JP7252602B2 - 半芳香族ポリアミドフィルム - Google Patents

Description

本発明は半芳香族ポリアミドフィルムに関する。

炭素数が９である脂肪族ジアミンとテレフタル酸とからなるポリアミド９Ｔのフィルムは、耐熱性や寸法安定性が良好であることから、フレキシブルプリント回路（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ、ＦＰＣ）用の基板フィルムやカバーレイフィルム等への適用が検討されている。ＦＰＣ用の基板フィルムに用いるためには、一般的に使用されるポリイミド（ＰＩ）と同程度に線膨張係数が小さく（長手方向、幅方向ともに３０ｐｐｍ／℃程度）、かつ、リフローはんだ処理をおこなうのに必要な温度領域（２５０℃程度）を含む温度範囲において、線膨張係数の変化が小さいことが求められている。

線膨張係数が小さい半芳香族ポリアミドフィルムとしては、例えば、特許文献１に２０℃～ガラス転移温度の平均線膨張係数が最大４０ｐｐｍ／℃のポリアミドフィルムが開示されており、特許文献２に２５～２５０℃の平均線膨張係数が３０ｐｐｍ／℃以下の半芳香族ポリアミドフィルムが開示されている。しかしながら、特許文献１、２のフィルムは、リフローはんだ処理をおこなうと反りやねじれが発生しやすいという問題があった。

特表２０１２－５１５２４４号公報 特開２０１７－０３９８４７号公報

本発明は、上記課題を解決するものであって、線膨張係数が小さく、リフローはんだ領域を含む広い温度範囲で線膨張係数の変化が小さく、反りやねじれが少ない半芳香族ポリアミドフィルムを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究をおこなった結果、特定量の板状粒子を含有した半芳香族ポリアミドを製膜し、特定条件で延伸することにより、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
（１）テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分および脂肪族ジアミンを主成分とするジアミン成分とからなる半芳香族ポリアミド６０～９９質量％と、板状粒子１～４０質量％とを含有し、フィルムの面方向における２５～２５０℃の平均線膨張係数（Ｋ１）が４５ｐｐｍ／℃以下であって、２００～２５０℃の平均線膨張係数（Ｋ２）との比（Ｋ２／Ｋ１）が１．７以下であることを特徴とする半芳香族ポリアミドフィルム。
（２）板状粒子の平均粒子径が０．５～２０μｍであることを特徴とする（１）に記載の半芳香族ポリアミドフィルム。
（３）脂肪族ジアミンが、炭素数が９または１０の脂肪族ジアミンであることを特徴とする（１）または（２）に記載の半芳香族ポリアミドフィルム。
（４）（１）～（３）いずれかに記載の半芳香族ポリアミドフィルムが貼り合されていることを特徴とするフレキブルプリント配線基板。

本発明によれば、線膨張係数が小さく、リフローはんだ領域を含む広い温度範囲で線膨張係数の変化が小さく、反りやねじれが少ない半芳香族ポリアミドフィルムを提供することができる。
本発明の半芳香族ポリアミドフィルムは、ＦＰＣ用の基板、カバーレイや、補強用シートや、耐熱テープ等として好適に用いることができる。

本発明に用いる半芳香族ポリアミド樹脂とは、脂肪族ジアミンと芳香族ジカルボン酸（例えばテレフタル酸；Ｔ、イソフタル酸；Ｉ、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸）とを重縮合したものである。

半芳香族ポリアミド樹脂としては、例えば、ポリアミド７Ｔ、ポリアミド８Ｔ、ポリアミド９Ｔ（ガラス転移温度＝１０８℃）、ポリアミド１０Ｔ（ガラス転移温度＝１１８℃）、ポリアミド１１Ｔ、ポリアミド１２Ｔおよびその混合体が挙げられる。

半芳香族ポリアミドを構成するジカルボン酸成分は、テレフタル酸を主成分とすることが必要である。ジカルボン酸成分中のテレフタル酸の割合は、得られるフィルムの耐熱性、吸水性の観点から、６０～１００モル％とすることが好ましく、７０～１００モル％とすることがより好ましく、８５～１００モル％とすることがさらに好ましい。

半芳香族ポリアミドを構成するジカルボン酸成分に含まれる、テレフタル酸以外のジカルボン酸成分としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、オクタデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸や、１，４－シロヘキサンジカルボン酸、１，３－シクロヘキサンジカルボン酸、１，２－シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸や、１，４－ナフタレンジカルボン酸、１，３－ナフタレンジカルボン酸、１，２－ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸が挙げられる。

半芳香族ポリアミドのジアミン成分は、炭素数が９または１０である脂肪族ジアミンを主成分とすることが好ましく、炭素数が９である脂肪族ジアミンを主成分とすることがより好ましい。ジアミン成分において、炭素数が９である脂肪族ジアミンを主成分とする場合、炭素数が９である脂肪族ジアミンの割合は、６０～１００モル％とすることが好ましく、得られるフィルムの耐熱性、耐薬品性、吸水性の観点から、７５～１００モル％とすることがより好ましく、９０～１００モル％とすることがさらに好ましい。また、ジアミン成分において、炭素数が１０である脂肪族ジアミンを主成分とする場合、炭素数が１０である脂肪族ジアミンの割合は、６０～１００モル％とすることが好ましく、得られるフィルムの成形加工性と耐熱性のバランスの観点から、７０～９５モル％とすることがより好ましく、８５～９５モル％とすることがさらに好ましい。

炭素数が９である脂肪族ジアミンとしては、例えば、１，９－ノナンジアミン等の直鎖状脂肪族ジアミンや、２－メチル－１，８－オクタンジアミン、４－メチル－１，８－オクタンジアミン等の分岐鎖状脂肪族ジアミンが挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。中でも、フィルムの成形加工性の観点から、１，９－ノナンジアミンと２－メチル－１，８－オクタンジアミンとを併用することが好ましい。

