JP2014111788A - ポリイミドフィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】製膜幅が1.5m以上であって、フィルムの機械搬送方向(MD)と垂直方向の直線上に製膜幅両端から150mm内側に入った両2点を選び、該2点を結ぶ直線の範囲内で、該2点を含む直線上の中央部±200mmの1点と、さらに任意の5点を選び、少なくともこれらの8点のすべてにおいて、幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDが3〜7ppm/℃の範囲内にあることを特徴とするポリイミドフィルム。
【選択図】なし
Description
[1]製膜幅が1m以上であって、フィルムの機械搬送方向(MD)と垂直方向の直線上に製膜幅両端から150mm内側に入った両2点を選び、該2点を結ぶ直線の範囲内で、該2点を含む直線上の中央部±200mmの1点と、さらに任意の2点を選び、少なくともこれらの5点のすべてにおいて、幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDが3〜7ppm/℃の範囲内にあることを特徴とするポリイミドフィルム、
[2]幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDが4〜6ppm/℃の範囲内にあることを特徴とする前記[1]記載のポリイミドフィルム、
[3]製膜幅が1.5m以上であって、フィルムの機械搬送方向(MD)と垂直方向の直線上に製膜幅両端から150mm内側に入った両2点を選び、該2点を結ぶ直線の範囲内で、該2点を含む直線上の中央部±150mmの1点と、さらに任意の5点を選び、少なくともこれらの8点のすべてにおいて、幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDが3〜7ppm/℃の範囲内にあることを特徴とするポリイミドフィルム、
[4]幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDが4〜6ppm/℃の範囲内にあることを特徴とする前記[3]記載のポリイミドフィルム、
[5]製膜幅が2m以上であって、フィルムの機械搬送方向(MD)と垂直方向の直線上に製膜幅両端から150mm内側に入った両2点を選び、該2点を結ぶ直線の範囲内で、該2点を含む直線上の中央部±100mmの1点と、さらに任意の8点を選び、少なくともこれらの11点のすべてにおいて、幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDが3〜7ppm/℃の範囲内にあることを特徴とするポリイミドフィルム、
[6]幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDが4〜6ppm/℃の範囲内にあることを特徴とする前記[5]記載のポリイミドフィルム、
[7]フィルムの機械搬送方向(MD)の線熱膨張係数αMDと幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDの比(αMD/αTD)が1.8以上4.0未満であることを特徴とする前記[1]〜[6]のいずれかに記載のポリイミドフィルム、
[8]フィルムの機械搬送方向(MD)の線熱膨張係数αMDと幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDの比(αMD/αTD)が2.0以上3.0未満であることを特徴とする前記[7]記載のポリイミドフィルム、
[9]ポリイミドフィルムがフィルムの機械搬送方向(MD)と幅方向(TD)の2軸延伸処理により延伸されており、MDの延伸が2段階延伸であることを特徴とする前記[1]〜[8]のいずれかに記載のポリイミドフィルム、
[10]MDの2段階延伸において、MDの総延伸倍率に対する第1段階目の延伸倍率の割合が、40%以上であることを特徴とする前記[9]記載のポリイミドフィルム、
[11]TDの延伸倍率がMDの総延伸倍率の1.10倍以上1.50倍以下であることを特徴とする前記[9]又は[10]に記載のポリイミドフィルム、
