ
エステル酸無水物)/ピロメリット酸ニ無水物/4,
4’-ジアミノジフェニルエーテル/パラフェニレンジ
アミンを、それぞれモル比1/1/1/1の比率で、
N,N’-ジメチルアセトアミド(沸点164.5〜16
6℃)溶媒下、固形分が18%になるように重合した。
この重合溶液を約0℃に冷却した上で、この重合溶液重
量に対して、約0℃に冷却した20wt%の無水酢酸及
び5wt%のイソキノリンを添加し、充分に攪拌した
後、約5℃に保ったダイより押し出して、幅約1m、揮
発分を含んだ樹脂の厚さが0.10mm(乾燥後に約1
2.5μm)になるようにダイのリップクリアランスを
調整してエンドレスベルト上に引き取った。エンドレス
ベルト上で、85℃で約5分間加熱することで揮発成分
をフィルムの重量に対し50重量%にする。この自己支
持性を有したグリーンシートを引き剥がし、続いてシー
トの両端を連続的にシートを搬送するピンシートに固定
した状態で主たる揮発分である、N,N’-ジメチルアセ
トアミドの沸点+100℃以上である300℃で30秒
加熱した後、引き続き400℃、450℃、500℃の
加熱炉に導入して30秒ずつ加熱を行った。除冷炉で室
温まで1分かけてなだらかに降温し、除冷炉から搬出し
たところでピンからフィルムを引き剥がした。ピンに固
定してから引き剥がすまで、一貫してフィルム幅を一定
に保ったまま、連続的に両端を固定した状態でフィルム
を搬送した。
【0042】引き剥がし、その後両端をトリミング処理
したフィルムから、図3に示すように、両端2箇所を含
めた幅方向に等間隔にそれぞれ4cm×4cmの大きさ
で7点サンプリングし、面内配向状態の測定、及び4方
向、すなわち、フィルム搬送方向(縦方向)、幅方向
(横方向)、斜め方向 (フィルム搬送方向に対し左4
5°、右45°方向:それぞれ、斜め方向1、斜め方向
2とする)MOR−c値を測定した。この場合、サンプ
リングしたうちフィルム両端部のθは負であった。その
結果を表1に示す。
【0043】
【表1】
【0044】
【比較例1】比較の為に、実施例1と同様の方法でピン
シートに固定しその状態で主たる揮発分の沸点+100
℃に満たない200℃で30秒加熱した後、引き続き3
50℃、450℃、500℃の加熱炉に導入し、それぞ
れ約30秒加熱を行った。除冷炉以降は実施例1と同様
にし、フィルムを得た。サンプリング方法、測定事項も
実施例1と同様に行い、MOR−c値を測定した。この
場合、θは負であった。結果を表1に示す。
【0045】
【実施例2】実施例と同様のポリマーを用いて、この重
合溶液を約0℃に冷却した上で、この重合溶液重量に対
して、約0℃に冷却した20wt%の無水酢酸及び5w
t%のイソキノリンを添加し、充分に攪拌した後、約5
℃に保ったダイより押し出して、乾燥後、幅約1m、揮
発分を含んだ樹脂の厚さが0.40mm(乾燥後のフィ
ルムの厚さ約50μm)になるようにエンドレスベルト
上に引き取った。エンドレスベルト上で80℃で約15
分間加熱することで揮発成分をフィルムに重量に対し5
0%にする。この自己支持性を有したグリーンシートを
引き剥がし、続いてシートの両端を連続的にシートを搬
送するピンシートに固定した状態で、主たる揮発分であ
るN,N’-ジメチルアセトアミドの沸点以下である15
0℃で30秒加熱し、引き続き、300℃、400℃、
500℃の加熱炉に導入して120秒ずつ加熱を行っ
た。除冷炉で室温まで3分かけてなだらかに降温し、除
冷炉から搬出したところでピンからフィルムを引き剥が
した。ピンに固定してから引き剥がすまで一貫してフィ
ルム幅を一定に保ったまま連続的に両端を固定した状態
でフィルムを搬送した。その後実施例1と同様に7点を
サンプリングし、MOR−c値を測定した。この場合、
θは正であった。その結果を表1に示す。
【0046】
【比較例2】実施例2と同様の方法でピンシートに固定
しその状態で、主たる揮発分であるN,N’-ジメチルア
セトアミドの沸点以上の300℃で2分加熱した後、引
き続き400℃、450℃、500℃の加熱炉に導入
し、それぞれ約2分ずつ加熱を行った。除冷炉以降は実
施例3と同様にし、フィルムを得た。サンプリング方
法、測定事項も実施例2と同様に行った。この場合、θ
は正であった。その結果を表1に示す。
【0047】
【実施例3】実施例1と同様の化合物を用い、実施例1