１，９－ノナンジアミンと２－メチル－１，８－オクタンジアミンとを用いる場合、１，９－ノナンジアミンと２－メチル－１，８－オクタンジアミンとの共重合比率（モル比）は、（１，９－ノナンジアミン）／（２－メチル－１，８－オクタンジアミン）＝５０／５０～１００／０であることが好ましく、７０／３０～１００／０であることがより好ましく、７５／２５～９５／５であることがさらに好ましい。１，９－ノナンジアミンと２－メチル－１，８－オクタンジアミンとの共重合比率（モル比）が５０／５０～１００／０であることにより、得られるフィルムの耐熱性が向上し、また吸水性が低下する。

炭素数が１０である脂肪族ジアミンとしては、例えば、１，１０－デカジアミンが挙げられる。

半芳香族ポリアミドのジアミン成分には、上記の炭素数が９または１０である脂肪族ジアミン以外に、他のジアミン成分を含有してもよい。前記他のジアミン成分としては、例えば、１，４－ブタンジアミン、１，５－ペンタンジアミン、１，６－ヘキサンジアミン、１，７－ヘプタンジアミン、１，８－オクタンジアミン、１，１１－ウンデカンジアミン、１，１２－ドデカンジアミン等の直鎖状脂肪族ジアミンや、４－メチル－１，８－オクタンアミン、５－メチル－１，９－ノナンジアミン等の分岐鎖状脂肪族ジアミンや、イソホロンジアミン、ノルボルナンジメチルアミン、トリシクロデカンジメチルアミン等の脂環式ジアミンや、フェニレンジアミン等の芳香族ジアミンが挙げられる。なお、ジアミン成分において、炭素数が９である脂肪族ジアミンを主成分とする場合には、炭素数が１０の脂肪族ジアミンを含有してもよく、炭素数が１０である脂肪族ジアミンを主成分とする場合には、炭素数が９の脂肪族ジアミンを含有してもよい。

半芳香族ポリアミドには、本発明の効果を損なわない範囲で、ε－カプロラクタム、ζ－エナントラクタム、η－カプリルラクタム、ω－ラウロラクタム等のラクタム類や、アミノカプロン酸、１１－アミノウンデカン酸等のω－アミノカルボン酸を含有してもよい。

半芳香族ポリアミドとしては、市販品を好適に用いることができる。このような市販品としては、例えば、クラレ社製の「ジェネスタ（登録商標）」（ポリアミド９Ｔ）やユニチカ社製「ゼコット（登録商標）」（ポリアミド１０Ｔ）が挙げられる。

半芳香族ポリアミドを構成するモノマーの種類および共重合比率は、得られる半芳香族ポリアミドの融点（Ｔｍ）が２８０～３５０℃の範囲になるように選択することが好ましく、３００～３５０℃の範囲になるように選択することがより好ましい。半芳香族ポリアミドのＴｍを２８０～３５０℃の範囲とすることにより、フィルムに加工する際の半芳香族ポリアミドの熱分解を抑制しつつも、容易に成形加工することができる。Ｔｍが２８０℃未満であると、得られるフィルムの耐熱性が不十分となる場合がある。一方、Ｔｍが３５０℃を超えると、フィルム製造時に熱分解が起こる場合がある。

半芳香族ポリアミドの極限粘度は、０．８～２．０ｄＬ／ｇであることが好ましく、０．９～１．８ｄＬ／ｇであることがより好ましい。半芳香族ポリアミドの極限粘度が０．８～２．０ｄＬ／ｇであることにより、力学的特性が優れたフィルムを得ることができる。半芳香族ポリアミドの極限粘度が０．８ｄＬ／ｇ未満であると、製膜してフィルム形状を保つのが困難となる場合があり、一方、前記極限粘度が２．０ｄＬ／ｇを超えると、フィルム製造時に、冷却ロールへの密着が困難となって、得られるフィルムの外観が悪化する場合がある。

半芳香族ポリアミドは、結晶性ポリアミドを製造する方法として知られている任意の方法を用いて製造することができる。任意の方法としては、例えば、ジカルボン酸成分とジアミン成分とを原料としてプレポリマーを作製し、該プレポリマーを溶融重合または固相重合により高分子量化する方法や、酸クロライドとジアミン成分とを原料とする溶液重合法または界面重合法が挙げられる。

前記プレポリマーは、例えば、ジアミン成分、ジカルボン酸成分および重合触媒を一括で混合することにより調製された塩を、２００～２５０℃の温度で加熱重合させることにより得ることができる。

前記プレポリマーの極限粘度は、０．１～０．６ｄＬ／ｇとすることが好ましい。プレポリマーの極限粘度を前記範囲とすることにより、続く固相重合や溶融重合において、ジカルボン酸成分におけるカルボキシル基とジアミン成分におけるアミノ基とのモルバランスの崩れを生じさせず、重合速度を速くすることができる。前記プレポリマーの極限粘度が０．１ｄＬ／ｇ未満であると、重合時間が長くなり、生産性に劣る場合があり、一方、前記極限粘度が０．６ｄＬ／ｇを超えると、得られる半芳香族ポリアミドが着色する場合がある。

前記プレポリマーの固相重合は、好ましくは、減圧下または不活性ガス流通下でおこなわれる。固相重合の温度は２００～２８０℃であることが好ましい。固相重合の温度を前記範囲とすることにより、特に範囲の上限を２８０℃とすることにより、得られる半芳香族ポリアミドの着色やゲル化を抑制することができる。一方、固相重合の温度が２００℃未満であると、重合時間が長くなるため生産性に劣る場合がある。

上記のプレポリマーの溶融重合は、好ましくは、３５０℃以下の温度でおこなわれる。重合が３５０℃以下の温度でおこなわれることにより、分解や熱劣化を抑制しつつ、効率よく重合することができる。なお、上記の溶融重合には、溶融押出機を用いた溶融重合も含まれる。