[12]ポリイミドフィルムが、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル及び/又は3,4’−ジアミノジフェニルエーテルとパラフェニレンジアミンとのモル比が69/31〜90/10である芳香族ジアミン成分と、ピロメリット酸二無水物と3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とのモル比が80/20〜60/40である酸無水物成分とからなるポリアミド酸から製造される、又はパラフェニレンジアミンである芳香族ジアミン成分と、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物である酸無水物成分とからなり、芳香族ジアミン成分と酸無水物成分とのモル比が40/60〜60/40であるポリアミド酸から製造されることを特徴とする前記[1]〜[11]のいずれかに記載のポリイミドフィルム、
[13]全粒子の粒子径が0.01μm以上1.5μm以下であって、0.10μm以上0.90μm以下の粒子径を有する粒子が全粒子中80体積%以上を占める微細シリカをフィルム樹脂重量当たり0.30重量%以上0.80重量%以下の割合でフィルムに均一に分散されていることを特徴とする前記[1]〜[12]のいずれかに記載のポリイミドフィルム、
[14](1)芳香族ジアミン成分と酸無水物成分とを有機溶媒中で重合させ、ポリアミド酸溶液を得る工程、(2)前記ポリアミド酸溶液を環化反応させてゲルフィルムを得る工程、(3)前記工程(2)で得られたゲルフィルムを、MDの延伸が2段階延伸であり、かつTDの延伸倍率がMDの総延伸倍率の1.10倍以上1.50倍以下であるMDとTDの2軸延伸処理する工程を含むポリイミドフィルムの製造方法、
[15]MDの2段階延伸において、MDの総延伸倍率に対する第1段階目の延伸倍率の割合が、40%以上であることを特徴とする前記[14]記載の製造方法、
[16](1)芳香族ジアミン成分と酸無水物成分とを有機溶媒中で重合させ、ポリアミド酸溶液を得る工程、(2)前記ポリアミド酸溶液を環化反応させてゲルフィルムを得る工程、(3)前記工程(2)で得られたゲルフィルムを、MDの延伸が3段階延伸であり、かつTDの延伸倍率がMDの総延伸倍率の1.10倍以上1.50倍以下であるMDとTDの2軸延伸処理する工程を含むことを特徴とするポリイミドフィルムの製造方法、
[17]MDの3段階延伸において、MDの総延伸倍率に対する第1段階目の延伸倍率の割合が、40%以上であることを特徴とする前記[16]記載の製造方法、及び
[18]MDの3段階延伸において、MDの総延伸倍率に対する第2段階目の延伸倍率の割合が、5%以上であることを特徴とする前記[16]又は[17]記載の製造方法、
に関する。
1st昇温:室温→300℃(昇温速度10℃/分)
降温 :300℃→35℃(降温速度5℃/分)
2nd昇温:35℃→220℃(昇温速度10℃/分)
延伸倍率1.1倍というのは基本長(延伸前の長さ)1に対して0.1倍延ばした状態である。したがって、延伸倍率から1を引いて算出する。
MDの総延伸倍率は、特に限定されないが、1.04倍以上1.4倍以下が好ましく、1.05倍以上1.3倍以下がより好ましい。MDの延伸温度は、特に限定されないが、60〜100℃程度が好ましく、65℃〜90℃程度がより好ましい。MDの延伸速度は、目的とする線熱膨張係数が得られる条件を適宜選択すればよく、特に限定されないが、2段階延伸を行う場合、該2段階延伸の第1段階目の延伸速度は、1%/分〜20%/分程度が好ましく、2%/分〜10%/分程度がより好ましい。該2段階延伸の第2段階目の延伸速度は、1%/分〜20%/分程度が好ましく、2%/分〜10%/分程度がより好ましい。MDへの2段階延伸において、各段階の延伸時間は、特に限定されないが、5秒〜5分程度であり、10秒〜3分が好ましい。前記した縦延伸のパターンとしては、延伸倍率1から前記延伸倍率まで、一気に延伸する方法、逐次に延伸する方法、少しずつ不定率な倍率で延伸する方法、少しずつ定率な倍率で延伸する方法、又はこれらを複数組合せた方法等を挙げることが出来、特に少しずつ定率な倍率で延伸する方法が好ましい。
(1)線熱膨張係数
下記実施例1〜6及び比較例1によって得られたフィルムを用いて(製膜幅:2.2m)、図2に示される位置(12箇所)にて幅5mm×長さ10mmのサイズのサンプルを採取し、島津製作所製TMA−50を使用し、各サンプルを下記条件で加熱した。また、比較例2(製膜幅:1.85m)のみ図3に示される位置(10箇所)にて5mm×長さ10mmのサイズのサンプルを採取して、下記条件で加熱した。
1st昇温:室温→300℃(昇温速度10℃/分)
降温 :300℃→35℃(降温速度5℃/分)
2nd昇温:35℃→220℃(昇温速度10℃/分)
線熱膨張係数の解析は、2nd昇温での温度範囲:50〜200℃の条件で行った。
堀場製作所のレーザー回析/散乱式粒度分布測定装置LA−910を用い、極性溶媒に分散させた試料を測定、解析した結果から、粒子径範囲、平均粒子径及び粒子径0.15〜0.60μmの全粒子中に対する占有率(実施例6以外)又は粒子径0.15〜0.25μmの全粒子中に対する占有率(実施例6)を読み取った。
