JP2010201889A - Method of manufacturing polyimide film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路配線基板などに使用されるポリイミドフィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a polyimide film used for a circuit wiring board or the like.
ポリイミド樹脂は、優れた耐熱性、機械特性、電気特性を持つ樹脂である。このポリイミド樹脂を使用したポリイミドフィルムは、フレキシブルプリント配線板に代表される回路配線基板の基材などの用途に利用が拡大している。 A polyimide resin is a resin having excellent heat resistance, mechanical properties, and electrical properties. Use of the polyimide film using the polyimide resin has been expanded to applications such as a substrate of a circuit wiring board represented by a flexible printed wiring board.
ポリイミドフィルムを製造する代表的方法として、テンター法およびキャスト法が挙げられる。テンター法は、回転ドラムにポリアミド酸溶液を流延し、ポリアミド酸のゲルフィルムの状態で回転ドラムから剥離し、テンター炉で加熱・硬化させてポリイミドフィルムとする方法である(例えば、特許文献1)。キャスト法は、任意の支持基材にポリアミド酸溶液を塗布し、熱処理して硬化させた後、支持基材からポリイミド樹脂層を剥離してポリイミドフィルムとする方法である(例えば特許文献2)。 A typical method for producing a polyimide film includes a tenter method and a casting method. The tenter method is a method in which a polyamic acid solution is cast on a rotating drum, peeled off from the rotating drum in the form of a polyamic acid gel film, and heated and cured in a tenter furnace to form a polyimide film (for example, Patent Document 1). ). The casting method is a method in which a polyamic acid solution is applied to an arbitrary supporting substrate, cured by heat treatment, and then a polyimide resin layer is peeled from the supporting substrate to form a polyimide film (for example, Patent Document 2).
近年、電子機器の小型化が進み、電子部品に使用されるポリイミドフィルムも薄膜化への対応が強く求められている。従来のテンター法では、製造されるポリイミドフィルムの膜厚が薄くなると、自己支持性が低下するため、ポリアミド酸のゲルフィルムを回転ドラムから剥離する段階、またはテンター炉で延伸、硬化させる段階で破断する確率が高くなる。このため、テンター法で工業的に製造できるポリイミドフィルムの厚みは、約7.5μm程度が限界と考えられている。 In recent years, electronic devices have been miniaturized, and polyimide films used for electronic components are also strongly required to be thin. In the conventional tenter method, when the film thickness of the produced polyimide film is reduced, the self-supporting property is lowered. Therefore, the polyamic acid gel film is peeled off from the rotating drum or stretched and cured in a tenter furnace. The probability of doing is increased. For this reason, the limit of the thickness of the polyimide film that can be industrially produced by the tenter method is considered to be about 7.5 μm.
一方、キャスト法は、支持基材上にポリアミド酸溶液を塗工し、硬化させた後に剥離するため、自己支持性の低い前駆体の段階では支持基材による補強が可能であり、薄膜化への対応という側面ではテンター法よりも有利であると考えられる。キャスト法における支持基材としては、例えば銅箔、SUS箔などの金属箔や、銅張積層体(CCL)などの金属箔―樹脂積層体のほか、ポリイミドなどの樹脂フィルムが使用されてきた。支持基材には、高い耐熱性、耐溶剤性が必須であることに加え、硬化後のポリイミドフィルムを容易に剥離できること(剥離性)、低コストであることなどの特性が求められる。製造されるポリイミドフィルムが薄膜化するほど、上記特性の中でも特に剥離性が重要になってくる。ポリイミドフィルムと支持基材とが必要以上に強く接着していると、剥離時にポリイミドフィルムに皺や、割れ、裂けなどが生じて製品価値が損なわれ、歩留りが大幅に低下してしまうからである。 On the other hand, in the casting method, since the polyamic acid solution is applied on the supporting substrate and cured and then peeled off, it can be reinforced with the supporting substrate at the precursor stage with low self-supporting properties, and the film thickness can be reduced. It is considered that this method is more advantageous than the tenter method. As a supporting substrate in the casting method, for example, a metal foil such as copper foil or SUS foil, a metal foil-resin laminate such as a copper clad laminate (CCL), or a resin film such as polyimide has been used. In addition to the necessity of high heat resistance and solvent resistance, the supporting base material is required to have properties such as easy removal of the cured polyimide film (peelability) and low cost. As the polyimide film to be manufactured becomes thinner, the peelability becomes particularly important among the above characteristics. This is because if the polyimide film and the supporting substrate are adhered more strongly than necessary, the polyimide film will be wrinkled, cracked, cracked, etc. during peeling, resulting in a loss of product value and a significant decrease in yield. .
上記特許文献2では、キャスト法における支持基材として、CCLを使用しており、製造されるポリイミドフィルムとCCLのポリイミド層の少なくとも一方の層を、4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビフェニルを40モル%以上含むジアミン化合物とテトラカルボン酸とを反応させて得られるポリイミド樹脂とすることにより、支持基材からのポリイミドフィルムの剥離性を改善できることが提案されている。
In the said
また、特許文献3では、非熱可塑性ポリイミドフィルムなどの離型フィルム上に、熱可塑性ポリイミドワニスを直接流延塗布し、乾燥して離型フィルム付きの熱可塑性ポリイミドフィルムを得る方法が提案されている。しかし、この特許文献3の技術では、製造された離型フィルム付きの熱可塑性ポリイミドフィルムは、他の被着物に加熱圧着されることが前提となっており、その後、離型フィルムを機械的に剥離することによって熱可塑性ポリイミドフィルムの転写が行われる。つまり、熱可塑性ポリイミドフィルムと離型フィルムとを分離する際には、熱可塑性ポリイミドフィルムは、被着物に接着して支持された状態となっており、熱可塑性ポリイミドフィルムを単体で剥離する工程は想定されていない。そのため、特許文献3では、熱可塑性ポリイミドフィルムを剥離する際の問題については一切注意が払われていない。
Further,
上記のように、キャスト法による成膜においては、ポリイミドフィルムが薄膜化するほど、ポリイミドフィルムと支持基材との剥離性が良好であることが求められる。しかし、ポリイミドフィルムと支持基材との剥離性は、支持基材の側の表面自由エネルギーや、ポリイミドフィルムと支持基材の双方の水蒸気透過率などの要因、さらには環境温度や環境湿度などの外部要因によっても変動するため、一定の剥離強度で安定的に剥離を行うことは難しく、製品のポリイミドフィルムに皺や、割れ、裂けなどが発生する原因となっていた。特に、数μm程度の薄膜のポリイミドフィルムを製造する場合には、上記諸要因による影響が顕著に発現しやすく、その解決が求められていた。 As described above, in the film formation by the casting method, it is required that the peelability between the polyimide film and the supporting substrate is better as the polyimide film becomes thinner. However, the peelability between the polyimide film and the support substrate is determined by factors such as the surface free energy on the support substrate side, the water vapor transmission rate of both the polyimide film and the support substrate, and the environmental temperature and humidity. Since it fluctuates depending on external factors, it is difficult to perform stable peeling with a constant peel strength, which causes wrinkles, cracks, tears, etc. in the polyimide film of the product. In particular, when a thin polyimide film having a thickness of about several μm is manufactured, the influence of the above-mentioned factors tends to be remarkably manifested, and a solution has been demanded.
従って、本発明は、キャスト法によるポリイミドフィルムの製造において、支持基材の種類や厚み、外部環境などの要因に左右されずに、支持基材とポリイミドフィルムとの剥離性を良好に維持し、さらに薄膜形成への対応も図ることを目的とする。 Therefore, in the production of the polyimide film by the casting method, the present invention maintains good peelability between the support substrate and the polyimide film without being influenced by factors such as the type and thickness of the support substrate and the external environment, Furthermore, it aims at responding to thin film formation.
本発明者らは、上記実情に鑑み鋭意研究を行った結果、キャスト法においてポリアミド酸溶液を塗布する支持基材としてポリイミド樹脂基材を利用するとともに、このポリイミド樹脂基材に熱処理を行うことにより、製品のポリイミドフィルムとの剥離性を著しく向上させ得ることを見出し、本発明を完成した。 As a result of diligent research in view of the above circumstances, the present inventors have used a polyimide resin substrate as a support substrate on which a polyamic acid solution is applied in a casting method, and heat-treating the polyimide resin substrate. The inventors have found that the peelability of the product from the polyimide film can be remarkably improved, thereby completing the present invention.
すなわち、本発明の第1の観点のポリイミドフィルムの製造方法は、
a)ポリイミド樹脂表面を有する支持基材を、300℃以上500℃以下の範囲内の第1の温度で熱処理する工程、
b)熱処理後の前記支持基材の前記ポリイミド樹脂表面の上に、ポリアミド酸溶液を塗布・乾燥し、ポリアミド酸層を形成する工程、
c)前記ポリアミド酸層を第2の温度で熱処理することによってイミド化し、前記支持基材の上にポリイミドフィルムを積層形成する工程、および、
d)前記ポリイミドフィルムを前記支持基材から剥離する工程、
を備えている。
That is, the manufacturing method of the polyimide film according to the first aspect of the present invention is as follows.
a) heat-treating a supporting substrate having a polyimide resin surface at a first temperature within a range of 300 ° C. or more and 500 ° C. or less;
b) A step of applying a polyamic acid solution on the surface of the polyimide resin of the supporting substrate after the heat treatment and drying to form a polyamic acid layer;
c) imidization by heat-treating the polyamic acid layer at a second temperature, and laminating a polyimide film on the support substrate; and
d) peeling the polyimide film from the support substrate;
It has.
