JP6325265B2 - ポリイミドフィルム、および、その製造方法 - Google Patents

ポリイミドフィルム、および、その製造方法 Download PDF

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Description

本発明は極薄ポリイミドフィルムに関するものである。
芳香族ジアミンと、芳香族テトラカルボン酸二無水物とを有機溶媒中で重合反応させてポリアミド酸重合体溶液を得た後、該ポリアミド酸重合液をフィルム状に形成し、これを熱的及び/又は化学的に脱水閉環、すなわちイミド化させることにより得られるポリイミドフィルムは、耐熱性、絶縁性、及び機械的特性(外力に対する耐久性)に優れているため、電線の電気絶縁材料、断熱材、フレキシブルプリント基板のベースフィルム、集積回路のテープオートメイティッドボンディング用のキャリアテープフィルム、および集積回路のリードフレーム固定用テープ、および導電性回路の保護や絶縁を目的するカバーレイ用途等に広く利用されている。
これらの用途の中で、フレキシブルプリント基板は柔軟で薄いベースフィルム上に回路パターンを形成し、その表面にカバーレイを施したものを基本的な構造としており、その可撓性などの優秀な機能により、電子技術分野において広く利用されている。しかし近年の実装技術の進歩により配線の高密度化が求められ、それに伴い高耐屈曲性も要求されるようになった。しかしながら、従来のフレキシブルプリント基板は多層化や小屈曲半径化すると長期間の使用後に断線を発生するといった問題があり、十分な耐屈曲性を有するものは得られていなかった。
フレキシブルプリント基板の小型化及び屈曲性向上の手段の一つとして有効なのがポリイミドの薄膜化である。しかし、薄膜化によってフィルムが弱くなり、フィルム破断や変形しやすいという問題が生じる。また、フィルム厚みが薄ければ薄いほどフィルムの剛性が低下するため、フィルムの平面性が悪いと搬送時にシワが発生しやすく塗工不良等の問題が生じ、歩止まりが低下する。そのため薄膜でも充分な耐引裂性を有し、平面性が良好で搬送時のハンドリング性に優れた薄いポリイミドフィルムの開発が望まれていた。
ところで、ポリイミドフィルムは、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルに代表される芳香族ジアミンと、ピロメリット酸二無水物に代表される芳香族テトラカルボン酸二無水物とを有機溶媒中で重合反応させてポリアミド酸重合体溶液を得た後、該ポリアミド酸重合液をフィルム状に形成し、これを熱的及び/又は化学的に脱水閉環、すなわちイミド化させることにより得られる。具体的には、ポリアミド酸重合体溶液、又はその溶液に化学量論以上の脱水剤と触媒量の第3級アミンを加えた溶液を、ドラム或いはエンドレスベルト上に流延又は塗布して膜状とし、その塗膜を100℃以下の温度で約5〜10分間乾燥し、自己支持性を有するポリアミド酸重合体の塗膜を得る。次いで、これを支持体より引き剥がしてフィルム端部を多数のピンやクリップで固定してテンター式オーブンに導入し、延伸しながら約100〜300℃まで徐々に加熱して溶媒を乾燥させグリーンフィルムを得た後、最高焼成温度が450〜550℃で1〜5分間加熱することによりポリアミド酸からポリイミドに転換され、またポリアミック酸に溶媒和していた溶媒が除去されたポリイミドフィルムが得られるのである。
しかしながら、そのような従来どおりの方法で厚みが8.0μm以下の極薄ポリイミドフィルムを作成しようとすると、その薄さ故に製膜においてはフィルム端部にピンを食い込ませた孔からの裂けや搬送時のシワにより蛇行してフィルム破れトラブルが非常に発生しやすく、生産性が著しく低いという問題があった。更にフィルムと銅箔との接着性を改善する高接着処理、フィルムの熱収縮を抑えて寸法安定性を増す低熱収縮処理、ロールトゥロールで銅箔と接着もしくは接着剤を塗布する後処理工程においても、フィルムの平面性が悪いとその薄さ故にシワが発生し易くハンドリングが難しいことから、歩留まりの低下を招くという問題が生じていた。
8.0μm以下の極薄ポリイミドフィルムの工業的な製造方法として、例えば特許文献(1)や(2)においては、一旦支持体フィルムにコーターで塗工後、引き剥がした後にそのグリーンフィルムをテンターに導入し製造するといった方法がある。この方法ではグリーンフィルム端部のピン孔からの破断を防ぐために別に用意したポリイミドフィルムをグリーンフィルムと共にピンに突き刺すことでフィルム端部の強度を保っている。しかしこの方法は別途端部把持用のポリイミドフィルムを用意しなければならないことからコストがかかり生産効率が悪くなり、ピンに突き刺した際に発生する切り屑が多くなる。また、グリーンフィルム作成時に延伸していないためにフィルム幅方向の分子配向を均等に制御することができず、引き裂き伝播抵抗の低下や平面性の悪化を引き起こしやすい。特に極薄物のポリイミドフィルムにおいては、平面性が悪いと製膜時や後工程加工時に様々なトラブルの原因となる。以上の理由から、平面性を良好に保ちつつ破れ等のトラブルの少ない効率的な極薄のポリイミドフィルム、および、その製造方法が求められていた。
特開2008−285516号公報 特開2009−13245号公報
本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を検討した結果、達成されたものである。従って、本発明の目的は、製膜中のフィルム破れや搬送時のシワ等の問題が発生しにくい、フィルム厚みが8.0μm以下の薄いポリイミドフィルムおよびその製造方法を提供することにある。
本発明のポリイミドフィルムは、フィルムの厚みが8.0μm以下で、フィルムの引き裂き伝播抵抗が1.7N/mm以上、かつ超音波伝達速度の最小値が2.0km/秒である。また、フィルムの平面性の良否を示す片伸び値は8mm以下であることが好ましい。
また、本発明のポリイミドフィルムの製造方法は、ポリアミド酸溶液を支持体上にフィルム状に連続的に押し出し、または塗布したゲルフィルムを支持体から剥離し、延伸、乾燥、熱処理するポリイミドフィルムの製造工程において、支持体上に押し出し後から70℃以上200℃以下でフィルム延伸する工程間におけるフィルムの総延伸倍率(長手方向の延伸倍率×幅方向の延伸倍率)が1.60以上であることを特徴とする。さらに、製膜に使用するポリアミド酸溶液と4.0%臭化カリウム液との相対粘度比が1.40以上1.80以下であることが好ましい製造条件である。
