JP2004034679A - 樹脂フィルムの表面粗化方法および装置、ならびにこの方法により表面が粗化されたフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】コスト的に有利に、かつフィルム表面を一様に粗化することができ、かつ装置の取り扱いも簡便となるあらたなフィルムの粗化方法を提供する。
【解決手段】この樹脂脂フィルムの表面粗化方法は、表面に砥粒４２を固定することによって形成したローラ４０を樹脂フィルムＦの表面および／または裏面に、１または複数回転動させることを特徴とする。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、樹脂フィルムの表面粗化方法および装置、ならびにこの方法により表面が粗化されたフィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、フレキシブル・フラット・ケーブルは、基材としてのポリイミドフィルムの表面に所定のパターンに形成された金属膜を積層した構成を有している。金属膜を積層する手法としては、接着剤による接着や、蒸着、スパッタリング、メッキなどが適宜選択される。このようなフレキシブル・フラット・ケーブルの基材としてポリイミドフィルムが用いられる理由は、絶縁性、耐熱性、耐薬品性、撓曲されることを前提とした耐久性、あるいは機械的強度等の観点から総合的に優れていることによる。
【０００３】
ところで、ポリイミドフィルムは、その表面の撥水性が高いため、上記のように金属膜を積層する場合において、とりわけ接着剤による接着性に劣るという欠点がある。また、メッキやスパッタリングを採用するにしても、フィルムの表面が滑らかであるほど、金属膜の付着力が弱い。したがって、このポリイミドフィルムの表面に金属膜を積層するにあたって、金属箔の付着力を高めるための種々の方策が採られている。
【０００４】
たとえば、特許第３２５６３７９号公報には、ポリイミドフィルムの表面を有機溶剤処理をした上でプラズマ処理をする方策が提案されている。有機溶剤処理により、ポリイミドフィルムの表面脆弱層が除去されるとともに、プラズマ処理により、表面に水酸基、ガルボン酸基、カルボニル基等の親水性の官能基が新たに形成されるため、ポリイミドフィルムの表面の親水性が高まる。
【０００５】
また、その他の方策として、フィルム表面を意図的に粗化するという方策もある。そして、この方策の一形態として、フィルムの表面をブラスト処理により粗化するという方法も試行されてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許第３２５６３７９号公報に示された方策は、有機溶剤を使用するため、洗浄工程や廃液処理が必要となるし、プラズマ装置そのものがきわめて高価であるため、コスト的に有利な方策であるとはいえない。
【０００７】
また、ブラスト処理による方策は、第１に、微小な研掃材を用いるため、その取り扱いが厄介である、第２に、所定幅のフィルムを複数のブラストノズルを用いて処理せざるをえないため、フィルムをその幅方向全域にわたって一様な表面性状に揃えることがきわめて困難である、第３に、研掃材がフィルム表面に突き刺さった状態で残ってしまうといった不具合が発生しやすい、等の種々の問題点が指摘されている。
【０００８】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、コスト的に有利に、かつフィルム表面を一様に粗化することができ、かつ装置の取り扱いも簡便となるあらたなフィルムの粗化方法を提供することをその主たる課題とする。
【０００９】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の各技術的手段を採用した。
【００１０】
本願発明の第１の側面によって提供される樹脂フィルムの表面粗化方法は、表面に砥粒を固定することによって形成したローラを樹脂フィルムの表面および／または裏面に、１または複数回転動させることを特徴とする。なお、ここでいう砥粒とは、硬質の材質でできた粒という意味であって、かならずしも、砥石の構成材料に限定されるものではない。