本発明の第1の観点のポリイミドフィルムの製造方法において、前記工程dの後、前記支持基材を再利用し、前記工程aから工程dを一つのサイクルとして、さらに1サイクル以上を行うことが好ましい。 In the method for producing a polyimide film according to the first aspect of the present invention, after the step d, the support base material is reused, and the steps a to d are performed as one cycle, and one cycle or more is further performed. preferable.
本発明の第2の観点のポリイミドフィルムの製造方法は、
a)表側と裏側の両面にポリイミド樹脂表面を有する支持基材を、300℃以上500℃以下の範囲内の第1の温度で熱処理する工程、
b)熱処理後の前記支持基材の片方の面に、ポリアミド酸溶液を塗布・乾燥し、ポリアミド酸層を形成する工程、
c)前記ポリアミド酸層を第2の温度で熱処理することによってイミド化し、前記支持基材の上にポリイミドフィルムを積層形成する工程、および、
d)前記ポリイミドフィルムを前記支持基材から剥離する工程、
を備え、
前記工程dの後、前記工程bから工程dを一つのサイクルとしてさらに1サイクル以上を行うとともに、直前のサイクルの前記工程dで前記ポリイミドフィルムを剥離した側の面とは反対側の前記支持基材の面を使用して、次のサイクルの工程bを行うことを特徴とする。
The method for producing a polyimide film according to the second aspect of the present invention,
a) a step of heat-treating a support substrate having a polyimide resin surface on both the front side and the back side at a first temperature within a range of 300 ° C. or more and 500 ° C. or less;
b) a step of applying a polyamic acid solution to one side of the support substrate after the heat treatment and drying to form a polyamic acid layer;
c) imidization by heat-treating the polyamic acid layer at a second temperature, and laminating a polyimide film on the support substrate; and
d) peeling the polyimide film from the support substrate;
With
After the step d, the step b to step d are performed as one cycle, and further one cycle or more is performed, and the support base on the side opposite to the surface on which the polyimide film is peeled off in the step d of the immediately preceding cycle is performed. The step b of the next cycle is performed using the surface of the material.
また、本発明のポリイミドフィルムの製造方法では、前記支持基材が長尺のフィルム状に形成されており、前記各工程をロール・トウ・ロール方式で行ってもよい。 Moreover, in the manufacturing method of the polyimide film of this invention, the said support base material is formed in the elongate film form, You may perform each said process by a roll-to-roll system.
本発明のポリイミドフィルムの製造方法によれば、ポリイミド樹脂表面を有する支持基材を、300℃以上500℃以下の範囲内の第1の温度で熱処理する工程(工程a)を設けたことにより、支持基材とポリイミドフィルムとの剥離性を大幅に改善することができる。その結果、工程dでは、支持基材の種類やその厚み、外部環境などの要因による影響をほとんど受けずに、ポリイミドフィルムと支持基材を一定の力で安定して剥離することができるので、薄膜化への対応が容易であるとともに、例えばロール・トウ・ロール方式などの連続生産において高い歩留りでの製造が可能であり、工業的に利用価値が高い。 According to the method for producing a polyimide film of the present invention, by providing a support substrate having a polyimide resin surface at a first temperature within a range of 300 ° C. or more and 500 ° C. or less (step a), The peelability between the support substrate and the polyimide film can be greatly improved. As a result, in step d, since the polyimide film and the support substrate can be stably peeled with a constant force without being substantially affected by factors such as the type and thickness of the support substrate and the external environment, It is easy to deal with thinning, and can be manufactured at a high yield in continuous production such as a roll-toe-roll system, and has high industrial utility value.
また、本発明のポリイミドフィルムの製造方法では、使用済みの支持基材を繰り返し再利用することが可能であり、支持基材のコストを大幅に低減できる。特に、イミド化工程の熱を利用して、支持基材の片面ずつ交互に熱処理を行う場合には、熱処理に要する設備、時間、コストおよびエネルギー消費をほとんど増加させることがなく、プロセス効率に優れている。 Moreover, in the manufacturing method of the polyimide film of this invention, the used support base material can be reused repeatedly and the cost of a support base material can be reduced significantly. In particular, when heat treatment is performed alternately on each side of the support substrate using the heat of the imidization process, the equipment, time, cost and energy consumption required for the heat treatment are hardly increased, and the process efficiency is excellent. ing.
[第1の実施の形態]
以下、本発明の第1の実施の形態にかかるポリイミドフィルムの製造方法について説明する。まず、本発明方法により製造されるポリイミドフィルムの材質であるポリイミド樹脂について概略を説明する。本発明方法は、製造対象がポリイミドフィルムであるとともに、支持基材にもポリイミド樹脂を使用することから、以下のポリイミド樹脂についての説明は適宜支持基材についても適用される。
[First Embodiment]
Hereinafter, the manufacturing method of the polyimide film concerning the 1st Embodiment of this invention is demonstrated. First, an outline of the polyimide resin that is a material of the polyimide film produced by the method of the present invention will be described. In the method of the present invention, the manufacturing object is a polyimide film, and a polyimide resin is also used for the support base material. Therefore, the following description of the polyimide resin is also applied to the support base material as appropriate.
ポリイミド樹脂としては、いわゆるポリイミドを含めて、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリイミドエステル、ポリエーテルイミド、ポリシロキサンイミド等に代表されるように、その構造中にイミド基を有するポリマーからなる耐熱性樹脂が挙げられる。 The polyimide resin includes a so-called polyimide, heat-resistant resin comprising a polymer having an imide group in its structure, as represented by polyamideimide, polybenzimidazole, polyimide ester, polyetherimide, polysiloxaneimide and the like. Is mentioned.
ポリイミド樹脂は、公知のジアミンと酸無水物とを溶媒の存在下で反応させて製造することができる。用いられるジアミンとしては、例えば、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2’−メトキシ−4,4’−ジアミノベンズアニリド、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノベンズアニリド等が挙げられる。 The polyimide resin can be produced by reacting a known diamine and an acid anhydride in the presence of a solvent. Examples of the diamine used include 4,4′-diaminodiphenyl ether, 2′-methoxy-4,4′-diaminobenzanilide, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, and 1,3-bis (4 -Aminophenoxy) benzene, 2,2'-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dihydroxy-4,4 Examples include '-diaminobiphenyl and 4,4'-diaminobenzanilide.
また、上記以外のジアミンとして、例えば、2,2−ビス−[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[1−(4−アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[1−(3−アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)]ベンゾフェノン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)]ベンゾフェノン、ビス[4,4'−(4−アミノフェノキシ)]ベンズアニリド、ビス[4,4'−(3−アミノフェノキシ)]ベンズアニリド、9,9−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]フルオレン、2,2−ビス−[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス−[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4'−メチレンジ−o−トルイジン、4,4'−メチレンジ−2,6−キシリジン、4,4'−メチレン−2,6−ジエチルアニリン、4,4'−ジアミノジフェニルプロパン、3,3'−ジアミノジフェニルプロパン、4,4'−ジアミノジフェニルエタン、3,3'−ジアミノジフェニルエタン、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、3,3'−ジアミノジフェニルメタン、4,4'−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3'−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4'−ジアミノジフェニルスルホン、3,3'−ジアミノジフェニルスルホン、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、3,3−ジアミノジフェニルエーテル、3,4'−ジアミノジフェニルエーテル、ベンジジン、3,3'−ジアミノビフェニル、3,3'−ジメチル−4,4'−ジアミノビフェニル、3,3'−ジメトキシベンジジン、4,4''−ジアミノ−p−テルフェニル、3,3''−ジアミノ−p−テルフェニル、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,6−ジアミノピリジン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4'−[1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスアニリン、4,4'−[1,3−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスアニリン、ビス(p−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(p−β−アミノ−t−ブチルフェニル)エーテル、ビス(p−β−メチル−δ−アミノペンチル)ベンゼン、p−ビス(2−メチル−4−アミノペンチル)ベンゼン、p−ビス(1,1−ジメチル−5−アミノペンチル)ベンゼン、1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジアミノナフタレン、2,4−ビス(β−アミノ−t−ブチル)トルエン、2,4−ジアミノトルエン、m−キシレン−2,5−ジアミン、p−キシレン−2,5−ジアミン、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、2,6−ジアミノピリジン、2,5−ジアミノピリジン、2,5−ジアミノ−1,3,4−オキサジアゾール、ピペラジン等を使用することもできる。 Examples of diamines other than those described above include 2,2-bis- [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, and bis [4- (3- Aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy)] biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) biphenyl, bis [1- (4-aminophenoxy)] biphenyl, bis [1- ( 3-aminophenoxy)] biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy)] benzophenone, bi [4- (3-Aminophenoxy)] benzophenone, bis [4,4 ′-(4-aminophenoxy)] benzanilide, bis [4,4 ′-(3-aminophenoxy)] benzanilide, 9,9-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] fluorene, 9,9-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] fluorene, 2,2-bis- [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoro Propane, 2,2-bis- [4- (3-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4'-methylenedi-o-toluidine, 4,4'-methylenedi-2,6-xylidine, 4,4 '-Methylene-2,6-diethylaniline, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 3,3'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenylethane, 3,3'- Aminodiphenylethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3 '-Diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, benzidine, 3,3'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4' -Diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxybenzidine, 4,4 "-diamino-p-terphenyl, 3,3" -diamino-p-terphenyl, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 2, 6-diaminopyridine, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-amino) Phenoxy) benzene, 4,4 ′-[1,4-phenylenebis (1-methylethylidene)] bisaniline, 4,4 ′-[1,3-phenylenebis (1-methylethylidene)] bisaniline, bis (p- Aminocyclohexyl) methane, bis (p-β-amino-t-butylphenyl) ether, bis (p-β-methyl-δ-aminopentyl) benzene, p-bis (2-methyl-4-aminopentyl) benzene, p-bis (1,1-dimethyl-5-aminopentyl) benzene, 1,5-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, 2,4-bis (β-amino-t-butyl) toluene, 2,4 -Diaminotoluene, m-xylene-2,5-diamine, p-xylene-2,5-diamine, m-xylylenediamine, p-xylylenediamine, 2,6-diaminopyridine, 2,5-dia Nopirijin, 2,5-diamino-1,3,4-oxadiazole, it can also be used piperazine.