本発明によれば、フィルム厚みが8.0μm以下で、耐引き裂き性及び平面性に優れ、製膜工程やその後の加工工程でフィルム破れや搬送シワ等によるトラブルが少ない極薄のポリイミドフィルムを得ることができる。特に厚さが8.0μm以下の極薄のポリイミドフィルムを製造する際のポリマー組成やポリマー粘度及び延伸方法等に工夫を施すことで、耐引き裂き性及び平面性に優れ、製膜中のフィルム破れや加工時の搬送シワ等による生産トラブルが少ないハンドリングに優れた極薄のポリイミドフィルムを工業的に効率良く製造することができる。
引き裂き伝播抵抗及び超音波伝達速度及び片伸びを既定値以上にしたフィルム厚みが8.0μm以下の薄いポリイミドフィルムを用いることで、製膜時のフィルム破れを防止でき、また後処理工程での搬送シワやカット不良によるトラブル等を防止することで後処理工程のトラブル回避、高速化にも寄与しうるものである。また、客先工程での熱ラミネート加工時における搬送シワ及び/又は蛇行の発生も抑制することができる。
図1は、フィルムの引き裂き伝播抵抗値を測定した試験片の模式図である。 図2は、フィルム片伸び値を説明した模式図である。 図3は、超音波伝達速度の測定方法を説明した模式図である。
以下に、本発明のポリイミドフィルムおよびその製造方法について具体的に説明する。
本発明のポリイミドフィルムにおいて、超音波伝達速度の最小値は2.0km/秒であることが必要である。フィルムの引き裂き現象をマクロの目で見た場合、分子鎖を切ることに相当する。分子鎖を数多く横切るような引き裂きは、抵抗が大きく発生しにくい。そのことから、配向が進んでいない方向を横切る向きへの引き裂きは、横切る分子鎖が少ないために発生しやすい。超音波伝達速度は、その方向のポリイミドの配向が進んでおり、かつ分子構造が剛直でヤング率が高くなればなる程速くなる。つまり、超音波伝達速度が小さければ小さいほど、フィルムの引き裂きが発生しやすく、破れやすいフィルムとなる。本発明のポリイミドフィルムにおいて、超音波伝達速度は、好ましくは、2.1〜3.0km/秒であり、より好ましくは、2.2〜2.9km/秒である。
本発明において、ポリイミドフィルムの超音波伝達速度とは、野村商事(株)製のSONIC SHEET TESTER(SST−2500型)を用い、シート状試料の一定距離間(この場合12cm)をマルチセンサー方式の測定ヘッドにより、超音波パルスが伝達するのに要する時間を測定した値である。測定刻み角は11.25°送りで180°まで合計16箇所測定し、全ての測定値の最小値をそのフィルムの超音波伝達速度とした。その測定値は、その方向への分子配向の指標であり、大きいほど配向が進んでいる。また、重合度が大きく分子鎖が長いほど、ポリイミドを構成する成分が平面構造を取りやすく剛直な構造であるほど、超音波伝達速度は速くなる傾向がある。超音波伝達速度は、配向度と重合度及びその分子構造の剛直度を判断できる一つの指標である。
本発明において、ポリイミドフィルムの引き裂き伝播抵抗とは、JIS K 7128−2(1998年11月20日制定)に記載のエルメンドルフ引き裂き法に則り、東洋精機製作所製の軽荷重引き裂き試験機を用いて測定した値である。その測定値は、フィルムが裂けていくときの抵抗を示していることから、厚み方向全体を勘案した引き裂かれにくさを示しており、大きいほどフィルムが裂けにくいと言える。なお、本発明においての引き裂き伝播抵抗は、フィルムの長手方向と幅方向を測定し、その低い方の値をフィルムの引き裂き伝播抵抗とする。ここでいうフィルムの長手方向とは、フィルム製造時の工程においてフィルムが流れる方向をいう。また、フィルムの幅方向とは、フィルムの長手方向に直交する方向である。
本発明のポリイミドフィルムにおいて、引き裂き伝播抵抗は1.7N/mm以上が必要であり、より望ましくは1.8N/mm以上、さらに望ましくは1.9N/mm以上であることが好ましい。引裂伝播抵抗が小さいと、裂けに対する抵抗が小さいためにフィルムが裂けてフィルム破れ等のトラブルが発生し易い。
本発明のポリイミドフィルムにおいては、フィルムの厚みは8.0μm以下であり、3.0μm以上であることが好ましく、より好ましくは、4.0〜7.5μmである。フィルム厚みが薄くなればなるほど、フィルムの剛性が低くシワが入りやすくなって蛇行や走行不良によるフィルム破れを発生させやすいという問題があったが、引き裂き伝播抵抗は1.7N/mm以上、超音波伝達速度の最小値が2.0km/秒のフィルムとすることにより、フィルムの厚みが8.0μm以下であっても、製膜できるようになった。
上記の特性を満たす本発明のポリイミドフィルムは、好ましくは、ポリアミド酸溶液を支持体上にフィルム状に連続的に押し出し、または塗布したゲルフィルムを支持体から剥離し、延伸、乾燥、熱処理する方法により製造される。本発明のポリイミドフィルムは、好ましくは、ポリアミド酸を支持体上に押し出し後、70℃以上200℃以下でフィルム延伸する工程間におけるフィルムの総延伸倍率(長手方向の延伸倍率×幅方向の延伸倍率)を1.60以上として製造する。フィルムの総延伸倍率は、1.70以上がより好ましく、1.80以上が、さらにより好ましい。フィルムの総延伸倍率の上限は通常3.00倍程度である。支持体から剥離された自己支持性を有するゲルフィルムは、延伸ロールで走行速度を規制することにより長手方向に延伸されるのが好ましい。長手方向の延伸倍率は1.05倍以上2.00倍以下が好ましく、より好ましくは1.10倍以上1.60倍以下、さらに好ましくは1.10倍以上1.50倍以下の倍率で実施されるのが好ましい。また長手方向の延伸は2段階以上に分けて行っても良い。長手方向に延伸されたゲルフィルムは、クリップに幅方向両端部を把持された状態にてテンターへ導入され、テンタークリップと共に走行しながら、幅方向へ延伸されるのが好ましい。幅方向の延伸倍率は1.05倍以上2.00倍以下が好ましく、より好ましくは1.10倍以上1.80倍以下、さらに好ましくは1.10倍以上1.70倍以下の倍率で実施されるのが好ましい。70℃以上200℃以下でフィルム延伸する工程間におけるフィルムの総延伸倍率(長手方向の延伸倍率×幅方向の延伸倍率)が1.60以上となるように制御することで、フィルム幅方向の配向を均一にそろえることが可能になり、平面性の良好なポリイミドフィルムを得ることが可能となる。
