JP5835046B2 - Method for producing polyimide film - Google Patents

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Description

本発明は、回路基板や太陽電池基板などに用いら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 board, a solar cell board, and the like.

ポリイミドフィルムは、高耐熱性、高電気絶縁性を有し、薄手のフィルムであっても取扱上必要な剛性や耐熱性や電気絶縁性が満たされる。このため、電気絶縁フィルム、断熱性フィルム、フレキシブル回路基板のベースフィルム、太陽電池基板等、産業分野において幅広く使用されている。   The polyimide film has high heat resistance and high electrical insulation, and even a thin film satisfies the rigidity, heat resistance, and electrical insulation necessary for handling. For this reason, it is widely used in industrial fields, such as an electrical insulation film, a heat insulation film, a base film of a flexible circuit board, and a solar cell substrate.

ポリイミドフィルムは、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とから得られるポリアミック酸等を含むポリイミド前駆体溶液を支持体上にキャストして薄膜を形成する。次いで、該薄膜を乾燥して自己支持性を有する自己支持性フィルムを形成する。そして、該自己支持性フィルムを支持体から剥離し、加熱処理してイミド化して製造される。また、ポリイミドフィルムの線膨脹係数を低くするため、自己支持性フィルムを延伸したのちイミド化することが行われている。   The polyimide film is formed by casting a polyimide precursor solution containing a polyamic acid obtained from a tetracarboxylic dianhydride component and a diamine component onto a support to form a thin film. Next, the thin film is dried to form a self-supporting film having self-supporting properties. Then, the self-supporting film is peeled off from the support, and imidized by heat treatment. In order to reduce the linear expansion coefficient of the polyimide film, the self-supporting film is stretched and then imidized.

特許文献1には、ポリイミドの自己支持性フィルムを150℃未満の温度で回転ロールにより走行方向に規制しながら走行方向に1.1〜2倍延伸して延伸フィルムを形成し、延伸フィルムの端部をテンタクリップにより把持して幅方向に0.8〜1.3倍の倍率で延伸し、150〜500℃の温度に加熱してポリイミドフィルムを製造することが開示されている。そして、特許文献1の実施例4では、63℃の温度で走行方向(MD方向)に延伸し、次いでテンタ装置に導入して、200℃及び400℃の温度でそれぞれ幅方向(TD方向)に延伸した後、450℃で熱処理してポリイミドフィルムを製造している。   In Patent Document 1, a polyimide self-supporting film is stretched 1.1 to 2 times in the running direction while regulating the running direction at a temperature of less than 150 ° C. with a rotating roll to form a stretched film. It is disclosed that a part is held by a tenter clip, stretched at a magnification of 0.8 to 1.3 times in the width direction, and heated to a temperature of 150 to 500 ° C. to produce a polyimide film. And in Example 4 of patent document 1, it extends | stretches in a running direction (MD direction) at the temperature of 63 degreeC, then introduce | transduces into a tenter apparatus, and is each in the width direction (TD direction) at the temperature of 200 degreeC and 400 degreeC. After stretching, heat treatment is performed at 450 ° C. to produce a polyimide film.

また、特許文献2には、ポリイミドの自己支持性フィルムを150〜300℃の温度域において18〜50℃/分の速度で昇温し、同時に200〜370℃の温度域でフィルムの搬送方向(自己支持性フィルムの引取方向、MD方向)およびこれに垂直な方向(TD方向)にそれぞれ10%以上70%以下に延伸し、300〜500℃の温度でイミド化してポリイミドフィルムを製造することが開示されている。そして、特許文献2の実施例1では、270℃からフィルムを直交する2軸方向に延伸し、335℃で延伸を停止し、その後徐冷してポリイミドフィルムを製造している。   Patent Document 2 discloses that a polyimide self-supporting film is heated at a rate of 18 to 50 ° C./min in a temperature range of 150 to 300 ° C., and at the same time in the temperature range of 200 to 370 ° C. It is possible to produce a polyimide film by stretching 10% to 70% in the take-up direction (MD direction) of the self-supporting film and the direction perpendicular to this (TD direction) and imidizing at a temperature of 300 to 500 ° C. It is disclosed. And in Example 1 of patent document 2, a film is extended | stretched from 270 degreeC to the biaxial direction orthogonal, and extending | stretching is stopped at 335 degreeC, Then, it anneals and manufactures a polyimide film.

特開2003−176370号公報JP 2003-176370 A 特開平1−315428号公報JP-A-1-315428

従来は、ポリイミドの自己支持性フィルムをMD方向に延伸するに際し、一定温度で延伸していた。特許文献1においても、一定温度で延伸している。   Conventionally, when a polyimide self-supporting film is stretched in the MD direction, it is stretched at a constant temperature. Also in patent document 1, it extends | stretches at fixed temperature.