【００１１】
好ましい実施の形態において、上記砥粒は、ダイヤモンド、サファイヤ、ガーネット、アルミナ、ガラスから選ばれた１または複数を、所定の平均粒径をもつように粉砕したものとすることができる。
【００１２】
この場合において、上記砥粒の平均粒径は、好ましくは５００〜１０００メッシュ、さらに好ましくは８００〜１０００メッシュに相当する粒径とする。
【００１３】
好ましい実施の形態において、上記砥粒は、ローラ基材の表面に形成された金属メッキ層に一部が埋まるようにして上記ローラの表面に固定されている。
【００１４】
好ましい実施の形態においてはまた、上記砥粒は、ダイヤモンド砥粒であり、このダイヤモンド砥粒が鉄またはステンレスで少なくとも表面層が形成されたローラ基材の表面にニッケルメッキ層を形成することにより固定されている。
【００１５】
本願発明の第２の側面によって提供される樹脂フィルムは、上記第１の側面による方法によって、表面および／または裏面が粗化されたことを特徴とする。
【００１６】
本願発明の第３の側面によって提供される樹脂フィルムの表面粗化装置は、樹脂フィルムを搬送する搬送機構と、この樹脂フィルムの一面側に配置されたバックアップ部材と、このバックアップ部材に対して上記樹脂フィルムを挟んで対向するようにして配置されたローラとを備え、
上記ローラは、表面に砥粒を固定することによって形成されていることを特徴とする。
【００１７】
好ましい実施の形態においては、上記砥粒は、ダイヤモンド、サファイヤ、ガーネット、アルミナ、ガラスから選ばれた１または複数を、所定の平均粒径をもつように粉砕したものとすることができる。この場合において、上記砥粒の平均粒径は、好ましくは５００〜１０００メッシュ、さらに好ましくは８００〜１０００メッシュに相当する粒径とするのが適当である。
【００１８】
好ましい実施の形態において、上記砥粒は、ローラ基材の表面に形成された金属メッキ層に一部が埋まるようにして上記ローラの表面に固定されている。
【００１９】
好ましい実施の形態においてはまた、上記砥粒は、ダイヤモンド砥粒であり、このダイヤモンド砥粒が鉄またはステンレスで少なくとも表面層が形成されたローラ基材の表面にニッケルメッキ層を形成することにより固定されている。
【００２０】
好ましい実施の形態において、上記バックアップ部材は、その表面に弾性部材を備えている。
【００２１】
好ましい実施の形態においてはまた、上記ローラと上記バックアップ部材の対は、１または複数設けられている。
【００２２】
この場合において、好ましい実施の形態においては、上記樹脂フィルムの表面側と裏面側の双方を粗化するために、上記ローラと上記バックアップ部材の対が配置されている。
【００２３】
他の好ましい実施の形態においては、上記樹脂フィルムの片面が複数回粗化されるように、上記ローラと上記バックアップ部材が配置されている。
【００２４】
好ましい実施の形態においてはさらに、上記ローラの表面にドライアイス粒を空気流にのせて噴射するローラクリーナが付設されている。
【００２５】
本願発明は、要するに、砥粒が固定されることによって表面に凹凸が形成されたローラを樹脂フィルムに押しつけることにより、この樹脂フィルムの表面を粗化するというものである。したがって、このような砥粒がローラの表面に固定されている限りにおいて、ブラスト処理をするような粉塵の問題や、樹脂フィルム表面に研掃材が突き刺さって残ってしまうといった問題はなくなる。また、砥粒をローラの表面に平均して固定することも容易であるので、樹脂フィルムの表面を幅方向について一様に粗化することも容易にできる。さらに、第３の側面に係る樹脂フィルムの粗化装置にみられるように、基本的には、樹脂フィルムの搬送機構と、樹脂フィルムの一面側に配置された上記のローラと、樹脂フィルムを挟んでローラと反対側に配置されたバックアップ部材とを有することにより、この樹脂フィルム粗化方法を実施するための装置を構成することができるので、コスト面で非常に有利である。また、樹脂フィルムの表裏両面を粗化するための構成も、比較的簡単かつ低コストで実現可能である。