ポリイミドフィルムの面内配向を制御するためには、イミド化反応が十分進行しており、かつ溶媒蒸発の少なくポリマー分子鎖の流動性が比較的高い70℃以上200℃以下の工程間で延伸を施す手法が最も効果的である。70℃以下の温度ではイミド化反応が十分に進行していない為に延伸による配向の制御を効率的に行うことが難しい。また200℃よりも温度が高い工程での延伸は通常溶媒が蒸発してしまうためポリマー分子鎖の流動性が悪く延伸し難くなることや、乾燥ムラにより延伸度が幅方向にバラツいてしまい配向を幅方向に均等に揃えることが難しくなる。
本発明のポリイミドフィルムは、製膜に使用するポリアミド酸溶液と4.0%臭化カリウム液との相対粘度比が1.40以上として製造することが好ましい。フィルムの引き裂きは、ポリイミド分子の分子間結合や分子鎖の絡まりを引き剥がすことに相当する。そして、フィルム内の分子間結合や分子鎖の絡まりは、分子量が大きいほど大きくなる。したがって、ポリアミド酸溶液と4.0%臭化カリウム液との相対粘度が1.40未満では、ポリイミド分子同士の分子間力や分子鎖の絡まりが得られにくいために、フィルムの裂けが発生しやすくなるため好ましくない。さらに本発明においては、ポリアミド酸溶液と4.0%臭化カリウム液との相対粘度が、1.40以上1.80以下であることがより好ましく、1.50以上1.80以下であることがさらにより好ましく、1.60以上1.80以下であることがさらにより好ましい。ポリアミド酸溶液の相対粘度が1.80を越えた場合には、ポリマーの粘度が高すぎるために、口金での圧力損失を制御しにくくなることから、口金からの幅方向に均一に吐出させにくくなり、フィルムの厚みムラを形成しやすい場合がある。
次いで、延伸処理後のゲルフィルムは、好ましくは、乾燥ゾーンで乾燥される。乾燥ゾーンで熱風などにより加熱する場合、使用済みの熱風(溶媒を含んだエアーや濡れ込みエアー)を排気できるノズルを設置して、乾燥ゾーン内での使用済み熱風の混入を防ぐ手段も好ましく用いられる。乾燥ゾーンでの熱風温度は、150℃以上350℃以下の範囲が好ましい。また、乾燥時間は5秒〜10分程度が好ましく、10秒〜5分がより好ましい。また熱風だけでなく、輻射加熱を使用してもよい。
ポリイミドフィルムは適切な熱処理を施すことでポリマー鎖分子内及びポリマー鎖分子間でのイミド化が進行して機械的特性(外力に対する耐久性)が向上するため、上記の乾燥ゾーンで乾燥したフィルムは更に熱処理されることが好ましい。熱処理は熱風、電気ヒーター(例えば赤外線ヒーター等) などの公知の手段を用いて行われる。熱処理条件は、フィルムL値が30以上55以下となるようにヒーター出力および熱風温度等を調整し、最終的な処理条件が250℃以上500℃以下で処理時間が15秒〜20分間の範囲で適宜行うのが好ましい。熱処理において、フィルムを急激に加熱すると表面欠点が増加する等の不具合が生じるため、加熱方法は適宜選択するのが好ましい。熱処理されたフィルムは、冷却され、巻取コアに巻き取られる。
上記の方法にて得られたフィルム厚みが8.0μm以下、好ましくは、フィルム厚みが3.0μm以上8.0μm以下のポリイミドフィルムは、フィルムの耐引き裂き性及び平面性に優れていることから工業的に生産しやすく、加工時のハンドリング性に優れており、フレキシブルプリント基板のベースフィルムおよび導電性回路の保護や絶縁を目的するカバーレイ用途等に広く利用されることが期待される。
本発明におけるポリイミドの先駆体であるポリアミド酸としては、芳香族テトラカルボン酸類と芳香族ジアミン類とからなり、次式[I]で示される繰り返し単位で構成されるものが好ましい。
上記式において、R1は少なくとも1個の芳香族環を有する4価の有機基で、その炭素数は25以下であるものとし、R2は少なくとも1個の芳香族環を有する2価の有機基で、その炭素数は25以下である。
本発明において、ポリイミドの先駆体であるポリアミド酸の芳香族テトラカルボン酸類と芳香族ジアミン類とのモル比は、大体1に等しくなる割合で重合されるが、モル比が0.82以上、好ましくは0.90以上の範囲内で、他方に対して一方が過剰に配合されてもよく、モル比が0.980以上、より好ましくは0.985以上、さらに望ましくは0.990以上で重合される。
本発明でいうポリイミドフィルムとは、有機溶媒中に溶解したポリアミド酸を用いてフィルムをイミド化して作られるものであり、有機溶媒溶液中のポリアミド酸は、部分的にイミド化されていてもよく、少量の無機化合物を含有していてもよい。
上記の芳香族テトラカルボン酸類の具体例としては、ピロメリット酸、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3’,3,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン、ピリジン−2,3,5,6−テトラカルボン酸またはその酸無水物、もしくは酸二無水物、あるいはその酸のエステル化合物またはハロゲン化物から誘導される芳香族テトラカルボン酸類が挙げられる。
上記の芳香族ジアミン類の具体例としては、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、ベンジジン、パラキシリレンジアミン、4,4’−ジアミノジニフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、1,5−ジアミノナフタレン、3,3’−ジメトキシベンジジン、1,4−ビス(3−メチル−5−アミノフェニル)ベンゼンおよびこれらの誘導体が挙げられる。
本発明の方法におけるポリイミドに特に適合する芳香族テトラカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分の組み合わせとしては、ピロメリット酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよび3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルの組み合わせが挙げられ、さらにこれらの共重合および/またはパラフェニレンジアミンの共重合が好ましい。また、本発明を阻害しない範囲であれば、製膜時に多層体で成形することもできる。
