KR100386103B1 - 연속기재의 제조방법 및 그 장치 - Google Patents

연속기재의 제조방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 금속박의 처리, 금속-플라스틱복합막재료의 처리 및 폴리이미드류 등의 열가소성 수지막의 처리를 포함한 각종 분야에 있어서 사용되는 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 데 사용되는 장치에 관한 것이다.
핫프레스, 재료로킹장치 및 축적기를 구비한 접속장치를 이용해서, 시트재료의 후미단부와 다른 시트재료의 선두단부사이에 수지결합층을 삽입하고, 이 부분을 열압착시킴으로서 연속기재를 제조하는 방법을 발견하였다. 또한, 열압착동안에, 재료로킹장치를 작동시켜 열압착에 의해 결합될 부분을 핫프레스내의 정지대로 가져가고, 또, 축적기를 작동시켜, 하류측에서의 시트재료의 공급속도를 소정값으로 조정한다. 이와 같이 해서, 완전히 접속된 시트재료를 연속적으로 가공할 수 있다. 본 발명은, 상기 방법에 있어서 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법 및 이 방법을 행하는 데 사용하는 장치를 제공한다.

Description

연속기재의 제조방법 및 그 장치{METHOD OF MANUFACTURING CONTINUOUS SUBSTRATE AND APPARATUS THEREFOR}
종래, 금속박을 서로 접속하는 방법으로서 초음파용접법이 채용되고 있었고, 또한, 폴리이미드 등의 내열성 플라스틱을 서로 접속하는 데는 스테이플을 사용하는 접속법이 채용되고 있었다.
초음파용접은, 상이한 금속박을 접속하는 데 사용할 수 있으나, 폴리이미드류 등의 내열성 플라스틱을 접속하는 데는 사용할 수 없다. 한편, 내열성 접착테이프를 사용하는 접속법은, 200℃미만의 온도에 채용할 수 있으나, 200℃보다 높은 온도에 이용할 경우 접착강도의 저감을 보인다. 따라서, 해당 기재에 0.1 내지50kgf/㎝의 장력이 인가될 경우 접합부가 분리되는 일이 있다. 게다가, 스테이플을 사용하는 접속법은, 두께가 18㎜이하인 얇은 금속박, 플라스틱막 등의 재료에 이용할 경우 충분한 접합강도를 얻을 수 없다. 따라서, 이 방법은, 해당 기재에 0.1 내지 50kgf/㎝의 장력이 인가될 경우 해당 기재가 파손되는 일이 있다.
상기 종래기술의 결점을 감안해서, 본 발명의 목적은, 금속박이나 내열성 플라스틱은 말할 것도 없고 금속박과 내열성 플라스틱을 함께 양호하게 접속할 수 있는 동시에, 접속된 재료를 200℃ 내지 550℃미만의 온도에서, 0. 1 내지 50kgf/㎝의 장력하에 처리할 경우에도 해당 접속된 재료가 분리되지 않는 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 데 사용되는 연속기재의 제조장치를 제공하는 데 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명자들은, 예의 조사를 행한 바, 핫프레스, 재료로킹장치 및 축적기를 구비한 접속장치를 사용해서, 시트재료의 후미단부와 다른 시트재료의 선두단부사이에 수지결합층을 개재시키고, 이 부분을 열압착시킴으로써 연속기재를 형성할 수 있다는 것을 발견하였다. 열압착동안에, 열압착에 의해 접합된 부분이 핫프레스내의 정지대(standstill)에 다다르게 되도록 재료로킹장치를 작동시키고, 또, 하류측의 시트재료의 공급속도를 소정의 값으로 조정하도록 축적기도 작동시킨다. 이와 같이 해서, 완전히 접속된 시트재료를 연속적으로 처리할 수 있다. 본 발명은 이들 지견에 의거해서 완성된 것이다.