と同様の方法で、溶媒をN,N’-ジメチルホルムアミド
(沸点153℃)に変更し、また固形分が15%になる
ようにワニスを重合した。この重合溶液を約0℃に冷却
した上で、この重合溶液重量に対して、約0℃に冷却し
た20wt%の無水酢酸及び5wt%のイソキノリンを
添加し、充分に攪拌した後、約5℃に保ったダイより押
し出して、幅約1.5m、揮発分を含んだ樹脂の厚さが
0.10mm(乾燥後に約12.5μm)になるように
ダイのリップクリアランスを調整してエンドレスベルト
上に引き取った。エンドレスベルト上で85℃で約5分
間加熱することで揮発成分をフィルムに重量に対し50
%にする。この自己支持性を有したグリーンシートを引
き剥がし、続いてシートの両端を連続的にシートを搬送
するピンシートに固定した状態で主たる揮発分である、
N,N’-ジメチルホルムアミドの沸点+100℃以上で
ある280℃で30秒加熱した後、引き続き350℃、
450℃、500℃の加熱炉に導入して30秒ずつ加熱
を行った。除冷炉で室温まで1分かけてなだらかに降温
し、除冷炉から搬出したところでピンからフィルムを引
き剥がした。ピンに固定してから引き剥がすまで一貫し
てフィルム幅を一定に保ったまま連続的に両端を固定し
た状態でフィルムを搬送した。
【0048】引き剥がしたフィルムから実施例1と同様
にして7点サンプリングし、4方向、のMOR−c値を
測定した。この場合、θは負であった。その結果を表1
に示す。
【0049】
【比較例3】比較の為に、実施例4と同様の方法でピン
シートに固定しその状態で主たる揮発分の沸点+100
℃に満たない200℃で30秒加熱した後、引き続き3
50℃、450℃、500℃の加熱炉に導入し、それぞ
れ約30秒加熱を行った。除冷炉以降は実施例1と同様
にし、フィルムを得た。サンプリング方法、測定事項も
実施例1と同様に行い、MOR−c値を測定した。この
場合、θは負であった。結果を表1に示す。
【0050】
【実施例4】実施例3と同じ重合溶液、同じ硬化剤を用
い、同様の方法でダイより押し出して、幅約1.5m、
揮発分を含んだ樹脂の厚さが0.40mm(乾燥後に約
50μm)になるようにダイのリップクリアランスを調
整してエンドレスベルト上に引き取った。エンドレスベ
ルト上で85℃で約5分間加熱することで揮発成分をフ
ィルムに重量に対し50%にする。この自己支持性を有
したグリーンシートを引き剥がし、続いてシートの両端
を連続的にシートを搬送するピンシートに固定した状態
で主たる揮発分である、N,N’-ジメチルホルムアミド
の沸点以下である135℃で30秒加熱した後、引き続
き350℃、450℃、500℃の加熱炉に導入して3
0秒ずつ加熱を行った。除冷炉で室温まで1分かけてな
だらかに降温し、除冷炉から搬出したところでピンから
フィルムを引き剥がした。ピンに固定してから引き剥が
すまで一貫してフィルム幅を一定に保ったまま連続的に
両端を固定した状態でフィルムを搬送した。
【0051】引き剥がしたフィルムから実施例1と同様
にして7点サンプリングし、MOR−c値を測定した。
この場合、θは正であった。その結果を表1に示す。
【0052】
【比較例4】比較の為に、実施例4と同様の方法でピン
シートに固定しその状態で主たる揮発分の沸点以上であ
る280℃で30秒加熱した後、引き続き350℃、4
50℃、500℃の加熱炉に導入し、それぞれ約30秒
加熱を行った。除冷炉以降は実施例1と同様にし、フィ
ルムを得た。サンプリング方法、測定事項も実施例1と
同様に行い、MOR−c値を測定した。この場合、θは
正であった。結果を表1に示す。
【0053】表1の結果から分かるように、θが正の場
合には、フィルム固定端からフィルム幅と同じ長さに至
るまでは主たる揮発分の沸点以上に加熱せず、θが負の
値を取る場合には、フィルム幅と同じ長さに至るまでは
主たる揮発分の沸点+100℃以上に加熱することでフ
ィルム全幅にわたりMOR−c値が1.35以下のフィ
ルムを得ることができる。
【0054】次にMOR−c値と線膨張係数、吸湿膨張
係数、引張弾性率などのフィルム特性との相関関係を調
べ、MOR−c値が1.35以下であれば特性のばらつ
きが少ないことを示す。なお、各特性値は、線膨張係数
において、0.3×10−5/℃以上、吸湿膨張係数に
おいて、0.2×10−5 /℃以上、引張弾性率にお