本発明において、ポリアミド酸溶液を形成するために使用される有機溶媒の具体例としては、N,N−ジメチルホルムアミドやN,N−ジメチルアセトアミドおよびN−メチル−2−ピロリドンなどの有機極性アミド系溶媒が挙げられ、これらの有機溶媒は単独でまたは2種以上を組み合わせて使用されるが、ベンゼン、トルエンおよびキシレンのような非溶媒と組み合わせて使用してもよい。また、本発明において、ポリアミド酸溶液を形成するために使用される有機溶媒は、加水分解してアミンを形成する溶媒を使用することで、残留溶媒を測定することができる。
本発明で用いるポリアミド酸の有機溶媒溶液は、固形分を好ましくは5〜40重量%、より好ましくは10〜30重量%含有するものであって、安定した送液が可能であることが好ましい。
重合反応は、有機溶媒中で撹拌および/または混合しながら、0〜80℃の温度範囲で、10分〜30時間連続して進められるが、必要により重合反応を分割したり、温度を上下させたりしてもかまわない。
この場合に、両反応体の添加順序には特に制限はないが、芳香族ジアミン類の溶液中に芳香族テトラカルボン酸類を添加するのが好ましい。
重合反応中に真空脱泡することは、良質なポリアミド酸の有機溶媒溶液を製造するために有効な方法である。また、重合反応の前に芳香族ジアミン類に少量の末端封鎖剤を添加して重合を制御することを行ってもよい。
本発明で使用される閉環触媒の具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの脂肪族第3級アミンおよびイソキノリン、ピリジン、ピコリンなどの複素環式第3級アミンなどが挙げられるが、複素環式第3級アミンから選ばれる少なくとも一種のアミンを使用するのが好ましい。
本発明で使用される脱水剤の具体例としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸などの脂肪族カルボン酸無水物、および無水安息香酸などの芳香族カルボン酸無水物などが挙げられるが、無水酢酸および/または無水安息香酸が好ましい。
ポリアミド酸に対する閉環触媒の含有量は、閉環触媒の含有量(モル)/ポリアミド酸の含有量(モル)が0.5〜8となる範囲が好ましい。
また、ポリアミド酸に対する脱水剤の含有量は、脱水剤の含有量(モル)/ポリアミド酸の含有量(モル)が0.1〜4となる範囲が好ましい。なお、この場合には、アセチルアセトンなどのゲル化遅延剤を併用してもよい。
ポリアミド酸の有機溶媒からポリイミドフィルムを製造する代表的な方法としては、閉環触媒および脱水剤を含有しないポリイミド酸の有機溶媒溶液をスリット付き口金から支持体上に流延してフィルムに成形し、支持体上で加熱乾燥することにより自己支持性を有するゲルフィルムにした後、支持体よりフィルムを剥離し、更に高温下で乾燥熱処理することによりイミド化する熱閉環法、および閉環触媒および脱水剤を含有せしめたポリアミド酸の有機溶媒をスリット付き口金から支持体上に流延してフィルム状に成形し、支持体上でイミド化を一部進行させて自己支持性を有するフィルムとした後、支持体よりフィルムを剥離し、加熱乾燥/イミド化し、熱処理を行う化学閉環法が挙げられる。本発明は、上記のいずれの閉環方法を採用してもよいが、化学閉環法はポリアミド酸の有機溶媒溶液に閉環触媒および脱水剤を含有させる設備が必要とするものの、自己保持性を有するゲルフィルムを短時間で得られる点で、より好ましい方法といえる。なお、本発明でいうゲルフィルムとはポリイミド前駆体およびまたは部分的にイミド化した溶媒を含むポリイミドフィルムのことである。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。また、上記の記述および以下の実施例で述べる各特性の評価方法および評価基準は次のとおりである。
(1)引き裂き伝播抵抗
引き裂き伝播抵抗は、JIS K 7128−2(1998年11月20日制定)に記載のエルメンドルフ引き裂き法に則り、株式会社東洋精機製作所のNo.193形式D軽荷重引裂試験機を用い、2008年5月第2版発行の取扱説明書に記載されている方法で測定を行った値である。サンプルサイズについては図1の通り、フィルムの中心から試料寸法63.5mm長×50mm幅、切り込み長さ12.7mmのフィルムを長手方向及び幅方向にそれぞれ採取した。測定枚数は1枚で、測定雰囲気25℃×60%RHで測定し、長手方向及び幅方向で値の小さい方をそのフィルムの引き裂き伝播抵抗値とした。
(2)フィルム厚み
フィルムを10枚重ね、SONY社製デジタルマイクロメータM−30を使用してフィルム厚みを測定し、その厚み値を10で割り返した値の小数点第1位を四捨五入した値をフィルム厚みとした。
(3)フィルム片伸び
フィルムの片伸びは、フィルムのセンターを中心としてそれぞれのフィルム幅が500mmとなるよう厳密に分割し、長手方向6.5m分をそれぞれサンプリングして平らな板の上に均一に押し広げ、6.5mの辺の両端部間に凧糸を張り、端部と中央部でフィルムの辺と凧糸間の距離を測り、その絶対値をフィルムの片伸び値とした(図2)。分割したそれぞれの片伸び値のうち、最大の箇所の値をそのフィルムの片伸び値とした。
(4)超音波伝達速度
野村商事(株)製のSONIC SHEET TESTER(SST−2500型)を用い測定した。フィルムのセンターを中心として、それぞれのフィルムを262mm間隔で厳密に分割し、長手方向250mm長のフィルムをそれぞれ8箇所サンプリングした。それぞれの試料フィルムの中心から直径12cm間を、超音波パルスが伝達するのに要する時間を測定した(図3)。マルチセンサー方式の測定ヘッドにより、1カ所の配向性を4秒で測定した。測定刻み角は11.25°送りで180°まで、合計16箇所測定し、全ての測定値の最小値をそのフィルムの超音波伝達速度とした(8.0μm以下の薄いフィルムでは、分子鎖の配向および粗密構造による影響が強く速度が低く測定されることがあるため、速度が飽和するように30枚重ねで測定した)。
(5)相対粘度
製膜に使用するポリアミド酸溶液を0.5%溶液に希釈した測定用サンプルと、4.0%臭化リチウム/N,N−ジメチルアセトアミド溶液をJIS K2283(2000年11月20日改訂版。キャノン−マニングミクロ粘度計の粘度計番号350,温度:30℃)に則り落下時間を測定し、その落下時間比を下記式で計算した値を相対粘度とした。
