JP2664959B2 - Metallized film - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)
(以下、PPTAと称する)から実質的になる寸法安定性に
優れた耐熱性のフィルムに金属薄膜を設けた金属化フィ
ルムに関するものである。The present invention relates to poly (p-phenylene terephthalamide)
(Hereinafter referred to as PPTA). The present invention relates to a metallized film substantially provided with a thin metal film on a heat-resistant film excellent in dimensional stability and substantially composed of PPTA.
パラ配向性の芳香族ポリアミドは、特に優れた結晶性
や高い融点を有し、また剛直な分子構造の故に、耐熱性
で高い機械的強度を有しており、近年、特に注目されて
いる高分子素材である。Para-oriented aromatic polyamides have particularly excellent crystallinity and high melting point, and also have high heat resistance and high mechanical strength due to their rigid molecular structure. It is a molecular material.
PPTAを含むパラ配向性の芳香族ポリアミドからフィル
ムを製造する方法は、例えば特公昭57−17886号公報に
開示されており、光学異方性ドープを光学等方性ドープ
に相交換されて凝固させるものである。しかし、この方
法で製造されたフィルムは、そのままでは寸法安定性の
点でいまだ不充分なことがわかった。例えば、吸湿によ
る膨脹はかなり大きく、また熱収縮率も大きいため、フ
ィルム面に金属薄膜を蒸着やスパッタリング等の方法で
設けた、いわゆる金属化フィルムでは、環境の変化によ
って金属薄膜の剥離、フィルムのそり、波打ちなどの変
形が起こってしまうことが判明した。そして、これらは
従来公知のPPTAフィルム全般に共通した課題といえよ
う。A method for producing a film from a para-oriented aromatic polyamide containing PPTA is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. Sho 57-17886, in which an optically anisotropic dope is exchanged into an optically isotropic dope and solidified. Things. However, it has been found that the film produced by this method is still insufficient in dimensional stability as it is. For example, since the expansion due to moisture absorption is quite large and the heat shrinkage is also large, a so-called metallized film in which a metal thin film is provided on the film surface by vapor deposition, sputtering, or the like is used. It has been found that deformation such as warpage and waving occurs. These can be said to be issues common to all conventionally known PPTA films.
一方、パラ配向性の芳香族ポリアミドフィルムの吸湿
特性を改良する試みが、例えば特公昭56−46421号公報
等に開示されている。該公報には、芳香族基を塩素置換
した芳香族ポリアミドフィルムが記載されており、導入
された塩素原子の効果により吸湿寸法安定性が増加する
ようである。しかしながら、熱寸法安定性はかえって低
下してしまうため、金属化した際に高温では上記した問
題が生じる。また、高温では導入した塩素原子の腐食性
により、金属薄膜が腐食されるという欠点を生じる。On the other hand, an attempt to improve the moisture absorption properties of a para-oriented aromatic polyamide film is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. Sho 56-46421. This publication describes an aromatic polyamide film in which an aromatic group is substituted with chlorine, and the dimensional stability of moisture absorption seems to be increased by the effect of the introduced chlorine atom. However, since the thermal dimensional stability is rather reduced, the above-mentioned problem occurs at a high temperature when metallized. At a high temperature, there is a disadvantage that the metal thin film is corroded due to the corrosiveness of the introduced chlorine atoms.
本発明の目的は、機械的性能および耐熱性に優れたPP
TA系ポリマーを用いて、熱および湿度の双方に対する寸
法安定性に優れた金属化フィルムを提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide a PP having excellent mechanical performance and heat resistance.
An object of the present invention is to provide a metallized film having excellent dimensional stability to both heat and humidity by using a TA-based polymer.
本発明者らは、上記目的に沿ったPPTA系フィルムを得
るべく鋭意研究を重ねた結果、次の知見を得た。すなわ
ち、特公昭57−17886号公報に開示された、パラ配向性
芳香族ポリアミドの光学異方性ドープをまず作り、これ
を光学等方化して凝固するという方法により、透明性の
ある機械的性能に優れたフィルムを得る方法において、
乾燥を高温で、かつ収縮させずに行なうことにより、フ
ィルムの結晶性と分子鎖配向性を高め、またその後乾燥
温度よりも若干低い温度で熱固定することにより、熱、
湿度、外力のすべてに対して極めて寸法安定性の優れた
フィルムが得られ、またこのフィルムは熱膨脹係数が極
めて小さいため、寸法変化が小さく、全層薄膜を積層さ
せたときに熱によってカーリング等の変形を生じにくい
という事実を見出し、これらの知見をもとにさらに研究
を重ねた結果、本発明に到達したものである。The present inventors have conducted intensive studies to obtain a PPTA-based film meeting the above-mentioned object, and have obtained the following findings. That is, a method of first preparing an optically anisotropic dope of a para-oriented aromatic polyamide, which is disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-17886, and then optically anisotropically coagulating the same to solidify it, has a transparent mechanical performance. In the method of obtaining an excellent film,
By performing the drying at a high temperature and without shrinkage, the crystallinity and molecular chain orientation of the film are increased, and thereafter, by heat-setting at a temperature slightly lower than the drying temperature, heat,
A film with extremely excellent dimensional stability against humidity and external force can be obtained, and this film has a very small coefficient of thermal expansion, so its dimensional change is small. The inventors have found that deformation is unlikely to occur, and have further studied based on these findings, and as a result, have reached the present invention.
本発明は、対数粘度が3.5以上の実質的パラ配向性芳
香族ポリアミドよりなるフィルムであって、25℃から25
0℃までの熱膨脹係数が(0〜15)×10-6mm/mm/℃、250
℃における熱収縮率が0.1%以下、25℃における吸湿膨
脹係数が30×10-6mm/mm/%RH以下、かつ25℃、50%RHに
おける吸湿率が2.5重量%以下である、フィルムの少な
くとも1つの面に金属薄膜を設けてなる金属化フィルム
である。The present invention is a film comprising a substantially para-oriented aromatic polyamide having a logarithmic viscosity of 3.5 or more, from 25 ° C to 25 ° C.
The coefficient of thermal expansion up to 0 ℃ is (0-15) × 10 -6 mm / mm / ℃, 250
The film has a heat shrinkage at 0.1 ° C of 0.1% or less, a moisture expansion coefficient at 25 ° C of 30 × 10 −6 mm / mm /% RH or less, and a moisture absorption at 25 ° C and 50% RH of 2.5% by weight or less. A metallized film having a metal thin film provided on at least one surface.
本発明に用いられるPPTAは実質的に で表わされるポリマーであり、従来公知のパラフェニレ
ンジアミンとテレフタロイルクロライドから、低温溶液
重合法により製造するのが好都合である。なお、本発明
において、本発明の効果を損なわない範囲で、少量他の
成分が共重合されたりブレンドされたりしていてもよ
い。このような例として、メタンフェニレン、4,4′−
ジフェニレン、4,4′−ジフェニレンエーテル、3,4′−
ジフェニレンエーテル等を骨格にした芳香族ポリアミ
ド、アルキルやニトロ基等で芳香環が置換されたPPTAな
どが挙げられる。The PPTA used in the present invention is substantially Which is conveniently produced from a conventionally known paraphenylenediamine and terephthaloyl chloride by a low-temperature solution polymerization method. In the present invention, a small amount of other components may be copolymerized or blended as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such methanephenylene, 4,4'-
Diphenylene, 4,4'-diphenylene ether, 3,4'-
Aromatic polyamide having a skeleton of diphenylene ether or the like, PPTA having an aromatic ring substituted with an alkyl or nitro group, or the like can be given.
本発明のポリマーの重合度は、あまり低いと機械的性
質の良好なフィルムが得られなくなるため3.5以上、好
ましくは4.5以上の対数粘度ηinh(硫酸100mlにポリマ
ー0.5gを溶解して30℃で測定した値)を与える重合度の
ものが選ばれる。If the polymerization degree of the polymer of the present invention is too low, a film having good mechanical properties cannot be obtained, so that the logarithmic viscosity ηinh of 3.5 or more, preferably 4.5 or more (measured at 30 ° C. by dissolving 0.5 g of the polymer in 100 ml of sulfuric acid, at 30 ° C.) The degree of polymerization which gives the given value) is selected.
本発明の金属化フィルムに用いられるフィルムは、以
下に述べる要件を満たすべきである。The film used for the metallized film of the present invention should satisfy the following requirements.
