JP2019044157A - 熱可塑性樹脂フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
[I]少なくとも片側の表面(A面)が、下記の方法によってAFM(Atomic Force Microscope)で測定されるスライスレベルの最も大きい値をRtop(nm)とした場合、Rtop(nm)が20nm未満であり、かつRtop(nm)以上の突起高さを有する突起の、突起がRtop(nm)以上である面積の平均(Atop)が5nm2以上1000nm2以下である、熱可塑性樹脂フィルム。
[AFM測定方法]
装置;Digital Insturuments社製 NanoScope3型 SPMコントロールステーション
SPMユニット;原子間力顕微鏡(AFM)
カンチレバー:シリコン単結晶
走査モード:タッピングモード
走査速度:0.8Hz
測定視野:1μm四方
サンプルライン:256
Flatten Auto:オーダー3
サンプル調整:23℃、65%RH、24時間静置
AFM測定環境:23℃、65%RH
上記測定条件によって得られるフィルム表面の画像を、Digital Insturuments社製 NanoScope3型 SPMコントロールステーションに付属の解析ソフトを用い、解析する。得られるフィルム表面の画像から、フィルム表面の基準面が自動的に決定される。該基準面から、突起高さの閾値を1nm、2nm・・・と1nmごとに定め、各閾値で得られる突起個数をカウントし、カウントされる突起個数が初めて0になる閾値から1nm低い閾値をRtop(nm)とする。
[II]前記A面が、Rtop(nm)以上の突起高さを有する突起の、突起がRtop(nm)以上である領域の平均面積Atopと、AFMで測定される1nm以上の突起高さを有する突起の、突起が1nm以上である領域の平均面積A1nmの比率(Atop/A1nm× 100)が、0.01〜20である、[I]に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
[III]前記A面の、Rtopが3nm以上20nm未満である[I]または[II]に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
[IV]前記A面の、1nm以上の突起高さを有する突起の個数が、3.0×108個/mm2以上である、[I]〜[III]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム。
[V]前記A面が、表面硬さが0.5〜5.0GPaである、[I]〜[IV]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム。
[VI]前記A面を構成する層が、実質的に粒子を含有しない[I]〜[V]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム。
<放電処理強度(E値)の求め方>
E=Vp×Ip/(S×Wt)
E:E値(W・min/m2)
Vp:印加電圧(V)
Ip:印加電流(A)
S:処理速度(m/min)
Wt:処理幅(m)
本発明の熱可塑性樹脂フィルムに上記の表面処理を施す場合、表面処理時のフィルムの表面温度を150℃以下にすることが好ましい。更に好ましくは100℃以下、最も好ましくは50℃以下である。表面温度が150℃よりも大きいとフィルムの結晶化が進行し、表面に粗大突起が形成したり、アッシングが進行しない場合がある。一方、フィルムの表面温度が低すぎると、アッシングが起こりにくく、好ましい突起が形成されにくい場合があるため、表面温度は10℃以上、より好ましくは15℃以上、更に好ましくは25℃以上にすることが好ましい。また、表面処理温度は処理面と反対側の面を冷却ロール等で冷却することで調整することができる。
A.AFM(Atomic Force Microscope)による評価
(i)Rtop(nm)
以下の測定方法によって得られるフィルム表面の画像を、付属の解析ソフトを用い、解析する。得られるフィルム表面の画像から、フィルム表面の基準面が自動的に決定される。該基準面から、突起高さの閾値を1nm、2nm・・・と1nmごとに定め、各閾値で得られる突起個数をカウントし、カウントされる突起個数が初めて0になる閾値から1nm低い閾値をRtop(nm)とする。
(ii)Atop(nm2)
付属の解析ソフトにて算出される、閾値Rtop(nm)での突起の平均面積をAtop(nm2)とする。
(iii)Atop/A1nm×100
付属の解析ソフトにて算出される、閾値1nmでの突起の平均面積をA1nm(nm2)とし、Atop/A1nm×100として、算出する。