一方、特許文献2では、自己支持性フィルムを150〜300℃の温度域において18〜50℃/分の速度で昇温し、同時に200〜370℃の温度域でMD方向及びTD方向にそれぞれ延伸している。すなわち、特許文献2では、自己支持性フィルムを、キュア炉内にて、加熱処理しつつ、MD方向及びTD方向にそれぞれ延伸している。   On the other hand, in Patent Document 2, the self-supporting film is heated at a rate of 18 to 50 ° C./min in a temperature range of 150 to 300 ° C. and simultaneously stretched in the MD direction and the TD direction in a temperature range of 200 to 370 ° C., respectively. doing. That is, in Patent Document 2, the self-supporting film is stretched in the MD direction and the TD direction while being heat-treated in a curing furnace.

しかしながら、キュア炉内にてMD方向及びTD方向の延伸を行うとすると、装置が大がかりとなり、設備コストが嵩む問題があった。   However, if stretching in the MD direction and the TD direction is performed in a curing furnace, there is a problem that the apparatus becomes large and equipment costs increase.

よって、本発明の目的は、延伸されたポリイミドフィルムを生産性よく製造できるポリイミドフィルムの製造方法を提供することにある。   Therefore, the objective of this invention is providing the manufacturing method of the polyimide film which can manufacture the stretched polyimide film with sufficient productivity.

本発明者らは、自己支持性フィルムを一定温度で延伸した場合、フィルムにかかる張力によっては、フィルムが変形したり、切れが生じるおそれがあるという知見を得た。そこで、本発明者らは、自己支持性フィルムの延伸条件を鋭意検討した結果、自己支持性フィルムの延伸を昇温しながら行うことにより上記問題を解決することを見出し発明を完成させた。   The present inventors have found that when a self-supporting film is stretched at a constant temperature, the film may be deformed or broken depending on the tension applied to the film. Thus, as a result of intensive studies on the stretching conditions of the self-supporting film, the present inventors have found that the above problems can be solved by stretching the self-supporting film while raising the temperature, and completed the invention.

本発明のポリイミドフィルムの製造方法は、ポリイミド前駆体溶液を支持体上にキャストし、乾燥して自己支持性を有する自己支持性フィルムを形成するキャスト工程と、前記自己支持性フィルムを前記支持体から剥離し、50〜300℃/minの昇温速度で100〜150℃になるように昇温しながら該自己支持性フィルムを搬送方向に延伸して延伸フィルムを得る延伸工程と、前記延伸フィルムの幅方向の両端部を保持しながら加熱処理してイミド化するキュア工程とを含むことを特徴とする。   The method for producing a polyimide film of the present invention includes a casting step in which a polyimide precursor solution is cast on a support and dried to form a self-supporting film having self-supporting property, and the self-supporting film is used as the support. A stretching process for obtaining a stretched film by stretching the self-supporting film in the transport direction while raising the temperature so as to reach 100 to 150 ° C. at a temperature rise rate of 50 to 300 ° C./min, and the stretched film. And a curing step of imidization by heat treatment while holding both ends in the width direction.

本発明のポリイミドフィルムの製造方法は、前記延伸工程において、前記自己支持性フィルムを、20〜50℃の状態から、100〜150℃になるように昇温することが好ましい。   As for the manufacturing method of the polyimide film of this invention, it is preferable to heat up the said self-supporting film so that it may become 100-150 degreeC from the state of 20-50 degreeC in the said extending process.

本発明のポリイミドフィルムの製造方法は、前記延伸工程において、前記自己支持性フィルムを搬送方向に0を超え20%延伸することが好ましい。   In the method for producing a polyimide film of the present invention, in the stretching step, the self-supporting film is preferably stretched beyond 0 in the transport direction by 20%.

本発明のポリイミドフィルムの製造方法は、前記延伸工程において、前記自己支持性フィルムを搬送方向に0を超え40%/minの延伸速度で延伸することが好ましい。   In the method for producing a polyimide film of the present invention, in the stretching step, the self-supporting film is preferably stretched at a stretching speed exceeding 40% / min in the transport direction.