ピロメリット酸二無水物(分子量218.12)/3,3’,4、4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22)/4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24)/パラフェニレンジアミン(分子量108.14)を、モル比で75/25/71/29の割合で用意し、DMAc(N,N−ジメチルアセトアミド)中20重量%溶液にして重合し、3500poiseのポリアミド酸溶液を得た。
ピロメリット酸二無水物(分子量218.12)/3,3’,4、4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22)/4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24)/パラフェニレンジアミン(分子量108.14)を、モル比で80/20/75/25の割合で用意し、DMAc(N,N−ジメチルアセトアミド)中20重量%溶液にして重合し、3500poiseのポリアミド酸溶液を得た。
ピロメリット酸二無水物(分子量218.12)/3,3’,4、4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22)/4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24)/パラフェニレンジアミン(分子量108.14)を、モル比で75/25/69/31の割合で用意し、DMAc(N,N−ジメチルアセトアミド)中20重量%溶液にして重合し、3500poiseのポリアミド酸溶液を得た。
ピロメリット酸二無水物(分子量218.12)/3,3’,4、4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22)/3,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24)/パラフェニレンジアミン(分子量108.14)を、モル比で75/25/80/20の割合で用意し、DMAc(N,N−ジメチルアセトアミド)中20重量%溶液にして重合し、3500poiseのポリアミド酸溶液を得た。
3,3’,4、4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22)/パラフェニレンジアミン(分子量108.14)を、モル比で1/1の割合で用意し、DMAc(N,N−ジメチルアセトアミド)中20重量%溶液にして重合し、3500poiseのポリアミド酸溶液を得た。
ピロメリット酸二無水物(分子量218.12)/3,3’,4、4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22)/4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24)/パラフェニレンジアミン(分子量108.14)を、モル比で75/25/66/34の割合で用意し、DMAc(N,N−ジメチルアセトアミド)中20重量%溶液にして重合し、3500poiseのポリアミド酸溶液を得た。
レーザー回析/散乱式粒度分布測定装置LA−910(堀場製作所製)にて測定した全粒子の粒子径が0.01μm以上1.5μm以下に収まっており、(体積平均粒子径)が平均粒子径0.42μmであり、粒度分布(体積基準)に関して、粒子径0.15〜0.60μmの粒子が全粒子中89.9体積%を占めるシリカのN,N−ジメチルアセトアミドスラリーを、合成例1で得たポリアミド酸溶液に樹脂重量当たり0.4重量%添加し、十分攪拌、分散させた。このポリアミド酸溶液に無水酢酸(分子量102.09)とβ−ピコリンを、ポリアミド酸溶液に対しそれぞれ17重量%、17重量%の割合で混合、攪拌した。得られた混合物を、T型スリットダイより回転する75℃のステンレス製ドラム上にキャストし、残揮発成分が55重量%、厚み約0.05mmの自己支持性を有するゲルフィルムを得た。このゲルフィルムをドラムから引き剥がし、2組のニップロールを経て搬送した。その際、ステンレス製ドラム(R1)、最初のニップロール(R2)、2番目のニップロール(R3)それぞれの回転速度を変えることで縦延伸を2段階で行い、それぞれの延伸率が表1になるように65℃で縦延伸を行った。縦延伸後両端を把持し、加熱炉にて250℃×50秒、400℃×75秒処理し、幅2.2m、厚さ38μmのポリイミドフィルムを得た。横延伸は溶媒を除去する加熱炉を通過時(250℃×50秒)に最大になるように設定した。前記した加熱炉通過時の延伸倍率を最大延伸率とし、加熱炉通過後は、横延伸倍率は低下していく。横延伸率は最大横延伸率のフィルム幅をドラム引き剥がし後のゲルフィルム幅で割った値として求めた。横延伸率を表1に示す。得られたポリイミドフィルムについて、図2に示す12点で線熱膨張係数を測定した。測定結果を表1に示す。