半芳香族ポリアミドの重合に際して、重合触媒を用いてもよい。重合触媒としては、反応速度や経済性の観点から、リン系触媒が好ましい。リン系触媒としては、例えば、次亜リン酸、亜リン酸、リン酸、それらの塩（例えば、次亜リン酸ナトリウム）、またはそれらのエステル（例えば、２，２－メチレンビス（ジ－ｔ－ブチルフェニル）オクチルホスファイト等）が挙げられ、中でも、亜リン酸がより好ましい。重合触媒は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。重合触媒として亜リン酸を用いることにより、他の重合触媒（例えば、次亜リン酸触媒）を用いて重合された半芳香族ポリアミドを用いる場合と比較して、フィルム製膜においてフィルターを用いた場合の濾圧の上昇を抑制することができる。また、得られる樹脂のゲル化そのものを抑制することができ、フィッシュアイの発生を抑制することができる。

半芳香族ポリアミドにおける重合触媒の含有量は、全モノマー成分の合計量１００質量部に対して、０．０１～５質量部とすることが好ましく、０．０５～２質量部とすることがより好ましく、０．０７～１質量部とすることがさらに好ましい。重合触媒の含有量を０．０１～５質量部とすることにより、半芳香族ポリアミドの劣化を抑制しつつ、該半芳香族ポリアミドを効率よく重合することができる。重合触媒の含有量が０．０１質量部未満であると、触媒作用が発現しない場合があり、一方、前記含有量が５質量部を超えると、経済性の観点で不利となる場合がある。

また、半芳香族ポリアミドの重合において、ジアミン成分、ジカルボン酸成分および重合触媒のほかに、末端封止剤を用いてもよい。末端封止剤としては、半芳香族ポリアミドの末端におけるアミノ基またはカルボキシル基との反応性を有する単官能性の化合物であれば、特に限定されない。末端封止剤としては、例えば、モノカルボン酸、モノアミン、酸無水物、モノイソシアネート、モノハロゲン化物、モノエステル類、モノアルコール類が挙げられる。中でも、反応性、および封止された末端基の安定性等の観点から、モノカルボン酸またはモノアミンが好ましく、取扱いの容易さ等の観点から、モノカルボン酸がより好ましい。モノカルボン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、安息香酸が挙げられる。

末端封止剤の含有量は、用いられる末端封止剤の反応性、沸点、反応装置、反応条件等によって適宜に選択することができる。末端封止剤の含有量は、分子量の調整や樹脂の分解を抑制する観点から、モノカルボン酸の場合は、ジカルボン酸成分に対して０．１～１５モル％とすることが好ましく、モノアミンの場合は、ジアミン成分に対して０．１～１５モル％とすることが好ましい。また、末端基の全量に対する末端封止されている末端基量の割合は、１０モル％以上とすることが好ましく、４０モル％以上とすることがより好ましく、７０モル％以上とすることがさらに好ましい。封止されている末端基量の割合を１０モル％以上とすることにより、フィルムの成形加工時における樹脂の分解や、縮合が進行することによる分子量の増加を、抑制することができる。また、これに伴って樹脂の分解による気泡の発生を抑制することができるため、得られるフィルムの外観を優れたものとすることができる。

本発明の半芳香族ポリアミドフィルムにおいて、半芳香族ポリアミドの含有量は、６０～９９質量％とすることが好ましい。前記含有量が６０質量％未満であると、延伸時に、フィルムが破断する場合があるので好ましくなく、一方、前記含有量が９９質量％を超えると、高温域での線膨張係数を制御することができないので好ましくない。

本発明の半芳香族ポリアミドフィルムには、上記の平均線膨張係数を制御するために、板状粒子を含有させることが必要である。本発明において、板状粒子とは、極薄の単位結晶層が重なって一つの板状粒子を形成しているものをいう。板状粒子としては、例えば、タルク、マイカ、クレイ、カオリン、モンモリナイト、その他の層状ケイ酸塩またはこれらを主成分とするものが挙げられる。中でも、半芳香族ポリアミドと親和性が高く、安価であるため、タルクが好ましい。

板状粒子の平均粒子径（メジアン径）は、０．５～２０．０μｍであることが好ましく、１．０～５．０μｍであることがより好ましく、１．０～３．０μｍであることがさらに好ましい。前記平均粒子径が０．５μｍ未満であると、平均線膨張係数を下げる効果が小さく、一方、前記平均粒子径が２０μｍを超えると、延伸フィルムの表面突起が大きくなりすぎる場合がある。

本発明の半芳香族ポリアミドフィルムにおいて、板状粒子の含有量は、１～４０質量％とすることが好ましい。前記含有量が１質量％未満であると、高温域での線膨張係数を制御することができないので好ましくなく、一方、前記含有量が４０質量％を超えると、延伸時に、フィルムが破断する場合があるので好ましくない。

本発明の半芳香族ポリアミドフィルムには、本発明の効果を損なわない範囲において、製膜時の熱安定性を高め、フィルムの強度や伸度の劣化を防ぎ、使用時の酸化や分解等に起因するフィルムの劣化を防止するために、熱安定剤を含有してもよい。熱安定剤としては、例えば、銅化合物、ハロゲン化合物、ヒンダードフェノール系熱安定剤、ヒンダードアミン系熱安定剤、リン系熱安定剤、イオウ系熱安定剤、二官能型熱安定剤が挙げられる。

銅化合物としては、例えば、塩化銅、ヨウ化銅、臭化銅等のハロゲン化銅化合物、酸化銅、硫酸銅、硝酸銅、リン酸銅等の無機酸銅化合物、酢酸銅、ステアリン酸銅等の有機酸銅化合物が挙げられる。

ハロゲン化合物としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム等のハロゲン化アルカリ化合物が挙げられる。

