JPH08230063A - 高分子フィルム及びその製造方法 - Google Patents

高分子フィルム及びその製造方法

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JPH08230063A
JPH08230063A JP4038495A JP4038495A JPH08230063A JP H08230063 A JPH08230063 A JP H08230063A JP 4038495 A JP4038495 A JP 4038495A JP 4038495 A JP4038495 A JP 4038495A JP H08230063 A JPH08230063 A JP H08230063A
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JP
Japan
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film
polymer film
heating
producing
polymer
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JP4038495A
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Hitoshi Nojiri
仁志 野尻
Taku Ito
卓 伊藤
Masaru Nishinaka
賢 西中
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】幅方向での特性の均一な高分子フィルム及びそ
の製造方法の提供 【構成】揮発分を有するかあるいは加熱により収縮を伴
う反応が生じ得る状態でフィルム状に成型された後、フ
ィルム両端を固定して加熱炉を通過させることで乾燥な
いし硬化を連続的に行う高分子フィルムの製造工程にお
いて、フィルム固定端から炉内進行方向へフィルム幅と
同じ長さまでは、主たる揮発分の沸点以上に加熱しない
で製造された高分子フィルムであって、縦方向、横方
向、右45°方向、左45°方向の線膨脹係数のうち、
その最大値と最小値との比が1.5以内である高分子フ
ィルム及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続成型によりその幅
方向に特性の差異を生じやすい高分子フィルムの製造に
おいて、幅方向での特性の分布が均一である高分子フィ
ルム及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、高分子フィルムを製造する場合、
高分子材料が加熱により容易に溶融し、かつその加熱温
度で変質を生じない場合は、加熱により高分子材料を溶
融し直接フィルム状に成型する方法が用いられることが
多い。
【0003】ところが、加熱によっても高分子材料が溶
融しなかったり、もしくは溶融させるためには極端に高
い温度を必要とする場合、あるいは高分子材料が反応性
成分を含有しているために、加熱により反応が進行する
ような場合、このような加熱による方法は不適切で用い
ることはできない。
【0004】このような場合に用いられる高分子フィル
ムの製造方法の代表的な一例として、以下のような方法
が挙げられる。すなわち、高分子材料の溶液状態でダイ
キャスト法等の方法で支持体上にフィルム状に成型した
後、エンドレスベルトあるいはドラム上で、フィルムが
自己支持性を発揮するまで加熱・乾燥を行い、しかる
後、この自己支持性フィルムを支持体から引き剥がし、
続いてフィルム両端をピン又はリップで固定して該フィ
ルムを搬送しながら、加熱炉を通過させることにより、
最終的なフィルムを得るという工程を用いる方法であ
る。
【0005】上記工程のフィルム両端を固定して炉内で
加熱するにあたって、従来は、製造ラインの長さをでき
るだけ小さくしたいとの要求から、フィルム両端の固定
後、速やかに加熱炉に搬入するというのが通常であっ
た。
【0006】ところが、上記のように、フィルム両端の
固定と加熱炉での加熱とが距離を置かずに行われると、
フィルムの中央部と両端部とで特性が異なることがあ
る。特に、フィルムの流れ方向に対して45°の角度方
向の、線膨脹係数・吸水膨脹率・弾性率等の特性が異な
ることが多い。このような特性が異なると、フィルムを
加工する際に、場所・方向により寸法変化率に差が生じ
ることになり、特に精密な寸法精度が要求される用途、