また、酸無水物としては、例えば、無水ピロメリット酸、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルフォンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸無水物等が挙げられる。 Examples of the acid anhydride include pyromellitic anhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride. Products, 4,4′-oxydiphthalic anhydride and the like.
また、上記以外の酸無水物として、例えば、2,2',3,3'−、2,3,3',4'−又は3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3',3,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3',3,4'−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物等が好ましく挙げられる。また、3,3'',4,4''−、2,3,3'',4''−又は2,2'',3,3''−p−テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(2,3−又は3,4−ジカルボキシフェニル)−プロパン二無水物、ビス(2,3−又は3.4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3−又は3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1−ビス(2,3−又は3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2,7,8−、1,2,6,7−又は1,2,9,10−フェナンスレン−テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)テトラフルオロプロパン二無水物、2,3,5,6−シクロヘキサン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、4,8−ジメチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロナフタレン−1,2,5,6−テトラカルボン酸二無水物、2,6−又は2,7−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−(又は1,4,5,8−)テトラクロロナフタレン−1,4,5,8−(又は2,3,6,7−)テトラカルボン酸二無水物、2,3,8,9−、3,4,9,10−、4,5,10,11−又は5,6,11,12−ペリレン−テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、ピラジン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン−2,3,4,5−テトラカルボン酸二無水物、チオフェン−2,3,4,5−テトラカルボン酸二無水物、4,4’−ビス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルメタン二無水物等を使用することもできる。
Moreover, as an acid anhydride other than the above, for example, 2,2 ′, 3,3′-, 2,3,3 ′, 4′- or 3,3 ′, 4,4′-
ジアミン、酸無水物はそれぞれ、その1種のみを使用してもよく2種以上を併用することもできる。なお、ポリイミド樹脂は、上記ジアミンと酸無水物から得られるものに限定されることはない。 Each diamine and acid anhydride may be used alone or in combination of two or more. In addition, a polyimide resin is not limited to what is obtained from the said diamine and an acid anhydride.
また、ジアミンと酸無水物との反応は有機溶媒中で行わせることが好ましく、このような有機溶媒としては特に限定されないが、具体的には、例えばジメチルスルフォキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ヘキサメチルホスホルムアミド、フェノール、クレゾール、γ−ブチロラクトン等が挙げられ、これらは単独で、又は混合して用いることができる。また、このような有機溶剤の使用量としては特に制限されるものではないが、重合反応よって得られるポリアミド酸の濃度が5〜30重量%程度になるような使用量に調整して用いることが好ましい。 The reaction between the diamine and the acid anhydride is preferably carried out in an organic solvent. Such an organic solvent is not particularly limited, and specific examples thereof include dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide. , N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, hexamethylphosphoramide, phenol, cresol, γ-butyrolactone, and the like can be used alone or in combination. Further, the amount of such organic solvent used is not particularly limited, but it should be adjusted so that the concentration of the polyamic acid obtained by the polymerization reaction is about 5 to 30% by weight. preferable.
また、このような溶媒を用いた反応において、ジアミンと酸無水物との配合割合は、全ジアミンに対して酸無水物のモル比が0.95から1.05の割合で使用することが好ましい。 In the reaction using such a solvent, it is preferable that the mixing ratio of diamine and acid anhydride is such that the molar ratio of acid anhydride to total diamine is 0.95 to 1.05. .
ジアミンと酸無水物は、0℃から60℃の範囲内の温度条件で1〜24時間反応させることが好ましい。このような温度条件が前記下限(0℃)未満では、反応速度が遅くなって分子量の増加が進まない傾向にあり、他方、前記上限(60℃)を超えるとイミド化が進行して反応溶液がゲル化し易くなる傾向にある。このような温度条件で反応させることで効率的にポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸の樹脂溶液を得ることができる。 The diamine and the acid anhydride are preferably reacted for 1 to 24 hours under temperature conditions in the range of 0 ° C to 60 ° C. When the temperature condition is less than the lower limit (0 ° C.), the reaction rate tends to be slow and the molecular weight does not increase. On the other hand, when the upper limit (60 ° C.) is exceeded, imidization proceeds and the reaction solution Tends to gel. By making it react on such temperature conditions, the resin solution of the polyamic acid which is a precursor of a polyimide resin can be obtained efficiently.
合成されたポリアミド酸は溶液として使用される。通常、反応溶媒溶液として使用することが有利であるが、必要により濃縮、希釈又は他の有機溶媒に置換することができる。また、ポリアミド酸は一般に溶媒可溶性に優れるので、溶液としての使用が容易である。 The synthesized polyamic acid is used as a solution. Usually, it is advantageous to use as a reaction solvent solution, but if necessary, it can be concentrated, diluted or replaced with another organic solvent. Moreover, since polyamic acid is generally excellent in solvent solubility, it can be easily used as a solution.
図1に、本実施の形態のポリイミドフィルムの製造方法の概要を示した。本実施の形態のポリイミドフィルムの製造方法は、以下の工程a〜工程dを備えている。各工程の内容について、順に説明する。 In FIG. 1, the outline | summary of the manufacturing method of the polyimide film of this Embodiment was shown. The manufacturing method of the polyimide film of this Embodiment is provided with the following process a-process d. The contents of each process will be described in order.
工程a)ポリイミド樹脂表面を有する支持基材1を、300℃以上500℃以下の範囲内の第1の温度で熱処理する工程:
本発明で用いられる支持基材1は、キャスト法によってポリアミド酸溶液の塗布を行う際の支持体としての機能と、ポリアミド酸層3を補強する機能と、を有する。支持基材1はカットシート状、ロール状のもの、又はエンドレスベルト状などの種々の形状で使用できる。生産性を得るためには、ロール状又はエンドレスベルト状のフィルムの形態とし、連続生産可能な形式とすることが効率的である。特に、支持基材1は長尺に形成されたロール状のフィルムが好ましく、工程a〜工程dまでをロール・トウ・ロール方式で連続的に行うことが好ましい。
Process a) The process of heat-processing the
The