本発明のポリイミドフィルムの製造方法によれば、延伸工程において、自己支持性フィルムを、50〜300℃/minの昇温速度で100〜150℃になるように昇温しながら、該自己支持性フィルムを搬送方向に延伸するので、フィルムに係る張力を低減させつつ搬送方向に延伸することができる。このため、フィルムの変形や切れの発生を抑制して延伸することができる。
このため、本発明によれば、フィルムの変形や割れなどの不具合の発生を抑制して、すくなくとも搬送方向に延伸されたポリイミドフィルムを、生産性よく製造できる。
According to the method for producing a polyimide film of the present invention, in the stretching step, the self-supporting film is heated to a temperature of 100 to 150 ° C. at a temperature increase rate of 50 to 300 ° C./min. Since a film is extended | stretched in a conveyance direction, it can be extended | stretched in a conveyance direction, reducing the tension | tensile_strength which concerns on a film. For this reason, it can extend | stretch, suppressing the deformation | transformation and cutting | disconnection of a film.
For this reason, according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of defects such as deformation and cracking of the film and to produce a polyimide film stretched at least in the transport direction with high productivity.

実施例1−1におけるフィルムの延伸率と張力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the extending | stretching rate and tension | tensile_strength of the film in Example 1-1. 比較例1−1におけるフィルムの延伸率と張力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the draw ratio and tension | tensile_strength of the film in Comparative Example 1-1.

本発明のポリイミドフィルムの製造方法は、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とから得られるポリイミド前駆体溶液を支持体上にキャストし、乾燥して自己支持性を有する自己支持性フィルムを形成するキャスト工程と、自己支持性フィルムを支持体から剥離し、該自己支持性フィルムを搬送方向に延伸して延伸フィルムを得る延伸工程と、延伸フィルムを加熱処理してイミド化するキュア工程とを含む。以下、各工程について、詳しく説明する。   The method for producing a polyimide film of the present invention is a method of casting a polyimide precursor solution obtained from a tetracarboxylic dianhydride component and a diamine component on a support and drying to form a self-supporting film having self-supporting properties. A casting step, a self-supporting film is peeled from the support, a stretching step in which the self-supporting film is stretched in the conveying direction to obtain a stretched film, and a cured step in which the stretched film is heat-treated and imidized. Including. Hereinafter, each step will be described in detail.

(キャスト工程)
キャスト工程では、まず、ポリアミック酸と有機溶媒とをポリイミド前駆体溶液を支持体上にキャストして流延物を形成する。そして、該流延物を乾燥して、自己支持性を有する自己支持性フィルムを形成する。ここで、自己支持性を有するとは、支持体から剥離することができる程度の強度を有する状態を意味する。
(Casting process)
In the casting step, first, a polyamic acid and an organic solvent are cast onto a support with a polyimide precursor solution to form a casting. Then, the cast is dried to form a self-supporting film having self-supporting properties. Here, having self-supporting means a state having a strength that can be peeled off from the support.

ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを公知の方法で反応させて製造できる。例えば、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを、ポリイミドの製造に通常使用される有機溶媒中で重合して製造することができる。   The polyamic acid can be produced by reacting a tetracarboxylic dianhydride component and a diamine component by a known method. For example, it can be produced by polymerizing a tetracarboxylic dianhydride component and a diamine component in an organic solvent usually used for production of polyimide.

上記テトラカルボン酸二無水物成分としては、芳香族テトラカルボン酸二無水物、脂肪族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。具体例としては、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−オキシジフタル酸二無水物、ジフェニルスルホン−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルフィド二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物等が挙げられる。   Examples of the tetracarboxylic dianhydride component include aromatic tetracarboxylic dianhydrides, aliphatic tetracarboxylic dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic dianhydrides, and the like. Specific examples include 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-oxydiphthalic dianhydride, diphenylsulfone-3. , 4,3 ′, 4′-tetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfide dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1, 1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride and the like.

上記ジアミン成分としては、芳香族ジアミン、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン等が挙げられる。具体例としては、p−フェニレンジアミン、4,4’−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、m−トリジン、p−トリジン、5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾール、4,4’−ジアミノベンズアニリド、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、3,3’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、3,3’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔3−(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)フェニル〕エーテル、2,2−ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン等が挙げられる。   Examples of the diamine component include aromatic diamines, aliphatic diamines, and alicyclic diamines. Specific examples include p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, m-tolidine, p-tolidine, 5-amino-2- (p-aminophenyl) benzoxazole, 4 , 4′-diaminobenzanilide, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 3,3 '-Bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 3,3'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) ) Biphenyl, bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [3- (4-aminophenoxy) phene Ether], bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) Phenyl] propane and the like.

テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分との組み合わせの一例としては、以下の(1)〜(6)が挙げられる。これら組み合わせは、機械的特性、耐熱性の観点から好ましい。   Examples of the combination of the tetracarboxylic dianhydride component and the diamine component include the following (1) to (6). These combinations are preferable from the viewpoints of mechanical properties and heat resistance.

