JPS63299925A - 耐熱性フィルム又はその類似物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱可塑性樹脂よりなる基材にコーティング層
を形成した耐熱性フィルム又はその類似物に関する。

〔従来の技術〕

熱可塑性樹脂を基材とする柔軟なフィルムやその類似物
であるシート（以下、これらを総称してフィルムという
。）などは、それらに具備された可撓性のためにデザイ
ンの自由度が高く、しかもある程度の絶縁性を有してい
るが、一般的には耐熱性が不十分であるために、その用
途が限られている。従来、基材として使用される無処理
フィルムの中で、比較的価れた耐熱性を有するものとし
て、ポリイミド（ＰＩ）フィルム等のようなエンジニア
リングプラスチックがあったが、樹脂自体が高価であり
、また、これをフィルムに加工するのに高度な加工技術
が加わり、一層高価なものとなり、汎用的に使用される
ことが期待できにくかった。そこで、近年では、基材自
体に安価な熱可塑性樹脂を用いているにもかかわらず、
基材自体よりなる無処理フィルムよりも優れた耐熱性を
具備するフィルムについて種々の研究がなされ、現実に
そのようなフィルムも種々提案されている。

例えば、安価でかつ入手が容易な熱可塑性樹脂の代表で
あるポリ塩化ビニル樹脂（Ｐ　Ｖ　Ｃ）に所定の添加剤
を混和した組成物を基材とするフィルムもその一つであ
る。ところが、添加材を混和して基材の耐熱性を改善す
る方法では、目標とする耐熱特性を得るために種々の添
加物を混和して調整しなければならないことが多く、そ
のため、添加物の混和に伴って透明度やその他の物性値
も大きく変化してしまうという難点が指摘されていた。

他方、熱可塑性樹脂よりなる基材にコーティング層を形
成することによって、基材自体では得られなかった耐熱
特性を持つフィルムを得ることも考えられる。このよう
なフィルムによると、基材自体が持つ透明度などの物性
が余り損なわれず、コーティング層によって基材自体で
は得られない耐熱特性を得られる可能性がある。このよ
うなフィルムの製造方法としては、一般に、熱可塑性樹
脂よりなる基材に収縮やしわを生じるおそれがない低温
条件下でコーティング層を焼き付けるという手段が考え
られる。しかし、コーティング層を有するフィルムの耐
熱性はコーティング層の焼付温度と相関するものである
から、そのような低温で焼き付けると、耐熱性の改善度
合が比較的小さいものにしかならないと想定された。ま
た、耐熱性繊維やガラス繊維のシート状のものに耐熱性
樹脂を含浸して既存フィルムにラミネートした耐熱性フ
ィルムが存在するが、厚みが厚く、柔軟性が失われ、特
に厚みが薄く柔軟性の要求されるような可撓性プリント
配線基板等の用途には完全ではなかった。そのため、従
来のフィルムは、いずれにしても耐熱性フィルムとして
は未だ十分なものであるとはいい難いものであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のように、従来想定される耐熱性フィルムは、基材
自体よりなる無処理フィルムに比べると幾分かは耐熱性
が改善される可能性はあり得るが、未だ十分な耐熱性を
有するものであるとはいい難く、また既存のその他の耐
熱性フィルムは上記に述べた如く厚み・柔軟性やコスト
面の点で、また、添加材の混和によって耐熱性を改善す
ると、他の物性が損なわれる等、耐熱性フィルムとして
は未だ不十分なものであるという問題があった。

本発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、コーティ
ング層となる薄膜がＰＥＴ等の熱可塑性樹脂よりなる基
材に高温度で焼き付けられた耐熱性フィルムを提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ
）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリアリレート樹
脂（ＰＡＲ）　、ポリエチレンテレフタレートｍＪＪＩ
　（ＰＥＴ）　、ポリフェニレンサルファイド樹脂（Ｐ
ＰＳ）、ポリサルフォン樹脂（ＰＳＦ）、ポリエーテル
サルフォン樹脂（ＰＥＳ）より選ばれる一種類の合成樹
脂よりなる基材に、レゾール型フェノール樹脂を除くフ
ェノール樹脂溶液の薄膜を焼き付けてなることを特徴と
する。