例えば、回路形成のベース材や記録媒体等の用途におい
ては大きな問題となるため、改善が要望されていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、連続成型において幅方向での配向の異方性が小
さい高分子フィルム及びその製造方法を提供することで
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記特性
の差異について、その原因を解析した結果、加熱により
進行するフィルム分子鎖の面内配向が、フィルム固定端
の近くで歪になることが原因であることを見出だした。
また、この面内配向は、フィルムの乾燥や硬化により面
方向に収縮力が働き、これを両端の固定によって抑える
ことにより進行する。したがって、固定端の近くでは面
内配向を進めないようにすることが必要であり、そのた
めにはフィルムの乾燥や硬化をできるだけ進めない即ち
加熱を弱い条件で行うことが必要であることを見出だし
た。
【0009】本発明の上記目的は、高分子フィルム及び
その製造方法において下記の手段を用いることにより達
成された。すなわち、第1の本発明である、揮発分を有
するかあるいは加熱により収縮を伴う反応が生じ得る状
態でフィルム状に成型された後、フィルム両端を固定し
て加熱炉を通過させることで乾燥ないし硬化を連続的に
行う高分子フィルムの製造工程において、フィルム固定
端から炉内進行方向へフィルム幅と同じ長さまでは、主
たる揮発分の沸点以上に加熱しないで製造された高分子
フィルムであって、縦方向、横方向、右45°方向、左
45°方向の線膨脹係数のうち、その最大値と最小値と
の比が1.5以内である高分子フィルムにより、及び、
第2の本発明である、揮発分を有するかあるいは加熱に
より収縮を伴う反応が生じ得る状態でフィルム状に成型
された後、フィルム両端を固定して加熱炉を通過させる
ことで乾燥ないし硬化を連続的に行う高分子フィルムの
製造工程において、フィルム固定端から炉内進行方向へ
フィルム幅と同じ長さまでは、主たる揮発分の沸点以上
に加熱しないで製造することを特徴とする縦方向、横方
向、右45°方向、左45°方向の線膨脹係数のうち、
その最大値と最小値との比が1.5以内である高分子フ
ィルムの製造方法によって達成された。
【0010】本発明の範囲は、上述のように揮発分を有
するかあるいは加熱により収縮を伴う反応が生じ得る状
態でフィルム状に成型された後、フィルム両端を固定し
て加熱される場合の高分子フィルム及びその製造方法で
あって、これは即ち、主に加熱の過程で、フィルム分子
鎖の配向が進むことが前提となることを意味している。
また、この加熱の過程での分子配向が強く進む構造であ
るほど、またその配向が特性に与える影響が大きいほ
ど、本発明の効果は大きい。
【0011】固定加熱により配向が強く進み、またその
特性への影響が大きい高分子とは、例えば、直線性の高
い高分子であり、言い換えれば、フィルムとして引張弾
性率の高いものである。より具体的には、芳香族ポリイ
ミド、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステル、ポリベ
ンゾオキサゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリベンゾ
イミダゾール、ポリアリレート、ポリフェニレンスルフ
ィド、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルケトン、
ポリエーテルエーテルケトン、その他の液晶性高分子、
各種ラダーポリマー等が例として挙げられる。
【0012】また、既に述べたように、直線性の高い高
分子であっても、加熱溶融により直接フィルム状に加工
可能な場合には、問題は生じない。直線性が高く、熱溶
融による加工が不可能な高分子フィルムとしては、ポリ
イミドがその代表として挙げられる。ポリイミドのなか
でも、本発明の効果の度合いはその構造によって異な
り、極めて高い直線性を発現するパラフェニレンジアミ
ンを全ジアミン成分に対して、25モル%以上含有させ
て合成したポリイミドからなるフィルムの場合、本発明
はより高い効果を発揮することができる。
【0013】本発明におけるフィルム固定端とは、自己
支持性が現れたグリーンシート(未硬化または含溶剤状
態のフィルム)の両端を固定開始する位置のことであ
り、これを図1に図示する。フィルム固定端から炉内進
行方向へフィルム幅と同じ長さまでは、主たる揮発分の