(1) 3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、p−フェニレンジアミンとの組み合わせ。
(2) 3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、p−フェニレンジアミンと、4,4−ジアミノジフェニルエ−テルとの組み合わせ。
(3)ピロメリット酸二無水物と、p−フェニレンジアミンとの組み合わせ。
(4)ピロメリット酸二無水物と、p−フェニレンジアミンと、4,4−ジアミノジフェニルエ−テルとの組み合わせ。
(5)3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、ピロメリット酸二無水物と、p−フェニレンジアミンとの組み合わせ。
(6)3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、ピロメリット酸二無水物と、p−フェニレンジアミンと、4,4−ジアミノジフェニルエ−テルとの組み合わせ。
(1) A combination of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and p-phenylenediamine.
(2) A combination of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, p-phenylenediamine and 4,4-diaminodiphenyl ether.
(3) A combination of pyromellitic dianhydride and p-phenylenediamine.
(4) A combination of pyromellitic dianhydride, p-phenylenediamine, and 4,4-diaminodiphenyl ether.
(5) A combination of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, and p-phenylenediamine.
(6) A combination of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, p-phenylenediamine, and 4,4-diaminodiphenyl ether.

上記有機溶媒としては、ポリアミック酸を溶解できるものであればよい。公知の有機溶媒を用いることができる。例えば、N−メチル−2−ピロリドン、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,N−ジエチルアセトアミド等が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Any organic solvent may be used as long as it can dissolve the polyamic acid. A known organic solvent can be used. For example, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide and the like can be mentioned. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

ポリイミド前駆体溶液を熱イミド化によりイミド化を完結させる場合、ポリイミド前駆体溶液には、イミド化触媒等を必要に応じて加えてもよい。また、ポリイミド前駆体溶液を化学イミド化によりイミド化を完結させる場合、ポリイミド前駆体溶液には、環化触媒、脱水剤等を必要に応じて加えてもよい。ここで、イミド化を完結させるの「完結」とは、イミド化率が100%であること以外に、例えば100%未満の所望のイミド化率になることを含む。   When imidation is completed by thermal imidation of the polyimide precursor solution, an imidization catalyst or the like may be added to the polyimide precursor solution as necessary. Moreover, when completing imidation by chemical imidation of a polyimide precursor solution, you may add a cyclization catalyst, a dehydrating agent, etc. to a polyimide precursor solution as needed. Here, “completion” for completing imidization includes, for example, that the imidization rate is 100%, and that the desired imidization rate is less than 100%, for example.

上記イミド化触媒としては、置換もしくは非置換の含窒素複素環化合物、該含窒素複素環化合物のN−オキシド化合物、置換もしくは非置換のアミノ酸化合物、ヒドロキシル基を有する芳香族炭化水素化合物または芳香族複素環状化合物が挙げられる。   Examples of the imidization catalyst include a substituted or unsubstituted nitrogen-containing heterocyclic compound, an N-oxide compound of the nitrogen-containing heterocyclic compound, a substituted or unsubstituted amino acid compound, an aromatic hydrocarbon compound having a hydroxyl group, or an aromatic Heterocyclic compounds are mentioned.

上記環化触媒としては、脂肪族第3級アミン、芳香族第3級アミン、複素環第3級アミン等が挙げられる。   Examples of the cyclization catalyst include aliphatic tertiary amines, aromatic tertiary amines, and heterocyclic tertiary amines.

上記脱水剤としては、脂肪族カルボン酸無水物、芳香族カルボン酸無水物等が挙げられる。   Examples of the dehydrating agent include aliphatic carboxylic acid anhydrides and aromatic carboxylic acid anhydrides.

ポリイミド前駆体溶液の固形分濃度(ポリマー成分)は、キャストによるフィルム製造に適した粘度範囲となる濃度であれば特に限定されない。10〜30質量%が好ましく、15〜27質量%がより好ましく、16〜24質量%がさらに好ましい。   The solid content concentration (polymer component) of the polyimide precursor solution is not particularly limited as long as the concentration is within a viscosity range suitable for film production by casting. 10-30 mass% is preferable, 15-27 mass% is more preferable, and 16-24 mass% is further more preferable.

ポリイミド前駆体溶液の流延物の乾燥は、例えば、該流延物をキャスト炉に導入し、加熱乾燥して行う方法が挙げられる。   For example, the casting of the polyimide precursor solution may be dried by introducing the casting into a casting furnace and drying by heating.