(iv)1nm以上の突起高さを有する突起の個数(個/mm2)
付属の解析ソフトにて、閾値1nmで得られる突起個数をカウントし、1平方ミリメートルあたりの値に換算して、1nm以上の突起高さを有する突起の個数とする。
[AFM測定方法]
装置;Digital Insturuments社製 NanoScope3型 SPMコントロールステーション
SPMユニット;原子間力顕微鏡(AFM)
カンチレバー:シリコン単結晶
走査モード:タッピングモード
走査速度:0.8Hz
測定視野:1μm四方
サンプルライン:256
Flatten Auto:オーダー3
サンプル調整:23℃、65%RH、24時間静置
AFM測定環境:23℃、65%RH
場所を変えて20回測定し、その平均値を求める。
フィルム幅を12.65mmのテープ状にスリットしたものをテープ走行試験機SFT−700型((株)横浜システム研究所製)を使用し、23℃65%RH雰囲気下にて、フィルムに荷重100gをかけた状態で走行させ、走行後の摩擦係数(μk)を下記の式より求めた。なお、測定するフィルム表面がガイドに接するようにセットし、5回の測定の平均値から求めた。
T1:張力荷重(100gf)
T2:走行中の張力
ガイド径:6mmΦ
ガイド材質:SUS27(表面粗度0.2S)
巻き付け角:90°
走行距離:10cm
走行速度:3.3cm/秒
C.厚み(μm)
フィルム厚みは、ダイヤルゲージを用い、JIS K7130(1992年)A−2法に準じて、フィルムを10枚重ねた状態で任意の5ヶ所について厚さを測定した。その平均値を10で除してフィルム厚みとした。
オルトクロロフェノール100mlに本発明のフィルムを溶解させ(溶液濃度C=1.2g/dl)、その溶液の25℃での粘度を、オストワルド粘度計を用いて測定する。また、同様に溶媒の粘度を測定する。得られた溶液粘度、溶媒粘度を用いて、下記(a)式により、[η](dl/g)を算出し、得られた値でもって固有粘度(IV)とする。
(a)ηsp/C=[η]+K[η]2・C
(ここで、ηsp=(溶液粘度(dl/g)/溶媒粘度(dl/g))―1、Kはハギンス定数(0.343とする)である。)。
サンプルを室温23℃湿度65%の雰囲気中において、24時間放置後、その雰囲気下で接触角計CA−D型(協和界面科学(株)社製)を用い、JIS K6768に基づき、水、エチレングリコール、ホルムアミド、ヨウ化メチレンのフィルムに対する接触角から分散力、極性力、水素結合力の合計として算出する。
MTSシステムズ社製超微小硬度計NanoIndenter DCMを用い、ナノインデンテーション法(連続剛性測定法)により表面硬さを求める。使用圧子はダイヤモンド製三角錐圧子、測定雰囲気は室温・大気中、押し込み深さは10nmとして、30μm四方を、10μm間隔で16点測定し、各点の弾性率を平均した値でA面の表面硬さとする。
本発明のフィルムのA面上に、暗室内にてグラビアコート法にて感光性樹脂層を、塗布厚みが5μmとなるように塗布する。感光性樹脂層として、熱可塑性樹脂としてのメタクリル酸、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、ブチルメタクリレートからなる共重合ポリマーと、感光性材料としてのトリメチロールプロパントリアクリレートおよびポリエチレングリコール(数平均分子量600)ジメタクリレートと、光重合開始剤としてのベンゾフェノンおよびジメチルアミノベンゾフェノンと、安定剤としてのハイドロキノンと、着色剤としてのメチルバイオレットとからなる混合物を用いる。塗布後のフィルムを、300mm×500mmの範囲にて、塗布抜け、あるいは表面転写による塗布欠点を観察し、以下のように評価する。Aが最も良好であり、Dが最も劣る。
B:塗布欠点個数が10〜19個/m2
C:塗布欠点個数が20〜29個/m2
D:塗布欠点個数が30個/m2以上。
G.項で得られた本発明のフィルムと感光性樹脂層からなる積層体を、感光性樹脂層が片面鏡面研磨した6インチSiウエハーに接触するように重ね、ゴム製のローラーを用いてラミネートし、その上に、クロム金属でパターニングされたレチクルを配置し、そのレクチル上からI線(波長365nmにピークをもつ紫外線)ステッパーを用いて露光を行う。続いてレジスト層からポリエステルフィルムを剥離した後、現像液が入った容器にレジスト層つきのSiウエハーを入れ約1分間の現像を行う。その後、現像液から取り出し、水で約1分間の洗浄を行う。現像後に作成されたレジストパターンのL/S(μm)(Line and Space)=10/10μmの30本の状態を走査型電子顕微鏡SEMを用いて約800〜3000倍率で観察し、パターンに欠けのある本数で以下のように評価する。