ヒンダードフェノール系熱安定剤としては、例えば、Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０（登録商標）（ＢＡＳＦジャパン社製、ペンタエリスリトールテトラキス［３－（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート］）、Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（登録商標）（ＢＡＳＦジャパン社製、オクタデシル－３－（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート）、Ｃｙａｎｏｘ１７９０（登録商標）（サイアナミド社製、１，３，５－トリス（４－ｔ－ブチル－３－ヒドロキシ－２，６－ジメチルベンジル）イソシアヌル酸）、Ｉｒｇａｎｏｘ１０９８（登録商標）（ＢＡＳＦジャパン社製、Ｎ，Ｎ’－（ヘキサン－１，６－ジイル）ビス［３－（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオンアミド］）等のほか、一般式（１）の構造を有するヒンダードフェノール系化合物（以下、「特定ヒンダードフェノール化合物」と略称することがある。）が挙げられる。特定ヒンダードフェノール化合物としては、スミライザーＧＡ－８０（登録商標）（住友化学社製、３，９－ビス［２－｛３－（３－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシ－５－メチルフェニル）プロピオニルオキシ｝－１，１－ジメチルエチル］－２，４，８，１０－テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカン）、Ｉｒｇａｎｏｘ２４５（登録商標）（ＢＡＳＦジャパン社製、ビス（３－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシ－５－メチルベンゼンプロパン酸）エチレンビス（オキシエチレン））等が挙げられる。

（式中、Ｒ^１およびＲ^２は、独立して、メチル基、エチル基または水素を示す。）

ヒンダードアミン系熱安定剤としては、例えば、Ｎｙｌｏｓｔａｂ Ｓ－ＥＥＤ（登録商標）（クラリアントジャパン社製、２－エチル－２’－エトキシ－オキザルアニリド）が挙げられる。

リン系熱安定剤としては、例えば、Ｉｒｇａｆｏｓ１６８（登録商標）（ＢＡＳＦジャパン社製、トリス（２，４－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）ホスファイト）、Ｉｒｇａｆｏｓ１２（登録商標）（ＢＡＳＦジャパン社製、６，６’，６”－［ニトリロトリス（エチレンオキシ）］トリス（２，４，８，１０－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチルジベンゾ［ｄ，ｆ］［１，３，２］ジオキサホスフェピン））、Ｉｒｇａｆｏｓ３８（登録商標）（ＢＡＳＦジャパン社製、ビス（２，４－ビス（１，１－ジメチルエチル）－６－メチルフェニル）エチルエステル亜リン酸）、ＡＤＫＳＴＡＢ３２９Ｋ（登録商標）（旭電化社製、トリス（モノ－ジノニルフェニル）ホスファイト）、ＡＤＫＳＴＡＢ ＰＥＰ３６（登録商標）（旭電化社製、ビス（２，６－ジ―ｔｅｒｔ―ブチル－４－メチルフェニル）ペンタエリスリトール－ジ－ホスファイト）、Ｈｏｓｔａｎｏｘ Ｐ－ＥＰＱ（登録商標）（クラリアント社製、テトラキス（２，４－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－４，４’－ビフェニレンジホスホナイト）、ＧＳＹ－Ｐ１０１（登録商標）（堺化学工業社製、テトラキス（２，４－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－５－メチルフェニル）－４，４’－ビフェニレンジホスホナイト）、スミライザーＧＰ（登録商標）（住友化学社製、６－［３－（３－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシ－５－メチルフェニル）プロポキシ］－２，４，８，１０－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチルジベンゾ［ｄ，ｆ］［１，３，２］－ジオキサホスフェピン）が挙げられる。

イオウ系熱安定剤としては、例えば、ＤＳＴＰ（登録商標）（吉富社製、化学式名：ジステアリルチオジプロピオネート）、Ｓｅｅｎｏｘ ４１２Ｓ（登録商標）（シプロ化成社製、ペンタエリスリトール テトラキス－（３－ドデシルチオプロピオネート））、Ｃｙａｎｏｘ １２１２（登録商標）（サイアナミド社製、ラウリルステアリルチオジプロピオネート）が挙げられる。

二官能型熱安定剤としては、例えば、スミライザーＧＭ（登録商標）、（住友化学社製、２－ｔｅｒｔ－ブチル－６－（３－ｔｅｒｔ－ブチル－２－ヒドロキシ－５－メチルベンジル）－４－メチルフェニルアクリレート）、スミライザーＧＳ（登録商標）（住友化学社製、２－［１－（２－ヒドロキシ－３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ペンチルフェニル）エチル］－４，６－ジ－ｔｅｒｔ－ペンチルフェニルアクリレート）が挙げられる。

中でも、ヒンダードフェノール系熱安定剤とリン系熱安定剤とを併用すれば、フィルム製膜においてフィルターを用いた場合の濾圧の上昇を抑制することができるとともに、フィルム強度の劣化を防止することができる。また、ヒンダードフェノール系熱安定剤とリン系熱安定剤と二官能型熱安定剤とを併用すれば、フィルム製膜においてフィルターを用いた場合の濾圧の上昇を抑制することができるとともに、得られるフィルムの強度の低下をより低減することができる。

ヒンダードフェノール系熱安定剤とリン系熱安定剤の組み合わせとしては、Ｈｏｓｔａｎｏｘ Ｐ－ＥＰＱまたはＧＳＹ－Ｐ１０１と、特定ヒンダードフェノール化合物との組み合わせが好ましい。ヒンダードフェノール系熱安定剤とリン系熱安定剤と二官能型熱安定剤との組み合わせとしては、ＨｏｓｔａｎｏｘＰ－ＥＰＱまたはＧＳＹ－Ｐ１０１と、特定ヒンダードフェノール化合物と、スミライザーＧＳとの組み合わせが好ましく、ＧＳＹ－Ｐ１０１と、特定ヒンダードフェノール化合物と、スミライザーＧＳとの組み合わせがより好ましい。