自己支持性フィルムを形成するための乾燥条件(加熱条件)は、特に限定はないが、温度100〜180℃で、2〜60分間程度加熱して形成することが好ましく、より好ましくは、120〜160℃で、4〜30分間加熱する。なお、ここでいう温度とは、炉内に設置した熱電対により測定した、雰囲気温度のことを意味する。   The drying conditions (heating conditions) for forming the self-supporting film are not particularly limited, but are preferably formed by heating at a temperature of 100 to 180 ° C. for about 2 to 60 minutes, more preferably 120 to Heat at 160 ° C. for 4-30 minutes. In addition, the temperature here means the atmospheric temperature measured with the thermocouple installed in the furnace.

(延伸工程)
延伸工程では、まず、キャスト工程で形成した自己支持性フィルムを、支持体から剥離する。自己支持性フィルムの支持体からの剥離方法は特に限定はなく、自己支持性フィルムを冷却し、回転ロールを介して張力を与えて剥離する方法が挙げられる。そして、支持体から剥離した自己支持性フィルムを、回転ロール等を用い、走行速度を規制しながら搬送方向(MD方向)に延伸、もしくは自己支持性フィルムの両端をクリップなどの保持具で保持し、搬送方向に延伸して延伸フィルムを得る。
(Stretching process)
In the stretching step, first, the self-supporting film formed in the casting step is peeled from the support. The method for peeling the self-supporting film from the support is not particularly limited, and examples include a method in which the self-supporting film is cooled and peeled by applying a tension via a rotating roll. Then, the self-supporting film peeled off from the support is stretched in the transport direction (MD direction) using a rotating roll or the like while regulating the traveling speed, or both ends of the self-supporting film are held with a holder such as a clip The film is stretched in the conveying direction to obtain a stretched film.

本発明では、延伸工程において、自己支持性フィルムを、50〜300℃/minの昇温速度で100〜150℃になるように昇温しながら搬送方向(MD方向)に延伸することを特徴とする。なお、ここでいう温度とは、フィルムに貼り付けた熱電対により測定した、フィルムの表面温度のことを意味する。   In the present invention, in the stretching step, the self-supporting film is stretched in the transport direction (MD direction) while being heated to 100 to 150 ° C. at a heating rate of 50 to 300 ° C./min. To do. In addition, the temperature here means the surface temperature of a film measured with the thermocouple affixed on the film.

自己支持性フィルムを、昇温しながら延伸することで、後述する実施例に示すように、フィルムに係る張力を低減させつつ、搬送方向(MD方向)に延伸することができる。このため、フィルムの変形や切れの発生を抑制して、搬送方向(MD方向)に延伸できる。また、フィルムの溶媒含有量が少ないと、次工程であるキュア工程において、更に延伸することが困難になるが、本発明では、延伸工程は100〜150℃の温度で行うので、延伸工程時にフィルムから溶媒が除去され難く、得られる延伸フィルムはある程度溶媒を含有している。このため、キュア工程において、延伸フィルムを、幅方向(TD方向)などに更に延伸することができる。   By stretching the self-supporting film while raising the temperature, it can be stretched in the transport direction (MD direction) while reducing the tension associated with the film, as shown in the examples described later. For this reason, generation | occurrence | production of a deformation | transformation and a piece of a film can be suppressed, and it can extend | stretch in a conveyance direction (MD direction). In addition, if the solvent content of the film is small, it becomes difficult to stretch further in the curing step, which is the next step. In the present invention, the stretching step is performed at a temperature of 100 to 150 ° C. The solvent is hardly removed from the film, and the obtained stretched film contains a solvent to some extent. For this reason, in the curing step, the stretched film can be further stretched in the width direction (TD direction) or the like.

延伸工程は、自己支持性フィルムを、20〜50℃の状態から、100〜150℃になるように昇温することが好ましい。より好ましくは、30〜40℃の状態から、130〜140℃になるように昇温する。延伸開始温度が20℃未満であると、延伸初期にフィルムにかかる応力が高くなる傾向にあり、50℃を超えると昇温しながら延伸する事による応力低下の効果が低くなる傾向にある。また、延伸終了温度が100℃未満であると、延伸時の応力が高くフィルム変形や切れの発生が高くなると共に延伸するための装置が大掛かりとなる傾向にあり、150℃を超えると延伸フィルムからの溶媒が除去され易くなり、次工程であるキュア工程において、更に延伸することが困難となる場合がある。   In the stretching step, the temperature of the self-supporting film is preferably raised from 20 to 50 ° C. to 100 to 150 ° C. More preferably, the temperature is raised from 30 to 40 ° C. to 130 to 140 ° C. When the stretching start temperature is less than 20 ° C., the stress applied to the film tends to increase at the initial stage of stretching, and when it exceeds 50 ° C., the effect of lowering the stress due to stretching while increasing the temperature tends to decrease. Further, if the stretching end temperature is less than 100 ° C, the stress during stretching tends to be high and the occurrence of film deformation and breakage tends to be large and the apparatus for stretching tends to be large. In this case, it may be difficult to stretch further in the curing step, which is the next step.