いて、0.5GPa以上の差があった場合、ばらつきが
あると判断する。
【0055】(線膨張係数、湿度膨張係数、引張弾性率
の測定法)線膨張係数は、窒素気流化において理学電気
製TMA−8140により測定した100〜200℃に
おける値をいう。
【0056】湿度膨張係数は、湿度を図4のように変化
させ、湿度変化量とサンプルの伸びを同時に測定して湿
度伸び率を下記式により算出する。(算出温度:50
℃) 湿度膨張係数={(吸湿伸び量(d))÷(サンプル長
さ+c)}÷(湿度変化量(b))×100 c=サンプルセット後室温から測定温度に上昇する際の
熱膨張量 湿度は、40%Rhから80%Rhまで変化させた。
【0057】引張弾性率は、ASTM D822によ
る。
【0058】実施例1〜4、および比較例1〜4で得ら
れたフィルムのサンプリングした7点について、MOR
−c値、および4方向、すなわち、フィルム搬送方向
(縦方向)、幅方向(横方向)、斜め方向1,2 (フ
ィルム搬送方向に対しそれぞれ左45°、右45°方
向)の線膨張係数、吸湿膨張係数、引張弾性率を測定し
た。結果を表2〜表9に示す。
【0059】
【表2】
【0060】
【表3】
【0061】
【表4】
【0062】
【表5】
【0063】
【表6】
【0064】
【表7】
【0065】
【表8】
【0066】
【表9】
【0067】表2〜9により、MOR−c値が1.35
以下であれば4方向における特性のばらつきは少なく、
逆に1.35を超えるようになると方向によってばらつ
きが出てくることが分かる。また、本発明の加熱工程に
おける温度条件の設定するポリイミド製造方法および等
方性調整方法により、等方性が良好なフィルムが得られ
ることがわかる。
【0068】
【発明の効果】MOR−c値と線膨張係数、吸湿膨張係
数、引張弾性率などの重要特性とは相関があり、MOR
−c値が大きいとフィルムの面内特性ばらつきが大きく
なる。その結果、従来では、フィルムの寸法変化率が等
方的でなくなり、このフィルムを用いた製品の設計上不
具合が生じていた。特にFPC分野では製品の微細化が
進んでおり、寸法安定性はますます重要度が増してい
る。その一方で弾性率が5.0GPa以上のような弾性
率の高いフィルムでは、幅方向全体にわたって等方的な
フィルムを得ることは困難であった。本発明はこのよう
な問題を解消するものである。
【0069】本発明によれは、MOR−c値を測定し、
1.35以下であることが分かればフィルムはFPCを
製造する際に問題にならない程度に、線膨張係数、吸湿
膨張係数、引張弾性率等特性において等方的であるフィ
ルムが得られる。このため、線膨張係数、吸湿膨張係
数、引張弾性率を4方向とも計測して特性のばらつきを
見る必要性はなく、短時間で評価できるMOR−c値を
用いることにより、より簡便かつ短時間で面内の等方性
を評価できる。このため、等方性のあるフィルムを得る
ために非常に有効である。また、ポリイミドフィルムの
製造工程において、分子配向計を用いて測定した配向軸
角度を指標として、加熱工程の加熱条件を決定すること
により、等方性のあるフィルムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 加熱工程におけるフィルム固定端、フィルム
幅a、フィルム進行方向フィルム幅と同じ長さa´の説
明図である。
【図2】 配向軸角度θの説明の図である。
【図3】 MOR−c測定時のフィルムのサンプリング
位置を示した図である。
【図4】 湿度膨張係数計測時の湿度変化を表した図で
ある。
【符号の説明】
10;加熱工程中を進行しているグリーンシート 12;フィルム固定端 14;原反巾 16;フィルムの進行方向 18;固定具で固定されるフィルム上の位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 79:08 C08L 79:08 Fターム(参考) 4F071 AA60 AF10Y AF20Y AF35 AF62Y AG28 AG34 BB02 BC01 BC12 4F201 AA40 AB19 AG01 AP20 AR06 BD05 BQ23 BR11 4J043 PA06 QB15 QB26 QB31 QB58 SA06 SB01 SB02 SB03 TA22 TB01 TB02 TB03 UA121 UA122 UA131 UA142 UA662 UA672 UB121 UB172 VA011 VA021 VA032 VA041 VA062 YA06 YA07 ZB11