本発明の半芳香族ポリアミドフィルムにおいて、熱安定剤を含有させる場合、それらの含有量は、半芳香族ポリアミド１００質量部に対して、０．００６～２質量部とすることが好ましく、０．０５～１質量部とすることがより好ましい。上記熱安定剤の含有量を０．０１～２質量部とすることにより、熱分解をより効率的に抑制することができる。なお、上記熱安定剤を２種以上併用する場合は、各々の熱安定剤の個別の含有量、および熱安定剤の合計の含有量のいずれもが、上記の範囲であることが好ましい。

本発明の半芳香族ポリアミドフィルムには、滑材粒子を含有してもよい。滑剤粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、二酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、硫酸バリウム等の無機粒子や、アクリル系樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、架橋ポリスチレン粒子等の有機系微粒子が挙げられる。

本発明の半芳香族ポリアミドフィルムには、本発明の効果を損なわない範囲において、各種の添加剤を含有してもよい。添加剤としては、例えば、顔料・染料等の着色剤、着色防止剤、上記熱安定剤とは異なる酸化防止剤、耐候性改良剤、難燃剤、可塑剤、離型剤、板状粒子とは異なる強化剤、改質剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、防曇剤、各種ポリマーが挙げられる。顔料としては、酸化チタン等が挙げられる。耐候性改良剤としては、ベンゾトリアゾール系化合物等が挙げられる。難燃剤としては、臭素系難燃剤やリン系難燃剤等が挙げられる。

本発明に用いる板状粒子、必要に応じて含有させる熱安定剤、滑材粒子、各種の添加剤は、用いる半芳香族ポリアミドに予め混練しておくことが好ましい。半芳香族ポリアミドの混練に用いられる混練機は、特に限定されないが、例えば、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロール等、通常公知の溶融混練機が挙げられる。溶融混練温度は、通常、半芳香族ポリアミドの融点以上とすることが好ましい。

本発明の半芳香族ポリアミドフィルムの製造方法は特に限定されないが、例えば、半芳香族ポリアミドを押出機内にて溶融混合した後、Ｔダイを通じてシート状に押出し、このシート状物をドラム上に密着して冷却し未延伸フィルムを製造し、得られた未延伸フィルムを延伸機に導き延伸し、さらに熱処理を施す方法が挙げられる。

半芳香族ポリアミドは、シリンダー温度を２８０～３４０℃で３～１５分間溶融混合することが好ましく、シート状物を押出すドラムは３０～８０℃とすることが好ましい。溶融混錬をおこなう装置は、シリンダー、バレルの溶融部、計量部、単管、フィルター、Ｔダイ等の表面に対して、樹脂の滞留を防ぐため、その表面の粗さを小さくする処理が施されていることが好ましい。表面の粗さを小さくする方法としては、例えば、極性の低い物質で改質する方法や、その表面に窒化珪素やダイヤモンドライクカーボンを蒸着させる方法が挙げられる。

延伸は、同時二軸延伸、逐次二軸延伸、チュブラー法いずれの方法でおこなってもよいが、フィルムの厚み精度を向上させ、フィルムのＭＤの物性を均一とすることができることから、フラット式同時二軸延伸法でおこなうことが好ましい。フラット式同時二軸延伸法をおこなうための延伸装置としては、例えば、スクリュー式テンター、パンタグラフ式テンター、リニアモーター駆動クリップ式テンターが挙げられる。フラット式同時二軸延伸をおこなう場合、延伸温度は、半芳香族ポリアミドのガラス転移点をＴｇとして、Ｔｇ～（Ｔｇ＋４０℃）とすることが好ましく、延伸歪み速度は、８００～３６００％／分とすることが好ましい。フラット式同時二軸延伸機に導く前に、フィルムに１．０～１．２倍程度の予備縦延伸を施しておいてもよい。

熱処理は、ＴＤのリラックスを数％として、１５０～３００℃で数秒間おこなうことが好ましい。熱処理方法としては、例えば、熱風を吹き付ける方法、赤外線を照射する方法、マイクロ波を照射する方法等の公知の方法が挙げられる。中でも、均一に精度よく加熱できることから、熱風を吹き付ける方法が好ましい。

本発明の半芳香族ポリアミドフィルムは、必要に応じて、その表面をコロナ処理、プラズマ処理、酸処理、火炎処理をしてもよい。

本発明の半芳香族ポリアミドフィルムの表面には、易接着性、帯電防止性、離型性、ガスバリア性等の機能を付与するため、各種のコーティング剤を塗布してもよい。

本発明の半芳香族ポリアミドフィルムには、金属またはその酸化物等の無機物、他種ポリマー、紙、織布、不織布、木材等を積層してもよい。

得られた半芳香族ポリアミドフィルムは、枚葉とされてもよいし、巻き取りロールに巻き取られることによりフィルムロールの形態とされてもよい。各種用途への利用に際しての生産性の観点から、フィルムロールの形態とすることが好ましい。フィルムロールとした場合は、所望の巾にスリットしてもよい。

一般に、熱可塑性樹脂からなるフィルムは、ガラス転移温度を超えた領域から線膨張係数が大きくなる傾向がある。そのため、熱可塑性樹脂からなるフィルムはＦＰＣ用の基板フィルムとして用いた場合、高温域で基板の反りやねじれが発生することが多い。しかしながら、本発明においては、特定量の板状粒子を含有した半芳香族ポリアミドを製膜し、特定条件で延伸したフィルムを用いるため、フィルムの面方向における２５～２５０℃の平均線膨張係数（Ｋ１）を４５ｐｐｍ／℃以下、かつ、２００～２５０℃の平均線膨張係数（Ｋ２）と（Ｋ１）との比（Ｋ２／Ｋ１）を１．７以下とすることができる。（Ｋ１）と（Ｋ２／Ｋ１）を前記のように制御することができれば、ＦＰＣ用の基板に一般的に用いられているＰＩと同等の線膨張係数とすることができるので、ＰＩと張り合わせてリフローはんだ処理をおこなっても反りやねじれの発生を抑制することができる。また、（Ｋ１）は３０ｐｐｍ／℃以下、かつ、（Ｋ２／Ｋ１）は１．５以下であることが好ましく、（Ｋ１）が２０ｐｐｍ／℃以下、かつ、（Ｋ２／Ｋ１）が１．４以下であることがより好ましい。