まず第1に、本発明に用いられるフィルムの熱膨脹係
数が25〜250℃の範囲で測定して(0〜15)×10-6mm/mm
/℃の範囲内にあることである。この範囲の熱膨脹係数
を持つということは、250℃までの温度に加熱しても、
ほとんど長さが変わらないことを意味している。そし
て、この数字はセラミックスのそれに近いものから、金
属のそれに近い範囲の中にある。このような熱に対する
寸法安定性の非常に優れたフィルムは、乾燥時の収縮を
防止して分子鎖の面配向性を高いレベルに保つこと、30
0℃以上での乾燥または熱処理によって結晶性を高める
ことによって初めて達成される。このように小さい熱膨
脹係数を有する故に、高温での使用、特にセラミックス
や金属との積層体として、高温や温度差の大きい用途で
使用するとき、例えばカールなど全く起こさず、本発明
のフィルムの特徴が十二分に発揮されることになる。First, the coefficient of thermal expansion of the film used in the present invention was measured in the range of 25 to 250 ° C. (0 to 15) × 10 −6 mm / mm
/ ° C. Having a coefficient of thermal expansion in this range means that even when heated to temperatures up to 250 ° C,
This means that the length is almost unchanged. And this figure ranges from something close to that of ceramics to something close to that of metals. Such a film having extremely excellent dimensional stability against heat can prevent shrinkage during drying and maintain the plane orientation of molecular chains at a high level.
This is achieved only by increasing the crystallinity by drying or heat treatment at 0 ° C. or higher. Because of having such a small coefficient of thermal expansion, when used at high temperatures, especially as a laminate with ceramics and metals, when used in applications with a high temperature or a large temperature difference, for example, curling does not occur at all, and the characteristics of the film of the present invention Will be exhibited more than enough.
第2に、本発明に用いられるフィルムは、250℃にお
ける熱収縮率が0.1%以下である。このように本発明に
用いられるフィルムの熱収縮率が極めて小さいので、現
在耐熱性フィルムとして大きい地位を占めているポリイ
ミドフィルムよりも優れている。熱収縮率は好ましくは
0.05%以下である。熱収縮率の極めて小さいフィルム
は、乾燥または熱処理によって高められた配向性および
結晶性を実質的に減少させることなく、乾燥または熱処
理温度よりも少し低いが260℃以上である温度で、無緊
張下または低張力下にフィルムを熱固定することによっ
て得られる。Second, the film used in the present invention has a heat shrinkage at 250 ° C. of 0.1% or less. Thus, since the heat shrinkage of the film used in the present invention is extremely small, it is superior to the polyimide film which currently occupies a large position as a heat resistant film. The heat shrinkage is preferably
0.05% or less. Films with very low heat shrinkage can be subjected to tension-free at temperatures slightly below the drying or heat treatment temperature but above 260 ° C. without substantially reducing the orientation and crystallinity enhanced by the drying or heat treatment. Alternatively, it can be obtained by heat setting the film under low tension.
本発明に用いられるフィルムは第3に、25℃における
吸湿膨脹係数が30×10-6mm/mm/%RH以下、好ましくは20
×10-6mm/mm/%RH以下である。このように、吸湿による
寸法変化が小さいという特徴は、高温多湿の夏と低湿乾
燥の冬との季節間差に関係なく、金属化フィルムが一定
の性能や機能を発揮する上で重要であり、このような特
性は、高温での乾燥または熱処理による高い結晶性と配
向性の確保によって達成される。Third, the film used in the present invention has a coefficient of hygroscopic expansion at 25 ° C. of 30 × 10 −6 mm / mm /% RH or less, preferably 20 × 10 −6 mm / mm /% RH.
× 10 −6 mm / mm /% RH or less. In this way, the feature that the dimensional change due to moisture absorption is small is important for the metallized film to exhibit a certain performance and function regardless of the seasonal difference between hot and humid summer and low humidity dry winter, Such characteristics are achieved by ensuring high crystallinity and orientation by drying or heat treatment at a high temperature.
さらに、本発明に用いられるフィルムは、25℃、50%
RHにおける吸湿率が2.5重量%以下である。このような
特性は、高温乾燥または熱処理による独特の高い結晶性
によって得られる。吸湿率が2.5重量%より大きいフィ
ルムは、蒸着等の加工が施しにくいという欠点に加え
て、電気特性(例えば絶縁抵抗や誘電率など)が大幅に
変動して、電気用途での有用さが減少してしまう。Further, the film used in the present invention is 25 ° C., 50%
The moisture absorption at RH is 2.5% by weight or less. Such properties are obtained by unique high crystallinity by high temperature drying or heat treatment. Films with a moisture absorption of more than 2.5% by weight have the drawback that they are difficult to process, such as evaporation, and their electrical properties (such as insulation resistance and dielectric constant) fluctuate significantly, reducing their usefulness in electrical applications. Resulting in.
本発明に用いられるフィルムは、さらにそのすべての
方向のヤング率が700kg/mm2以上であるべきで、より好
ましくはすべての方向のヤング率が800kg/mm2以上であ
る。この特徴は、機械的な外力に対する寸法安定性と関
連を有している。このような大きなヤング率は、フィル
ムの製造において水洗後、乾燥前に有効な延伸を施すこ
とによって容易に達成することができる。The film used in the present invention should further have a Young's modulus in all directions of 700 kg / mm 2 or more, and more preferably 800 kg / mm 2 or more in all directions. This feature has implications for dimensional stability against mechanical external forces. Such a large Young's modulus can be easily achieved by performing effective stretching after washing with water and before drying in the production of the film.
本発明に用いられるフィルムとしては、以上のごとき
必須要件以外にも、以下の特徴を備えているものが好ま
しい。As the film used in the present invention, a film having the following characteristics in addition to the above-mentioned essential requirements is preferable.
本発明に用いられるフィルムは、好ましくは極めて高
い透明性を有している。高い透明性は、例えば600nmの
波長の可視光線の透過率が好ましくは55%以上、より好
ましくは70%以上を有する。The film used in the present invention preferably has extremely high transparency. For high transparency, for example, the transmittance of visible light having a wavelength of 600 nm is preferably 55% or more, more preferably 70% or more.
また、本発明に用いられるフィルムは、好ましくは実
質的にポイドを含まない。Further, the film used in the present invention is preferably substantially free of voids.
さらに、本発明のフィルムは、通常、その密度が1.37
0〜1.410g/cm3の範囲にある。この密度の値は四塩化炭
素−トルエンを使用した密度勾配管法により30℃で測定
されたものである。この密度の範囲は、公知のPPTA繊維
のそれが1.43g/cm3から1.46g/cm3の範囲にあるのに較べ
てかなり小さい値である。該密度が1.370g/cm3未満にな
ると機械的物性が低下し、1.410g/cm3を超えると脆くな
り、したがってタフさの損なわれたフィルムとなり易
い。いずれにしても、このように密度が小さいことか
ら、軽くて高強度のフィルムが得られることになる。Further, the film of the present invention usually has a density of 1.37.
It is in the range of 0~1.410g / cm 3. This density value was measured at 30 ° C. by a density gradient tube method using carbon tetrachloride-toluene. Scope of this density is considerably smaller compared to that of known PPTA fibers is from 1.43 g / cm 3 in the range of 1.46 g / cm 3. If the density is less than 1.370 g / cm 3 , the mechanical properties decrease, and if the density exceeds 1.410 g / cm 3 , the film becomes brittle, and thus the film tends to have reduced toughness. In any case, such a low density results in a light, high-strength film.
本発明に用いられるフィルムとして、以下に述べるX
線回折による結晶配向角で定義される面配向性を持って
いるのが好ましい。すなわち、フィルム表面に直角に入
射したX線による2θ≒23゜のピークに関する結晶配向
角が30゜以上であり、フィルム表面に並行に入射したX
線による2θ≒18゜のピークに関する結晶配向角が60゜
以下であるのが好ましい。As a film used in the present invention, X described below is used.
It preferably has a plane orientation defined by a crystal orientation angle by line diffraction. That is, the crystal orientation angle with respect to the peak of 2θ {23} due to X-rays perpendicularly incident on the film surface is 30 ° or more, and
It is preferable that the crystal orientation angle with respect to the peak of 2θ {18} by a line is 60 ° or less.
X線の入射は、フィルム表面に直角に入射する場合
(以下、TV方向と称する)と表面に並行に入射する場合
(以下、SV方向と称する)とに分けられる。The incidence of X-rays is classified into a case where the X-ray is incident on the film surface at a right angle (hereinafter, referred to as a TV direction) and a case where the X-ray is incident on the film in parallel (hereinafter, referred to as an SV direction).