なお、本発明において、コーティング溶液の組成物から
レゾール型フェノール樹脂を除外したのは、同一出願人
によりレゾール型フェノール樹脂をコーティング溶液と
する耐熱性フィルムに関して既に提案したからである。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は耐熱性フィルムの断面図で、１００は基材、２
００は基材１００に焼き付けられた薄膜よりなるコーテ
ィング層を示す。

上記基材１００を形成するための熱可塑性樹脂はＰＶＣ
，ＰＥＴ、ＰＡＲ，ＰＣ，ＰＰＳ、ＰＳＦ、ＰＥＳより
選ばれる。基材１００がＰＥＴである場合は引裂強度に
優れ、かつ可撓性に冨んでいる。またＰＰＳやＰＳＦや
ＰＥＳを基材１００として使用した場合には優れた耐熱
性と耐高温収縮性を持つ。ＰＰＳやＰＳＦやＰＥＳは現
在のところ汎用的ではないが、今後は安価で汎用的に市
場に供給されることが予想される。基材１００は、作業
性の点から１〜１０００μ程度の厚みを有することが望
ましい。厚みが１μより薄いと取扱性に欠け、強度が不
十分になり、厚みが１０００μより厚いとデザインの自
由度が不足する心配がある。この厚みは上記範囲に限定
されるものではなく、耐熱性だけを追求する場合にはさ
らに厚いものであってもよい。

コーティング層にはストレートフェノール樹脂あるいは
変性フェノール樹脂が用いられるが、レゾール型のフェ
ノール樹脂は上述した理由により除外される。ストレー
トフェノール樹脂はフェノール又はクレゾールとホルマ
リンとを触媒下で反応させて得られるものであるが、コ
ーティング層に高い絶縁性が要求される場合には製造工
程での作業性と相まってクレゾールとホルマリンとの反
応生成物を用いることが好ましい。また、触媒にはＮａ
ＯＨ、アンモニア、アミン等のアルカリ触媒が用いられ
るが、ＮａＯＨのような極性の強い触媒はコーティング
層中に残存すると吸水性が増大するので、絶縁性が要求
される場合には不適当である。

ストレートフェノール樹脂の溶剤にはメタノール（沸点
二６４℃）、イソプロピルアルコール（沸点二８２℃）
、エタノール（沸点ニア８℃）、１−プロパツール（沸
点：９７℃）、ブタノニル（沸点：９９゜５℃）等のア
ルコール類、メチルエチルケトン（沸点：８０℃）、メ
チルイソブチルケトン（沸点：１）６℃）、トルエン（
沸点：１）０℃）、キシレン（沸点：１４０℃）等が用
いられ、これらはコーティング溶液の製造作業性（溶解
作業性）を高め、かつ基材に対するコーテイング液の濡
れ性・密着性を高めるため、それぞれの沸点を考慮して
選択すべきである。好ましい配合割合はストレートフェ
ノール樹脂の縮合物２０部に対し、例えば溶剤としてメ
タノールとイソプロピルアルコールの混合液８０部が使
用されるが、これに限定されるものではなく、ストレー
トフェノール樹脂の縮合物１０〜３０部、溶剤として例
えばメタノールとイソプロピルアルコールの混合液９０
〜７０部であればよい。