本発明において、半芳香族ポリアミドフィルムの（Ｋ１）と（Ｋ２／Ｋ１）を制御するためには、ポリアミド樹脂が配向結晶化するように延伸条件を制御する必要がある。好ましい延伸条件は、半芳香族ポリアミド樹脂や板状粒子の種類や含有量によって大きく異なるが、板状粒子の含有量を一定量以上とし、長手方向（以下、「ＭＤ」と略称することがある）の倍率と幅方向（以下、「ＴＤ」と略称することがある）の倍率の積である面倍率を一定倍率以下とすることが好ましい。例えば、樹脂がポリアミド９Ｔ樹脂、板状粒子がタルクである場合、（Ｋ１）の値を４５ｐｐｍ／℃以下、かつ、（Ｋ２／Ｋ１）の値を１．７以下とするには、板状粒子の含有量を２．０質量％以上とし、８．０倍以下の面倍率（ｓ）で延伸することが好ましい。板状粒子の含有量が２．０質量％未満の場合または面倍率が８．０倍を超える場合、（Ｋ１）または（Ｋ２／Ｋ１）が大きくなるので好ましくない。さらに、（Ｋ１）の値を３０ｐｐｍ／℃以下、かつ、（Ｋ２／Ｋ１）の値を１．４以下とするには、板状粒子の含有量を（ｗ）、面倍率を（ｓ）として、（ｗ）と（ｓ）の関係が、［（ｓ）≧－０．２５×（ｗ）＋９］の関係式を満たすように延伸することがより好ましい。一方、樹脂がポリアミド１０Ｔ樹脂、板状粒子がタルクである場合、（Ｋ１）の値を４５ｐｐｍ／℃以下、かつ、（Ｋ２／Ｋ１）の値を１．７以下とするには、板状粒子の含有量を２．０質量％以上とし、８．０倍以下の面倍率（ｓ）で延伸することが好ましい。板状粒子の含有量が２．０質量％未満の場合または面倍率が８．０倍を超える場合、（Ｋ１）または（Ｋ２／Ｋ１）が大きくなるので好ましくない。さらに、（Ｋ１）の値を３０ｐｐｍ／℃以下、かつ、（Ｋ２／Ｋ１）の値を１．４以下とするには、（ｗ）と（ｓ）の関係が、［（ｓ）≧－０．２５×（ｗ）＋４．５］の関係式を満たすように延伸することがより好ましい。

本発明の半芳香族ポリアミドフィルムの引張強度は、ＭＤ、ＴＤともに、１３０ＭＰａ以上であることが好ましく、引張伸度は、ＴＤ、ＭＤともに、５０％以上であることが好ましい。

本発明の半芳香族ポリアミドフィルムの厚みムラは、１０％以下であることが好ましく、８％以下であることがより好ましく、６％以下であることがさらに好ましい。厚みムラが１０％以下であることにより、フィルムを加工する時のフィルムのたるみやシワを減らすことができる。

本発明の半芳香族ポリアミドフィルムは、医薬品の包装材料；レトルト食品等の食品の包装材料；半導体パッケージ等の電子部品の包装材料；モーター、トランス、ケーブル等のための電気絶縁材料；コンデンサ用途等のための誘電体材料；カセットテープ、デジタルデータストレージ向けデータ保存用磁気テープ、ビデオテープ等の磁気テープ用材料；太陽電池基板、液晶板、導電性フィルム、表示機器等のための保護板；ＬＥＤ実装基板、フレキシブルプリント配線用の基板、フレキシブルフラットケーブルの補強シート等の電子基板材料；フレキシブルプリント配線用のカバーレイ、耐熱マスキング用テープ、工業用工程テープ等の耐熱テープ；耐熱バーコードラベル；耐熱リフレクター；絶縁テープ；各種離型フィルム；耐熱ベースフィルム；写真フィルム；成形用材料；農業用材料；医療用材料；土木、建築用材料；濾過膜等、家庭用、産業資材用のフィルムとして用いることができる。
中でも、本発明の半芳香族ポリアミドフィルムは、フレキシブルプリント配線用の基板やカバーレイとして好適に用いることができる。

得られた半芳香族ポリアミドフィルムをフレキシブル配線用の基板として用いるには、半芳香族ポリアミドフィルムをフレキシブルプリント配線板に貼り付けて用いる。貼り付ける方法としては、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤やホットメルト接着剤を用いる方法や、半芳香族ポリアミドフィルムのガラス転移温度以上、融点以下の温度で加熱加圧するラミネート法が挙げられる。エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂接着剤を用いる場合には、プリプレグ等の半硬化状態の樹脂を用いることによって、低温で貼り付けも可能である。低温で張り付けた場合は、貼り付け後に加熱して硬化させることが好ましい。ラミネート法としては、例えば、ロールラミネート等の連続ラミネート方式のほか、シート状のフレキシブルプリント配線板に１枚ずつ補強用シートを重ねて、１枚ずつ又は複数枚同時に、プレスによって圧着する方法が挙げられる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

１．分析
半芳香族ポリアミドおよびそのフィルムの特性は、以下の方法によりおこなった。

（１）半芳香族ポリアミドの極限粘度
濃度が９６質量％である濃硫酸中に、３０℃にて、半芳香族ポリアミドを、それぞれ、０．０５ｇ／ｄＬ、０．１ｇ／ｄＬ、０．２ｇ／ｄＬ、０．４ｇ／ｄＬの濃度となるように溶解して、半芳香族ポリアミドの還元粘度を求めた。そして、各々の還元粘度の値を用い、濃度を０ｇ／ｄＬに外挿した値を極限粘度とした。