本発明のフィルムは、TV方向からのX線により2θ≒
23゜に大きな回折ピークを持つが、この2θ≒23゜にお
ける結晶配向角が30゜以上であるのが好ましく、さらに
50゜以上であるのがより好ましい。さらに、SV方向から
の入射により2θ≒18゜の大きな回折ピークが赤道線上
に現れるが、この2θ≒18゜における結晶配向角が60゜
以下であるのが好ましい。これらの両方の結晶配向角が
満たされたとき、本発明のフィルムがいわゆる面配向の
構造を持つということがいえ、フィルムの引取方向およ
びそれと直角な方向の双方ともに高い機械的性質(例え
ば強度、伸度、ヤング率)を有し、また大きい引裂き強
度を有する上で非常に好ましい。そしてこの点におい
て、特公昭55−14170号公報に開示された「フィルム」
と明確に区別できる。The film of the present invention is 2θ ≒ by X-rays from the TV direction.
Although it has a large diffraction peak at 23 °, the crystal orientation angle at 2θ {23 °} is preferably 30 ° or more.
More preferably, it is 50 ° or more. Further, a large diffraction peak of 2θ ≒ 18 ° appears on the equator line due to incidence from the SV direction, and it is preferable that the crystal orientation angle at 2θ ≒ 18 ° is 60 ° or less. When both of these crystal orientation angles are satisfied, it can be said that the film of the present invention has a so-called plane orientation structure, and high mechanical properties (for example, strength, (Elongation, Young's modulus) and high tear strength. In this regard, the "film" disclosed in Japanese Patent Publication No. 55-14170
Can be clearly distinguished.
結晶配向角の測定方法としては、公知の方法が採用で
き、例えば次の方法によって行なわれる。所定の2θの
角度に計数管を置き、フィルムを180゜回転することに
より、回折強度曲線を得る。なお、TVにおいては最高強
度を中心とし、前後90゜の間を回転させる。この曲線の
最高強度の、最低強度点間に引いたベースラインに対す
る半分の強度を示す点に対応する、回折写真における円
弧長を度で表わした値(すなわち、最高強度のベースラ
インに対する50%の点に対する角度)を測定し、それを
試料の結晶配向角とする。測定に際し、フィルムは必要
により何枚か重ねて回折強度をはかることができる。As a method of measuring the crystal orientation angle, a known method can be adopted, and for example, the measurement is performed by the following method. The diffraction intensity curve is obtained by placing the counter tube at a predetermined 2θ angle and rotating the film by 180 °. In the case of a TV, it rotates around 90 ° around the maximum intensity. The arc length in the diffractogram, in degrees, corresponding to the point at which the highest intensity of the curve is half the intensity relative to the baseline drawn between the lowest intensity points (ie, 50% of the maximum intensity baseline). Angle with respect to a point) is measured, and this is defined as the crystal orientation angle of the sample. In the measurement, the diffraction intensity can be measured by stacking several films as necessary.
次に、このようなフィルムを得る方法について述べ
る。それには、まずPPTAから実質的になるポリマーの光
学異方性ドープを調製する必要がある。Next, a method for obtaining such a film will be described. To do so, it is necessary first to prepare an optically anisotropic dope of a polymer consisting essentially of PPTA.
フィルムの成型に用いるドープを調製するのに適した
溶媒は、95重量%以上の濃度の硫酸である。95%未満の
硫酸では溶解が困難であったり、溶解後のドープが異常
に高粘度になる。本発明のドープには、クロル硫酸、フ
ルオロ硫酸、五酸化リン、トリハロゲン化酢酸などが少
し混入されていてもよい。硫酸は100重量%以上のもの
も可能であるが、ポリマーの安定性や溶解性などの点か
ら97〜100重量%濃度が好ましく用いられる。A suitable solvent for preparing the dope used to form the film is sulfuric acid at a concentration of 95% by weight or more. With less than 95% sulfuric acid, dissolution is difficult or the dope after dissolution becomes abnormally high in viscosity. The dope of the present invention may contain a small amount of chlorosulfuric acid, fluorosulfuric acid, phosphorus pentoxide, trihalogenated acetic acid, or the like. Sulfuric acid can be 100% by weight or more, but a concentration of 97 to 100% by weight is preferably used from the viewpoint of stability and solubility of the polymer.
ドープ中のポリマー濃度は、常温(約20〜30℃)また
はそれ以上の温度で光学異方性を示す濃度以上のもので
あり、具体的には約10重量%以上で用いられる。これ以
下のポリマー濃度、すなわち常温またはそれ以上の温度
で光学異方性を示さないポリマー濃度では、成型された
フィルムが好ましい機械的性質を持たなくなることが多
い。ドープのポリマー濃度の上限は特に限定されるもの
ではないが、通常は20重量%以下、特に高いηinhのポ
リマーに対しては18重量%以下が好ましく用いられ、さ
らに好ましくは16重量%以下である。The concentration of the polymer in the dope is not less than the concentration exhibiting optical anisotropy at room temperature (about 20 to 30 ° C.) or higher, and specifically, about 10% by weight or more. At a polymer concentration lower than this, that is, a polymer concentration that does not exhibit optical anisotropy at room temperature or higher, the molded film often does not have favorable mechanical properties. The upper limit of the polymer concentration of the dope is not particularly limited, but is usually 20% by weight or less, and particularly preferably 18% by weight or less, particularly preferably 16% by weight or less for a polymer having a high ηinh. .
ドープには普通の添加剤、例えば増量剤、除光沢剤、
紫外線安定化剤、熱安定化剤、抗酸化剤、顔料、溶解助
剤などを混入してもよい。Dope has common additives such as extenders, delusterants,
An ultraviolet stabilizer, a heat stabilizer, an antioxidant, a pigment, a dissolution aid and the like may be mixed.
ドープが光学異方性か光学等方性であるかは、公知の
方法、例えば特公昭50−8474号公報記載の方法で調べる
ことができるが、その臨界点は溶媒の種類、温度、ポリ
マー濃度、ポリマーの重合度、非溶媒の含有量等に依存
するので、これらの関係を予め調べることによって、光
学異方性ドープを作り、光学等方性ドープとなる条件に
変えることで、光学異方性から光学等方性に変えること
ができる。Whether the dope is optically anisotropic or optically isotropic can be determined by a known method, for example, a method described in Japanese Patent Publication No. 50-8474, and its critical point is determined by the type of solvent, temperature, and polymer concentration. It depends on the degree of polymerization of the polymer, the content of the non-solvent, etc., so that by examining these relationships in advance, an optically anisotropic dope is produced, and by changing the condition to become an optically isotropic dope, Can be changed from optical to isotropic.
ドープは、成形・凝固に先立って可能な限り不溶性の
ゴミ、異物等を濾過等によって取除いておくこと、溶解
中に発生または巻き込まれる空気等の気体を取除いてお
くことが好ましい。脱気は、一旦ドープを調製した後に
行なうこともできるし、調製のための原料の仕込み段階
から一貫して真空(減圧)下に行なうことによっても達
成し得る。ドープの調製は、連続または回分で行なうこ
とができる。It is preferable that the dope be filtered to remove insoluble dust and foreign matter as much as possible prior to molding and solidification, and to remove gases such as air generated or entrained during melting. Degassing can be performed after the dope is once prepared, or can be achieved by performing a vacuum (reduced pressure) consistently from the stage of charging the raw materials for preparation. The preparation of the dope can be performed continuously or batchwise.
このようにして調製されたドープは、光学異方性を保
ったままダイ、例えばスリットダイから移動している支
持面上に流延される。流延およびそれに続く光学等方性
への転化、凝固、洗浄、延伸、乾燥などの工程は、好ま
しくは連続的に行なわれるが、もし必要ならばこれらの
全部または一部を断続的に、つまり回分式に行なっても
よい。The dope thus prepared is cast onto a supporting surface moving from a die, for example, a slit die, while maintaining optical anisotropy. The steps of casting and the subsequent conversion to optical isotropic, coagulation, washing, stretching, drying, etc., are preferably performed continuously, but if necessary, all or some of them are intermittent, It may be carried out batchwise.
本発明に用いられる機械的性質に優れた透明フィルム
を得る方法は、ドープを支持面上に流延した後、凝固に
先立ってドープを光学異方性から光学等方性に転化する
ものである。The method of obtaining a transparent film having excellent mechanical properties used in the present invention is to convert the dope from optically anisotropic to optically isotropic prior to solidification after casting the dope on the support surface. .