沸点以上に加熱しないこととは、図1により示すと、フ
ィルム幅をaとした場合、フィルム固定端からフィルム
が少なくともa´の長さまで進行する間は、炉外・炉内
ともに主たる揮発物の沸点以上には加熱しないで乾燥な
いし硬化を行うことを意味する。すなわち、a≦a´の
条件を満足することである。
【0014】本発明における主たる揮発分とは、全揮発
分中、最大の重量割合を有するもの、もしくは揮発分全
体の30wt%以上あるものと定義する。フィルム固定
の方法は、ピンによる方法、クリップによる方法など任
意の方法が挙げられるが、いずれの場合でも本質的に本
発明の効果に相違はない。なお、本発明でいうフィルム
とは厚さ数μmの薄膜から厚さ数mmのシートまでを含
むものである。
【0015】
【実施例】以下に実施例に基づいて本発明の内容を具体
的に説明するが、本発明はこれによって限定されるもの
ではない。実施例及び比較例 ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物/ピロメリッ
ト酸二無水物/4,4´−ジアミノジフェニルエーテル
/パラフェニレンジアミンをモル比2/1/1/2の比
率でジメチルフォルムアミド(沸点153℃)溶媒下、
固形分が18%になるように重合した。この重合溶液を
約0℃に冷却した上で、この重合溶液重量に対して、1
0wt%の無水酢酸及び10wt%のイソキノリンを添
加し、十分に攪拌した後、ダイより押し出して、乾燥
後、幅約1m、厚さ約75μmになるようにエンドレス
ベルト上に引き取った。エンドレスベルト上で80℃で
約8分間加熱した後、この自己支持性を有した固形分濃
度が約50%のグリーンシートを引き剥がし、続いてシ
ートの両端を連続的にシートを搬送するピンシートに固
定し最初に80℃の加熱炉に導入して1分間加熱し、引
き続いて150℃、300℃、450℃の加熱炉に導入
し、各加熱炉で1分ずつ加熱を行った。徐冷炉で室温ま
でなだらかに降温し、徐冷炉から搬出したしたところで
ピンからフィルムを引き剥がした。ピンに固定してから
引き剥がすまで一貫して連続的に両端を固定した状態で
フィルムを2m/分で搬送した。
【0016】引き剥がしたフィルムを、フィルム搬送方
向に向かって右側のピン固定位置から内側に5cmの部
分と中央部との2カ所からサンプリングし、面内配向状
態の測定、及び図2に示した4方向、すなわちフィルム
の搬送方向(縦方向)、幅方向(横方向)、斜め方向1
(左45°方向)及び斜め方向2(右45°方向)の線
膨脹係数の測定をそれぞれ行った。
【0017】ここで、フィルムの面内配向状態の測定
は、KSシステムズ(株)製マイクロ波分子配向計MO
A2012A型を用い、異方性の指標であるMOR値で
評価した。MOR値が1.0に近いほど等方的であるこ
とを示す。
【0018】また、フィルムの線膨脹係数は理学電機製
TMA8140により測定した。次に、ピンシートに固
定して最初に入れる加熱炉の温度を120℃、180℃
に変えた場合のフィルムについても、上記と同様の測定
を行った。
【0019】上記実施例及び比較例の測定結果を下記表
1に示す。 表 1 ピン固定直後加熱 面内配向状態 線膨脹係数 ×10 -5/℃ 炉の温度/場所 MOR値 搬送方向 幅方向 斜め1 斜め2 80℃ 中央部 1.03 1.1 1.1 1.1 1.1 端 部 1.11 1.1 1.1 1.2 1.0 120℃ 中央部 1.04 1.1 1.1 1.1 1.1 端 部 1.24 1.1 1.1 1.3 0.9 180℃ 中央部 1.07 1.1 1.1 1.1 1.1 端 部 1.77 1.1 1.1 1.8 0.5 注:線膨脹係数は100〜200℃の値である。
【0020】表1の結果から明らかなように、フィルム
固定端から炉内進行方向へフィルム幅と同じ長さまで
は、主たる揮発分ジメチルフォルムアミドの沸点である
153℃以下の温度、すなわち80℃、120℃の温度
で加熱する場合には、ジメチルフォルムアミドの沸点で
ある153℃以上の温度、180℃で加熱する場合に比
べて、フィルム端部近くでの面内配向の異方性の度合い
が小さく、かつ線膨脹係数の特性は方向による変化が少
ないことが分かる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、フィ
ルム固定端から炉内進行方向へフィルム幅と同じ長さま
では、主たる揮発分の沸点以上に加熱しないことによ