使用したポリアミド酸溶液、縦延伸率、横延伸率をそれぞれ表1のように設定した以外は、実施例1と同様にして得られた38μm厚みの各ポリイミドフィルムについて、図2に示す12点で線熱膨張係数を測定した。測定結果を表1に示す。
全粒子の粒子径が0.01μm以上1.5μm以下に収まっており、平均粒子径0.20μm、粒子径0.15〜0.25μmの粒子が全粒子中95.0体積%のシリカのN,N−ジメチルアセトアミドスラリーを、合成例1で得たポリアミド酸溶液に樹脂重量当たり0.4重量%添加し、十分攪拌、分散させた。以降は実施例1と同様にして得られた38μm厚みのポリイミドフィルムについて、図2に示す12点で線熱膨張係数を測定した。測定結果を表1に示す。
残揮発成分が55重量%、厚み約0.05mmの自己支持性を有するゲルフィルムを得るところまでは、実施例1と同様にして実施し、このゲルフィルムをドラムから引き剥がした後、最初のニップロール(R2)は使用せず、ステンレス製ドラム(R1)と2番目のニップロール(R3)のみによって1段階で縦延伸率が表2になるように65℃で縦延伸を行った。縦延伸後両端を把持し、加熱炉にて250℃×50秒、400℃×75秒処理し、幅2.2m、厚さ38μmのポリイミドフィルムを得た。横延伸は溶媒を除去する加熱炉を通過時(250℃×50秒)に最大になるよう設定し、横延伸率は最大横延伸率のフィルム幅をドラム引き剥がし後のゲルフィルム幅で割った値で求めた。横延伸率を表2に示す。得られたポリイミドフィルムについて図2に示す12点で線熱膨張係数を測定した。測定結果を表2に示す。
合成例6のポリアミド酸溶液を使用して、縦延伸率、横延伸率をそれぞれ表2のように設定した以外は、実施例1と同様にして得られた38μm厚みのポリイミドフィルムについて、線熱膨張係数を測定した。結果を表2に示す。なお、合成例6から得られたポリアミド酸は剛性が高く、合成例1〜5を用いたポリアミド酸と同等の横延伸を実施することができず、得られたフィルムの幅は1.85mと狭くなったため、比較例2のみ図3に示す10点でそれぞれ線熱膨張係数を測定した。結果を表2に示す。
b 製膜幅端から150mm内側に入った点
b’ 製膜幅端から150mm内側に入った点
c 製膜幅の中央部±200mmの点
d bとb’を結ぶ直線上の任意の点
d’ bとb’を結ぶ直線上の任意の点
e ポリイミドフィルム
Claims (18)
- 製膜幅が1m以上であって、フィルムの機械搬送方向(MD)と垂直方向の直線上に製膜幅両端から150mm内側に入った両2点を選び、該2点を結ぶ直線の範囲内で、該2点を含む直線上の中央部±200mmの1点と、さらに任意の2点を選び、少なくともこれらの5点のすべてにおいて、幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDが3〜7ppm/℃の範囲内にあることを特徴とするポリイミドフィルム。
- 幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDが4〜6ppm/℃の範囲内にあることを特徴とする請求項1記載のポリイミドフィルム。
- 製膜幅が1.5m以上であって、フィルムの機械搬送方向(MD)と垂直方向の直線上に製膜幅両端から150mm内側に入った両2点を選び、該2点を結ぶ直線の範囲内で、該2点を含む直線上の中央部±150mmの1点と、さらに任意の5点を選び、少なくともこれらの8点のすべてにおいて、幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDが3〜7ppm/℃の範囲内にあることを特徴とするポリイミドフィルム。
- 幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDが4〜6ppm/℃の範囲内にあることを特徴とする請求項3記載のポリイミドフィルム。
- 製膜幅が2m以上であって、フィルムの機械搬送方向(MD)と垂直方向の直線上に製膜幅両端から150mm内側に入った両2点を選び、該2点を結ぶ直線の範囲内で、該2点を含む直線上の中央部±100mmの1点と、さらに任意の8点を選び、少なくともこれらの11点のすべてにおいて、幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDが3〜7ppm/℃の範囲内にあることを特徴とするポリイミドフィルム。