光学異方性から光学等方性にするには、具体的には支
持面上に流延した光学異方性ドープを凝固に先立ち、吸
湿させてドープを形成する溶剤の濃度を下げ、溶剤の溶
解能力およびポリマー濃度の変化により光学等方性域に
転移させるか、または加熱することによりドープを昇温
し、ドープの相を光学等方性に転移させる、あるいは吸
湿と加熱とを同時または逐次的に併用することにより達
成できる。To make the optically anisotropic from optical anisotropy, specifically, prior to solidification, the optically anisotropic dope cast on the support surface is absorbed to reduce the concentration of the solvent that forms the dope, The dope is transferred to the optically isotropic region by changing the dissolving ability and the polymer concentration, or the temperature of the dope is raised by heating, and the phase of the dope is transferred to the optically isotropic, or the moisture absorption and heating are performed simultaneously or sequentially. It can be achieved by using them together.
特に、吸湿を利用する方法は、加熱を併用する方法も
含めて、光学異方性の光学等方化が効率よく、かつPPTA
の分解を引き起こすことなくできるので有用である。In particular, the method using moisture absorption, including the method using heating in combination, is efficient in optical isotropy of optical anisotropy, and PPTA
It is useful because it can be done without causing decomposition of
ドープを吸湿させるには、通常の温度・湿度の空気で
もよいが、好ましくは加湿または加温加湿された空気を
用いる。加湿空気は飽和蒸気圧を超えて霧状の水分を含
んでいてもよく、いわゆる水蒸気であってもよい。ただ
し、約45℃以下の過飽和水蒸気は、大きい粒状の凝縮水
を含むことが多いので好ましくない。吸湿は通常、室温
〜約180℃、好ましくは50〜150℃の加湿空気によって行
なわれる。In order to absorb the dope, air at a normal temperature and humidity may be used, but preferably humidified or heated and humidified air is used. The humidified air may contain water in the form of mist exceeding the saturated vapor pressure, and may be so-called steam. However, supersaturated steam at about 45 ° C. or lower is not preferable because it often contains large granular condensed water. The moisture absorption is usually performed by humidified air at room temperature to about 180 ° C, preferably 50 to 150 ° C.
加熱による方法の場合、加熱の手段は特に限定され
ず、上記のごとき加湿された空気を流延ドープに当てる
方法、赤外線ランプを照射する方法、誘電加熱による方
法などである。In the case of the method by heating, the means of heating is not particularly limited, and includes a method of applying the humidified air to the casting dope, a method of irradiating an infrared lamp, a method of dielectric heating, and the like.
支持面上で光学等方化された流延ドープは、次に凝固
を受ける。ドープの凝固液として使用できるのは、例え
ば水、約70重量%以下の希硫酸、約20重量%以下の水酸
化ナトリウム水溶液およびアンモニア水、約10重量%以
下の硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム水溶液および塩化
カルシウム水溶液などである。The casting dope optically isotropic on the support surface then undergoes solidification. The coagulating liquid of the dope can be, for example, water, about 70% by weight or less of dilute sulfuric acid, about 20% by weight or less of sodium hydroxide aqueous solution and ammonia water, about 10% by weight or less of sodium sulfate, sodium chloride aqueous solution and chloride. Calcium aqueous solution and the like.
凝固液の温度は好ましくは15℃以下であり、さらに好
ましくは5℃以下である。なぜなら、一般に凝固液温度
を低くしたほうが、フィルムに包含されるボイドが少な
くなるという傾向が見出されたからである。The temperature of the coagulation liquid is preferably 15 ° C. or lower, more preferably 5 ° C. or lower. This is because it has been generally found that the lower the coagulating liquid temperature, the smaller the voids contained in the film.
凝固されたフィルムはそのままでは酸が含まれている
ため、加熱による機械的物性の低下の少ないフィルムを
製造するには酸分の洗浄、除去をできるだけ行なう必要
がある。酸分の除去は具体的には約500ppm以下まで行な
うことが望ましい。洗浄液としては水が通常用いられる
が、必要に応じて温水で行なったり、アルカリ水溶液で
中和洗浄した後、水などで洗浄してもよい。洗浄は、例
えば洗浄液中でフィルムを走行させたり、洗浄液を噴霧
する等の方法により行なわれる。Since the coagulated film contains an acid as it is, it is necessary to wash and remove the acid component as much as possible in order to produce a film with less decrease in mechanical properties due to heating. Specifically, it is desirable to remove the acid content to about 500 ppm or less. Water is usually used as the washing liquid, but if necessary, washing may be performed with warm water, or after neutralizing and washing with an alkaline aqueous solution, washing with water or the like. The cleaning is performed by, for example, running the film in the cleaning liquid or spraying the cleaning liquid.
洗浄されたフィルムは、次に乾燥を受ける。乾燥、つ
まり水分の減少に伴ってフィルムを無張力下に置くと一
般にフィルムが収縮を起こすが、本発明に用いられるフ
ィルムを得るに当たっては、乾燥工程でフィルムを収縮
させないことが肝要である。ここで、収縮をさせないと
いう表現は、定長のまま乾燥させることと延伸しつつ乾
燥させることの2つが含まれていると解すべきである。
そして、例えばフィルムの1方向にのみ延伸し、他方向
は定長のままという態様も許される。乾燥温度の選定も
重要で、300℃以上の雰囲気温度(T1℃)で実施する
か、または一旦任意の温度で乾燥を行なった後、300℃
以上の温度(T1℃)で収縮をさせずに熱処理することで
実施される。ここで、乾燥とはフィルムからの水分を除
去を意味し、それ以降のフィルムの物理的構造(例えば
結晶状態)の変化をさせるのを熱処理と称する。いずれ
にせよ、300℃以上の温度T1で緊張下に構造の固定を行
なう必要があり、これによって熱膨脹係数や吸湿膨脹係
数を小さくし、吸湿を抑えることができる。The washed film then undergoes drying. Drying, ie, placing the film under no tension with a decrease in moisture generally causes the film to shrink, but in obtaining the film used in the present invention, it is important that the film is not shrunk in the drying step. Here, the expression “no shrinkage” should be understood to include two types: drying with a fixed length and drying while stretching.
Then, for example, a mode in which the film is stretched in only one direction and the other direction is kept at a fixed length is also allowed. It is also important to select a drying temperature, either at an ambient temperature of 300 ° C or higher (T 1 ° C), or once at an arbitrary temperature, then 300 ° C.
The heat treatment is performed at the above temperature (T 1 ° C) without shrinkage. Here, drying means removing water from the film, and changing the physical structure (for example, crystalline state) of the film thereafter is called heat treatment. In any case, it is necessary to perform the fixing of the structure under tension at 300 ° C. or higher temperature T 1, thereby reducing the thermal expansion coefficient and hygroscopic expansion coefficient, it is possible to suppress moisture absorption.
300℃以上の温度T1(℃)で乾燥または熱処理をした
後、260≦T2≦T1−20を満たすT2(℃)で0〜0.8kG/mm2
の無緊張下または低張力下に熱処理を行なうことも肝要
である。これは実質的無緊張下にいわゆる熱固定を行な
うことを意味し、この熱固定によって熱収縮率を小さく
でき、また副次的に耐引裂性を向上できる。After drying or heat treatment at a temperature T 1 (° C.) of 300 ° C. or more, 0 to 0.8 kG / mm 2 at T 2 (° C.) satisfying 260 ≦ T 2 ≦ T 1 -20
It is also important to perform the heat treatment under no tension or low tension. This means that the so-called heat fixation is performed under substantially no tension, and the heat fixation can reduce the heat shrinkage rate and can secondarily improve the tear resistance.
上記した収縮をさせずに乾燥や熱処理を行なうには、
例えばテンターや金属枠に挟んでオーブン中に入れるな
どの方法で、また弛緩下または低張力下の乾燥は、自由
端の状態でオーブン中に入れる方法や、テンターを定長
にして温度を約50℃より大きく下げる(つまりT1−T2≧
50(℃))方法、テンターの把持間隔を少し狭めるなど
の方法で実施できる。乾燥や熱処理に係る他の条件は特
に制限されるものではなく、加熱気体(空気、窒素、ア
ルゴンなど)や常温気体による方法、電気ヒーターや赤
外線ランプなどの輻射熱の利用法、誘電加熱法などの手
段から自由に選ぶことができ、全工程を通して連続して
フィルムを走行させつつ製造することが好ましい実施態
様の1つであるが、望むならば部分的に回分式に行なっ
てもよい。また、任意の工程で油剤、識別用の染料など
をフィルムに付与しても差し支えない。To perform drying and heat treatment without causing the above shrinkage,
For example, by placing it in an oven sandwiched between a tenter or a metal frame, and drying under relaxation or low tension, place it in an oven at the free end, or set the tenter to a fixed length and raise the temperature to about 50%. ℃ (that is, T 1 −T 2 ≧
50 (° C.)), a method of slightly narrowing the tenter gripping interval, and the like. Other conditions relating to drying and heat treatment are not particularly limited, such as a method using a heating gas (air, nitrogen, argon, etc.) or a normal temperature gas, a method using radiant heat such as an electric heater or an infrared lamp, and a dielectric heating method. It is one of the preferred embodiments that the film can be produced by running the film continuously throughout the entire process, although the method can be freely selected from the means, but if desired, it can be performed partially batchwise. Further, an oil agent, a dye for identification, or the like may be applied to the film in an optional step.