즉, 본 발명은, 선행하는 시트재료와 후속의 다른 시트재료를 그들의 길이방향으로 공급하면서 단부-대-단부의 관계로 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법에 있어서,
[1] 선행하는 시트재료(4)의 후미단부와 후속의 다른 시트재료(6)의 선두단부사이에 유리전이온도가 150℃ 내지 350℃인 열가소성 수지층(5)을 삽입하여 이들을 함께 일시적으로 접합시키는 공정;
[2] 상기 일시적으로 접합된 부분이 핫프레스(1)에 도달할 때까지 선행하는 시트재료(4)와 후속의 다른 시트재료(6)를 공급한 후, 재료로킹장치(2)를 작동시켜 선행하는 시트재료(4)의 일부를 로킹함으로써 상기 일시적으로 접합된 부분을 핫프레스(1)내의 정지대로 가져가고, 축적기(3)를 작동시켜 선행하는 시트재료(4)의 공급속도를 그의 하류측상에서 일정하게 유지하는 공정:
[3] 핫프레스(1)를 작동시켜 상기 일시적으로 접합된 부분을 온도 200℃이상 550℃미만, 압력 0.001~50kgf/cm2의 조건에서 열압착을 행함으로써, 선행하는 시트재료(4)와 후속의 다른 시트재료(6)를 접속하는 공정; 및
[4] 상기 선행하는 시트재료(4)의 재료로킹장치(2)에 의한 로킹을 해제하고, 상기 접속된 시트재료를 축적기(3)를 통해 하류쪽으로 공급하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 시트재료를 접속해서 연속기재를 제조하는 상기 방법의 바람직한 실시형태예는, 200℃ 내지 550℃미만의 온도에서 0.001 내지 50kgf/㎠의 압력하에 상기 열압착을 행하는 것을 특징으로 하는 전술한 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법; 선행하는 시트재료(4)의 후미단부와 후속의 다른 시트재료(6)의 선두단부의 길이가 각각 10 내지 1,000㎜인 것을 특징으로 하는 전술한 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법; 선행하는 시트재료(4)와 후속의 다른 시트재료(6)가 각각 5 내지 500㎛의 두께를 지닌 금속박 또는 내열성 수지막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전술한 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법; 상기 수지결합층의 두께가 0.1 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는 전술한 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법을 포함한다. 상기 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법은 각각, 접속된 시트재료를, 200℃ 내지 550℃미만의 온도에서 0.1 내지 50kgf/㎝의 장력하에 연속적으로 처리하는 방법을 이용하는 것이 바람직하다.
다른 측면에 있어서, 본 발명은, 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 상기 각 방법을 수행하는 데 사용되는 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 장치에 있어서, 선행하는 시트재료의 후미단부와 후속의 다른 시트재료의 선두단부사이에 결합층을 삽입한 상태에서 이들 시트재료를 중첩해서 함께 일시적으로 접합함으로써 형성된 일시적으로 접합된 부분의 열압착을 행하기 위한 핫프레스; 상기 일시적으로 접합된 부분을 핫프레스내의 정지대로 가져가기 위해 선행하는 시트재료의 일부를 로킹하는 재료로킹장치; 및 선행하는 시트재료의 이송속도를 상기 재료로킹장치의 하류측상에서 일정하게 유지하기 위한 축적기를 구비한 것을 특징으로 하는 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 장치도 제공한다.
본 발명에 의하면, 200℃ 내지 550℃미만의 온도와 0.1 내지 50kgf/㎝의 장력을 포함하는 가혹한 조건하에서 후속의 처리공정을 행할 경우에도, 파손, 분리, 구부러짐, 장력의 변동 등이 없이 시트재료를 양호하게 처리할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 시트재료를 접속함으로써, 이들 시트재료를 서로 안정적이고 또 효율적으로 접속할 수 있고 , 또 일정한 공급속도로 후속공정에 공급할 수 있다.