延伸工程において、昇温速度は、50〜300℃/minであり、60〜270℃/minが好ましく、60〜260℃/minがより好ましく、70〜250℃/minがさらに好ましい。昇温速度が50℃/min未満であると、延伸終了温度までの時間が長くなり溶媒が除去され易くなり、次工程であるキュア工程において、更に延伸する事が困難となる場合がある。昇温速度が300℃/minを超えると、単位時間に加える熱量が大きくなるため装置が大掛かりとなる傾向にある。   In the stretching step, the rate of temperature rise is 50 to 300 ° C./min, preferably 60 to 270 ° C./min, more preferably 60 to 260 ° C./min, and still more preferably 70 to 250 ° C./min. When the rate of temperature increase is less than 50 ° C./min, the time until the stretching end temperature becomes long and the solvent is easily removed, and it may be difficult to further stretch in the subsequent curing step. When the rate of temperature rise exceeds 300 ° C./min, the amount of heat applied per unit time increases, and the apparatus tends to become large.

延伸工程において、自己支持性フィルムを搬送方向に0を超え20%以下の延伸倍率で延伸することが好ましく、0を超え15%以下がより好ましい。延伸倍率が上記範囲内であれば、フィルムの変形や切れの発生をより効果的に抑制できる。   In the stretching step, the self-supporting film is preferably stretched at a stretch ratio of more than 0 and 20% or less in the transport direction, more preferably more than 0 and 15% or less. If the draw ratio is within the above range, the deformation and breakage of the film can be more effectively suppressed.

延伸工程において、自己支持性フィルムの延伸速度は、搬送方向に0を超え40%/min以下の延伸速度で延伸することが好ましく、0を超え30%/min以下がより好ましい。延伸速度が上記範囲内であれば、フィルムの変形や切れの発生をより効果的に抑制できる。   In the stretching step, the stretching speed of the self-supporting film is preferably stretched at a stretching speed exceeding 0 and not more than 40% / min in the transport direction, more preferably exceeding 0 and not more than 30% / min. If the stretching speed is within the above range, the deformation and breakage of the film can be more effectively suppressed.

(キュア工程)
キュア工程では、延伸工程により得られた延伸フィルムの幅方向の両端部を、例えばピンテンタ、クリップ、枠などの保持具で保持し、加熱処理しイミド化する。必要に応じて、該保持具を幅方向及び/又は搬送方向に拡大・縮小して加熱処理しても良い。
(Cure process)
In the curing step, both ends in the width direction of the stretched film obtained in the stretching step are held with a holder such as a pin tenter, clip, frame, etc., and heat-treated to imidize. If necessary, the holder may be heat-treated by enlarging / reducing in the width direction and / or the conveying direction.

上述したように、延伸工程では、比較的低温で延伸するので、延伸工程で得られる延伸フィルムは比較的溶媒を含有している。キュア工程では、延伸フィルムの幅方向の両端部を保持し、必要に応じて保持具を幅方向及び/又は搬送方向に拡縮して加熱処理するが、溶媒が多いため延伸時にフィルムに発生する応力が低く容易に延伸することができる。   As described above, in the stretching step, stretching is performed at a relatively low temperature, and thus the stretched film obtained in the stretching step contains a relatively solvent. In the curing process, both ends of the stretched film in the width direction are held, and if necessary, the holder is expanded and contracted in the width direction and / or the transport direction, and heat treatment is performed. Is low and can be easily stretched.

延伸フィルムの加熱処理としては、特に限定は無く、公知の方法を用いることが出来る。例えば、100℃〜400℃の温度において、0.05〜5時間、より好ましくは0.1〜3時間で徐々に加熱して行う方法が挙げられる。具体的な一例として、100℃〜170℃の比較的低い温度で0.5〜30分間第一次加熱処理し、次いで170℃〜220℃の温度で0.5〜30分間第二次加熱処理し、その後、220℃〜400℃の高温で0.5〜30分間第三次加熱処理する方法が挙げられる。必要であれば、400℃〜550℃、好ましくは450〜520℃の高い温度で第四次高温加熱処理してもよい。なお、ここでいう温度とは、フィルムに貼り付けた熱電対により測定した、フィルムの表面温度のことを意味する。   There is no limitation in particular as a heat processing of a stretched film, A well-known method can be used. For example, a method of gradually heating at a temperature of 100 ° C. to 400 ° C. for 0.05 to 5 hours, more preferably 0.1 to 3 hours can be mentioned. As a specific example, primary heat treatment is performed at a relatively low temperature of 100 ° C. to 170 ° C. for 0.5 to 30 minutes, and then secondary heat treatment is performed at a temperature of 170 ° C. to 220 ° C. for 0.5 to 30 minutes. Thereafter, a third heat treatment is performed at a high temperature of 220 ° C. to 400 ° C. for 0.5 to 30 minutes. If necessary, the fourth high-temperature heat treatment may be performed at a high temperature of 400 ° C. to 550 ° C., preferably 450 to 520 ° C. In addition, the temperature here means the surface temperature of a film measured with the thermocouple affixed on the film.