なお、本発明において、透明性の優れた、すなわち光
線透過率の極めて大きいフィルムを得るためには、ドー
プは無論のこと吸湿用気体、加熱用気体、支持面体、凝
固液、洗浄液、乾燥気体等のゴミやチリの含有量が可及
的に少なくなるようにすることが好ましく、この点いわ
ゆるクリーンルムやクリーン水でフィルムを製造するの
も好ましい実施態様の1つである。In the present invention, in order to obtain a film having excellent transparency, that is, a film having an extremely large light transmittance, it is obvious that the dope is not limited to a gas for absorption of moisture, a gas for heating, a support surface, a coagulating liquid, a cleaning liquid, a dry gas, etc. It is preferable to reduce the content of refuse and dust as much as possible. In this regard, it is also a preferable embodiment to manufacture a film using so-called clean room or clean water.
本発明のフィルムには、平滑剤として例えばシリカ、
タルク、硫酸カルシウムなどの無機物が分散含有されて
いてもよい。In the film of the present invention, for example, silica as a smoothing agent,
Inorganic substances such as talc and calcium sulfate may be dispersed and contained.
また、本発明で用いられるフィルムは、次に述べる磁
気記録層の形成に先立ち、易接着化、平面性改良、着
色、帯電防止、耐摩耗性付与等の目的で各種の表面処理
や前処理が施されてもよい。Further, prior to the formation of the magnetic recording layer described below, the film used in the present invention may be subjected to various surface treatments and pretreatments for the purpose of easy adhesion, improvement of flatness, coloring, antistatic, and imparting abrasion resistance. May be applied.
次に、金属薄膜および金属化フィルムの製造方法につ
いて述べる。Next, a method for producing a metal thin film and a metallized film will be described.
本発明の金属薄膜における金属の種類は特に限定され
るものではなく、金属化フィルムの用途に応じて適宜用
いられる。例えば、磁気記録媒体用には、Co、Ni、Cr、
Feやこれらの合金、例を挙げればCo−Cr合金、Co−Ni合
金、Co−Ni−Fe合金、Co−Fe合金、Coの酸化物(CoOな
ど)、およびこれらと微量のP、Si、B、Mn、Zn等との
合金、鉄酸化物、鉄窒化物、鉄水酸化物、鉄硫化物、鉄
炭酸化合物などであり、具体的には鉄酸化物としてはFe
O、Fe2O3、Fe3O4などであり、鉄窒化物としてはFe2N、F
e4Nなどであり、鉄水酸化物としてはFe(OH)2、Fe(O
H)3、FeOOHなどであり、鉄硫化物としてはFeS、Fe2S3
などであり、鉄炭酸化合物としてはFeCO3、FeCO3・H2O
などである。また、ここに記載した以外の中間的な組成
を持つ非化学量論的な鉄化合物も含まれる。また、コン
デンサ用には、アルミニウム、亜鉛、鉄、チタン、ニッ
ケルあるいはそれらの合金などがあるが、これらに限定
されることはない。The type of metal in the metal thin film of the present invention is not particularly limited, and is appropriately used depending on the use of the metallized film. For example, for magnetic recording media, Co, Ni, Cr,
Fe and their alloys, such as Co-Cr alloy, Co-Ni alloy, Co-Ni-Fe alloy, Co-Fe alloy, oxides of Co (such as CoO), and a small amount of P, Si, Alloys with B, Mn, Zn, etc., iron oxides, iron nitrides, iron hydroxides, iron sulfides, iron carbonate compounds, etc. Specifically, iron oxides are Fe
O, and the like Fe 2 O 3, Fe 3 O 4, as the iron nitride Fe 2 N, F
e 4 N, etc., and iron hydroxides such as Fe (OH) 2 , Fe (O
H) 3 , FeOOH, etc., and iron sulfides such as FeS, Fe 2 S 3
FeCO 3 , FeCO 3 .H 2 O
And so on. Also, non-stoichiometric iron compounds having intermediate compositions other than those described herein are included. In addition, for capacitors, there are aluminum, zinc, iron, titanium, nickel, and alloys thereof, but are not limited thereto.
さらに、透明導電フィルム用には酸化インジウム、酸
化錫、酸化カドミウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸
化タングステン、酸化モリブデン、あるいはこれらの混
合物、金、パラジウムまたはクロム系合金などが用いら
れる。その他必要に応じて、銀や銅、タンタル、チタ
ン、窒化チタン等任意の金属を用いてよい。Further, for a transparent conductive film, indium oxide, tin oxide, cadmium oxide, antimony oxide, zinc oxide, tungsten oxide, molybdenum oxide, or a mixture thereof, gold, palladium, or chromium-based alloy is used. In addition, any metal such as silver, copper, tantalum, titanium, and titanium nitride may be used as needed.
これらの金属薄膜をフィルム上に付着させる方法は既
知のものでよく、例えば真空蒸着法、イオンプレーティ
ング法、スパッタリング法、化学的気相蒸着法、レーザ
化学蒸着法、プラズマ蒸着法、メッキによる析出法、無
電解メッキ法、またはこれらの適当な組合わせなどから
選ぶことができる。The method for depositing these metal thin films on the film may be a known method, for example, vacuum deposition, ion plating, sputtering, chemical vapor deposition, laser chemical vapor deposition, plasma deposition, deposition by plating. Method, an electroless plating method, or an appropriate combination thereof.
金属薄膜の厚さは、通常50〜50,000Åであり、好まし
くは50〜10,000Åである。The thickness of the metal thin film is usually 50 to 50,000 °, preferably 50 to 10,000 °.
以下に実施例を示すが、これらの参考例および実施例
は本発明を説明するものであって、本発明を限定するも
のではない。なお、実施例中特に規定しない場合は重量
部または重量%を示す。Examples are shown below, but these reference examples and examples are for explaining the present invention and do not limit the present invention. Unless otherwise specified in the examples, parts or parts by weight are indicated.
実施例中の各特性の評価は下記の方法によった。 The evaluation of each characteristic in the examples was performed by the following methods.
対数粘度ηinhは98%硫酸100mlにポリマー0.5gを溶解
し、30℃で常法で測定した。The logarithmic viscosity η inh was determined by dissolving 0.5 g of the polymer in 100 ml of 98% sulfuric acid and measuring at 30 ° C. by a conventional method.
強伸度およびヤング率は、定速伸長型強伸度測定機に
より、フィルム試料を100mm×10mmの長方形に切り取
り、最初のつかみ長さ30mm、引張速度30mm/分で荷重−
伸長曲線を5回描き、これより算出した。The elongation and Young's modulus were measured using a constant-speed elongation type elongation meter to cut a film sample into a rectangle of 100 mm × 10 mm, and the initial gripping length was 30 mm, and the tensile speed was 30 mm / min.
The elongation curve was drawn five times and calculated from this.
膨脹係数の測定は、熱機械分析装置を用い、幅5mm、
把持部間長さ15mmの試料に0.05kg/mm2の荷重をかけて行
なった。熱膨脹係数の場合、25〜250℃の間で試料の寸
法変化を測定し、25〜250℃間の変化率を225で除して算
出した。一方、吸湿膨脹係数の場合には、25℃において
まず20%相対湿度に保持した後、加湿機から80%相対湿
度に上昇するまで加湿し、この間の寸法変化率を60で除
して算出した。The expansion coefficient was measured using a thermomechanical analyzer, 5 mm in width,
The test was performed by applying a load of 0.05 kg / mm 2 to a sample having a length between the gripping portions of 15 mm. In the case of the thermal expansion coefficient, the dimensional change of the sample was measured between 25 and 250 ° C, and the rate of change between 25 and 250 ° C was calculated by dividing by 225. On the other hand, in the case of the coefficient of hygroscopic expansion, the humidifier was first kept at 20% relative humidity at 25 ° C., and then humidified from a humidifier until the relative humidity increased to 80%. .