- 幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDが4〜6ppm/℃の範囲内にあることを特徴とする請求項5記載のポリイミドフィルム。
- フィルムの機械搬送方向(MD)の線熱膨張係数αMDと幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDの比(αMD/αTD)が1.8以上4.0未満であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のポリイミドフィルム。
- フィルムの機械搬送方向(MD)の線熱膨張係数αMDと幅方向(TD)の線熱膨張係数αTDの比(αMD/αTD)が2.0以上3.0未満であることを特徴とする請求項7記載のポリイミドフィルム。
- ポリイミドフィルムがフィルムの機械搬送方向(MD)と幅方向(TD)の2軸延伸処理により延伸されており、MDの延伸が2段階延伸であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のポリイミドフィルム。
- MDの2段階延伸において、MDの総延伸倍率に対する第1段階目の延伸倍率の割合が、40%以上であることを特徴とする請求項9記載のポリイミドフィルム。
- TDの延伸倍率がMDの総延伸倍率の1.10倍以上1.50倍以下であることを特徴とする請求項9又は10に記載のポリイミドフィルム。
- ポリイミドフィルムが、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル及び/又は3,4’−ジアミノジフェニルエーテルとパラフェニレンジアミンとのモル比が69/31〜90/10である芳香族ジアミン成分と、ピロメリット酸二無水物と3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とのモル比が80/20〜60/40である酸無水物成分とからなるポリアミド酸から製造される、又はパラフェニレンジアミンである芳香族ジアミン成分と、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物である酸無水物成分とからなり、芳香族ジアミン成分と酸無水物成分とのモル比が40/60〜60/40であるポリアミド酸から製造されることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のポリイミドフィルム。
- 全粒子の粒子径が0.01μm以上1.5μm以下であって、0.10μm以上0.90μm以下の粒子径を有する粒子が全粒子中80体積%以上を占める微細シリカをフィルム樹脂重量当たり0.30重量%以上0.80重量%以下の割合でフィルムに均一に分散されていることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載のポリイミドフィルム。
- (1)芳香族ジアミン成分と酸無水物成分とを有機溶媒中で重合させ、ポリアミド酸溶液を得る工程、(2)前記ポリアミド酸溶液を環化反応させてゲルフィルムを得る工程、(3)前記工程(2)で得られたゲルフィルムを、MDの延伸が2段階延伸であり、かつTDの延伸倍率がMDの総延伸倍率の1.10倍以上1.50倍以下であるMDとTDの2軸延伸処理する工程を含むことを特徴とするポリイミドフィルムの製造方法。
- MDの2段階延伸において、MDの総延伸倍率に対する第1段階目の延伸倍率の割合が、40%以上であることを特徴とする請求項14記載の製造方法。
- (1)芳香族ジアミン成分と酸無水物成分とを有機溶媒中で重合させ、ポリアミド酸溶液を得る工程、(2)前記ポリアミド酸溶液を環化反応させてゲルフィルムを得る工程、(3)前記工程(2)で得られたゲルフィルムを、MDの延伸が3段階延伸であり、かつTDの延伸倍率がMDの総延伸倍率の1.10倍以上1.50倍以下であるMDとTDの2軸延伸処理する工程を含むことを特徴とするポリイミドフィルムの製造方法。
- MDの3段階延伸において、MDの総延伸倍率に対する第1段階目の延伸倍率の割合が、40%以上であることを特徴とする請求項16記載の製造方法。
- MDの3段階延伸において、MDの総延伸倍率に対する第2段階目の延伸倍率の割合が、5%以上であることを特徴とする請求項16又は17記載の製造方法。
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