【００２６】
本願発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２８】
図１は、本願発明に係る樹脂フィルムの表面粗化装置１０の一実施形態の模式的構成図である。供給ロールＡから繰り出された所定幅帯状の樹脂フィルムＦは、このフィルムＦを挟持するいくつかの送りローラ１１からなる搬送機構によって前方に送られ、巻き取りロールＢに巻き取られるようになっている。この実施形態では、こうして搬送される樹脂フィルムＦに対して粗化処理を行う粗化処理部２０，２０が、フィルム搬送方向に隔てて２箇所設けられている。樹脂フィルムＦは、たとえば、厚み２０〜１００μｍ程度のポリイミドフィルムである。
【００２９】
上記の粗化処理部２０は、フィルムＦの一面側に接触して転動するパックアップローラ３０と、このバックアップローラ３０に対してフィルムＦを挟んで反対側において、フィルムＦの他面側に接触して転動する粗化ローラ４０とを備えて構成されている。バックアップローラ３０と粗化ローラ４０は、いずれも、搬送される樹脂フィルムＦより十分に長い軸方向寸法を有している。また、このバックアップローラ３０と粗化ローラ４０のいずれか一方または双方は、それらの軸心が相互に近接および離間して、搬送される樹脂フィルムＦの厚みに対応して、これらのローラ３０，４０による樹脂フィルムＦの挟圧力が所定の値となるように微調整することができるようにしておくのが望ましい。さらに、上記バックアップローラ３０と粗化ローラ４０の一方または双方は、図３に模式的に示すように、軸方向中央部の外径が軸方向両端部の外径よりもやや大となる形態としておくことにより、バックアップローラ３０あるいは粗化ローラ４０の軸の撓みを吸収して、これらバックアップローラ３０と粗化ローラ４０によって樹脂フィルムＦに与えられる挟圧力を、フィルムの幅方向に一定化させることができる。
【００３０】
図２に示すように、上記粗化ローラ４０は、ローラ基材４１の外周面に、砥粒４２を固定して形成されている。この砥粒４２としては、ダイヤモンド、サファイヤ、ガーネット、アルミナ、あるいはガラスを粉砕したものが用いられる。ダイヤモンド、サファイヤ、ガーネットについては、天然であると人造であるとを問わない。しかし、粗化ローラ４０の耐久性およびコストを考慮すれば、人造ダイヤモンドを粉砕して得られる砥粒を用いることが、最も望ましい。そして、これらの砥粒４２は、平均粒径がたとえば、５００〜１０００メッシュ、さらに好ましくは８００〜１０００メッシュ相当する粒径のものが好適に用いられる。平均粒径がこれより小さいと、次に説明するようにこの砥粒４２を固定するためのメッキ層４３を薄くせざるをえず、十分な固定力を得られない。また、平均粒径がこれより大きいと、粗化された樹脂フィルム表面が粗過ぎてしまうし、また、このような大きな粒径の砥粒を固定するためのメッキ層が厚過ぎることになり、このメッキ層厚みを平均化することが困難となる。
【００３１】
ローラ基材４１に対する上記砥粒４２の固定は、たとえば、次のようにして行われる。図４に示すように、メッキ液５０ａを貯留したメッキ槽５０に上記の砥粒４２を大量に投入するとともに、このメッキ槽５０に滞留する砥粒中にローラ基材４１を陰極５１に接続しつつ浸漬し、陽極５２と陰極５１間に通電して上記ローラ基材４１に対するメッキ処理を行う。メッキ材料としては、たとえばニッケルが採用される。そして、ローラ基材４１として、ニッケルメッキをするに好適な鉄またはステンレス層が少なくとも表面層を構成するものが用いられる。
【００３２】
そうすると、図５に模式的に示すように、ローラ基材４１を取り巻くように接触する砥粒４２が、ローラ基材４１の表面に成長するメッキ層４３に一部が埋められるようにして、ローラ基材４１に対して固定される。メッキ層４３の厚みは、平均して、砥粒４２のローラ基材４１の表面からの高さの５５〜６５パーセント程度が埋まる程度の厚みとすることが望ましい。メッキ層４３の厚みがこれより薄いと、砥粒４２の固定力が不足する。また、メッキ層４３の厚みがこれより厚いと、ローラ基材４１に接触していない砥粒まで固定してしまう程度にメッキ層が及ぶ場合があり、適当でなくなる。