支持基材1は、表面と裏面を有し、少なくともそのどちらかがポリイミド樹脂により形成されたポリイミド樹脂表面を有する基材である。そのような支持基材1として銅張積層体(CCL)などの金属箔―ポリイミド樹脂積層体を使用することは可能であるが、両面使用が困難であることや経済性の点で、ポリイミド樹脂からなるポリイミドフィルムを用いることが好ましい。この場合、ポリイミドフィルムは複数のポリイミド樹脂層が積層された構造であってもよいが、単層がより有利である。ポリイミド樹脂としては、非熱可塑性のポリイミド樹脂が好ましく使用される。非熱可塑性のポリイミド樹脂の中でも、低接着性であって、低膨張性のポリイミド樹脂で構成されるものが本発明に好適に用いることができる。具体的には、線熱膨張係数(CTE)が1×10−6〜30×10−6(1/K)、好ましくは10×10−6〜25×10−6(1/K)である低熱膨張性のポリイミド樹脂である。このようなポリイミド樹脂を適用することで、ポリイミドフィルム製造時の熱処理による寸法変化を抑制することができる。また、支持基材1に適用されるポリイミド樹脂のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは300℃以上、より好ましくは320℃以上であることがよい。このようなポリイミド樹脂を用いることで、高い耐熱性を保持することができる。なお、ガラス転移温度の測定は、後記実施例で規定する方法で行うことができる。
The
支持基材1としては、市販のポリイミドフィルムを好適に使用可能であり、例えば東レ・デュポン株式会社製のカプトンEN、カプトンH、カプトンV(いずれも商品名)、鐘淵化学株式会社製のアピカルNPI(商品名)、宇部興産株式会社製のユーピレックスS(商品名)等を使用可能である。なお、支持基材1として銅箔、SUS箔などの金属箔を用いると、ポリイミドフィルム7との接着性が強くなりすぎ、良好な剥離性が得られない。
As the
剛性面を考慮すると、支持基材1の材質がポリイミド樹脂からなる場合は、厚みが10μm〜250μmの範囲内であることが好ましく、25μm〜75μmの範囲内であることがより好ましい。支持基材1の厚みが10μm未満では、十分な剛性が得られず支持体としての機能が不十分となり、250μmを超えると、製品のポリイミドフィルム7(図1参照)との分離(剥離)が困難になる場合がある。この支持基材1の厚さは、後述する透湿度とも密接な相関性があり、その厚さが大きいものほど透湿度が低下する傾向になる。
Considering the rigid surface, when the material of the
また、支持基材1の透湿度は、厚さ以外にも、支持基材1を構成するポリイミド樹脂が有する配向性の度合いと相関があると考えられる。すなわち、ポリイミド樹脂の配向性が高く、緻密な構造を有するポリイミド樹脂を支持基材1に適用した場合、支持基材1の透湿度が小さいため、ポリイミドフィルム製造の乾燥・イミド化工程における有機溶剤及びイミド化進行に伴う水分が、支持基材1とポリイミドフィルム層5(図1参照)との界面に集中し、双方の密着を阻害するため、製品のポリイミドフィルム7の剥離を容易とする要因となっているものと考えられる。
Moreover, it is thought that the water vapor transmission rate of the
以上のような観点から、支持基材1の透湿度の上限は、30g/m2・24hr以下とすることが好ましい。支持基材1の透湿度が30g/m2・24hrを超えると支持基材1とポリイミドフィルム7との剥離性が低下するが、透湿度が30g/m2・24hr以下であれば、上記理由によって良好な剥離性を維持できるとともに、支持基材1の裏面側の表面状態を良好に維持しやすく、裏面側の剥離性も低下させにくい。一方、支持基材1の透湿度は、0.5g/m2・24hr以上とすることが好ましい。透湿度が0.5g/m2・24hr未満になると、ポリイミドフィルム製造の乾燥・イミド化工程における有機溶剤及びイミド化進行に伴う水分が抜けきれず、製造工程の段階でポリイミドフィルム層5の浮き(ポリイミドフィルム層5の部分剥離)が生じる傾向になる。従って、支持基材1の厚さの上限は、支持基材1の透湿度の下限値(0.5g/m2・24hr)を下回らないような厚さに制御することが望ましい。なお、透湿度の測定は、後記実施例で規定する方法で行うことができる。
From the above viewpoint, it is preferable that the upper limit of the moisture permeability of the
本工程aでは、支持基材1を300℃以上500℃以下の範囲内の第1の温度で熱処理する。この熱処理は、支持基材1の表面状態を変化させ、濡れ性を小さくすることによって、形成されるポリイミドフィルム7との接着力を緩和させ、剥離性を向上させる意味を持つ。分子レベルでは、熱処理には、支持基材1を構成するポリイミド樹脂表面に存在する開裂したイミド結合を閉環させて、純水との接触角が大きな表面状態に改質し、剥離性を向上させる作用があるものと考えられる。この目的のため、第1の温度は、好ましくは320℃以上450℃以下の範囲内、より好ましくは350℃以上420℃以下、さらに、支持基材1を構成するポリイミド樹脂のガラス転移温度(Tg)以上とすることが望ましい。熱処理温度が300℃よりも低いと、熱処理による剥離性改善の効果が十分に得られず、500℃よりも高い場合は、それ以上効果の向上が期待できないとともに、支持基材に反りや歪みなどの変形や、ポリイミド樹脂の変性による機械特性の低下が生じるおそれがある。
In this step a, the
この熱処理に使用する加熱装置には特に制限はなく、例えば遠赤外線や紫外線、マイクロ波などの電磁波を利用した非接触型の加熱方式や、温度制御可能なジャケットロールなどの接触型の加熱方式を採用した加熱装置などを使用して行うことが可能である。熱処理は、例えば加熱炉の中を、所定時間かけて支持基材1を通過させることにより実施できる。熱処理の時間は、温度ほど重要な因子ではないが、例えば支持基材1のTg以上の温度で熱処理を行う場合は、30秒間〜15分間が好ましく、より好ましくは1〜15分間、更に好ましくは5〜10分間がよい。この場合、熱処理時間が30秒よりも短いと、熱処理による効果が十分に得られず、15分よりも長くても、それ以上効果の増加が期待できないので、スループットとエネルギー効率が低下する。
There is no particular limitation on the heating device used for this heat treatment, for example, a non-contact type heating method using electromagnetic waves such as far-infrared rays, ultraviolet rays, microwaves, or a contact type heating method such as a temperature-controllable jacket roll. It is possible to carry out using the adopted heating device or the like. The heat treatment can be performed, for example, by passing the
ポリイミドフィルム7との剥離性を考慮すると、熱処理後には、支持基材1のポリイミドフィルム7を形成する面(ポリアミド酸溶液を塗布する塗工面)の接触角が十分に大きくなっていることが好ましい。すなわち、熱処理後の支持基材1の塗工面に水滴を載せたとき、支持基材1と水との接触角が75°以上90°以下であることが好ましく、75°以上85°以下であることがより好ましい。塗工面の接触角が75°以上であれば、製品のポリイミドフィルム7と支持基材1との剥離強度を小さく抑えることが可能であり、剥離時の割れ、裂けなどの発生や、剥離後における皺の発生を防止し、ポリイミドフィルム7の外観を良好にすることができる。支持基材1とポリイミドフィルム7とを剥離する際の剥離強度の適正範囲は、ポリイミドフィルム7の厚みによって変化するが、例えば2〜25μmの厚みのポリイミドフィルム7を剥離する場合は、15N/m以下(例えば5N/m以上15N/m以下)が好ましく、10N/m以下(例えば5N/m以上10N/m以下)がより好ましい。なお、剥離強度の測定の方法は、後記実施例で規定する方法で行うことができる。
In consideration of the peelability from the
熱処理後は、次の工程bに移る前に、支持基材1に結露が生じない温度にまで冷却させる。具体的には、支持基材1を23℃〜40℃の範囲内の温度まで冷却させることが好ましい。冷却は、常温付近まで自然冷却させてもよいし、スループットを向上させる目的で、送風などによる強制的な冷却を行ってもよい。
After the heat treatment, the
工程b)熱処理後の支持基材1の前記ポリイミド樹脂表面の上に、ポリアミド酸溶液を塗布・乾燥し、ポリアミド酸層3を形成する工程:
この工程では、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸の溶液を支持基材1の上に直接塗布した後に乾燥することによって、ポリアミド酸層3を形成する。ポリアミド酸は、熱可塑性ポリイミドまたは非熱可塑性ポリイミドのどちらの前駆体でもよい。ポリアミド酸の溶液を支持基材1に塗布する方法は特に制限されず、例えばコンマ、ダイ、ナイフ、リップ等のコーターにて塗布することが可能である。
Step b) Step of forming a
In this step, the
ポリアミド酸溶液としては、市販品も好適に使用可能であり、例えば宇部興産株式会社製の非熱可塑性ポリアミド酸ワニスであるU-ワニス-A(商品名)、同U-ワニス-S(商品名)、新日鐵化学株式会社製の熱可塑性ポリアミド酸ワニスSPI−200N(商品名)、同SPI−300N(商品名)、同SPI−1000G(商品名)、東レ株式会社製のトレニース#3000(商品名)等が挙げられる。 As the polyamic acid solution, commercially available products can be suitably used. For example, U-Varnish-A (trade name) and U-Varnish-S (trade name) which are non-thermoplastic polyamic acid varnishes manufactured by Ube Industries, Ltd. ), Thermoplastic Polyamic Acid Varnish SPI-200N (trade name), SPI-300N (trade name), SPI-1000G (trade name) manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., Toray Nice # 3000 (trade name) manufactured by Toray Industries, Inc. Product name).
なお、ポリアミド酸溶液は、ポリアミド酸、溶媒以外に例えばシリカ、アルミナ、窒化ホウ素、酸化チタン、炭酸カルシウム、燐酸カルシウム、燐酸水素カルシウム、ピロ燐酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウムなどのフィラーや粘土鉱物などを含有することができる。 In addition to the polyamic acid and the solvent, the polyamic acid solution is a filler such as silica, alumina, boron nitride, titanium oxide, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, calcium pyrophosphate, magnesium oxide, calcium oxide, or clay mineral Can be contained.