ストレートフェノール樹脂縮合物が１０部より少ないと
コーテイング液の貯蔵安定性に欠け、二次凝集等の不都
合が起こり、３０部を越えるとコーテイング液の粘度が
高くなりすぎ、コーティング処理の作業性が悪くなり均
一厚みのコーティング層を形成しにくくなるのみならず
、焼き付は時にオレンジピール（みかん肌）が発生し、
表面状態に不都合がある。溶剤としては、上記のみに限
定されるものではなく、コーティング溶液の濡れ性・密
着性等を考慮して選択できるものである。メタノール、
イソプロピルアルコールを含む上記の溶剤は、一種もし
くは複数種を適宜組み合わせて用いてもよいことはいう
までもない。なお、均一厚みのコーティング層を作業性
よく形成するためには、コーテイング液の粘度を２〜２
０ｃｐｓ程度に調製することが望ましい。粘度調製のた
めには溶剤の使用量を調節することが有効である。また
、コーティング溶液に必要に応じて界面活性剤や有機、
無機、金属の微粉末充填材を適宜添加する場合もある。

変性フェノール樹脂としては、エポキシ変性、メラミン
変性、アルキルフェノール変性、カシュー油変性、ゴム
変性、油変性、フルフラール変性、炭化水素変性、無機
物変性（ＢｚＯｓ、　ＰＪｓ）などのフェノール樹脂が
あり、特にメラミン変性やエポキシ変性のフェノール樹
脂を用いると、基材に対する高い密着性が確保される。

これら二者の中でも、エポキシ変性フェノール樹脂は特
に高い密着性を示す。

コーティング層２００の密着性や耐熱性は、後述する焼
付温度と変性フェノール樹脂の種類によっても変化する
。即ち、変性フェノール樹脂を用いる場合、焼付温度が
比較的低温でも十分な耐熱性・密着性を確保する上で有
利である。

基材１００に形成した薄膜の焼付温度は１３０℃以上の
温度であることを要するが、焼付温度が高すぎると基材
１００からのブリードや他の物性値の低下を伴うだけで
なく、大きな収縮やしわ等の不都合を生じやすく、フィ
ルムとしての性能が損なわれる。フィルムとしての性能
を維持し得る焼付温度は、ｐｖｃでは、約２５０℃以下
、ＰＣＳＰＡＲ，ＰＥＴでは約３００℃以下である。焼
付温度が１３０℃より低いと十分な耐熱性、密着性など
が得られない。また、焼付時間は０．５〜５分程度にし
ておくことが望ましい。ここで、注意を要することは、
焼き付けは温度条件を上記範囲に設定することのみでな
く、基材１００を、弛みを生じさせることなく平坦に保
形した状態に維持して行うことである。

焼付後の薄膜の厚みはドライで約１０μ以下であること
が望ましく、その程度の厚みであっても十分な耐熱性・
難燃性が得られる。

第２図は本発明の耐熱性フィルムを製造工程を示すフロ
ーシートであり、ｌは基材の繰出機、２はコーティング
溶液のディッピングコータ、３は乾燥炉、４は焼付炉、
５はトリミング装置、６は巻取機である。同図から明ら
かなように、繰出機１から繰り出された基材１００はデ
ィッピングコータ２を通過する間にその片面又は両面に
フェノール樹脂の薄膜が形成され、その薄膜が乾燥炉３
を通る間に乾燥される。その後、上記基材１００が焼付
炉４を通過する間に平坦に保形された状態で上記薄膜が
所定温度で焼き付けられ、コーティング層を形成する。

こうして得られたフィルムはトリミング加工された後、
巻取機６に巻き取られる。

上記において、ディッピングコータ２に入る前の基材１
００にプライマー処理やコロナ放電処理を施してその表
面活性を高めると共に、基材１００の静電除去処理やご
み除去処理を行うことは、コーティング層の密着性を高
める上で有益である。

このような保形状態を維持する装置の一例を第３図及び
第４図に示しである。この装置は、第４図に示すクリッ
プ機構１０を無端状に多数連結してなる左右一対の無端
回動体１），１）を、その一端部同士又は他端部同士が
個別に接近離反できる状態として基台１２に取り付けて
なる。第４図に示すように、上記クリップ機構１０は、
支持台１３に具備されたブラケット１４に、先端の爪１
５が上記支持台１３に対して基材１００を挾み込む位置
と支持台１３から離れた位置との間で変位可能となるよ
うにアーム１６を取り付け、このアニム１６とブラケッ
ト１４との間に、上記型１５を上記挾み込み位置側へ常
時付勢するばね１７を介装してなり、無端回動体１）の
巻掛ローラに設けられた制御用回転板１８の外周部に上
記アーム１６の上端部１９を対応させている。