（２）半芳香族ポリアミドの融点、ガラス転移温度
半芳香族ポリアミド１０ｍｇを、示差走査型熱量計（パーキンエルマー社製、「ＤＳＣ－７」）を用いて、窒素雰囲気下で２０℃から３５０℃まで１０℃／分で昇温し（１ｓｔ Ｓｃａｎ）、３５０℃にて５分間保持した。その後、１００℃／分で２０℃まで降温し、２０℃にて５分間保持後、３５０℃まで２０℃／分でさらに昇温した（２ｎｄ Ｓｃａｎ）。そして、２ｎｄ Ｓｃａｎで観測される結晶融解ピークのピークトップ温度を融点とし、ガラス転移に由来する２つの折曲点の温度の中間点をガラス転移温度とした。

（３）半芳香族ポリアミドフィルムの平均線膨張係数
半芳香族ポリアミドフィルムを長手方向（ＭＤ）および幅方向（ＴＤ）に対して３０ｍｍ×４ｍｍの大きさに切り出し、熱機械的分析装置（セイコーインスツルメンツ社製、「ＴＭＡ／ＳＳ６０００」）を用いて、窒素雰囲気下、４０ｍＮの荷重をかけて、０℃から２５５℃まで１０℃／分で昇温し（１ｓｔ Ｓｃａｎ）、２５５℃にて５分間保持した。その後、１０℃／分で２５℃まで降温し、２５℃にて１５分間保持後、２５０℃まで１０℃／分でさらに昇温した（２ｎｄ Ｓｃａｎ）。
２ｎｄ Ｓｃａｎの２５０℃の寸法と２５℃の寸法を用いて、下記式から、ＭＤとＴＤの線膨張係数を求め、その平均値を平均線膨張係数とした。
線膨張係数［ｐｐｍ／℃］＝（２５０℃の寸法－２５℃の寸法）／（２５℃の寸法）／（２５０℃－２５℃）×１０^６

（４）基板の反り
半芳香族ポリアミドフィルムを、熱硬化性ポリイミドフィルムと銅箔で構成される銅張り積層板（総厚み２５ミクロン）のポリイミド側にアクリル系接着剤で貼り合わせ、１５０℃に加熱して接着剤を硬化させた。その後、最高到達温度２６０℃のリフロー炉を通過させるリフロー試験をおこなった。常温まで冷却後、反り評価をおこなった。反り評価は、ＪＩＳ Ｃ ６４７１－１９９５（参考２ 反り率及びねじれ率）に準拠して反り率を算出した。水平な台上に試料を上が凹になるように静かに置き、特に外力を加えないようにして、各試料の４隅か所の隅と台との間の垂直な隔たりを、直尺で１ｍｍの単位まで測定し、４隅の上記隔たりの平均値を算出した。評価基準は以下の通りとした。
◎：２ｍｍ未満
〇：２ｍｍ以上５ｍｍ未満
×：５ｍｍ以上

２．原料
＜ヒンダードフェノール系熱安定剤＞
・ＧＡ：住友化学社製スミライザーＧＡ－８０、３，９－ビス［２－｛３－（３－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシ－５－メチルフェニル）プロピオニルオキシ｝－１，１－ジメチルエチル］－２，４，８，１０－テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカン）

＜板状粒子＞
・ＦＨ：富士タルク社製ＦＨ－１０４、タルク、メジアン径 ４．５μｍ
・ＳＧ：日本タルク社製ＳＧ－９５、タルク、メジアン径 ２．３μｍ
・ＦＧ：日本タルク社製ＦＧ－１５、タルク、メジアン径 １．５μｍ
・ＭＫ：富士タルク社製ＭＫ－１００、マイカ、メジアン径 ４．７μｍ
＜滑剤粒子＞
・ＳI：富士シリシア製サイリシア３１０Ｐ、シリカ、メジアン径 ２．７μｍ

［半芳香族ポリアミドの調製］
（１）ＰＡ９Ｔ：ポリアミド９Ｔ樹脂
１，９－ノナンジアミン（ＮＭＤＡ）１２６４質量部と、２－メチル－１，８－オクタンジアミン（ＭＯＤＡ）３１６質量部と、テレフタル酸（ＴＰＡ、平均粒径：８０μｍ）１６２７質量部と、安息香酸（ＢＡ）４８．２質量部と、亜リン酸３．２ｇ質量部と、水１１００質量部とを反応装置に入れ、窒素置換した（ＮＭＤＡ：ＭＯＤＡ：ＴＰＡ:ＢＡ＝８０：２０：９９：４（モル比））。さらに、８０℃で０．５時間、毎分２８回転で撹拌した後、２３０℃に昇温し、２３０℃で３時間加熱した。その後冷却し、反応生成物を取り出した。
該反応生成物を粉砕した後、乾燥機中において、窒素気流下、２２０℃で５時間加熱して固相重合し、ポリマーを得た。その後、シリンダー温度３２０℃の条件下で溶融混練してストランド状に押出し、冷却、切断して、ペレット状のポリアミド９Ｔ樹脂を調製した。極限粘度は１．１８ｄＬ／ｇ、融点は３０４℃、ガラス転移温度は１２５℃であった。