相対粘度(ηr)=2×Ln(Ts/Tb)
Ts:粘度測定用ポリアミド酸溶液の落下時間(s)
Tb:4.0%臭化リチウム/N,N−ジメチルアセトアミド溶液の落下時間(s) 。
粘度測定用ポリアミド酸溶液の調整方法
1.ポリマー濃度測定
予め重量の分かっているアルミ製容器に、ポリアミド酸溶液をいれて重量を測定する。その後、100℃まで昇温したオーブン内で0.5時間加熱後、10℃/minペースで350℃まで昇温し、350℃で2時間加熱する。加熱終了後、外に取り出し15分冷却下のちに、重量を測定して、ポリマー濃度を下記式にて計算した。
ポリマー濃度(%)=100−{(B−C)/(B−A)×100}
A:アルミ製容器重量(g)
B:アルミ製容器重量(g)+加熱前のポリマー溶液重量(g)
C:アルミ製容器重量(g)+加熱後のポリマー重量(g)
2.粘度測定用ポリアミド酸溶液の調整
予め重量の分かっているアルミ製容器に、ポリアミド酸溶液を入れて重量を測定する。ポリマー濃度が0.5%になるように、下記式の量の4.0%臭化リチウム/N,N−ジメチルアセトアミド溶液を添加した。
4.0%臭化リチウム/N,N−ジメチルアセトアミド溶液添加量(g)={(E−D)×F/100}/0.005−(E−D)
D:アルミ製容器重量(g)
E:アルミ製容器重量(g)+ポリマー溶液重量(g)
F:ポリマー濃度(%) 。
(6)ヤング率
ヤング率は、JIS−K7127(1999年8月20日改訂版)に則り、室温でORIENREC社製のテンシロン型引張試験器により、引張速度300mm/分にて得られる張力−歪み曲線において、初期立ち上がり部の勾配から求めた(初期立ち上がり部の勾配×初期試料長)/(試料幅×試料厚さ)。サンプルについては、フィルムの中心から、寸法10mm×250mmのサンプルを採取し、チャック間距離100mm、25℃60%RHの雰囲気下で測定した。フィルムの長手方向及び幅方向で測定し、値の小さい方をそのフィルムのヤング率とした。
(7)製膜性(製膜の容易さ)
フィルム長さ5000mの製膜中にシワや裂けによるフィルム破れ等のトラブルが発生しなかった場合は○、発生した場合を×とした。
(8)加工性(加工の容易さ)
ポリイミドフィルムにエポキシ系接着剤を乾燥後の全体の塗布厚さが12.5μmになるようにロールコーターにて塗布し、80℃×2分間および 120℃×5分間加熱乾燥後、離型紙と温度50℃、線圧5Kg/cm、速度2m/min、張力1kg/mでロールラミネーターにより加熱圧着してカバーレイフィルムを得た。加工状況を以下の基準で評価した。
○:折れ、しわが無い
△:折れ、しわが部分的にある、
×:全面に折れ、しわがある。
[実施例1]
ピロメリット酸二無水物(分子量218.12)/3,3’,4、4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22)/4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24)/パラフェニレンジアミン(分子量108.14)を、モル比で65/35/82/18の割合で用意し(このモノマ組成比をAとする)、N,N−ジメチルアセトアミド中20重量%溶液にして重合し、25℃で3800ポイズであるポリアミド酸溶液を得た。この溶液の4.0%臭化カリウム液との相対粘度は、1.59であった。
このポリアミド酸溶液に、乾燥したN,N−ジメチルアセトアミドをポリアミド酸単位に対して2.0mol、無水酢酸をポリアミド酸単位に対して4.0mol、ベータピコリンをポリアミド酸単位に対して4.0mol混合して、ポリアミド酸溶液を調整した。
このポリアミド酸溶液を口金スリット幅1.3mm、長さ2000mmのTダイから押し出し、支持体速度/口金吐出速度の比を10.6として、回転する80℃の金属支持体の上に流延して自己支持性のあるゲルフィルムを得た。このゲルフィルムを支持体上から連続的に剥がし、70℃の室内でフィルム長手方向に1.22倍に延伸しながらロールで搬送した。ゲルフィルムの両端をローラーで押さえながらチェーン上のピンプレートに連続で突き刺してゲルフィルムを固定し、ピンプレート上に250℃のエアーを5〜10秒間吹き付けることによってゲルフィルム端部を先に乾燥固定した。ピンプレート上に両端をピンで固定したゲルフィルムを1.62倍に幅方向に延伸した後、テンター内で250℃のエアーを20〜40秒間吹き付けることにより乾燥し、次いで電気ヒーターを用いて450℃まで熱処理を実施した後にリラックスさせながら室温まで冷却した。その後フィルム端部をピンから外し、フィルムの端部のエッジをカットすることにより、幅2300mm、厚さ7.8μmのポリイミドフィルムを得た。製膜中にフィルムにシワや蛇行等は発生せず、長さ5000m以上安定して製膜することが出来た。得られたフィルムの引き裂き伝播抵抗は1.9N/mm、超音波伝達速度は2.28km/秒であった。また、片伸び値は2mmであり、加工性も良好であった。
[実施例2]
ピロメリット酸二無水物(分子量218.12)/3,3’,4、4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22)/4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24)/パラフェニレンジアミン(分子量108.14)を、モル比で75/25/71/29の割合で用意し(このモノマ組成比をBとする)、N,N−ジメチルアセトアミド中20重量%溶液にして重合し、25℃で3800ポイズであるポリアミド酸溶液を得た。この溶液の4.0%臭化カリウム液との相対粘度は、1.58であった。フィルム長手方向の延伸倍率を1.24、幅方向の延伸倍率を1.51とした以外は実施例1と同様に製膜して、幅2300mm、厚さ7.5μmのポリイミドフィルムを得た。製膜中にフィルムにシワや蛇行等は発生せず、長さ5000m以上安定して製膜することが出来た。得られたフィルムの引き裂き伝播抵抗は2.0N/mm、超音波伝達速度は2.33km/秒であった。また、片伸び値は3mmであり、加工性も良好であった。
[実施例3]