以上の構成において、無端回動体１）を図中矢印方向に
回転駆動させると、無端回動体１）の転向部分ではクリ
ップ機構１０のアーム１６が制御用回転板１８により第
３図の仮想線の位置へ揺動して爪１５が支持台１３から
離れ、その他の部分ではアーム１６が同図実線の位置へ
復帰して爪１５が支持台１３に対応する。従って、上記
薄膜が形成されている基材１００を一対の無端回動体１
）．１）の間へ送り込むと、その基材の両端部が上記装
置の入口部分でクリップ機構１０により第３図実線のよ
うに支持された後、そのままの状態で同装置の出口部分
に達し、この出口部分でその保持が解除される。ここで
、加熱により膨張する熱可塑性樹脂よりなる基材１００
については、一対の無端回動体１）．１）の間隔を出口
側に近付くほど漸次広くなるようにし、加熱により収縮
する熱可塑性樹脂よりなる基材１００については、上記
間隔を出口側に近付くほど漸次狭くなるようにしておけ
ば、焼付炉４を通過中、基材１００に弛みが生じず、こ
の基材１００が平坦に保形された状態に維持される。な
お、第２図には加熱により収縮する合成樹脂よりなる基
材を送る場合を仮想線で例示している。

叙述のように基材を平坦に保形してその薄膜を焼き付け
ると、基材の収縮やしわ等が発生せず、フィルムとして
の性能が損なわれない。特に、この発明では、焼付温度
が比較的高温であるので、基材を平坦に保形することに
は大きな意味がある。

次に実験例を説明する。

〔実験例〕

次表に本発明のフィルム（以下、発明品という。

）の諸特性と基材自体よりなる無処理フィルムの諸特性
を比較しである。この表中において、ＰＣｌＰＶＣ，、
ＰＡＲＸＰＥＴ、ＰＳＦはそれぞれ基材を形成する熱可
塑性樹脂の種類を示し、基材自体よりなる無処理フィル
ムを「コート層なし」として、また、基材にコーティン
グ層（焼付後の薄膜）を形成した耐熱性フィルムを「コ
ート層あり」として示した。コーティング層を形成して
いるフェノール樹脂の組成、コーティング層の層厚、基
材の層厚は各フィルムについて同一である。

（以下、余白） この表より、発明品の耐熱性は、無処理フィルムに比べ
て大幅に改善されており、しかも、薄膜の焼付温度が高
いほど耐熱性が向上しており、発明品の難燃性、基材と
コーティング層との密着性、耐溶剤性などは、各発明品
とも概ね良好であることが判る。また、例えば安価で入
手が容易なＰＶＣを基材とする発明品の耐熱性は、本発
明の焼付温度条件の下限である１３０℃で焼き付けられ
たものであっても、その無処理フィルムに比べて４０℃
程度も向上している。そして、焼付温度１３０℃で製造
されたｐｖｃを基材とする発明品の耐熱性は、ｐｃを基
材とする無処理フィルムの耐熱性に近似している。さら
に、焼付温度２５０℃で製造されたＰＶＣを基材とする
発明品の耐熱性に至っては、ＰＣやＰＡＲを基材とする
無処理フィルムの耐熱性よりも非常に優れたものであり
、ＰＥＴを基材とする無処理フィルムの耐熱性に近似し
ている。

このことから、ＰＶＣを基材とする発明品は、その無処
理フィルムに対して耐熱特性のグレードアップが達成さ
れ、ＰＥＴを基材とする無処理フィルムの代用に用いる
ことが可能であるといえる。