支持基材1に塗布されたポリアミド酸層3を乾燥する際は、ポリアミド酸の脱水閉環の進行によるイミド化を完結させないように温度を制御する。ポリアミド酸層3を乾燥させる方法としては、特に制限されず、例えば、60℃〜200℃の範囲内の温度条件で1〜60分間の範囲内の時間をかけて乾燥を行うことがよいが、好ましくは、60℃〜150℃の範囲内の温度条件で乾燥を行うことがよい。乾燥後のポリアミド酸層3は、前駆体の構造の一部がイミド化していても差し支えないが、イミド化率は50%以下、より好ましくは20%以下として前駆体の構造を50%以上残すことが好ましい。なお、前駆体のイミド化率は、フーリエ変換赤外分光光度計(市販品として、例えば日本分光製FT/IR620)を用い、透過法にてポリイミド薄膜の赤外線吸収スペクトルを測定することによって、1,000cm−1のベンゼン環炭素水素結合を基準とし、1,710cm−1のイミド基由来の吸光度から算出される。
When the
ポリアミド酸層3の厚み(乾燥後)は、例えば25〜50μmの範囲内が好ましく、35〜45μmの範囲内がより好ましい。ポリアミド酸層3を厚く形成すれば、製品のポリイミドフィルム7も厚くなるため、剥離時の皺、割れ、裂け等が発生しにくくなるが、本発明方法では、薄膜フィルムへの対応が可能であることから、ポリアミド酸層3を例えば15〜25μmの範囲まで薄く形成することができる。
The thickness (after drying) of the
なお、ポリアミド酸層3は単層であることが工業上有利であるが、支持基材1上でポリアミド酸溶液の塗工と乾燥を繰り返し、種類や性質の異なるポリアミド酸からなる複数層が積層された構造のポリアミド酸層を形成することも可能である。
In addition, although it is industrially advantageous that the
工程c)ポリアミド酸層3を第2の温度で熱処理することによってイミド化し、支持基材1の上にポリイミドフィルム層5を積層形成する工程:
イミド化は、熱処理によってポリアミド酸の脱水閉環を進行させてポリイミドを形成する工程である。本実施の形態において、イミド化のための熱処理は、ポリアミド酸のイミド化を完結させ得る温度と時間で行えばよく、例えば、60℃〜450℃の範囲内、好ましくは80℃〜420℃の第2の温度で1〜60分間の範囲内の時間加熱することにより行うことができる。熱処理によって、支持基材1の上に、ポリイミドフィルム層5を積層形成することができる。なお、工程cのイミド化において使用する加熱装置には、特に制限はなく、工程aと同様の構成のものを使用することができる。
Step c) Step of imidizing the
The imidization is a step of forming polyimide by proceeding with dehydration and ring closure of polyamic acid by heat treatment. In the present embodiment, the heat treatment for imidization may be performed at a temperature and time that can complete the imidization of the polyamic acid, for example, within a range of 60 ° C to 450 ° C, preferably 80 ° C to 420 ° C. This can be done by heating at the second temperature for a time in the range of 1 to 60 minutes. The
工程d)ポリイミドフィルム7を支持基材1から剥離する工程:
支持基材1からポリイミドフィルム7を剥離する方法は特に問われるものではないが、例えばロール・トウ・ロール方式では、長尺な支持基材1と長尺なポリイミドフィルム7を、それぞれロールに巻き取ることにより剥離する方法が好ましく採用される。本実施の形態では、工程aの熱処理によって、支持基材1の塗工面の濡れ性を十分に小さくした状態で工程b、工程cを行うため、支持基材1とポリイミドフィルム7とを容易に剥離することができる。
Step d) Step of peeling the
The method of peeling the
本実施の形態のポリイミドフィルムの製造方法では、工程dの後、使用済みの支持基材1を再利用し、工程a〜工程dを一つのサイクルとして、少なくともさらに1サイクル以上を行うことができる。支持基材1のポリイミドフィルム形成面(塗工面)は、イミド化の際に加水分解を受け、部分的にイミド環が開環すると考えられる。そのため、一度使用した支持基材1をそのまま再利用すると、表面の濡れ性が大きくなっているため、ポリイミドフィルム7との接着性が強まり、剥離性が低下する。しかし、ポリイミドフィルム7を剥離した使用済みの支持基材1について、再度工程aの熱処理を行うことにより、支持基材1の表面状態を回復させることができる。工程aの熱処理を行うことによって、開環したイミド環を閉環させることが可能であり、それによって接触角が大きな表面状態に回復させることが可能になるものと考えられる。従って、1サイクル毎に工程aの熱処理を行って支持基材1を再利用することによって、支持基材1にかかるコストを大幅に低減することが可能となり、経済性に優れた効率的なプロセスが実現する。
In the manufacturing method of the polyimide film of this Embodiment, after the process d, the used
なお、2サイクル目以降では、支持基材1の両面のどちらを使用してもよいが、支持基材1の使用回数を最大限まで引き出す観点から、1サイクルごとに支持基材1の片面ずつ交互に使用することが好ましい。
In both the second and subsequent cycles, either one of both surfaces of the
以上のように、本発明方法では、工程aで支持基材1の熱処理を行うことによって、工程dにおけるポリイミドフィルム7と支持基材1との剥離性を向上させることが可能であり、支持基材1の種類やその厚み、外部環境などの要因による影響を極力排除し、ポリイミドフィルム7と支持基材1を一定の力で安定して剥離することができる。従って、剥離時に製品のポリイミドフィルム7に割れや裂け、皺などが発生することを防止し、歩留りを改善できる。特に、例えばロール・トウ・ロール方式などの連続生産において高い歩留りでの製造が可能であり、工業的に利用価値が高い。また、従来技術のテンター法では製造が困難であった例えば2〜7μmの厚みの極薄フィルムの製造も可能である。さらに、支持基材1を再利用する場合には、支持基材1にかかるコストを大幅に低減できる。
As described above, in the method of the present invention, it is possible to improve the peelability between the
なお、以上の説明では、本発明方法の特徴的工程のみを説明したが、上記以外の工程を含むことを妨げるものではなく、任意の工程を含めることができ、それらは常法に従い行うことができる。 In the above description, only the characteristic steps of the method of the present invention have been described, but this does not prevent inclusion of steps other than those described above, and any step can be included, and these can be performed according to a conventional method. it can.
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態に係るポリイミドフィルムの製造方法について説明する。第1の実施の形態と同様に、本実施の形態においても、工程a〜工程dを備えているので、以下の説明では、第1の実施の形態との相違点を中心に説明を行う。本実施の形態では、支持基材1として、表側と裏側の両面にポリイミド樹脂表面を有する支持基材を用いる。そのような支持基材1として金属箔の両面にポリイミド樹脂層が積層された両面樹脂積層体を使用することは可能であるが、経済性の点で、ポリイミド樹脂からなるポリイミドフィルムを用いることが好ましい。この場合、ポリイミドフィルムは複数のポリイミド樹脂層が積層された構造であってもよいが、単層がより有利である。
[Second Embodiment]
Next, the manufacturing method of the polyimide film which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. Similar to the first embodiment, the present embodiment also includes the steps a to d, and therefore, the following description will focus on differences from the first embodiment. In the present embodiment, a supporting substrate having a polyimide resin surface on both the front side and the back side is used as the supporting
本実施の形態では、第1の実施の形態と同様に工程a〜工程dを行った後、工程bから工程dを一つのサイクルとしてさらに1サイクル以上を行う。この場合、直前のサイクルの工程dでポリイミドフィルム7を剥離した側の面とは反対側の支持基材1の面を使用して、次のサイクルの工程bを行う。第1の実施の形態では、支持基材1を再使用する場合、工程aを行うことにより、支持基材1の表面状態を回復させる構成としたが、本実施の形態では、工程cでポリアミド酸層3を第2の温度でイミド化する際の熱を利用して、支持基材1の表面状態を回復させる。なお、本実施の形態では、工程cのイミド化の際の温度設定を除き、第1の実施の形態と同様にして工程a〜工程dを実施できるので、各工程の内容についての説明は省略する。
In this embodiment, after performing steps a to d as in the first embodiment, one cycle or more is further performed with steps b to d as one cycle. In this case, the step b of the next cycle is performed using the surface of the
本実施の形態における工程の概略を図2に示した。各工程の内容は基本的に第1の実施の形態と同様である。まず、工程aでは支持基材1のA面とB面が露出しているため、両面が加熱処理されて表面状態が整えられる。次に、工程bで支持基材1のA面にポリアミド酸溶液の塗工を行い、ポリアミド酸層3を形成する。次に、工程cでは、ポリアミド酸層3を第2の温度で熱処理することによってイミド化し、支持基材1の上にポリイミドフィルム層5を積層形成する。この際、支持基材1のB面(塗工された面ではない面)は開放面となっているため、イミド化の熱によって表面状態が整えられる(もっとも、最初の1サイクル目では、B面は工程aの熱処理によってすでにポリイミドフィルム7との剥離性の点で良好な表面状態となっているため、実質的な変化は生じない場合もある)。一方、イミド化の際、ポリアミド酸層3と接しているA面では、加水分解により部分的にイミド環の開裂が生じ、濡れ性が大きくなる(接触角が小さくなる)。
An outline of the steps in this embodiment is shown in FIG. The contents of each process are basically the same as those in the first embodiment. First, since the A surface and B surface of the
次に、工程dで製品のポリイミドフィルム7を支持基材1から剥離する。以上で最初の1サイクルが完了するが、使用済みの支持基材1は、イミド化の際に加水分解を受けて濡れ性が大きくなったA面と、ポリイミドフィルム7との剥離性の点で良好な表面状態を有するB面とを有していることになる。本実施の形態では、1サイクル目で不使用のB面に着目し、次の2サイクル目では、このB面にポリアミド酸溶液の塗工を行うことにより、工程aを省略することが可能になる。
Next, the
2サイクル目では、工程bで支持基材1のB面にポリアミド酸溶液の塗工を行い、ポリアミド酸層3を形成し、工程cでイミド化を行う。1サイクル目とは逆に、ポリアミド酸層3と接しているB面では、イミド化の際に加水分解を受けて部分的にイミド環の開裂が生じ、濡れ性が大きくなる(接触角が小さくなる)。しかし、A面は開放面であるため、イミド化の際の熱によって、イミド環の閉環反応が生じ、表面状態が整えられる。つまり、支持基材1のA面の濡れ性は小さく、接触角は大きくなり、ポリイミドフィルム7との剥離性の点で良好な表面状態に回復する。このように、工程cのイミド化の熱処理によって支持基材1のA面の表面状態を回復させるには、イミド化の熱処理の温度(第2の温度)を、工程aにおける熱処理の温度(第1の温度)と同等以上の温度に設定すればよい。つまり、本実施の形態では、第2の温度は、ポリアミド酸のイミド化反応を完結させ、かつ、支持基材1の表面状態を回復させ得る範囲内の温度に設定する。また、支持基材1のA面及びB面の両方を交互に使用し、且つイミド化の熱処理を工程aにおける熱処理として利用する場合には、イミド化の熱処理の温度(第2の温度)が高すぎると、支持基材1とポリイミドフィルム7とが癒着しやすい傾向になることから、第2の温度の上限は420℃とすることが好ましい。このような観点から、本実施の形態において、第2の温度は、例えば300℃〜420℃の範囲内が好ましく、320℃〜380℃の範囲内がより好ましい。
In the second cycle, the polyamic acid solution is applied to the B surface of the
次に、工程dで製品のポリイミドフィルム7を支持基材1から剥離する。以上で2サイクル目が完了するが、使用済みの支持基材1は、イミド化の際に加水分解を受けて濡れ性が大きくなったB面と、イミド化の際の熱処理によってポリイミドフィルム7との剥離性の点で良好な表面状態に回復したA面とを有していることになる。
Next, the
3サイクル目では、表面状態が回復した支持基材1のA面を使用して、工程bでポリアミド酸溶液の塗工を行う。以降は、上記と同様に工程c、工程dを行うことによって、3サイクル目が完了する。次に4サイクル目では、支持基材1のB面を使用して工程b〜dを実施する。このように、支持基材1のA面とB面を片方ずつ交互に使用して、工程b〜dを繰り返すことにより、支持基材1とポリイミドフィルム7との剥離性を良好な状態に維持して一定の剥離力で安定的に工程dの剥離を行いながら、効率良くポリイミドフィルムを製造できる。
In the third cycle, the polyamic acid solution is applied in step b by using the A surface of the
以上のように、本実施の形態では、工程cのイミド化の際の熱処理の際の第2の温度を、ポリアミド酸のイミド化反応を完結させ、かつ、支持基材1の表面状態を回復させ得る範囲内の温度に設定することによって、最初の1サイクル目以外は工程aを実施することなく、支持基材1のA面とB面を交互に使用/回復させながら、塗工面を常にポリイミドフィルム7との剥離性に優れた状態で使用することが可能である。従って、工程dでは、一定の力で安定的にポリイミドフィルム7と支持基材1との剥離を行うことが可能で、剥離時に製品のポリイミドフィルム7に割れや裂け、皺などが発生することを防止し、歩留りを改善できるとともに、例えば2〜7μmの厚みの極薄フィルムの製造も可能である。また、特に、支持基材1を再利用することによって、支持基材1のコストを大幅に低減できる。さらに、本実施の形態では、2サイクル目以降は、工程aが不要であり、工程cのイミド化の際の熱を有効利用できることから、エネルギー効率にも優れている。
As described above, in the present embodiment, the second temperature during the heat treatment at the time of imidation in step c is used to complete the imidization reaction of the polyamic acid and recover the surface state of the
本実施の形態における他の構成および効果は、第1の実施の形態と同様である。 Other configurations and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、本発明の実施例において特にことわりない限り、各種測定、評価は下記によるものである。また、実施例に用いた略号は下記の意味を有する。
DMAc:N,N-ジメチルアセトアミド
DADMB:4,4'-ジアミノ-2,2'-ジメチルビフェニル
1,3−BAB:1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン
BPDA:3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
PMDA:ピロメリット酸二無水物
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited at all by these Examples. Unless otherwise specified in the examples of the present invention, various measurements and evaluations are as follows. Moreover, the symbol used for the Example has the following meaning.