ピロメリット酸二無水物(分子量218.12)/3,3’,4、4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22)/4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24)/パラフェニレンジアミン(分子量108.14)を、モル比で75/25/75/25の割合で用意し(このモノマ組成比をCとする)、N,N−ジメチルアセトアミド中19重量%溶液にして重合し、25℃で3800ポイズであるポリアミド酸溶液を得た。この溶液の4.0%臭化カリウム液との相対粘度は、1.65であった。
このポリアミド酸溶液に、乾燥したN,N−ジメチルアセトアミドをポリアミド酸単位に対して2.0mol、無水酢酸をポリアミド酸単位に対して4.0mol、ベータピコリンをポリアミド酸単位に対して4.0mol混合して、ポリアミド酸溶液を調整した。
このポリアミド酸溶液を口金スリット幅1.3mm、長さ2000mmのTダイから押し出し、支持体速度/口金吐出速度の比を9.8として、回転する80℃の金属支持体の上に流延して自己支持性のあるゲルフィルムを得た。このゲルフィルムを支持体上から連続的に剥がし、70℃の室内でフィルム長手方向に1.28倍に延伸しながらロールで搬送した。ゲルフィルムの両端をローラーで押さえながらチェーン上のピンプレートに連続で突き刺してゲルフィルムを固定し、ピンプレート上に250℃のエアーを5〜10秒間吹き付けることによってゲルフィルム端部を先に乾燥固定した。ピンプレート上に両端をピンで固定したゲルフィルムを1.46倍に幅方向に延伸した後、テンター内で250℃のエアーを20〜40秒間吹き付けることにより乾燥し、次いで電気ヒーターを用いて450℃まで熱処理を実施した後にリラックスさせながら室温まで冷却した。その後フィルム端部をピンから外し、フィルムの端部のエッジをカットすることにより、幅2100mm、厚さ7.8μmのポリイミドフィルムを得た。製膜中にフィルムにシワや蛇行等は発生せず、長さ5000m以上安定して製膜することが出来た。得られたフィルムの引き裂き伝播抵抗は2.2N/mm、超音波伝達速度は2.27km/秒であった。また、片伸び値は6mmであり、加工性も良好であった。
[実施例4]
ピロメリット酸二無水物(分子量218.12)/3,3’,4、4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22)/4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24)/パラフェニレンジアミン(分子量108.14)を、モル比で65/35/82/18の割合で用意し(このモノマ組成比をAとする)、N,N−ジメチルアセトアミド中20重量%溶液にして重合し、25℃で3800ポイズであるポリアミド酸溶液を得た。この溶液の4.0%臭化カリウム液との相対粘度は、1.64であった。
このポリアミド酸溶液に、乾燥したN,N−ジメチルアセトアミドをポリアミド酸単位に対して2.0mol、無水酢酸をポリアミド酸単位に対して4.0mol、ベータピコリンをポリアミド酸単位に対して4.0mol混合して、ポリアミド酸溶液を調整した。
このポリアミド酸溶液を口金スリット幅1.3mm、長さ2000mmのTダイから押し出し、支持体速度/口金吐出速度の比を12.7として、回転する80℃の金属支持体の上に流延して自己支持性のあるゲルフィルムを得た。このゲルフィルムを支持体上から連続的に剥がし、70℃の室内でフィルム長手方向に1.22倍に延伸しながらロールで搬送した。ゲルフィルムの両端をローラーで押さえながらチェーン上のピンプレートに連続で突き刺してゲルフィルムを固定し、ピンプレート上に250℃のエアーを5〜10秒間吹き付けることによってゲルフィルム端部を先に乾燥固定した。ピンプレート上に両端をピンで固定したゲルフィルムを1.55倍に幅方向に延伸した後、テンター内で250℃のエアーを20〜40秒間吹き付けることにより乾燥し、次いで電気ヒーターを用いて450℃まで熱処理を実施した後にリラックスさせながら室温まで冷却した。その後フィルム端部をピンから外し、フィルムの端部のエッジをカットすることにより、幅2100mm、厚さ6.8μmのポリイミドフィルムを得た。製膜中にフィルムにシワや蛇行等は発生せず、長さ5000m以上安定して製膜することが出来た。得られたフィルムの引き裂き伝播抵抗は1.9N/mm、超音波伝達速度は2.24km/秒であった。また、片伸び値は4mmであり、加工性も良好であった。
[実施例5]
支持体速度/口金吐出速度の比を15.9とした以外は実施例4と同様に製膜して、幅2100mm、厚さ5.1μmのポリイミドフィルムを得た。製膜中にフィルムにシワや蛇行等は発生せず、長さ5000m以上安定して製膜することが出来た。得られたフィルムの引き裂き伝播抵抗は1.9N/mm、超音波伝達速度は2.24km/秒であった。市販のスリットマシンでスリットする事で幅500mm、長さ3000mのフィルムロールも得た。また、片伸び値は6mmであり、加工性も良好であった。
[実施例6]
ピロメリット酸二無水物(分子量218.12)/3,3’,4、4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22)/4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24)/パラフェニレンジアミン(分子量108.14)を、モル比で75/25/71/29の割合で用意し(このモノマ組成比をBとする)、N−メチル−2−ピロリドン中20重量%溶液にして重合し、25℃で3800ポイズであるポリアミド酸溶液を得た。この溶液の4.0%臭化カリウム液との相対粘度は、1.60であった。
このポリアミド酸溶液に、乾燥したN−メチル−2−ピロリドンをポリアミド酸単位に対して2.0mol、無水プロピオン酸をポリアミド酸単位に対して4.0mol、ピリジンをポリアミド酸単位に対して4.0mol混合して、ポリアミド酸溶液を調整した。