このようにして製造されるポリイミドフィルムは、少なくとも搬送方向(MD方向)の延伸制御範囲が広がっているため、所望の線膨張係数を有するポリイミドフィルムを効率よく製造することができる。このため、電気・電子部品の基板や絶縁材料等に好ましく用いることができる。例えば、プリント配線板、フレキシブルプリント基板、TAB用テープ、COF用テープ、ICチップ等のチップ部材等のカバー基材、液晶ディスプレー、有機エレクトロルミネッセンスディスプレー、電子ペーパー、太陽電池等の基板として用いることができる。   Since the polyimide film manufactured in this way has at least a stretch control range in the transport direction (MD direction), a polyimide film having a desired linear expansion coefficient can be efficiently manufactured. For this reason, it can be preferably used for a substrate or an insulating material of an electric / electronic component. For example, it can be used as a printed circuit board, a flexible printed circuit board, a TAB tape, a COF tape, a cover substrate such as a chip member such as an IC chip, a substrate such as a liquid crystal display, an organic electroluminescence display, electronic paper, or a solar cell. it can.

[製造例](自己支持性フィルムの製造)
N,N−ジメチルアセトアミド(以下、「DMAc」と記す)100質量部に、パラフェニレンジアミン(以下、「PPD」と記す)を5.7質量部加えて攪拌溶解した。得られた溶液に、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下、「s−BPDA」と記す)を徐々に加えてポリイミド前駆体溶液を得た。固形分濃度は18質量%であった。
得られたポリイミド前駆体溶液を、最終乾燥後の厚みが35μmになるようにガラス板上に流延し、120℃で15分乾燥し、ガラス板から剥離して、溶媒含有量35.5質量%の自己支持性フィルムを製造した。
[Production example] (Production of self-supporting film)
To 100 parts by mass of N, N-dimethylacetamide (hereinafter referred to as “DMAc”), 5.7 parts by mass of paraphenylenediamine (hereinafter referred to as “PPD”) was added and dissolved by stirring. 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (hereinafter referred to as “s-BPDA”) was gradually added to the obtained solution to obtain a polyimide precursor solution. The solid content concentration was 18% by mass.
The obtained polyimide precursor solution was cast on a glass plate so that the thickness after final drying was 35 μm, dried at 120 ° C. for 15 minutes, peeled from the glass plate, and the solvent content was 35.5 mass. % Self-supporting film was produced.

[試験例1]
(実施例1−1)
製造例で製造した自己支持性フィルムを、2×12cmのサイズに調整したものをサンプルセルとして用いた。
サンプルセルの長手方向の両端から1cmの部分をクリップで把持し、30℃の状態から、180℃/minの昇温速度で120℃になるように昇温しながら、サンプルセルの長手方向(MD方向)に20%/minの延伸速度で、MD方向に10%延伸した。10%延伸後のフィルム張力は5N/cmであった。フィルムの延伸率と張力との関係を図1に示す。
[Test Example 1]
(Example 1-1)
The self-supporting film produced in the production example was adjusted to a size of 2 × 12 cm and used as a sample cell.
The sample cell is clamped at 1 cm from both ends in the longitudinal direction, and the sample cell longitudinal direction (MD) is increased from 30 ° C. to 120 ° C. at a heating rate of 180 ° C./min. Direction) was stretched 10% in the MD direction at a stretching rate of 20% / min. The film tension after 10% stretching was 5 N / cm. The relationship between the stretch ratio of the film and the tension is shown in FIG.

(比較例1−1)
実施例1−1において、サンプルセルの長手方向の両端から1cmの部分をクリップで把持し、120℃の一定温度下で、サンプルセルの長手方向(MD方向)に20%/minの延伸速度で、MD方向に10%延伸した。10%延伸後のフィルム張力は11N/cmであった。フィルムの延伸率と張力との関係を図2に示す。
(Comparative Example 1-1)
In Example 1-1, a portion of 1 cm from the both ends in the longitudinal direction of the sample cell is gripped with a clip, and the stretching rate is 20% / min in the longitudinal direction (MD direction) of the sample cell at a constant temperature of 120 ° C. The film was stretched 10% in the MD direction. The film tension after 10% stretching was 11 N / cm. FIG. 2 shows the relationship between the stretching ratio of the film and the tension.