DMAc: N, N-dimethylacetamide DADMB: 4,4′-diamino-2,2′-
[剥離強度の評価]
剥離強度は、東洋精機製作所社製、ストログラフR−1を用いて、幅10mmの短冊状に切断したサンプルについて、室温で90°、10mmピール強度を測定することにより評価した。なお、剥離強度が10N/m以下である場合を剥離性が「極めて良好」とし、10N/m超15N/m以下を剥離性が「良好」(実用上実施可能な範囲)とし、15N/m超を剥離性が「不良」と評価した。
[Evaluation of peel strength]
The peel strength was evaluated by measuring 90 °, 10 mm peel strength at room temperature for a sample cut into a strip shape having a width of 10 mm using a STRograph R-1 manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. When the peel strength is 10 N / m or less, the peelability is “very good”, and when the peel strength is more than 10 N / m and 15 N / m or less, the peelability is “good” (practical range), and 15 N / m. The super peelability was evaluated as “poor”.
[接触角の測定]
純水の接触角は、超純水を使用し全自動接触角計(協和界面科学株式会社製、CA−W型、解析ソフトFAMAS)により測定し、θ/2θ法で算出した。
[Measurement of contact angle]
The contact angle of pure water was measured with a fully automatic contact angle meter (Kyowa Interface Science Co., Ltd., CA-W type, analysis software FAMAS) using ultra pure water, and calculated by the θ / 2θ method.
[線熱膨張係数の測定]
線熱膨張係数は、サーモメカニカルアナライザー(セイコーインスツルメンツ社製)を用いて、サンプルを250℃まで昇温し、更にその温度で10分保持した後、5℃/分の速度で冷却し、240℃から100℃までの平均線熱膨張係数(CTE)を求めることにより評価した。
[Measurement of linear thermal expansion coefficient]
The coefficient of linear thermal expansion was determined by using a thermomechanical analyzer (manufactured by Seiko Instruments Inc.), raising the temperature of the sample to 250 ° C., holding the sample at that temperature for 10 minutes, and then cooling at a rate of 5 ° C./min. To an average linear thermal expansion coefficient (CTE) from 100 ° C to 100 ° C.
[ガラス転移温度(Tg)の測定]
ガラス転移温度は、粘弾性アナライザ(レオメトリックサイエンスエフィー株式会社製RSA−II)を使って、10mm幅のサンプルを用いて、1Hzの振動を与えながら、室温から400℃まで10℃/分の速度で昇温した際の、損失正接(Tanδ)の極大から求めた。
[Measurement of glass transition temperature (Tg)]
The glass transition temperature was measured at a rate of 10 ° C./min from room temperature to 400 ° C. while applying a 1 Hz vibration using a 10 mm wide sample using a viscoelasticity analyzer (RSA-II manufactured by Rheometric Science Effy Co., Ltd.). It was determined from the maximum loss tangent (Tan δ) when the temperature was raised at.
[透湿度の測定]
透湿度は、JIS Z0208に準拠したカップ法により測定した。透過面積2.826×10−3 m2のアルミニウム製の透湿カップに吸湿剤/塩化カルシウム(無水)を封入し、40℃、90RH%の試験条件下で24時間毎の秤量操作を繰り返し、カップの質量増加を水蒸気の透過量として評価した。
[Measurement of moisture permeability]
The moisture permeability was measured by a cup method based on JIS Z0208. Hygroscopic agent / calcium chloride (anhydrous) was enclosed in a moisture-permeable cup made of aluminum with a permeation area of 2.826 × 10 −3 m 2 and repeated weighing operations every 24 hours under the test conditions of 40 ° C. and 90 RH%. The mass increase of the cup was evaluated as the amount of water vapor permeated.
作製例1
255gのDMAcに、DADMB19.11g(0.090モル)および2.92gの1,3−BAB(0.010モル)を容器中で攪拌しながら溶解させた。次に、5.79gのBPDA(0.020モル)および17.17gのPMDA(0.079モル)を加えた。その後、約3時間攪拌を続けて重合反応を行い、固形分濃度15重量%、溶液粘度が200ポイズ[20Pa・s]のポリアミド酸溶液を得た。
Production Example 1
In 255 g of DMAc, 19.11 g (0.090 mol) of DADMB and 2.92 g of 1,3-BAB (0.010 mol) were dissolved in a vessel with stirring. Next, 5.79 g BPDA (0.020 mol) and 17.17 g PMDA (0.079 mol) were added. Thereafter, the polymerization reaction was continued for about 3 hours to obtain a polyamic acid solution having a solid concentration of 15% by weight and a solution viscosity of 200 poise [20 Pa · s].
実施例1
支持基材として、厚さ25μmのポリイミドフィルム(ユーピレックスS;商品名、宇部興産社製、純水の接触角74.8°、CTE12×10−6/K、Tg336℃、透湿度1.7g/m2・24hr)を用い、加熱炉にて360℃の温度で5分間熱処理した。このとき、支持基材の表面の純水の接触角は80°以上であった。
Example 1
As a supporting substrate, a polyimide film having a thickness of 25 μm (Upilex S; trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd., pure water contact angle 74.8 °, CTE 12 × 10 −6 / K, Tg 336 ° C., moisture permeability 1.7 g / m 2 · 24 hr) and heat-treated at a temperature of 360 ° C. for 5 minutes in a heating furnace. At this time, the contact angle of pure water on the surface of the support substrate was 80 ° or more.
次に、支持基材の片側の面に、作製例1で得たポリアミド酸溶液を均一に塗布し、100℃以下の温度で加熱乾燥して過剰な溶剤分を除去した。次に、最高温度360℃の加熱炉で10分間熱処理を行い、イミド化を完結させた後、常温まで冷却し、支持基材より剥離することで厚み4μmのポリイミドフィルムを得た。この1サイクル目において、支持基材からのポリイミドフィルムの剥離強度は10N/m以下であり、剥離が容易であった。得られたフィルムには、皺、割れ、裂け等の外観上の不良は認められなかった。 Next, the polyamic acid solution obtained in Production Example 1 was uniformly applied to one side of the support substrate, and was dried by heating at a temperature of 100 ° C. or lower to remove excess solvent. Next, heat treatment was performed for 10 minutes in a heating furnace having a maximum temperature of 360 ° C. to complete imidization, followed by cooling to room temperature and peeling from the support substrate to obtain a polyimide film having a thickness of 4 μm. In this first cycle, the peel strength of the polyimide film from the supporting substrate was 10 N / m or less, and peeling was easy. In the obtained film, no defects in appearance such as wrinkles, cracks and tears were observed.