본 발명은 시트재료를 연결, 즉, 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법 및 해당 방법을 수행하는 데 사용되는 시트재료를 접속해서 연속기재를 제조하는 장치에 관한 것으로, 특히, 금속박의 처리, 금속-플라스틱복합막재료의 처리 및 폴리이미드류 등의 내열성 수지막의 처리를 포함한 각종 분야에 있어서 사용되고, 또한, 도포건조장비, 열처리장비 등에 의해 200℃ 내지 550℃의 고온처리를 필요로 하는 연속시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 데 사용되는 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법을 수행하는 데 사용되는 장치의 일형태의 도면으로서, 수지결합층(열가소성 폴리이미드막)을 사이에 개재시킨 시트재료를 표시한 도면
도 2는 본 발명에 의한 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법을 수행하는 데 사용되는 장치의 일형태의 도면으로서, 접합부가 핫프레스내의 정지대에 오게 된 시트재료를 표시한 도면
도 3은 본 발명에 의한 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법을 수행하는 데 사용되는 장치의 일형태의 도면으로서, 핫프레스를 작동시킴으로써 열압착되게 되는 시트재료를 표시한 도면
도 4는 본 발명에 의한 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법을 수행하는 데 사용되는 장치의 일형태의 도면으로서, 완전히 접속된 시트재료를 표시한 도면
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 핫프레스 2: 재료로킹장치
3: 축적기 4: 처리중인 시트재료
5: 수지결합층 6: 처리해야 할 시트재료
7: 접착테이프
이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
본 발명에 의한 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법의 개요는, 다음과 같다. 먼저, 공급수단에 의해 선행하는 시트재료를 공급하면서, 선행하는 시트재료의 후미단부와 후속의 다른 시트재료의 선두단부사이에 수지결합층을 삽입한 채로 이들을 중첩하여 접착테이프 등의 수단에 의해 일시적으로 함께 접합한다. 일시적으로 접합된 시트재료를 공급수단에 의해 하류쪽으로 공급하고, 이 일시적으로 접합된 부분이 핫프레스에 도달하자 마자, 선행하는 시트재료의 일부를 시트재료로킹장치에 의해 로킹하여, 일시적으로 접합된 부분이 핫프레스내의 정지대에 오게 한다. 이 때, 축적기를 작동시켜, 선행하는 시트재료의 공급속도를 일정하게 유지한다. 이어서, 핫프레스를 작동시켜, 수지결합층을 사이에 삽입한 시트재료의 일시적으로 접합된 부분의 열압착을 행한다. 시트재료의 접속을 완료한 후, 재료로킹장치에 의한 선행하는 시트재료의 로킹을 해제하여, 얻어진 접합부에 의해 접속된 시트재료를 축적기를 향해 이동시킨다.
이하, 본 발명의 일실시형태예를, 첨부도면을 참조해서 설명한다.
도 1 내지 도 4는, 본 발명에 의해 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법을 수행하는 데 사용되는 장치의 일형태의 구성과 동작을 설명할 목적으로 부여된 것이다. 구체적으로는, 도 1은 수지결합층을 사이에 개재시킨 시트재료를 표시한 도면이고, 도 2는 접합부가 핫프레스내의 정지대에 오게 된 시트재료를 표시한 도면이고, 도 3은 핫프레스를 작동시킴으로써 열압착되게 되는 시트재료를 표시한 도면이며, 도 4는 완전히 접속된 시트재료를 표시한 도면이다.
도 1 내지 도 4에 표시한 바와 같이, 이 장치의 형태는, 공급장치(도시생략)에 의해 공급되는 처리중인 선행하는 시트재료(4)의 후미단부와 처리해야 할 후속의 다른 시트재료(6)의 선두단부를 수지결합층(5)에 의해 접속하기 위해 핫프레스(1)를 포함한다.
핫프레스(1)의 종류에 대해서는 특히 제한은 없다. 그러나, 히터 등이 내장된 핫플레튼을 지닌 핫프레스를 사용하는 것이 바람직하다. 열압착에 이용되는 가열온도는 수지결합층의 종류에 따라 선택해도 되지만, 통상, 200℃ 내지 550℃미만, 바람직하게는 200℃ 내지 450℃의 범위이다. 열압착에 사용되는 압력은 특히 제한은 없지만, 충분한 접착강도를 얻는 동시에 시트재료에 손상을 주지 않도록, 바람직하게는 0.001 내지 50kgf/㎠, 더욱 바람직하게는 0.001 내지 1kgf/㎠이다.
열 및 압력을 균일하게 전송하기 위해, 내열성 고무로 핫플레튼을 피복하는 것이 바람직하다. 또는, 상승패턴을 지닌 핫플레튼을 구비함으로써 인가된 압력을 국부적으로 증가시키도록 하는 것도 바람직하다. 열압착에 요하는 시간은 특히 제한은 없지만, 실용적인 관점에서, 0.1초 내지 30분, 바람직하게는 0.5초 내지 10분, 더욱 바람직하게는 1초 내지 5분이다. 시트재료가 열압착에 의해 접속되는 부분의 길이는 특히 제한은 없지만, 후속공정에서 처리중인 시트재료에 인가되는 장력 등을 고려해서, 통상 약 10 내지 1,000mm, 바람직하게는 50 내지 500mm이다.