このポリアミド酸溶液を口金スリット幅1.3mm、長さ2000mmのTダイから押し出し、支持体速度/口金吐出速度の比を15.5として、回転する80℃の金属支持体の上に流延して自己支持性のあるゲルフィルムを得た。このゲルフィルムを支持体上から連続的に剥がし、70℃の室内でフィルム長手方向に1.22倍に延伸しながらロールで搬送した。ゲルフィルムの両端をローラーで押さえながらチェーン上のピンプレートに連続で突き刺してゲルフィルムを固定し、ピンプレート上に250℃のエアーを5〜10秒間吹き付けることによってゲルフィルム端部を先に乾燥固定した。ピンプレート上に両端をピンで固定したゲルフィルムを1.54倍に幅方向に延伸した後、テンター内で250℃のエアーを20〜40秒間吹き付けることにより乾燥し、次いで電気ヒーターを用いて450℃まで熱処理を実施した後にリラックスさせながら室温まで冷却した。その後フィルム端部をピンから外し、フィルムの端部のエッジをカットすることにより、幅2100mm、厚さ6.0μmのポリイミドフィルムを得た。製膜中にフィルムにシワや蛇行等は発生せず、長さ5000m以上安定して製膜することが出来た。得られたフィルムの引き裂き伝播抵抗は2.0N/mm、超音波伝達速度は2.34km/秒であった。また、片伸び値は2mmであり、加工性も良好であった。
[比較例1]
ピロメリット酸二無水物(分子量218.12)/3,3’,4、4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22)/4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24)/パラフェニレンジアミン(分子量108.14)を、モル比で65/35/82/18の割合で用意し(このモノマ組成比をAとする)、N,N−ジメチルアセトアミド中20重量%溶液にして重合し、25℃で3200ポイズであるポリアミド酸溶液を得た。この溶液の4.0%臭化カリウム液との相対粘度は、1.32であった。
このポリアミド酸溶液に、乾燥したN,N−ジメチルアセトアミドをポリアミド酸単位に対して2.0mol、無水酢酸をポリアミド酸単位に対して4.0mol、ベータピコリンをポリアミド酸単位に対して4.0mol混合して、ポリアミド酸溶液を調整した。
このポリアミド酸溶液を口金スリット幅1.3mm、長さ2000mmのTダイから押し出し、支持体速度/口金吐出速度の比を10.6として、回転する80℃の金属支持体の上に流延して自己支持性のあるゲルフィルムを得た。このゲルフィルムを支持体上から連続的に剥がし、70℃の室内でフィルム長手方向に1.22倍に延伸しながらロールで搬送した。ゲルフィルムの両端をローラーで押さえながらチェーン上のピンプレートに連続で突き刺してゲルフィルムを固定し、ピンプレート上に250℃のエアーを5〜10秒間吹き付けることによってゲルフィルム端部を先に乾燥固定した。ピンプレート上に両端をピンで固定したゲルフィルムを1.61倍に幅方向に延伸した後、テンター内で250℃のエアーを20〜40秒間吹き付けることにより乾燥し、次いで電気ヒーターを用いて450℃まで熱処理を実施した後にリラックスさせながら室温まで冷却した。その後フィルム端部をピンから外し、フィルムの端部のエッジをカットすることにより、幅2300mm、厚さ7.8μmのポリイミドフィルムを得た。しかし上記条件に達してから500m製膜後にフィルム端部から裂けが発生してフィルム破れが発生した。同条件で再トライしたが、数100m程度の製膜でフィルム破れが再度発生してしまい、安定に製膜を続けることはできなかった。フィルム破れ直前のフィルムの引き裂き伝播抵抗は1.5N/mm、超音波伝達速度は2.22km/秒であった。また、片伸び値は6mmであり、加工性は良好であった。
[比較例2]
ピロメリット酸二無水物(分子量218.12)/4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24)を、モル比で100/100の割合で用意し(このモノマ組成比をDとする)、N,N−ジメチルアセトアミド中23重量%溶液にして重合し、25℃で3200ポイズであるポリアミド酸溶液を得た。この溶液の4.0%臭化カリウム液との相対粘度は、1.38であった。
このポリアミド酸溶液に、乾燥したN,N−ジメチルアセトアミドをポリアミド酸単位に対して2.0mol、無水酢酸をポリアミド酸単位に対して4.0mol、ベータピコリンをポリアミド酸単位に対して4.0mol混合して、ポリアミド酸溶液を調整した。
このポリアミド酸溶液を口金スリット幅1.3mm、長さ2000mmのTダイから押し出し、支持体速度/口金吐出速度の比を12.0として、回転する80℃の金属支持体の上に流延して自己支持性のあるゲルフィルムを得た。このゲルフィルムを支持体上から連続的に剥がし、70℃の室内でフィルム長手方向に1.22倍に延伸しながらロールで搬送した。ゲルフィルムの両端をローラーで押さえながらチェーン上のピンプレートに連続で突き刺してゲルフィルムを固定し、ピンプレート上に250℃のエアーを5〜10秒間吹き付けることによってゲルフィルム端部を先に乾燥固定した。ピンプレート上に両端をピンで固定したゲルフィルムを1.55倍に幅方向に延伸した後、テンター内で250℃のエアーを20〜40秒間吹き付けることにより乾燥し、次いで電気ヒーターを用いて450℃まで熱処理を実施した後にリラックスさせながら室温まで冷却した。その後フィルム端部をピンから外し、フィルムの端部のエッジをカットすることにより、幅2200mm、厚さ7.6μmのポリイミドフィルムを得た。しかし上記条件に達してから2000m製膜後にゲルフィルム搬送ロール上でフィルムにシワが発生し、さらにフィルム端部から裂けてフィルム破れが発生した。フィルム破れ直前のフィルムの引き裂き伝播抵抗は1.4N/mm、超音波伝達速度は1.62km/秒であった。また、片伸び値は9mmであり、カバーレイ加工後のフィルムには部分的に目立つシワが存在した。
[比較例3]
ピロメリット酸二無水物(分子量218.12)/3,3’,4、4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22)/4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24)/パラフェニレンジアミン(分子量108.14)を、モル比で94/6/87/13の割合で用意し(このモノマ組成比をEとする)、N,N−ジメチルアセトアミド中19重量%溶液にして重合し、25℃で3800ポイズであるポリアミド酸溶液を得た。この溶液の4.0%臭化カリウム液との相対粘度は、1.60であった。