ポリイミドフィルムを剥離した後の支持基材の表面の純水の接触角は69.9°まで低下していた。この使用済みの支持基材に対し、加熱炉で360℃、5分間の熱処理を行ったところ、純水の接触角は82.5°まで回復した。この支持基材を使用して、上記と同様の条件で2サイクル目のポリイミドフィルムの成膜を行ったところ、1サイクル目の成膜時と同様に、ポリイミドフィルムと支持基材との剥離性を良好に維持しながら厚さ4μmのポリイミドフィルムを製造することができた。このときの支持基材からのポリイミドフィルムの剥離強度は1サイクル目と同様に10N/m以下で剥離が容易であった。得られたフィルムには皺、割れ、裂け等の外観上の不良は認められなかった。 The contact angle of pure water on the surface of the support substrate after peeling the polyimide film was reduced to 69.9 °. When this used support base material was heat-treated at 360 ° C. for 5 minutes in a heating furnace, the contact angle of pure water recovered to 82.5 °. Using this support substrate, the second cycle polyimide film was formed under the same conditions as described above, and the peelability between the polyimide film and the support substrate was the same as during the first cycle film formation. A polyimide film having a thickness of 4 μm was able to be produced while maintaining a good temperature. The peeling strength of the polyimide film from the supporting substrate at this time was 10 N / m or less as in the first cycle, and peeling was easy. No defects in appearance such as wrinkles, cracks and tears were observed in the obtained film.
さらに、上記の手順を繰り返すことによって、支持基材からのポリイミドフィルムの剥離強度を10N/m以下に保ち、フィルムの外観も維持した状態で支持基材を10サイクル以上再利用することが可能であった。以上の結果を表1に示した。 Furthermore, by repeating the above procedure, it is possible to reuse the support substrate for 10 cycles or more while maintaining the peel strength of the polyimide film from the support substrate at 10 N / m or less and maintaining the appearance of the film. there were. The above results are shown in Table 1.
実施例2
支持基材として、厚さ75μmのポリイミドフィルム(ユーピレックスS;商品名、宇部興産社製、純水の接触角74.8°、CTE12×10−6/K、Tg336℃、透湿度0.9g/m2・24hr)を使用した以外は実施例1と同様にしてポリイミドフィルムの成膜を1サイクルのみ行った。結果は表1に示した。
Example 2
As a supporting base material, a polyimide film having a thickness of 75 μm (Upilex S; trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd., pure water contact angle 74.8 °, CTE 12 × 10 −6 / K, Tg 336 ° C., moisture permeability 0.9 g / A polyimide film was formed only for one cycle in the same manner as in Example 1 except that m 2 · 24 hr) was used. The results are shown in Table 1.
実施例3
支持基材として、厚さ38μmのポリイミドフィルム(カプトンEN;商品名、東レ・デュポン社製、純水の接触角70.4°、CTE16×10−6/K、Tg364℃、透湿度17g/m2・24hr)を使用した以外は実施例1と同様にしてポリイミドフィルムの成膜を1サイクルのみ行った。結果は表1に示した。
Example 3
As a supporting substrate, a polyimide film with a thickness of 38 μm (Kapton EN; trade name, manufactured by Toray DuPont, pure water contact angle 70.4 °, CTE 16 × 10 −6 / K, Tg 364 ° C., moisture permeability 17 g / m The film formation of the polyimide film was carried out for only one cycle in the same manner as in Example 1 except that 2 · 24 hr) was used. The results are shown in Table 1.
実施例4
支持基材として、厚さ25μmのポリイミドフィルム(カプトンEN;商品名、東レ・デュポン社製、純水の接触角74.0°、CTE16×10−6/K、Tg364℃、透湿度22g/m2・24hr)を使用するとともに、1サイクル目終了後に支持基材を再利用するための熱処理を420℃、10分間かけて実施した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドフィルムの成膜を行った。結果は表1に示した。
Example 4
A polyimide film (Kapton EN; trade name, manufactured by Toray DuPont Co., Ltd., pure water contact angle 74.0 °, CTE 16 × 10 −6 / K, Tg 364 ° C., moisture permeability 22 g / m) 2 · 24 hr), and a polyimide film was formed in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment for reusing the support substrate was performed at 420 ° C. for 10 minutes after the end of the first cycle. went. The results are shown in Table 1.
実施例5
支持基材として、厚さ75μmのポリイミドフィルム(カプトンH;商品名、東レ・デュポン社製、純水の接触角76.6°、CTE16×10−6/K、Tg411℃、透湿度27g/m2・24hr)を使用するとともに、1サイクル目終了後に支持基材を再利用するための熱処理を420℃、10分間かけて実施した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドフィルムの成膜を行った。結果は表1に示した。
Example 5
As a supporting substrate, a polyimide film having a thickness of 75 μm (Kapton H; trade name, manufactured by Toray DuPont, pure water contact angle 76.6 °, CTE 16 × 10 −6 / K, Tg 411 ° C., moisture permeability 27 g / m) 2 · 24 hr), and a polyimide film was formed in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment for reusing the support substrate was performed at 420 ° C. for 10 minutes after the end of the first cycle. went. The results are shown in Table 1.
実施例6
支持基材として、厚さ25μmのポリイミドフィルム(カプトンV;商品名、東レ・デュポン社製、純水の接触角45°、CTE16×10−6/K、Tg410℃、透湿度84g/m2・24hr)を使用するとともに、1サイクル目終了後に支持基材を再利用するための熱処理を420℃、10分間かけて実施した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドフィルムの成膜を行った。結果は表1に示した。
Example 6
As a supporting substrate, a 25 μm-thick polyimide film (Kapton V; trade name, manufactured by Toray DuPont, pure water contact angle 45 °, CTE 16 × 10 −6 / K, Tg 410 ° C., moisture permeability 84 g / m 2. 24 hr), and a polyimide film was formed in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment for reusing the supporting substrate after completion of the first cycle was performed at 420 ° C. for 10 minutes. . The results are shown in Table 1.
実施例7
支持基材として、厚さ25μmのポリイミドフィルム(アピカルNPI;商品名、カネカ社製、純水の接触角63.2°、CTE18×10−6/K、Tg400℃以下、透湿度66g/m2・24hr)を使用するとともに、1サイクル目終了後に支持基材を再利用するための熱処理を420℃、10分間かけて実施した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドフィルムの成膜を行った。結果は表1に示した。
Example 7
As a supporting substrate, a polyimide film having a thickness of 25 μm (Apical NPI; trade name, manufactured by Kaneka Corporation, contact angle of pure water 63.2 °, CTE 18 × 10 −6 / K, Tg 400 ° C. or less, moisture permeability 66 g / m 2 -24 hr) and after the first cycle, a polyimide film was formed in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment for reusing the support substrate was performed at 420 ° C for 10 minutes. It was. The results are shown in Table 1.
比較例1
ポリアミド酸溶液の塗工前に支持基材の熱処理を行わなかった点以外は、実施例6と同様にして1サイクル目を実施し、厚さ4μmのポリイミドフィルムを得た。支持基材からポリイミドフィルムを剥離する際の剥離強度は15N/mを超え、得られたフィルムには、皺、割れ、裂け等の外観上の不良が認められた。
Comparative Example 1
Except that the support substrate was not heat-treated before application of the polyamic acid solution, the first cycle was carried out in the same manner as in Example 6 to obtain a polyimide film having a thickness of 4 μm. The peel strength when peeling the polyimide film from the support substrate exceeded 15 N / m, and defects in appearance such as wrinkles, cracks and tears were observed in the obtained film.
比較例2
ポリアミド酸溶液の塗工前に支持基材の熱処理を行わなかった点以外は、実施例7と同様にして1サイクル目を実施し、厚さ4μmのポリイミドフィルムを得た。支持基材からポリイミドフィルムを剥離する際の剥離強度は15N/mを超え、得られたフィルムには、皺、割れ、裂け等の外観上の不良が認められた。
Comparative Example 2
The first cycle was carried out in the same manner as in Example 7 except that the supporting substrate was not heat-treated before application of the polyamic acid solution, thereby obtaining a polyimide film having a thickness of 4 μm. The peel strength when peeling the polyimide film from the support substrate exceeded 15 N / m, and defects in appearance such as wrinkles, cracks and tears were observed in the obtained film.
表1の結果から、ポリアミド酸溶液の塗工前に支持基材に熱処理(工程a)を施した実施例1〜7では、支持基材の厚みや初期の接触角に関わりなく、いずれも優れた剥離性を示した。一方、支持基材に工程aの熱処理を実施しなかった比較例1、2では、剥離強度は15N/mを超え、実用上不適であった。 From the results in Table 1, in Examples 1 to 7 in which the support substrate was subjected to heat treatment (step a) before application of the polyamic acid solution, both were excellent regardless of the thickness of the support substrate and the initial contact angle. Showed good peelability. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 where the support substrate was not subjected to the heat treatment in step a, the peel strength exceeded 15 N / m, which was unsuitable for practical use.
また、実施例1、4〜7では、使用済みの支持基材について、工程aの熱処理を行うことによってポリイミドフィルムとの剥離性が良好な表面状態に回復し、複数サイクルの繰り返し使用が可能であった。 In Examples 1 and 4 to 7, the used support base material is recovered to a surface state having good peelability from the polyimide film by performing the heat treatment in step a, and can be used repeatedly for a plurality of cycles. there were.
参考例1
実施例1において、1サイクル目で使用済みの支持基材を、熱処理を行わずにそのまま使用して、2サイクル目の成膜を実施した。なお、ポリイミドフィルムを剥離した後の支持基材の表面の純水の接触角は69.9°まで低下していた。その結果、支持基材からのポリイミドフィルムの剥離強度が20N/m以上に増加してしまい、剥離の際にフィルムに裂けが生じたとともに、剥離したフィルムに塑性変形による強いカールが発生した。
Reference example 1
In Example 1, the support substrate that had been used in the first cycle was used as it was without heat treatment, and a second cycle of film formation was performed. In addition, the contact angle of the pure water on the surface of the support base material after peeling the polyimide film was reduced to 69.9 °. As a result, the peel strength of the polyimide film from the support substrate increased to 20 N / m or more, and the film was torn during the peeling, and the peeled film was strongly curled due to plastic deformation.