B;欠けのある本数が5から9本
C;欠けのある本数が10から15本
D;欠けのある本数が16本以上
Aが最も良好であり、Dが最も劣る。
本発明のフィルムのA面に、架橋プライマー層(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製商品名BY24−846)を固形分1重量%に調整した塗布液を塗布/乾燥し、乾燥後の塗布厚みが0.1μmとなるようにグラビアコーターで塗布し、100℃で20秒乾燥硬化する。その後1時間以内に付加反応型シリコーン樹脂(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製商品名LTC750A)100重量部、白金触媒(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製商品名SRX212)2重量部を固形分5重量%に調整した塗布液を、乾燥後の塗布厚みが0.1μmとなるようにグラビアコートで塗布し、120℃で30秒乾燥硬化した後に巻き取り、離型フィルムを得る。
セラミックスラリーとして、チタン酸バリウム(富士チタン工業(株)製商品名HPBT−1)100重量部、ポリビニルブチラール(積水化学(株)製商品名BL−1)10重量部、フタル酸ジブチル5重量部とトルエン−エタノール(重量比30:30)60重量部に、数平均粒径2mmのガラスビーズを加え、ジェットミルにて20時間混合・分散させた後、濾過してペースト状に調整する。得られたセラミックスラリーを、離型フィルムの上に乾燥後の厚みが2μmとなるように、ダイコーターにて塗布し乾燥させ、巻き取り、グリーンシートを得る。上記で巻き取られたグリーンシートを、繰り出し、離型フィルムから剥がさない状態にて目視で観察し、ピンホールの有無や、シート表面および端部の塗布状態を確認する。なお観察する面積は幅300mm、長さ500mmである。離型フィルムの上に成型されたグリーンシートについて、背面から1000ルクスのバックライトユニットで照らしながら、塗布抜けによるピンホールあるいは、離型フィルム背面の表面転写による凹み状態を観察し、以下のように評価する。Aが製造性最も良好であり、Cが最も劣る。
A:ピンホールも凹みも無い。
B:ピンホールは無く、凹みが3個以内認められる
C:ピンホールが有るか、または凹みが4個以上、もしくはその両方が認められる。
本発明のフィルムを15cm角の正方形に切り出し、王子計測機器製MOA−6015を用い、周波数15GHzにてQ値を評価する。フィルムを30°ずつ回転させ、150°までの6点を測定し、6点のQ値の平均を以てフィルムのQ値とする。
PET−1を160℃で2時間減圧乾燥した後、押出機に供給し、溶融押出してフィルターで濾過した後、ダイを介し冷却ロール上に静電印可キャスト法を用いて、25℃に保ったキャスティングドラムに巻き付け冷却固化して未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムを相対する電極とアースロール間に導き、装置中に窒素ガスを導入し、E値が160W・min/m2となる条件で大気圧グロー放電処理を行った。また、その際処理面のフィルム表面温度が30℃となるようにアースロールを冷却した。
処理後の未延伸フィルムを逐次二軸延伸機により長手方向に3.3倍、および幅方向にそれぞれ3.3倍、トータルで10.9倍延伸しその後、定長下235℃で熱処理した。その後、幅方向に弛緩処理を施し、厚み20μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性等を表に示す。加工性、易滑性ともに問題のないフィルムであった。
A層を構成する樹脂、キャストドラム温度、E値、プラズマ処理雰囲気を表の通り変えた以外は、実施例1と同様にして厚み20μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性等を表に示す。
A層を構成する樹脂としてPET−1を用い、B層を構成する樹脂として、PET−1 97重量%とPET−3 3重量%をブレンドした原料を用い、160℃で2時間乾燥した後、それぞれA層を構成する樹脂とB層を構成する樹脂をそれぞれ別の押出機に投入し、合流装置にて積層し、40℃に保ったキャスティングドラム上で積層シートを得た。該積層シートのA層側に、表に記載の通りの条件でプラズマ処理を施し、実施例4と同様に厚さ16μmのフィルムを得た。A層厚みは15.5μm、B層の厚みは0.5μmであった。得られたフィルムの特性を表に示す。実施例と同様、A面の表面特性は特に良好で、加工性、易滑性が良好なフィルムであった。