このポリアミド酸溶液に、乾燥したN,N−ジメチルアセトアミドをポリアミド酸単位に対して2.0mol、無水酢酸をポリアミド酸単位に対して4.0mol、ベータピコリンをポリアミド酸単位に対して4.0mol混合して、ポリアミド酸溶液を調整した。
このポリアミド酸溶液を口金スリット幅1.3mm、長さ2000mmのTダイから押し出し、支持体速度/口金吐出速度の比を13.5として、回転する80℃の金属支持体の上に流延して自己支持性のあるゲルフィルムを得た。このゲルフィルムを支持体上から連続的に剥がし、70℃の室内でフィルム長手方向に1.15倍に延伸しながらロールで搬送した。ゲルフィルムの両端をローラーで押さえながらチェーン上のピンプレートに連続で突き刺してゲルフィルムを固定し、ピンプレート上に250℃のエアーを5〜10秒間吹き付けることによってゲルフィルム端部を先に乾燥固定した。ピンプレート上に両端をピンで固定したゲルフィルムを1.35倍に幅方向に延伸した後、テンター内で250℃のエアーを20〜40秒間吹き付けることにより乾燥し、次いで電気ヒーターを用いて450℃まで熱処理を実施した後にリラックスさせながら室温まで冷却した。その後フィルム端部をピンから外し、フィルムの端部のエッジをカットすることにより、幅2100mm、厚さ5.5μmのポリイミドフィルムを得た。しかし上記条件に達してから1700m製膜後にゲルフィルム搬送ロール上でフィルムにシワが発生し大きく蛇行が発生、またフィルム端部をピンから外した際にフィルムが裂けフィルム破れが発生した。フィルム破れ直前のフィルムの引き裂き伝播抵抗は1.6N/mm、超音波伝達速度は1.94km/秒であった。また、片伸び値は12mmであり、カバーレイ加工後のフィルムにはほぼ全面にシワが存在した。
以上の結果を表1にまとめて示した。
本発明で得られたポリイミドフィルムは、厚みが8.0μm以下と薄いが耐引き裂き性及び平面性に優れていることから工業的に生産しやすく、また加工時のハンドリング性に優れており、フレキシブルプリント基板のベースフィルムおよび導電性回路の保護や絶縁を目的するカバーレイ用途等に広く利用されることが期待される。

Claims (5)

  1. フィルムの引き裂き伝播抵抗値が1.7N/mm以上であり、かつ、フィルムの超音波伝達速度の最小値が2.0km/秒以上、フィルム厚みが8.0μm以下であるポリイミドフィルム。
  2. フィルム片伸びが8mm以下である請求項1記載のポリイミドフィルム。
  3. ポリイミドフィルムの形態が、幅500mm以上3000mm以下、長さ1000m以上を有するポリイミドフィルムロールである請求項1または請求項2に記載のポリイミドフィルム。
  4. ポリアミド酸溶液を支持体上にフィルム状に連続的に押し出し、または、塗布したゲルフィルムを支持体から剥離し、延伸、乾燥、熱処理するポリイミドフィルムの製造工程において、支持体上に押し出し後から70℃以上200℃以下でフィルム延伸する工程間におけるフィルムの総延伸倍率(長手方向の延伸倍率×幅方向の延伸倍率)を1.60以上として、フィルムの引き裂き伝播抵抗値が1.7N/mm以上であり、かつ、フィルムの超音波伝達速度の最小値が2.0km/秒以上、フィルム厚みが8.0μm以下であるポリイミドフィルムを製造するポリイミドフィルムの製造方法。
  5. フィルム片伸びが8mm以下である請求項4に記載のポリイミドフィルムの製造方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6523736B2 (ja) * 2015-03-27 2019-06-05 東レ・デュポン株式会社 ポリイミドフィルム
JP6765272B2 (ja) * 2016-09-30 2020-10-07 東レ・デュポン株式会社 ポリイミドフィルム
JP7248394B2 (ja) 2017-09-29 2023-03-29 日鉄ケミカル&マテリアル株式会社 ポリイミドフィルム及び金属張積層体
CN109486189A (zh) * 2018-11-09 2019-03-19 李梅 一种用于fpc行业的tpi薄膜及其制备方法
JP7405644B2 (ja) 2019-03-27 2023-12-26 日鉄ケミカル&マテリアル株式会社 金属張積層板及び回路基板
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Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4906731A (en) * 1987-06-01 1990-03-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyimide molecular weight enhancement by solvent extraction
JP4448836B2 (ja) * 2000-04-20 2010-04-14 帝人株式会社 ポリイミドフィルムの製造法
DE602006008455D1 (de) * 2005-04-14 2009-09-24 Mitsubishi Gas Chemical Co Verfahren zur herstellung einer polyimidfolie
JP2007314596A (ja) 2006-05-23 2007-12-06 Toyobo Co Ltd ポリイミドロールフィルムおよび銅張積層板、回路基板およびポリイミドロールフィルムの製造方法
JP2008285516A (ja) 2007-05-15 2008-11-27 Toyobo Co Ltd ポリイミドフィルムの製造方法
JP2009013245A (ja) 2007-07-03 2009-01-22 Toyobo Co Ltd ポリイミドフィルム
JP5297740B2 (ja) 2007-09-28 2013-09-25 新日鉄住金化学株式会社 熱伝導性フレキシブル基板用積層体
JP2011116958A (ja) * 2009-10-28 2011-06-16 Du Pont-Toray Co Ltd ポリイミドフィルムおよびその製造方法
JP2012143877A (ja) * 2011-01-06 2012-08-02 Du Pont-Toray Co Ltd ポリイミドフィルムの製造方法

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