試験例1
支持基材として、厚さ25μmのポリイミドフィルム(ユーピレックスS;商品名、宇部興産社製、純水の接触角74.8°、Tg336℃)を使用し、この支持基材の片側の面に、作製例1で得たポリアミド酸溶液を均一に塗布し、100℃以下の温度で加熱乾燥して過剰な溶剤分を除去した。次に、最高温度360℃の加熱炉で10分間熱処理を行い、イミド化を完結させた後、常温まで冷却し、支持基材より剥離することで厚み4μmのポリイミドフィルムを得た。次に、使用済みの支持基材に対する熱処理の温度(工程aの第1の温度)と時間を変えて同様の成膜操作を繰り返し行い、支持基材を再利用する時の熱処理条件と、ポリイミドフィルムを剥離する際の剥離強度との関係について調べた。再利用時の熱処理条件は、無処理(熱処理を実施せず)、90℃・60分間、250℃・30分間および360℃・10分間とした。また、2サイクル目からの熱処理工程(工程a)を別途設けず、イミド化時の熱処理により支持基材の回復を行う両面交互塗工についても評価を行った。以上の結果を図3に示した。
Test example 1
As a support substrate, a polyimide film (UPILEX S; trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd., contact angle of pure water 74.8 °, Tg 336 ° C.) with a thickness of 25 μm is used. The polyamic acid solution obtained in Preparation Example 1 was uniformly applied and dried by heating at a temperature of 100 ° C. or lower to remove excess solvent. Next, heat treatment was performed for 10 minutes in a heating furnace having a maximum temperature of 360 ° C. to complete imidization, followed by cooling to room temperature and peeling from the support substrate to obtain a polyimide film having a thickness of 4 μm. Next, the same heat treatment conditions (first temperature of step a) and time for the used support base material are changed, the same film forming operation is repeated, and the heat treatment conditions for reusing the support base material and polyimide The relationship with the peel strength when peeling the film was examined. The heat treatment conditions at the time of reuse were no treatment (no heat treatment was performed), 90 ° C./60 minutes, 250 ° C./30 minutes, and 360 ° C./10 minutes. In addition, the double-sided alternating coating in which the supporting base material was recovered by the heat treatment during imidization without separately providing the heat treatment step (step a) from the second cycle was also evaluated. The above results are shown in FIG.
図3から、無処理、90℃・60分間および250℃・30分間の区分では、2サイクル目で剥離強度が15N/mを超え、実用上支持基材を再利用することが出来なかった。一方、360℃・10分間の熱処理では、5サイクル目でも、剥離強度が10N/m以下であり、支持基材とポリイミドフィルムとの剥離性が良好な状態に維持されていた。また、イミド化時の熱処理を利用する両面交互塗工でも、剥離強度はサイクル数とともに増加するが、およそ3サイクル目までは、実用上問題ない剥離性を示した。以上の結果から、再利用時の熱処理条件としては、時間よりも温度の方がより重要な因子であることが判明した。また、再利用時の熱処理の温度を高く設定するほど、同じ効果を得るための熱処理時間が短くてすむ傾向が明らかとなり、スループットを向上させる上でも、温度条件を適切に設定することが重要であることがわかった。 From FIG. 3, in the sections of no treatment, 90 ° C./60 minutes and 250 ° C./30 minutes, the peel strength exceeded 15 N / m in the second cycle, and the supporting substrate could not be reused practically. On the other hand, in the heat treatment at 360 ° C. for 10 minutes, the peel strength was 10 N / m or less even in the fifth cycle, and the peelability between the support substrate and the polyimide film was maintained in a good state. Also, even with double-sided alternating coating using heat treatment during imidization, the peel strength increased with the number of cycles, but until about the third cycle, the peelability showed no practical problem. From the above results, it has been found that temperature is a more important factor than time as the heat treatment condition during reuse. In addition, the higher the heat treatment temperature during reuse, the shorter the heat treatment time required to achieve the same effect, and it is important to set the temperature conditions appropriately to improve throughput. I found out.
図3の結果を踏まえ、使用済みの支持基材に対する熱処理温度(工程aの第1の温度)を変えて上記と同様の成膜操作を繰り返し行い、再利用時の熱処理温度と剥離強度との関係についてより詳細な試験を行った。再利用時の熱処理温度は、280℃、320℃、360℃とし、いずれも熱処理時間は10分間とした。結果を図4に示した。 Based on the result of FIG. 3, the heat treatment temperature (first temperature of step a) for the used support substrate is changed and the film forming operation similar to the above is repeated, and the heat treatment temperature and peel strength at the time of reuse are determined. More detailed tests were conducted on the relationship. The heat treatment temperature during reuse was 280 ° C., 320 ° C., 360 ° C., and the heat treatment time was 10 minutes. The results are shown in FIG.
図4に示されるように、再利用時の熱処理温度が280℃では、2サイクル目から剥離強度が15N/mを超えたが、320℃、360℃では、3サイクル目までは15N/m以下であり、実用上許容できる剥離強度であった。特に、熱処理温度が360℃では、3サイクル目でも剥離強度は約5N/m程度であり、剥離性に優れていた。 As shown in FIG. 4, when the heat treatment temperature at the time of reuse is 280 ° C., the peel strength exceeded 15 N / m from the second cycle, but at 320 ° C. and 360 ° C., it is 15 N / m or less until the third cycle. It was a practically acceptable peel strength. In particular, when the heat treatment temperature was 360 ° C., the peel strength was about 5 N / m even in the third cycle, and the peelability was excellent.
以上の結果から、支持基材を再利用するためには、300℃以上500℃以下、好ましくは320℃以上450℃以下、より好ましくは350℃以上420℃以下の温度で熱処理を行うことが効果的であり、特に、支持基材を構成するポリイミド樹脂のTg以上の温度まで加熱することが好ましいことが判明した。Tg以上の温度まで加熱することによって、支持基材を再利用できるサイクル数を増加させることが可能であった。 From the above results, in order to reuse the supporting substrate, it is effective to perform heat treatment at a temperature of 300 ° C. to 500 ° C., preferably 320 ° C. to 450 ° C., more preferably 350 ° C. to 420 ° C. In particular, it has been found that it is preferable to heat to a temperature equal to or higher than the Tg of the polyimide resin constituting the support substrate. By heating to a temperature equal to or higher than Tg, it was possible to increase the number of cycles in which the support substrate can be reused.
以上、本発明の実施の形態を述べたが、本発明は上記実施の形態に制約されることはなく種々の変形が可能であり、そのような変形は本発明の範囲に含まれるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible, and such modifications are included in the scope of the present invention. .
1…支持基材、3…ポリアミド酸層、5…ポリイミドフィルム層、7…ポリイミドフィルム
DESCRIPTION OF
Claims (4)
a)ポリイミド樹脂表面を有する支持基材を、300℃以上500℃以下の範囲内の第1の温度で熱処理する工程、
b)熱処理後の前記支持基材の前記ポリイミド樹脂表面の上に、ポリアミド酸溶液を塗布・乾燥し、ポリアミド酸層を形成する工程、
c)前記ポリアミド酸層を第2の温度で熱処理することによってイミド化し、前記支持基材の上にポリイミドフィルムを積層形成する工程、および、
d)前記ポリイミドフィルムを前記支持基材から剥離する工程、
を備えることを特徴とするポリイミドフィルムの製造方法。 A method for producing a polyimide film,
a) heat-treating a supporting substrate having a polyimide resin surface at a first temperature within a range of 300 ° C. or more and 500 ° C. or less;
b) A step of applying a polyamic acid solution on the surface of the polyimide resin of the supporting substrate after the heat treatment and drying to form a polyamic acid layer;
c) imidization by heat-treating the polyamic acid layer at a second temperature, and laminating a polyimide film on the support substrate; and
d) peeling the polyimide film from the support substrate;
The manufacturing method of the polyimide film characterized by comprising.
a)表側と裏側の両面にポリイミド樹脂表面を有する支持基材を、300℃以上500℃以下の範囲内の第1の温度で熱処理する工程、
b)熱処理後の前記支持基材の片方の面に、ポリアミド酸溶液を塗布・乾燥し、ポリアミド酸層を形成する工程、
c)前記ポリアミド酸層を第2の温度で熱処理することによってイミド化し、前記支持基材の上にポリイミドフィルムを積層形成する工程、および、
d)前記ポリイミドフィルムを前記支持基材から剥離する工程、
を備え、
前記工程dの後、前記工程bから工程dを一つのサイクルとしてさらに1サイクル以上を行うとともに、直前のサイクルの前記工程dで前記ポリイミドフィルムを剥離した側の面とは反対側の前記支持基材の面を使用して、次のサイクルの工程bを行うことを特徴とするポリイミドフィルムの製造方法。 A method for producing a polyimide film,
a) a step of heat-treating a supporting base material having a polyimide resin surface on both the front side and the back side at a first temperature within a range of 300 ° C. or higher and 500 ° C. or lower;
b) a step of applying a polyamic acid solution to one side of the support substrate after the heat treatment and drying to form a polyamic acid layer;
c) imidization by heat-treating the polyamic acid layer at a second temperature, and laminating a polyimide film on the support substrate; and
d) peeling the polyimide film from the support substrate;
With
After the step d, the step b to step d are performed as one cycle, and further one cycle or more is performed, and the support base on the side opposite to the surface on which the polyimide film is peeled off in the step d of the immediately preceding cycle is performed. The manufacturing method of the polyimide film characterized by performing the process b of the following cycle using the surface of a material.
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