【００３３】
このように砥粒４２が固定された粗化ローラ４０の表面は、図６に参考的に示す顕微鏡拡大写真に示されるようになる。この粗化ローラ４０の表面に固定されている砥粒４２は、素材を粉砕してえられたものであるから、形状は、鋭利な角を有する不定形なものである。また、砥粒４２が固定される位置に、規則性はない。
【００３４】
一方、バックアップローラ３０は、図２に表れているように、鉄やステンレスの心材３１の外周に、所定厚みのゴム等の弾性部材３２で覆った構成を備えている。ゴムは、たとえば５０〜６０度程度のゴム硬度を有するものが好適に用いられる。また、このゴムの厚みは、バックアップローラ３０と粗化ローラ４０との間に付与されるフィルム挟持力、あるいは、バックアップローラ３０あるいは粗化ローラ４０の外径に応じて、適当な厚みとされる。
【００３５】
以上の構成において、樹脂フィルムＦを搬送しつつ、この樹脂フィルムＦを上記バックアップローラ３０と粗化ローラ４０とで挟圧するようにすると、粗化ローラ４０は、樹脂フィルムＦの一面を所定の押圧力で転動することになり、これにより、上記のように粗化ローラ４０の表面に固定された砥粒４２が樹脂フィルムＦの一面に凹凸を付けてゆき、このフィルムＦは、幅方向に平均して粗化されてゆく。砥粒４２によって樹脂フィルムＦに形成される凹凸の程度は、砥粒４２の粒径によっても左右されるが、フィルムＦに対するバックアップローラ３０と粗化ローラ４０とによる挟持圧力、あるいは、バックアップローラ３０の表面のゴム３２の硬度あるいはその厚みによっても左右される。したがって、目標の表面粗さを得るために、上記の砥粒４２の粒径、バックアップローラ３０および粗化ローラ４０による挟持力、バックアップローラ３０のゴムの硬度あるいは厚みを選択することができる。
【００３６】
また、この実施形態では、上記構成の粗化処理部２０が２段構成となっている。このように粗化処理部２０の数を選択することにより、粗化ローラ４０によって樹脂フィルムＦの表面に形成される凹凸の密度を選択することができる。すなわち、粗化処理部２０の段数を増やすほど、上記凹凸の密度は高くなる。前述したように、各粗化ローラ４０の表面に固定される砥粒４２の形、あるいは位置に規則性がないからである。
【００３７】
図１に表れているように、この実施形態では、適時、静電付着等によって汚れた粗化ローラ４０および／またはバックアップローラ３０を清掃するためのローラクリーナ６０が設けられている。このローラクリーナ６０は、粗化ローラ４０に向けて配置され、かつポンプあるいはブロアなどの空気発生源６１に配管６２を介して接続された複数のノズル６３と、上記配管６２の途中からドライアイス粒を混入するためのドライアイス混入手段６４とを備えて構成されている。このローラクリーナ６０を作動させると、上記のノズル６３から、ドライアイス粒が混入された高速空気が粗化ローラ４０の表面に対して吹きつけられる。ドライアイス粒は、たとえば秒速１００〜２００ｍで粗化ローラ４０の表面に衝突し、表面に付着している汚れ等を一瞬にして除去する。こうして汚れ除去作用を終えたドライアイス粒は、やがてガス化して消失する。このクリーナは、ブラスト処理を応用したものであるが、研掃材に相当するドライアイス粒は、作業後消失するので、一般のブラスト装置のように研掃材回収回路や、この研掃材を浄化するための機構等の複雑な装置群を不要とすることができる。そして、各ローラ３０，４０を外して清掃するといった面倒さはなくなり、この樹脂フィルム粗化装置１０のメインテナンス性が、著しく向上する。
【００３８】
このように、上記構成の樹脂フィルムの粗化装置１０によれば、簡単な構成の装置により、樹脂フィルムＦの表面に対し、適正な凹凸を形成し、粗化することができる。粗化ローラ４０に砥粒４２が固定されている限りにおいて、粗化された樹脂フィルム表面に粉塵が残るといったこともなく、この粗化されたフィルムの洗浄を不要とすることすら可能であり、また、洗浄が必要であるとしても、軽度な洗浄処理をするだけでよくなる。