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フィルム原反巾が500mm以上のポリ
    イミドフィルムであって、フィルム中いずれの箇所にお
    いても、MOR−cの最大値が1.35以下であり、かつ
    引張弾性率が5.0GPa以上の、ポリイミドフィル
    ム。
  2. 【請求項2】 フィルム原反巾が500mm以上のポリ
    イミドフィルムであって、フィルム中いずれの箇所にお
    いても、MOR−cの最大値が1.35以下であり、10
    0℃から200℃における線膨張係数が2.0×10
    −5 /℃以下、40%Rhから80%Rhまで変化さ
    せたときの吸湿膨張係数が2.0×10 /℃以
    下、かつ引張弾性率が5.0GPa以上の、ポリイミド
    フィルム。
  3. 【請求項3】 前記ポリイミドフィルムが、ジアミン成
    分および酸二無水物成分を原料モノマーとし、これらの
    重縮合反応により得られ、該ジアミン成分が、パラフェ
    ニレンジアミンを、全ジアミン成分に対して25モル%
    以上含有する、請求項1または請求項2に記載のポリイ
    ミドフィルム。
  4. 【請求項4】 前記ポリイミドフィルムが、原料モノマ
    ーであるジアミン成分および酸二無水物成分の重合反応
    により得られ、該酸二無水物成分が、p−フェニレンビ
    ス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)を、全酸二
    無水物成分に対して25モル%以上含有する、請求項1
    乃至請求項3のいずれかに記載のポリイミドフィルム。
  5. 【請求項5】 揮発分を有するグリーンシートを形成す
    る工程、およびその後、フィルム両端を固定して加熱炉
    を通過させる加熱工程を含む、MOR−cの最大値が1.
    35以下であり、かつ引張弾性率が5.0GPa以上
    の、フィルム原反巾が500mm以上のポリイミドフィ
    ルムの製造方法であって、該加熱工程において、原反の
    フィルム幅方向の両端部における配向軸角度θが正の値
    である場合、フィルムがフィルム固定端からフィルム幅
    と同じ長さにまで進行する区間における温度条件が、主
    たる揮発分の沸点未満の温度である、ポリイミドフィル
    ムの製造方法。
  6. 【請求項6】 揮発分を有するグリーンシートを形成す
    る工程、およびその後、フィルム両端を固定して加熱炉
    を通過させる加熱工程を含む、MOR−cの最大値が1.
    35以下であり、かつ引張弾性率が5.0GPa以上
    の、フィルム原反巾が500mm以上のポリイミドフィ
    ルムの製造方法であって、該加熱工程において、原反の
    フィルム幅方向の両端部における配向軸角度θが負の値
    である場合、フィルムがフィルム固定端からフィルム幅
    と同じ長さに進行する区間における温度条件が、主たる
    揮発分の沸点+100℃以上の温度である、ポリイミド
    フィルムの製造方法。
  7. 【請求項7】揮発分を有するグリーンシートを形成する
    工程、およびその後、フィルム両端を固定して加熱炉を
    通過させる加熱工程を含む、フィルム原反巾が500m
    m以上のポリイミドフィルムの製造方法において、該加
    熱工程において、原反のフィルム幅方向の両端部の配向
    軸角度θが正の値である場合、フィルムがフィルム固定
    端からフィルム幅と同じ長さにまで進行する区間におけ
    る温度条件を、主たる揮発分の沸点未満の温度とし、原
    反のフィルム幅方向の両端部の配向軸角度θが負の値で
    ある場合、フィルムがフィルム固定端からフィルム原反
    巾と同じ長さに進行する区間における温度条件を、主た
    る揮発分の沸点+100℃以上の温度とする、ポリイミ
    ドフィルムの等方性調整方法。
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