実施例3と同様の方法で未延伸フィルムを得た後、大気圧グロー放電処理の代わりに、未延伸フィルムにE値が160W・min/m2となる条件で空気雰囲気下にてアーク放電コロナ処理を行った以外は実施例3と同様の方法で二軸配向フィルムを得た。得られたフィルムの特性等を表に示す。加工性、易滑性が良好なフィルムであった。
実施例1と同様の方法で未延伸フィルムを得た後、大気圧グロー放電処理を行わずに逐次二軸延伸機へと導入したこと以外は実施例1と同様の方法で二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性等を表に示す。大気圧グロー放電処理を実施していないため、A面の表面特性に劣り、特にμkが大きく、易滑性に劣るフィルムであった。また、レジスト層塗工性評価、セラミックスグリーンシート製造性評価においては、易滑性に劣るためフィルムを加工することができず、評価することができなかった。
A層を構成する樹脂を表に記載の通りにした以外は、比較例1と同様にしてフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表に示す。大気圧グロー放電処理を実施していないため、A面の表面特性に劣り、特にμkが大きく、易滑性に劣るフィルムであった。また、レジスト層塗工性評価、セラミックスグリーンシート製造性評価においては、易滑性に劣るためフィルムを加工することができず、評価することができなかった。
大気圧グロー放電に代えて、表に記載の強度で紫外線を照射し、実施例1と同様にしてフィルムを得た。処理強度が小さいため、A面の表面特性に劣り、特にμkが大きく、易滑性に劣るフィルムであった。また、レジスト層塗工性評価、セラミックスグリーンシート製造性評価においては、易滑性に劣るためフィルムを加工することができず、評価することができなかった。
大気圧グロー放電に代えて、表に記載の強度で減圧下でグロー放電処理を実施し、実施例1と同様にしてフィルムを得た。処理強度が大きいため、フィルム表面のアッシングが進んだ結果、A面の表面特性に劣り、特にμkが大きく、易滑性に劣るフィルムであった。また、レジスト層塗工性評価、セラミックスグリーンシート製造性評価においては、易滑性に劣るためフィルムを加工することができず、評価することができなかった。
A層を構成する樹脂を表に記載の通りにした以外は、比較例1と同様にしてフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表に示す。粒子を添加しているため、A面の表面特性が劣り、レジスト層塗工性、レジスト評価、セラミックスグリーンシート製造性の劣るフィルムであった。
大気圧グロー放電のE値を表に記載の通りに変えた以外は、実施例1と同様にしてフィルムを得た。処理強度が大きいため、フィルム表面のアッシングが進んだ結果、A面の表面特性に劣り、特にμkが大きく、易滑性に劣るフィルムであった。また、レジスト層塗工性評価、セラミックスグリーンシート製造性評価においては、易滑性に劣るためフィルムを加工することができず、評価することができなかった。
大気圧グロー放電する際のフィルム温度を表に記載の通りとした以外は、実施例1と同様にしてフィルムを得た。フィルム表面温度が大きいため、フィルム表面のアッシングが進行せず、A面の表面特性に劣り、特にμkが大きく、易滑性に劣るフィルムであった。また、レジスト層塗工性評価、セラミックスグリーンシート製造性評価においては、易滑性に劣るためフィルムを加工することができず、評価することができなかった。
延伸・熱処理条件を表に記載の通りとした以外は、実施例1と同様にフィルムを得た。フィルム厚みは16μmであった。延伸倍率をより好ましい範囲としたことで1nm以上の突起高さを有する突起の個数を好ましい範囲とすることができ、加工性、特にレジスト層塗工性、レジスト評価が良好なフィルムであった。
延伸・熱処理条件を表に記載の通りとした以外は、実施例2と同様にフィルムを得た。フィルム厚みは16μmであった。延伸倍率をより好ましい範囲としたことで1nm以上の突起高さを有する突起の個数を好ましい範囲とすることができ、加工性、特にレジスト層塗工性、レジスト評価が良好なフィルムであった。
延伸・熱処理条件を表に記載の通りとした以外は、実施例8と同様にフィルムを得た。フィルム厚みは16μmであった。延伸倍率をより好ましい範囲としたことで1nm以上の突起高さを有する突起の個数を好ましい範囲とすることができ、レジスト評価が良好なフィルムであった。