図1,2に示すように、自己支持性フィルムを昇温しながら延伸することで、フィルムに係る張力を低減できた。   As shown in FIGS. 1 and 2, by stretching the self-supporting film while raising the temperature, the tension related to the film could be reduced.

[試験例2]
(実施例2−1)
製造例で製造した自己支持性フィルムを、2×12cmのサイズに調整したものをサンプルセルとして用いた。
サンプルセルの長手方向の両端から1cmの部分をピンシートで把持し、30℃の状態から、190℃/minの昇温速度で130℃になるように昇温しながら、サンプルセルの長手方向(MD方向)に9.4〜28.1%/minの延伸速度で、MD方向に5〜15%延伸した。
[Test Example 2]
(Example 2-1)
The self-supporting film produced in the production example was adjusted to a size of 2 × 12 cm and used as a sample cell.
While holding a 1 cm portion from both ends of the sample cell in the longitudinal direction with a pin sheet and raising the temperature from 30 ° C. to 130 ° C. at a temperature increase rate of 190 ° C./min, the sample cell longitudinal direction ( The film was stretched 5 to 15% in the MD direction at a stretching speed of 9.4 to 28.1% / min in the MD direction).

(比較例2−1)
実施例2−1において、サンプルセルの長手方向の両端から1cmの部分をピンシートで把持し、130℃の一定温度下で、サンプルセルの長手方向(MD方向)に9.4〜37.5%/minの延伸速度で、MD方向に5〜15%延伸した。
(Comparative Example 2-1)
In Example 2-1, a portion 1 cm from both ends in the longitudinal direction of the sample cell was held with a pin sheet, and 9.4 to 37.5 in the longitudinal direction (MD direction) of the sample cell at a constant temperature of 130 ° C. The film was stretched 5 to 15% in the MD direction at a stretching rate of% / min.

延伸後のフィルムのピンシートの穴の外観を観察し、ピンシートの穴に変形が無いものを◎、ピンシートの穴の変形が小さいものを○、ピンシートの穴の変形が大きいものを△、切れが生じたものを×とした。結果を表1に記す。   Observe the appearance of the hole in the pin sheet of the film after stretching, ◎ if there is no deformation in the pin sheet hole, ○ if the pin sheet hole deformation is small, △ if the pin sheet hole deformation is large The case where the cut occurred was defined as x. The results are shown in Table 1.

Claims (4)

ポリイミド前駆体溶液を支持体上にキャストし、乾燥して自己支持性を有する自己支持性フィルムを形成するキャスト工程と、
前記自己支持性フィルムを前記支持体から剥離し、50〜300℃/minの昇温速度で100〜150℃になるように昇温しながら、該自己支持性フィルムを搬送方向に延伸して延伸フィルムを得る延伸工程と、
前記延伸フィルムの幅方向の両端部を保持しながら加熱処理してイミド化するキュア工程と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。
A casting step of casting a polyimide precursor solution on a support and drying to form a self-supporting film having a self-supporting property;
The self-supporting film is peeled from the support and stretched by stretching the self-supporting film in the conveying direction while raising the temperature to 100 to 150 ° C. at a temperature increase rate of 50 to 300 ° C./min. A stretching step to obtain a film;
And a curing step of imidization by heat treatment while holding both ends in the width direction of the stretched film.
前記延伸工程において、前記自己支持性フィルムを、20〜50℃の状態から、100〜150℃になるように昇温する請求項1に記載のポリイミドフィルムの製造方法。   The manufacturing method of the polyimide film of Claim 1 which heats up the said self-supporting film so that it may become 100-150 degreeC from the state of 20-50 degreeC in the said extending process. 前記延伸工程において、前記自己支持性フィルムを搬送方向に0を超え20%延伸する請求項1又は2に記載のポリイミドフィルムの製造方法。   The method for producing a polyimide film according to claim 1 or 2, wherein in the stretching step, the self-supporting film is stretched by more than 0 and 20% in the transport direction. 前記延伸工程において、前記自己支持性フィルムを搬送方向に0を超え40%/minの延伸速度で延伸する請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリイミドフィルムの製造方法。   The method for producing a polyimide film according to any one of claims 1 to 3, wherein in the stretching step, the self-supporting film is stretched at a stretching speed exceeding 40% / min in the transport direction.
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