吸湿率は、25℃、50%相対湿度に48時間フィルムを静
置して測定した重量と、それを次いで120℃真空乾燥機
で恒量に達するまで乾燥して得たフィルムの重量とから
算出した。Moisture absorption was calculated from the weight of the film measured by allowing the film to stand at 25 ° C. and 50% relative humidity for 48 hours and the weight of the film obtained by drying the film in a vacuum dryer at 120 ° C. until a constant weight was reached. .
250℃における熱収縮率は、0.05kg/mm2の張力を付与
して250℃のオーブン中に30分間放置し、このオーブン
処理前後の室温(25℃)における寸法変化から計算した
ものである。The heat shrinkage at 250 ° C. is calculated from a dimensional change at room temperature (25 ° C.) before and after the oven treatment, after applying a tension of 0.05 kg / mm 2 and leaving the plate in an oven at 250 ° C. for 30 minutes.
実施例1〜5および比較例1〜4 ηinhが5.5のPPTAポリマーを97.7%の硫酸にポリマー
濃度12.5%で溶解し、60℃で光学異方性のあるドープを
得た。このドープの粘度を常温で測定したところ、11,5
00ポイズだった。製膜し易くするために、このドープを
約70℃に保ったまま、真空下に脱気した。この場合も上
記と同じく光学異方性を有し、粘度は4800ポイズであっ
た。タンクからフィルタを通し、ギアポンプを経てダイ
に到る1.5mの曲管を約70℃に保ち、0.1mm×300mmのスリ
ットを有するダイから、鏡面に磨いたタンタル製のベル
トにキャストし、相対湿度約12%の約105℃の空気を吹
き付けて、流延ドープを光学等方化し、ベルトとともに
5℃の水の中に導いて凝固させた。次いで凝固フィルム
をベルトから引き剥がし、約30℃の温水中、次に0.5%N
aOH水溶液中、さらに室温の水を走行させて洗浄した。
洗浄の終了したフィルムを乾燥させずにテンターで長さ
方向、および幅方向に各々15%ずつ延伸し、次いで別の
テンターを用いて定長下に370℃で熱風乾燥した。さら
に、フィルムを第3のテンターに導き、幅方向および長
さ方向の把持長が5%ずつ小さくなるようにクリップ状
把持部を調整して第1表に示す温度で熱処理(熱固定)
した。第3テンターでの張力は0〜0.3kg/mm2の範囲内
にあった。Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 A PPTA polymer having a η inh of 5.5 was dissolved in 97.7% sulfuric acid at a polymer concentration of 12.5% to obtain a dope having optical anisotropy at 60 ° C. When the viscosity of this dope was measured at room temperature, it was 11,5
It was 00 poise. In order to facilitate film formation, the dope was degassed under vacuum while maintaining the dope at about 70 ° C. Also in this case, it had the same optical anisotropy as above, and the viscosity was 4,800 poise. Keep the 1.5m curved pipe from the tank through the filter, through the gear pump to the die at about 70 ° C, cast from a die with a slit of 0.1mm x 300mm to a mirror-polished tantalum belt, and adjust the relative humidity. The casting dope was optically isotropic by blowing about 12% of air at about 105 ° C., and was introduced into water at 5 ° C. with a belt to solidify. Next, the coagulated film is peeled off from the belt, and warm water of about 30 ° C., and then 0.5% N
Washing was performed by running water at room temperature in the aOH aqueous solution.
The film after washing was stretched 15% each in the length direction and the width direction by a tenter without drying, and then dried with a different tenter at 370 ° C. under a constant length at 370 ° C. Further, the film is guided to a third tenter, and the clip-shaped grip portion is adjusted so that the grip length in the width direction and the length direction is reduced by 5% each, and heat treatment is performed at the temperature shown in Table 1 (heat fixing).
did. Tension in the third tenter was in the range of 0~0.3kg / mm 2.
得られたフィルムは、厚み14μm、ηinh5.0〜5.2、
密度1.390〜1.405g/cm3の間にあった。その他の性質は
第1表に示す。The resulting film has a thickness of 14 μm, ηinh 5.0 to 5.2,
It was between density 1.390~1.405g / cm 3. Other properties are shown in Table 1.
実施例1および3で得られたフィルムを真空槽内に装
填し、10-2トールのAr雰囲気下でグロー処理し、次いで
真空槽を10-6トールまで真空にして、フィルムを100℃
に加熱したドラムに沿わせて走行させながら電子ビーム
蒸着により、Co−Ni合金を1200Åの膜厚になるように蒸
着して、本発明の金属化フィルムを得た。The films obtained in Examples 1 and 3 were loaded into a vacuum chamber and glowed under an atmosphere of Ar at 10 -2 Torr, then the vacuum chamber was evacuated to 10 -6 Torr, and the film was heated to 100 ° C.
While running along a heated drum, a Co-Ni alloy was deposited to a thickness of 1200 ° by electron beam evaporation to obtain a metallized film of the present invention.
これをスリットして磁気テープとし、次の方法で評価
して第2表にその結果を示す。This was slit into a magnetic tape, evaluated by the following method, and the results are shown in Table 2.
走行性:VHS方式のビデオテープレコーダを用い、テープ
走行による画面の揺らぎを観察した。雰囲気は25℃、65
%RHである。Runnability: Using a VHS video tape recorder, screen fluctuations due to tape running were observed. Atmosphere is 25 ℃, 65
% RH.
註:表中、吸湿率を除く値は長さ方向および幅方向の平
均値を示し、方向による物性値の違いは相互に8%以内
であった。 Note: In the table, the values excluding the moisture absorption rate indicate the average values in the length direction and the width direction, and the difference in the physical property values depending on the direction was within 8%.
○:走行性順調で再生画面の揺らぎが全くない。:: The running performance was good and there was no fluctuation in the playback screen.
×:走行性が悪くなり、再生画面の揺らぎが生ずる。X: Running performance deteriorated, and the reproduction screen fluctuated.
耐久性:100回繰返し走行させた後の磁性面のすり傷や欠
落テープのしわ、折れを観察した。雰囲気は25℃、55%
RH下である。Durability: Scratches on the magnetic surface, wrinkles of the missing tape, and breakage after running 100 times were observed. Atmosphere is 25 ℃, 55%
It is under RH.
◎:全くすり傷や欠落、しわ、折れがない。◎: No scratches, missing parts, wrinkles, or breaks.
○:極めて弱いすり傷、しわの発生が見られる。:: Extremely weak scratches and wrinkles are observed.
×:きついすり傷や、磁性層の欠落しわ、折れが見られ
る。X: Severe scratches, missing wrinkles and breaks in the magnetic layer are observed.
ドロップアウト:ビデオ録画を行ない、再生時のビデオ
出力の減衰量が18dB、継続時間20秒以上のドロップアウ
トを10分間ドロップアウトカウンターで測定して、相対
比較した。Dropout: Video recording was performed, the dropout of the video output during playback was 18 dB, and the dropout with a duration of 20 seconds or more was measured with a dropout counter for 10 minutes, and the relative comparison was made.
耐熱性:85℃、30%RH下に24時間放置し、カール等の発
生がないかを観察した。Heat resistance: left at 85 ° C. and 30% RH for 24 hours, and observed whether or not curl or the like occurred.
次に、同じ電子ビーム蒸着装置を使用して、約1800Å
の厚さのコバルトとコバルト酸化物よりなる強磁性層を
実施例2および4のPPTAフィルムの上に形成させて、本
発明の金属化フィルムとした。Then, using the same electron beam evaporation equipment, about 1800Å
A ferromagnetic layer composed of cobalt and cobalt oxide having a thickness of 3 mm was formed on the PPTA films of Examples 2 and 4 to obtain a metallized film of the present invention.
これもスリットして磁気テープとし、前記の方法で評
価した結果を第2表に示す。This was also slit into a magnetic tape, and the results evaluated by the above method are shown in Table 2.
また、比較例1および比較例2のPPTAフィルムに、実
施例1と同じ蒸着を行ない、スリットして磁気テープと
した。これらのテープ特性を第2表に示す。耐熱性に劣
る原因は、吸湿膨脹係数が大きい(比較例2)、熱膨脹
係数が負であり(比較例1)、蒸着金属層のこれらと大
きく異なるために、カールし易いことにあると思われ
た。Further, the same vapor deposition as in Example 1 was performed on the PPTA films of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, and slit to obtain a magnetic tape. Table 2 shows the characteristics of these tapes. It is considered that the cause of the poor heat resistance is that the coefficient of thermal expansion is large (Comparative Example 2) and the coefficient of thermal expansion is negative (Comparative Example 1). Was.