PET−1を160℃で2時間減圧乾燥した後、押出機Aに供給し、またPET−1 97重量%、MB−C 1重量%、MB−D 2重量%の割合でブレンドし、160℃で2時間減圧乾燥した原料を押出機Bに供給し、それぞれ溶融押出してフィルターで濾過した後、それぞれの押出機からダイを介し2層になるように冷却ロール上に静電印可キャスト法を用いて、25℃に保ったキャスティングドラムに巻き付け冷却固化して未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムを、押出機A側の原料の層(A層)に処理するように相対する電極とアースロール間に導き、装置中に窒素ガスを導入し、E値が160W・min/m2となる条件で大気圧グロー放電処理を行った。また、その際処理面のフィルム表面温度が30℃となるようにアースロールを冷却した。
処理後の未延伸フィルムを逐次二軸延伸機により長手方向に3.6倍、および幅方向にそれぞれ4.5倍、トータルで16.2倍延伸しその後、定長下235℃で熱処理した。その後、幅方向に弛緩処理を施し、厚み16μmの二軸配向フィルムを得た。A層側の厚みは15μm、押出機B側の層(B層)の厚みは1μmであった。得られた二軸配向フィルムのA層側の面の特性等を表に示す。加工性、易滑性ともに問題のないフィルムであった。
PET−1にかえて、PPS樹脂(ポリフェニレンスルフィド樹脂“トレリナ”A900(東レ(株)製))を用い、表に記載の条件の通りに実施例1と同様にして厚み18μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性等を表に示す。加工性、易滑性ともに問題のないフィルムであった。
PET−1にかえて、PENを用い、表に記載の条件の通りに実施例1と同様にして厚み20μmの二軸配向フィルムを得た。得られた二軸配向フィルムの特性等を表に示す。加工性、易滑性ともに問題のないフィルムであった。
Claims (6)
- 少なくとも片側の表面(A面)が、下記の方法によってAFM(Atomic Force Microscope)で測定されるスライスレベルの最も大きい値をRtop(nm)とした場合、Rtop(nm)が20nm未満であり、かつRtop(nm)以上の突起高さを有する突起の、突起がRtop(nm)以上である面積の平均(Atop)が5nm2以上1000nm2以下である、熱可塑性樹脂フィルム。
[AFM測定方法]
装置;Digital Insturuments社製 NanoScope3型 SPMコントロールステーション
SPMユニット;原子間力顕微鏡(AFM)
カンチレバー:シリコン単結晶
走査モード:タッピングモード
走査速度:0.8Hz
測定視野:1μm四方
サンプルライン:256
Flatten Auto:オーダー3
サンプル調整:23℃、65%RH、24時間静置
AFM測定環境:23℃、65%RH
上記測定条件によって得られるフィルム表面の画像を、Digital Insturuments社製 NanoScope3型 SPMコントロールステーションに付属の解析ソフトを用い、解析する。得られるフィルム表面の画像から、フィルム表面の基準面が自動的に決定される。該基準面から、突起高さの閾値を1nm、2nm・・・と1nmごとに定め、各閾値で得られる突起個数をカウントし、カウントされる突起個数が初めて0になる閾値から1nm低い閾値をRtop(nm)とする。
場所を変えて20回測定し、平均値でもってRtop(nm)とする。 - 前記A面が、Rtop(nm)以上の突起高さを有する突起の、突起がRtop(nm)以上である領域の平均面積Atopと、AFMで測定される1nm以上の突起高さを有する突起の、突起が1nm以上である領域の平均面積A1nmの比率(Atop/A1nm× 100)が、0.01〜20である、請求項1に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 前記A面の、Rtopが3nm以上20nm未満である請求項1または2に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 前記A面の、1nm以上の突起高さを有する突起の個数が、3.0×108個/mm2以上である、請求項1から3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 前記A面が、表面硬さが0.5〜5.0GPaである、請求項1から4のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 前記A面を構成する層が、実質的に粒子を含有しない請求項1から5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム。
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