【００３９】
図７は、粗化処理部２０の他の形態を模式的に示している。この形態では、粗化ローラ４０に対向するバックアップローラ３０ａ，３０ｂを２つ設け、この２つのバックアップローラ３０ａ，３０ｂの間にフィルム迂回ローラ３３を配置している。樹脂フィルムＦは、粗化ローラ４０と第１バックアップローラ３０ａに挟持されて粗化処理を受けた後、いったんフィルム迂回ローラ３３によって粗化ローラ４０から離脱させられた後、同じ粗化ローラ４０と第２バックアップローラ３０ｂに挟持されて再度の粗化処理を受ける。樹脂フィルムＦは、同じ粗化ローラの表面の別の部分による粗化処理を２回にわたって受けるので、図１に示した実施形態と同様、樹脂フィルムの凹凸の密度を上げた粗化処理を受けることができる。図７に示す構成の粗化処理部２０をフィルムの搬送方向に沿って２段に設ければ、樹脂フィルムＦは、粗化ローラ４１による粗化処理を４回にわたって受けることができるようになり、樹脂フィルムＦが粗化されることによって表面に生じる凹凸の密度をさらに上げることができる。
【００４０】
図８は、本願発明に係る樹脂フィルムの表面粗化装置１０のさらに他の実施形態を示す。この実施形態では、上記した構成の複数の粗化処理部２０を、粗化ローラ４０が樹脂フィルムＦの一面側に配置されるものと、樹脂フィルムＦの他面側に配置されるものとを有するように構成し、樹脂フィルムＦの表裏両面を粗化することができるようにしている。その余の構成は、図１に示した実施形態と同様とすることができる。
【００４１】
この実施形態においても、第１の実施形態について上述したのと同様の利点を享受することができる。また、本願発明に係る樹脂フィルムの表面粗化装置１０は、その粗化処理部２０の構成が簡単であるが故に、この実施形態のように、樹脂フィルムＦの表裏両面を粗化するように構成することも容易である。
【００４２】
もちろん、この発明の範囲は上記した各実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本願発明の範囲に包摂される。
【００４３】
たとえば、粗化ローラ４０の表面には、砥粒４２が上記したように固定されるが、さらにこのような砥粒を含む粗化ローラの表面全体を、硬質の保護コートで覆った場合も、もちろん本願発明の範囲内である。
【００４４】
また、上記の各実施形態では、粗化処理部において、粗化ローラと対向して配置するようにバックアップローラ３０を設けているが、このように粗化ローラ４０の押圧力を支えるバックアップ部材としては、ローラ状の部材には限定されず、表面を滑らかにして樹脂フィルムＦに対する滑り性能を与えた板状の部材であってもよい。
【００４５】
さらには、樹脂フィルムの表裏面を粗化するにあたり、樹脂フィルムを挟んで対向するようにして２つの粗化ローラを配置する構成とすると、樹脂フィルムの表裏面が同時に粗化される。
【００４６】
本願発明の樹脂フィルムの粗化装置について、図１および図８は、模式化して示しているが、たとえば、粗化処理部２０は、閉じた部屋で覆い、この部屋内の空気を常時吸い出すようにしておくと、たとえ、粗化ローラの転動作用によって塵が発生しても、これを即座に吸い出すことができるので、粗化された樹脂フィルムの表面や、粗化ローラの表面に細かい樹脂のホコリが付着するといったことを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る樹脂フィルムの表面粗化装置の一実施形態の全体構成図である。
【図２】図１の装置における粗化処理部の拡大断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】ローラ基材の外面に砥粒を固定する方法の説明図である。
【図５】ローラ基材の外面に砥粒が固定されている状態を示す拡大断面図である。
【図６】砥粒が固定されたローラの表面状態を参考的に示す電子顕微鏡写真である。