次に、市販のポリイミドフィルムの12.5μを使用して
実施例1と同様に磁気テープを作製した。このベースフ
ィルムの磁気テープとしての評価結果を第2表に示す
(比較例3)。Next, a magnetic tape was produced in the same manner as in Example 1 using 12.5 μ of a commercially available polyimide film. Table 2 shows the results of evaluation of the base film as a magnetic tape (Comparative Example 3).
さらに、ポリエチレンテレフタレートフィルムを使用
して実施例1と同様に蒸着を試みたが、フィルムが変形
したり孔あきが発生して、蒸着フィルムを得ることがで
きなかった(比較例4)。Further, vapor deposition was attempted in the same manner as in Example 1 using a polyethylene terephthalate film, but the film was deformed or perforated, and a vapor deposited film could not be obtained (Comparative Example 4).
次に、第1表の実施例5のフィルムに酸化インジウム
に酸化錫を7.5重量%混入した混合物を真空蒸着した。
得られたフィルムはインジウム金属の低酸化物であり、
膜厚350Å、表面抵抗6KΩ/cm2、600nmの光の透過率約38
%の導電フィルムであった。 Then, a mixture of indium oxide and 7.5% by weight of tin oxide was vacuum-deposited on the film of Example 5 in Table 1.
The resulting film is a low oxide of indium metal,
Film thickness 350mm, surface resistance 6KΩ / cm 2 , transmittance of light of 600nm about 38
% Of the conductive film.
この蒸着フィルムを300℃で30分間加熱しても、また2
00℃で2時間加熱しても、性能の変化およびカールの発
生が全く見られなかった。Even if this deposited film is heated at 300 ° C for 30 minutes,
Even after heating at 00 ° C. for 2 hours, no change in performance and no curling were observed.
実施例6 第1表に示す実施例5のフィルムの上に、スパッタリ
ングによって、Co−Ni合金を2500Åの厚さに積層し、こ
れをスリットして磁気テープとし、前記の方法で評価し
た結果、すべての項目に対して良好なテープ特性が得ら
れた。Example 6 On a film of Example 5 shown in Table 1, a Co-Ni alloy was laminated to a thickness of 2500 ° by sputtering, and this was slit into a magnetic tape, and as a result evaluated by the above method, Good tape properties were obtained for all items.
実施例7 第1表の実施例4において、PPTAフイルム製造時、ド
ープのダイからの吐出速度とベルトの移動速度との比を
調整することによって、厚み4.5μmのPPTAフィルムを
得た。このフィルムは、厚みを除き他の性質は測定誤差
の範囲内で第1表の実施例4のフィルムと一致した。Example 7 In Example 4 of Table 1, a 4.5 μm-thick PPTA film was obtained by adjusting the ratio of the speed at which the dope was discharged from the die to the speed at which the belt was moved during the production of the PPTA film. Except for the thickness, this film was identical to the film of Example 4 in Table 1 except for the measurement error.
本実施例では、このようにして得たPPTAフィルムか
ら、垂直磁気記録媒体用の金属化フィルムの製造の例を
示す。In this embodiment, an example of manufacturing a metallized film for a perpendicular magnetic recording medium from the PPTA film thus obtained will be described.
半連続式電子ビーム蒸着装置の真空槽内を排気系によ
り1×10-5Torr以下になるまで排気する。次いで導入ガ
スとして、酸素20体積%、残部窒素でバランスさせた混
合ガスをバリアブルリークバルブを通じて真空槽内の圧
力が2×10-3Torrになるまで導入し、前記したPPTAフィ
ルムを約2m/分の速度で走行させ、電子ビーム蒸着によ
り鉄と鉄化合物よりなる膜厚約2000Åの強磁性層を連続
的に形成した。なお、装置の真空槽内には巻き出しロー
ル、冷却ドラム、巻き取りロールで構成されるフィルム
走行系を具備し、前記冷却ドラム直下に凹部を有した電
子ビーム蒸着器を備え、蒸発蒸気流の冷却ドラムへの入
射角が16度以下になるような開口部を有する遮蔽板を、
冷却ドラムに近接して配した。The inside of the vacuum chamber of the semi-continuous electron beam evaporation apparatus is evacuated to 1 × 10 −5 Torr or less by an exhaust system. Then, as a gas to be introduced, a mixed gas balanced with 20% by volume of oxygen and the balance of nitrogen was introduced through a variable leak valve until the pressure in the vacuum chamber became 2 × 10 −3 Torr, and the above-mentioned PPTA film was about 2 m / min. , And a ferromagnetic layer of iron and iron compound having a thickness of about 2000 mm was continuously formed by electron beam evaporation. In addition, an unwinding roll, a cooling drum, and a film traveling system including a winding roll are provided in the vacuum chamber of the apparatus, and an electron beam evaporator having a concave portion immediately below the cooling drum is provided. A shielding plate having an opening such that the incident angle to the cooling drum is 16 degrees or less,
Placed close to the cooling drum.
得られた磁気記録媒体(金属化フィルム)は、垂直方
向保磁力が970Oe、垂直異方性磁界が3.9KOeで、160℃の
オーブン中に8時間放置しても、これらの特性はほとん
ど変化しなかった。The obtained magnetic recording medium (metalized film) has a perpendicular coercive force of 970 Oe and a perpendicular anisotropy magnetic field of 3.9 KOe, and these characteristics almost change even when left in an oven at 160 ° C. for 8 hours. Did not.
また、オーブンに入れる前の磁気記録媒体の磁気異方
性係数は2.1であり、つまり1.0より大きく基体面と垂直
方向に磁化容易軸を有していることが確認された。ま
た、強磁性層の組成分析の結果、該強磁性層の主成分は
Fe、Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)2で構成されていることが
わかった。Further, the magnetic anisotropy coefficient of the magnetic recording medium before it was placed in the oven was 2.1, that is, it was confirmed that the magnetic recording medium had an easy axis of magnetization larger than 1.0 and perpendicular to the substrate surface. As a result of the composition analysis of the ferromagnetic layer, the main component of the ferromagnetic layer was
It was found that it was composed of Fe, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , and Fe (OH) 2 .
次に、同じ半連続式電子ビーム蒸着装置を使用し、内
部に蒸発蒸気流の冷却ドラムへの入射角が16度以下にな
るような開口部を有する遮蔽板を配した走行系に、前記
のPPTAフィルムを配し、電子ビーム蒸着器の凹部にコバ
ルトを配した状態にて、該真空蒸着装置の真空槽を排気
系により1×10-5Torr以下になるまで排気し、次いで酸
素ガスをバリアブルリークバルブを通じて、真空槽内の
圧力が3×10-4Torrになるまで導入した雰囲気中で、前
記PPTAフィルムを約3m/minの速度で走行させた状態で、
電子ビーム蒸着により約1800Åの厚さのコバルトとコバ
ルト酸化物よりなる強磁性層をPPTAフィルムの上に形成
させた。その垂直方向保磁力は1040Oe、垂直異方性磁界
は4.5KOe、磁気異方性係数は1.8であり、基体面と垂直
方向に磁化容易軸を有した垂直磁気記録媒体(金属化フ
ィルム)であった。Next, using the same semi-continuous electron beam evaporation apparatus, the traveling system in which a shielding plate having an opening in which the incident angle of the evaporation vapor flow to the cooling drum is 16 degrees or less is provided, With the PPTA film disposed and cobalt disposed in the recess of the electron beam vaporizer, the vacuum chamber of the vacuum vapor deposition apparatus is evacuated to 1 × 10 -5 Torr or less by an exhaust system, and then oxygen gas is variable. With the PPTA film running at a speed of about 3 m / min in an atmosphere introduced through a leak valve until the pressure in the vacuum chamber becomes 3 × 10 −4 Torr,
A ferromagnetic layer composed of cobalt and cobalt oxide with a thickness of about 1800Å was formed on the PPTA film by electron beam evaporation. The perpendicular coercive force is 1040 Oe, the perpendicular anisotropy field is 4.5 KOe, the magnetic anisotropy coefficient is 1.8, and it is a perpendicular magnetic recording medium (metallized film) having an easy axis of magnetization perpendicular to the substrate surface. Was.
また、強磁性層はCoとCoOを主成分としていることが
分析の結果わかった。The analysis also revealed that the ferromagnetic layer contains Co and CoO as main components.