同様のグレードアップ傾向はＰＣ，ＰＡＲ，ＰＥＴを基
材とする発明品にも表れている。従って、これらの発明
品の用途範囲は、無処理フィルムの用途に比べて拡大さ
れることが明らかであり、例えば焼付温度３００℃で焼
付処理した発明品の耐熱性は冒頭で説明したエンジニア
リングプラスチックを基材とするフィルムの代用に用い
られ得ることができる。なお、ＰＰＳやＰＥＳを基材と
するフィルムについてもＰＳＦと同等の結果が得られる
ことが判っている。

ところで、熱可塑性樹脂を基材とするフィルムの可撓性
を活用することによって、可撓性プリント配線基板（Ｆ
　Ｐ　Ｃ）やコンデンサや透明電極のベースフィルム、
液晶用フィルム、ＩＣキャリアテープなどのエレクトロ
ニクス分野や、航空機・自動車の内装材や、原子力関連
分野などに用いる試みがなされているが、それらに上記
フィルムを用いる場合には、その加工条件や使用条件に
応じた耐熱性や難燃性が要求される。例えばＦＰＣのベ
ースフィルムとして用いる場合は、半田時に高温にさら
されるため、半田温度である２５０℃程度の耐熱性・難
燃性が要求される。この要求に応え得るものとして、上
表より、２５０℃以上で焼付処理したＰＡＲや２７０℃
以上で焼付処理したＰＣｌＰＥＴを基材とする発明品を
使用できることが明らかであり、これらを使用すると、
その可撓性を活用して曲面部分へのＦＰＣの配備などが
可能になる利点がある。また、航空機・自動車の内装材
には、特に難燃性が要求されるが、この要求はすべての
発明品が満たしている。

次に、各項目の試験方法などを説明する。

密着性： コーティング層にレザー刃で格子状に切目を付け、２４
１）幅のセロファンテープを貼り合わせ、急激にセロフ
ァンテープを剥離したときの塗膜の剥離の有無を目視観
察する。○は剥離が殆どなかったものを表している。発
明品はすべて剥離していない。

耐溶剤性： ＪＩＳ　Ｃ−６４８１５，１３に準じ、アセトン、ＭＥ
Ｋ、トルエン及びトリクレンの各々に室温下で５分間浸
漬する。○は剥離や溶解が殆どない状態、×は塗膜の剥
離や溶解が認められ、布でこすると脱離する状態を表し
ている。発明品は十分な耐溶剤性を有し、このことから
エツチング処理などにも十分耐え得るものであることが
判る。

耐熱性： 銅箔を貼り合わせたフィルムを５　ｃｍ　Ｘ　５　ｃｍ
にカットし、表中に表示した各温度のオイル浴あるいは
半田浴の中に３０秒間浸漬する。

難燃性： ｔｌＬ−９４ＶＴＭ法による判定である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の耐熱性フィルムは、コー
ティング層が１３０℃度以上の高温度で基材に焼き付け
られているので、基材として安価なＰＶＣ，ＰＥＴ、Ｐ
Ｃ，ＰＡＲ，ＰＰ５ＳＰＳＦ。

ＰＥＳを用いるものではあっても十分な耐熱性・難燃性
を示し、しかも、優れた柔軟性を有する薄肉のものが得
られ、かつ、コーティング層と基材との密着性や、耐溶
剤性、耐収縮性等に優れるため、特に過酷な温度条件や
エツチング条件の製造過程や使用条件におかれるＦＰＣ
としての用途に適するばかりでなく、絶縁用フィルム又
はシートやその他種々の用途にも汎用できるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の耐熱性フィルムの拡大断面図、第２図
は本発明の耐熱性フィルムの製造工程を示すフローシー
ト、第３図は基材を保形した状態に維持するための装置
の概略平面図、第４図はクリップ機構の概略一部切欠側
面図である。 １００・・・基材、２００・・・コーティング層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
   リアリレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、
   ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリサルフォン樹脂
   、ポリエーテルサルフォン樹脂より選ばれる一種類の合
   成樹脂よりなる基材に、レゾール型フェノール樹脂を除
   くフェノール樹脂溶液の薄膜を焼き付けてなることを特
   徴とする耐熱性フィルム又はその類似物。