【図７】粗化処理部の他の形態を示す断面図である。
【図８】本願発明に係る樹脂フィルムの表面粗化装置の他の実施形態の全体構成図である。
【符号の説明】
１０　　樹脂フィルムの表面粗化装置
１１　　送りローラ
２０　　粗化処理部
３０　　バックアップローラ
３１　　心材
３２　　弾性部材（ゴム）
３３　　迂回ローラ
４０　　粗化ローラ（ローラ）
４１　　ローラ基材
４２　　砥粒
４３　　メッキ層
５０　　メッキ槽
５０ａ　メッキ液
５１　　陰極
５２　　陽極
６０　　ローラクリーナ
６１　　空気発生源
６２　　配管
６３　　ノズル
６４　　ドライアイス混入手段
Ａ　　　供給ロール
Ｂ　　　巻き取りロール
Ｆ　　　樹脂フィルム

Claims (16)

1. 表面に砥粒を固定することによって形成したローラを樹脂フィルムの表面および／または裏面に、１または複数回転動させることを特徴とする、樹脂フィルムの表面粗化方法。
2. 上記砥粒は、ダイヤモンド、サファイヤ、ガーネット、アルミナ、ガラスから選ばれた１または複数を、所定の平均粒径をもつように粉砕したものである、請求項１に記載の樹脂フィルムの表面粗化方法。
3. 上記砥粒の平均粒径は、５００〜１０００メッシュに相当するものである、請求項３に記載の樹脂フィルムの表面粗化方法。
4. 上記砥粒は、ローラ基材の表面に形成された金属メッキ層に一部が埋まるようにして上記ローラの表面に固定されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の樹脂フィルムの表面粗化方法。
5. 上記砥粒は、ダイヤモンド砥粒であり、このダイヤモンド砥粒が鉄またはステンレスで少なくとも表面層が形成されたローラ基材の表面にニッケルメッキ層を形成することにより固定されている、請求項４に記載の樹脂フィルムの表面粗化方法。
6. 請求項１ないし５のいずれかの方法によって表面が粗化されたフィルム。
7. 樹脂フィルムを搬送する搬送機構と、この樹脂フィルムの一面側に配置されたバックアップ部材と、このバックアップ部材に対して上記樹脂フィルムを挟んで対向するようにして配置されたローラとを備え、
   上記ローラは、表面に砥粒を固定することによって形成されていることを特徴とする、樹脂フィルムの表面粗化装置。
8. 上記砥粒は、ダイヤモンド、サファイヤ、ガーネット、アルミナ、ガラスから選ばれた１または複数を、所定の平均粒径をもつように粉砕したものである、請求項９に記載の樹脂フィルムの表面粗化装置。
9. 上記砥粒の平均粒径は、５００〜１０００メッシュに相当するものである、請求項８に記載の樹脂フィルムの表面粗化装置
10. 上記砥粒は、ローラ基材の表面に形成された金属メッキ層に一部が埋まるようにして上記ローラの表面に固定されている、請求項８ないし９のいずれかに記載の樹脂フィルムの表面粗化装置。
11. 上記砥粒は、ダイヤモンド砥粒であり、このダイヤモンド砥粒が鉄またはステンレスで少なくとも表面層が形成されたローラ基材の表面にニッケルメッキ層を形成することにより固定されている、請求項１０に記載の樹脂フィルムの表面粗化装置。
12. 上記バックアップ部材は、その表面に弾性部材を備えている、請求項８に記載の樹脂フィルムの表面粗化装置。
13. 上記ローラと上記バックアップ部材の対は、１または複数設けられている、請求項８ないし１２のいずれかに記載の樹脂フィルムの表面粗化装置。
14. 上記樹脂フィルムの表面側と裏面側の双方を粗化するために、上記ローラと上記バックアップ部材の対が配置されている、請求項１３に記載の樹脂フィルムの表面粗化装置。
15. 上記樹脂フィルムの片面が複数回粗化されるように、上記ローラと上記バックアップ部材が配置されている、請求項１３に記載の表面粗化装置。
16. 上記ローラの表面にドライアイス粒を空気流にのせて噴射するローラクリーナが付設されている、請求項８ないし１５のいずれかに記載の樹脂フィルムの表面粗化装置。

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