実施例8 ηinhが4.8のPPTAをSiO2を含有する99.5%硫酸に、12
%で溶解し45℃で光学異方性のある3600ポイズの分散し
たSiO2を約0.05重量%含むドープを得た。脱気、濾過し
た後、0.08mm×300mmのスリットを有するダイから、こ
のドープをタンタル製のベルト上に流延した。相対湿度
約80%の約75℃の空気を吹き付けて流延ドープを透明な
光学等方性ドープに転化し、次いで0℃の10%硫酸水溶
液で凝固させた。凝固したフィルムをベルトから剥がし
た後、常温の水、2%カセイソーダ水溶液、約30〜40℃
の水の順に洗浄した。Example 8 PPTA with ηinh of 4.8 was converted to 99.5% sulfuric acid containing SiO 2 by 12
%, And a dope containing about 0.05% by weight of 3600 poise dispersed SiO 2 having optical anisotropy at 45 ° C. was obtained. After deaeration and filtration, the dope was cast on a tantalum belt from a die having a slit of 0.08 mm × 300 mm. The casting dope was converted to a transparent optically isotropic dope by blowing air at about 75 ° C. at a relative humidity of about 80%, and then coagulated with a 10% aqueous sulfuric acid solution at 0 ° C. After peeling the coagulated film from the belt, water at room temperature, 2% aqueous caustic soda, about 30-40 ° C
Of water.
洗浄されて約250〜350%の水を含有する湿潤フィルム
をテンターでMDに1.2倍、TDに1.25倍延伸し、次いで180
℃の熱風の循環するテンター中で定長下に乾燥し、乾燥
テンターの出口には400℃の熱板が設置され、走行する
フィルムの上下から加熱した。次いで、300〜310℃に温
調された熱処理テンターに導き、MDおよびTDに3%ずつ
収縮させながらフィルムを走行させて熱固定した。The wet film that has been washed and contains about 250-350% water is stretched 1.2 times to MD and 1.25 times to TD in a tenter,
The film was dried under a fixed length in a tenter in which hot air at a temperature of circulating was circulated. Next, the film was guided to a heat treatment tenter whose temperature was adjusted to 300 to 310 ° C., and the film was run and shrunk by 3% in MD and TD, and heat-fixed.
得られたフィルムは、厚み2.0μm、ηinh4.4、密度
1.401g/cm3、強度27kg/mm2、伸度17%、ヤング率1120kg
/mm2、吸湿率0.9%、熱収縮率0.01%以下、熱膨脹係数1
4×10-6mm/mm/℃、吸湿膨脹係数11×10-6mm/mm/%RHの
等方的な性質を持つフィルムであった。The obtained film has a thickness of 2.0 μm, ηinh4.4, density
1.401g / cm 3 , strength 27kg / mm 2 , elongation 17%, Young's modulus 1120kg
/ mm 2 , moisture absorption 0.9%, thermal shrinkage 0.01% or less, thermal expansion coefficient 1
The film had isotropic properties of 4 × 10 −6 mm / mm / ° C. and a coefficient of hygroscopic expansion of 11 × 10 −6 mm / mm /% RH.
得られたPPTAフィルムを電子ビーム真空蒸着装置の中
へセットし、アルミニウムを膜抵抗4/口になるよう
に蒸着して、金属化フィルムを得た。この蒸着フィルム
をスリット(6mm幅)し、素子巻機にかけてコンデンサ
素子を作り、さらに常法によって端面封止およびリード
線取付けを行なってコンデンサを作った。The obtained PPTA film was set in an electron beam vacuum vapor deposition device, and aluminum was vapor-deposited so as to have a film resistance of 4 / port to obtain a metallized film. This vapor-deposited film was slit (6 mm width) and wound on an element winding machine to form a capacitor element. Further, the end face was sealed and a lead wire was attached by a conventional method to produce a capacitor.
比較のために、2μm厚さのポリエチレンテレフタレ
ート(PET)フィルムからも、同様に金属化フィルムコ
ンデンサを作ったが、その過程で本発明の金属化フィル
ムの優れた点が明らかとなった。For comparison, a metallized film capacitor was similarly formed from a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 2 μm, and in the process, the advantages of the metallized film of the present invention became clear.
すなわち、本実施例で用いたPPTAフィルムは、強度お
よびヤング率がPETフィルムよりはるかに大きいので、
2μmという薄さにもかかわらず腰があり、蒸着がし易
かった。この蒸着のし易さは、PPTAフィルムが高温下で
も強度およびヤング率が大きいという特徴と関連して、
高い張力を付加できることによって、さらに拡大され
た。また、本実施例で用いたPPTAフィルムは、熱膨脹係
数がアルミニウムのそれに近く、かつ吸湿膨脹係数が小
さいために、金属化フィルムがカールしたりすることが
なかった。さらに、熱収縮率が小さいために、コンデン
サをハンダ浴に浸漬しても、何の変化も起こらなかっ
た。That is, since the strength and Young's modulus of the PPTA film used in this example are much larger than the PET film,
Despite its thickness of 2 μm, it was stiff and easy to deposit. This ease of vapor deposition is related to the fact that PPTA film has high strength and Young's modulus even at high temperatures,
It was further expanded by the ability to apply high tension. The PPTA film used in this example had a coefficient of thermal expansion close to that of aluminum and a small coefficient of hygroscopic expansion, so that the metallized film did not curl. Furthermore, because of the low thermal shrinkage, no change occurred when the capacitor was immersed in a solder bath.
本発明の金属化フィルムは、金属薄膜層と基体フィル
ムとの温度および湿度に対する寸法安定性に差がないた
め、高温のハンダ浴(250℃以上)やリフローハンダ雰
囲気(240℃以上)に置いても、また高温雰囲気、例え
ば夏の密閉自動車内に置いても、性能の変化が従来公知
の金属化フィルムに較べて格段に少ない。また、吸湿率
が小さいので、PPTAから実質的になるポリマーの持つ化
学的親和力に基づいて、金属薄膜とフィルムの接着力が
大きいという特徴がある。その他、基体であるPPTA系フ
ィルムの持つ特有の性質、例えば高強度、高ヤング率、
優れた電気絶縁性、耐熱性、耐油性、耐圧性、強酸以外
の耐薬品性、構造の緻密性等が、金属化フィルムにも維
持されている。これらの特徴の故に、本発明の金属化フ
ィルムは、磁気記録媒体、透明導電フィルム、コンデン
サ、耐熱ガスバリアフィルム、フレキシブルプリント基
板、キャリアテープ等として有用である。Since the metallized film of the present invention has no difference in dimensional stability with respect to temperature and humidity between the metal thin film layer and the base film, the metalized film is placed in a high-temperature solder bath (250 ° C. or higher) or a reflow solder atmosphere (240 ° C. or higher). Also, even when placed in a high-temperature atmosphere, for example, in a closed automobile in summer, the change in performance is significantly smaller than that of a conventionally known metallized film. Further, since the moisture absorption rate is small, there is a feature that the adhesive force between the metal thin film and the film is large based on the chemical affinity of the polymer substantially consisting of PPTA. In addition, the unique properties of the base PPTA-based film, such as high strength, high Young's modulus,
Excellent electrical insulation, heat resistance, oil resistance, pressure resistance, chemical resistance other than strong acid, dense structure, etc. are also maintained in the metallized film. Due to these characteristics, the metallized film of the present invention is useful as a magnetic recording medium, a transparent conductive film, a capacitor, a heat-resistant gas barrier film, a flexible printed board, a carrier tape, and the like.
Claims (1)
リアミドよりなるフィルムであって、25℃から250℃ま
での熱膨脹係数が(0〜15)×10-6mm/mm/℃、250℃に
おける熱収縮率が0.1%以下、25℃における吸湿膨脹係
数が30×10-6mm/mm/%RH以下、すべての方向のヤング率
が700kg/mm-6以上、かつ25℃、50%RHにおける吸湿率が
2.5重量%以下である、フィルムの少なくとも1つの面
に金属薄膜を設けてなる金属化フィルム。1. A film comprising a para-oriented aromatic polyamide having a logarithmic viscosity of 3.5 or more, having a coefficient of thermal expansion from 25 ° C. to 250 ° C. (0 to 15) × 10 −6 mm / mm / ° C., The heat shrinkage at 0.1 ° C is 0.1% or less, the coefficient of moisture expansion at 25 ° C is 30 × 10 -6 mm / mm /% RH or less, the Young's modulus in all directions is 700kg / mm -6 or more, and 25 ° C, 50% Moisture absorption rate at RH
A metallized film having a metal thin film on at least one surface of the film, which is not more than 2.5% by weight.
Priority Applications (1)
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JP63-65068 | 1988-03-18 | ||
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