（２）ＰＡ１０Ｔ：ポリアミド１０Ｔ樹脂
ジカルボン酸成分としての粉末状のテレフタル酸（ＴＰＡ）４７０質量部と、モノカルボン酸としての分子量２８４のステアリン酸（ＳＴＡ）３２質量部と、重合触媒としての次亜リン酸ナトリウム一水和物（ＳＨＰ）０．０９３質量部とを、リボンブレンダー式の反応装置に入れ、窒素密閉下、回転数３０ｒｐｍで撹拌しながら１７０℃に加熱した。その後、温度を１７０℃に保ち、かつ回転数を３０ｒｐｍに保ったまま、液注装置を用いて、ジアミン成分としての１００℃に加温した１，１０－デカンジアミン（ＤＤＡ）４９８質量部を、２．５時間かけて連続的（連続液注方式）に添加し、反応物を得た。なお、原料モノマーのモル比は、ＴＰＡ：ＤＤＡ：ＳＴＡ＝４８．５：４９．６：１．９（原料モノマーの官能基の当量比率は、ＴＰＡ：ＤＤＡ：ＳＴＡ＝４９．０：５０．０：１．０）であった。その後、得られた反応物を、同じ反応装置で、窒素気流下、２５０℃、回転数３０ｒｐｍで８時間固相重合して、ポリマーを得た。
続いて、ポリマー１００質量部と熱安定剤であるスミライザーＧＡ－８０ ０．４質量部とをドライブレンドし、スクリュー径が２６ｍｍである二軸押出機を用いて溶融混練した。二軸押出機のシリンダー温度は３２５℃であった。その後、ストランド状に押出し、冷却、切断して、ペレット状の半芳香族ポリアミド１０Ｔ樹脂を調整した。極限粘度は１．３０ ｄＬ／ｇ、融点は３１５℃、ガラス転移温度は１２０℃であった。

実施例１
ポリアミド９Ｔ樹脂８０質量部と、ＦＨ２０質量部と、ＧＡ０．４質量部とをドライブレンドした。
得られたドライブレンド物を、二軸押出機（スクリュー径２６ｍｍ）に投入し、シリンダー温度３１０℃の条件下で溶融混練してストランド状に押出し、冷却、切断して、混練物のペレットを調製した。
混練物のペレットを、単軸押出機（スクリュー径４０ｍｍ）に投入し、シリンダー温度３２０℃の条件下で溶融し、溶融ポリマーを金網フィルター（＃１００メッシュ、絶対粒径：２００μｍ）を用いて濾過した。その後、３２０℃にしたＴダイより溶融ポリマーをフィルム状に押出し、フィルム状の溶融物とした。該溶融物を５０℃に設定した冷却ロール上に静電印加法により密着して冷却し、実質的に無配向の未延伸フィルムを得た（平均厚み：４６０μｍ）。
得られた未延伸フィルムを１２ｃｍ×１２ｃｍ四方にカットし、バッチ式二軸延伸機（ブルックナー社製ＫＡＲＯ ＩＶ）にセットして、二軸延伸および熱固定をおこない、平均厚み１００μｍの二軸延伸フィルムを得た。延伸条件は、予熱および延伸温度を１３０℃、ＭＤおよびＴＤの延伸歪み速度を２４００％／分、ＭＤおよびＴＤの延伸倍率を２．１倍とした。熱固定条件は、リラックスをＭＤ、ＴＤ共に５％として、２６０℃で１分間とした。

実施例２～１１、比較例３
樹脂と板状粒子の種類と含有量を表１のとおりに変更し、得られる延伸フィルムの厚みが５０μｍになるように未延伸フィルムの厚みを調整する以外は、実施例１と同様の操作をおこなって、混練物を得た後、未延伸フィルムを得、延伸および熱固定をおこない、二軸延伸フィルムを得た。ただし、ポリアミド１０Ｔ樹脂を用いた実施例１０、１１は、混練物のペレットを得る際のシリンダー温度は３３０℃、未延伸フィルム製膜する際のシリンダー温度は３４０℃、二軸延伸時の予熱および延伸温度は１３０℃に変更した。

比較例１、２
表１のように板状粒子を用いずに、滑剤粒子としてシリカを微量添加した以外は、表１に示す条件で、実施例１と同様の操作をおこなって、二軸延伸フィルムを得た。

比較例４
表１のように板状粒子を用いずに、滑剤粒子としてシリカを微量添加した以外は、表１に示す条件で、実施例１０と同様の操作をおこなって、二軸延伸フィルムを得た。

実施例１～１１のフィルムは、板状粒子を２．０質量％以上含有したポリアミド９Ｔ樹脂またはポリアミド１０Ｔ樹脂を製膜し、８．０倍以下の面倍率で延伸をおこなったため、（Ｋ１）が４５ｐｐｍ／℃以下で、（Ｋ２／Ｋ１）が１．７以下であって、基板の反りは５ｍｍ未満であった。
タルクを含有したポリアミド９Ｔ樹脂を製膜した実施例１～８を対比した場合、実施例１～３、５～８、１０、１１のフィルムは、板状粒子の含有量と面倍率が特定の関係を満たす条件で延伸をおこなったため、（Ｋ１）が３０ｐｐｍ／℃以下で、（Ｋ２／Ｋ１）が１．４以下であって、基板の反りが３ｍｍ未満であって、より線膨張係数が小さく、リフローはんだ領域を含む広い温度範囲で線膨張係数の変化がより小さく、反りやねじれが少ないことがわかる。

比較例１、２、４のフィルムは、板状粒子を用いなかったため、（Ｋ２／Ｋ１）が大きく、基板の反りが大きかった。
比較例３のフィルムは、面倍率を９．０倍で延伸して製造したため、基板の反りが大きかった。

Claims (3)

1. テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分、および炭素数が７～１２である脂肪族ジアミンを主成分とするジアミン成分とからなる半芳香族ポリアミド６０～９９質量％と、平均粒子径が０．５～２０μｍである板状粒子１～４０質量％とを含有し、フィルムの面方向における２５～２５０℃の平均線膨張係数（Ｋ１）が４５ｐｐｍ／℃以下であって、２００～２５０℃の平均線膨張係数（Ｋ２）との比（Ｋ２／Ｋ１）が１．７以下であることを特徴とする、半芳香族ポリアミドフィルム。
2. 脂肪族ジアミンが、炭素数が９または１０の脂肪族ジアミンであることを特徴とする請求項１に記載の半芳香族ポリアミドフィルム。
3. 請求項１または２に記載の半芳香族ポリアミドフィルムが貼り合されていることを特徴とするフレキブルプリント配線基板。