り、加熱によるフィルムの面内配向の進行に際し、非固
定部からの影響を受ける度合いが、小さく、その結果、
特に端部近くでの配向の異方性が小さくなる。
【0022】配向の異方性が大きいと、配向主軸とこれ
に対し90°の方向とで特性が大きく異なる。配向によ
り異なる特性の主なものは、線膨脹係数・吸水膨脹率・
弾性率等である。これらの特性が、方向によって異なる
と、温度・湿度・テンションなどのフィルムにかかる環
境の変化によるフィルムの寸法が非等方性に変化するこ
とになり、このフィルムを用いた製品の設計上不都合が
生じる。異方性がある場合、その非等方的変化を計算し
た上で、設計を行うことも可能であるが、既に述べたよ
うに、配向の異方性はフィルムの幅方向における位置に
よってその程度が異なり、端部では異方性が大きく、中
央部ではおおむね等方的である。このため、フィルムの
使用する場所によって、寸法変化の起こり方が異なるこ
とになり、共通の設計では対応することができず、結果
として製品の歩留まりを低下させる原因となる。
【0023】本発明によれば、このような問題を解消す
ることができ、フィルムの取り位置による特性のばらつ
きが少なく、結果として、フィルムを用いた製品の歩留
まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】フィルム固定端から炉内進行方向へフィルム幅
aと同じ長さa´までは、主たる揮発分の沸点以上に加
熱しないことを示す説明図。
【図2】フィルムの搬送方向(縦方向)、幅方向(横方
向)、斜め方向1(左45°方向)及び斜め方向2(右
45°方向)の4方向を示す説明図。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 揮発分を有するかあるいは加熱により収
    縮を伴う反応が生じ得る状態でフィルム状に成型された
    後、フィルム両端を固定して加熱炉を通過させることで
    乾燥ないし硬化を連続的に行う高分子フィルムの製造工
    程において、フィルム固定端から炉内進行方向へフィル
    ム幅と同じ長さまでは、主たる揮発分の沸点以上に加熱
    しないで製造された高分子フィルムであって、縦方向、
    横方向、右45°方向、左45°方向の線膨脹係数のう
    ち、その最大値と最小値との比が1.5以内である高分
    子フィルム。
  2. 【請求項2】 前記高分子フィルムが、300kg/m
    2 以上の引張弾性率を有することを特徴とする請求項
    1記載の高分子フィルム。
  3. 【請求項3】 前記高分子フィルムが、ポリイミドフィ
    ルムであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載
    の高分子フィルム。
  4. 【請求項4】 前記ポリイミドフィルムが、全ジアミン
    成分に対してパラフェニレンジアミンを25%以上含有
    させて製造されたものであることを特徴とする請求項3
    記載の高分子フィルム。
  5. 【請求項5】 揮発分を有するかあるいは加熱により収
    縮を伴う反応が生じ得る状態でフィルム状に成型された
    後、フィルム両端を固定して加熱炉を通過させることで
    乾燥ないし硬化を連続的に行う高分子フィルムの製造工
    程において、フィルム固定端から炉内進行方向へフィル
    ム幅と同じ長さまでは、主たる揮発分の沸点以上に加熱
    しないで製造することを特徴とする縦方向、横方向、右
    45°方向、左45°方向の線膨脹係数のうち、その最
    大値と最小値との比が1.5以内である高分子フィルム
    の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記高分子フィルムが、300kg/m
    2 以上の引張弾性率を有することを特徴とする請求項
    5記載の高分子フィルムの製造方法。
  7. 【請求項7】 前記高分子フィルムが、ポリイミドフィ
    ルムであることを特徴とする請求項5又は請求項6記載
    の高分子フィルムの製造方法。
  8. 【請求項8】 前記ポリイミドフィルムが、全ジアミン
    成分に対してパラフェニレンジアミンを25%以上含有
    させて製造されたものであることを特徴とする請求項7
    記載の高分子フィルムの製造方法。
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