또한, 이 장치는, 핫프레스(1)에 의한 접착동안, 처리중인 선행하는 시트재료(4)의 후미단부의 이동을 금지하는 재료로킹장치(2); 및 재료로킹장치(2)의 하류측(예를 들면, 핫프레스(1)와 반대방향인 재료로킹장치(2)쪽)에 처리중인 선행하는 시트재료(4)의 이송속도를 일정하게 유지하기 위한 축적기(3)를 포함한다.
재료로킹장치(2)는 서로 맞물려서 시트재료를 죄어 로킹할 수 있는 1쌍의 롤로 이루어진 것이 바람직하다. 축적기(3)는 예를 들면, 시트재료의 공급방향과 직교하는 방향으로 대향하는 롤을 시프트시킴으로써 롤주위에 감긴 시트재료의 길이를 조정하여, 재료로킹장치(2)에 의해 로킹된 경우에도 처리중인 시트재료(4)의 이송속도를 일정하게 할 수 있도록 배치된 복수의 롤로 이루어진 것이 바람직하다.
시트재료(4) 및 (6)로서 사용가능한 시트재료로서는, 구리박, 스테인레스박, 알루미늄박, Ni-Fe합금박 및 구리계 합금박 등의 금속박; 폴리이미드류, 폴리아미드류, 아라미드류 및 액정폴리머류 등의 내열성 플라스틱막; 및 금속박과 내열성 플라스틱으로 이루어진 복합막을 들 수 있다. 시트재료의 두께는, 바람직하게는 5 내지 500㎛, 더욱 바람직하게는 5 내지 100㎛, 가장 바람직하게는 5 내지 50㎛이다.
결합층으로서 사용되는 수지결합층(5)은, 열가소성을 특징으로 하는 수지층으로 이루어져 있어도 된다. 또한, 어느 한 쪽에 수지결합층이 형성된 비열가소성 폴리이미드막, 전술한 바와 같은 금속박 등의 막을 사용해도 된다. 어느 경우에 있어서도, 결합층을 구성하는 수지결합층의 두께는 약 0.1 내지 100㎛이다.
수지결합층으로서는, 바람직하게는 150 내지 350℃의 유리전이온도를 지닌 열가소성 수지를 사용하고, 그 예로서는, 열가소성 폴리이미드류, 방향족 폴리아미드-이미드류, 방향족 폴리에테르이미드류 및 실리콘변성 폴리이미드류를 들 수 있고, 특히 열가소성 폴리이미드류가 바람직하다.
결합층으로서 사용되는 열가소성 폴리이미드막을 형성하는 열가소성 폴리이미드로서는, 디아민과 테트라카르복시산 2무수물로부터 합성된 공지의 열가소성 폴리이미드류를 사용해도 된다. 보다 구체적으로는, 디아민은, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-비스(3-아미노페녹시)비페닐 및 3,3'-디아미노벤조페논으로부터 선택된 적어도 1종의 디아민으로 이루어진 것이 바람직하다.
테트라카르복시산 2무수물은, 3,3',4'4'-(디페닐에테르)테트라카르복시산 2무수물, 3,3',4'4'-벤조페논테트라카르복시산 2무수물, 피로멜리트산 2무수물 및 3,3',4.4'-비페닐테트라카르복시산 2무수물로부터 선택된 적어도 1종의 테트라카르복시산 2무수물로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 열가소성 폴리이미드막은, 상기 디아민류로부터 선택된 적어도 1종의 디아민성분과 상기 테트라카르복시산 2무수물로부터 선택된 적어도 1종의 테트라카르복시산 2무수물성분으로부터 제조된 중축합폴리머막으로 이루어진 것이 바람직하다. 디아민성분과 테트라카르복시산 2무수물성분을 반응시키는 몰비는, 통상, 테트라카르복시산 2무수물성분의 사용량이 디아민성분 1몰당 0.75 내지 1.25몰범위가 되도록 한다. 바람직하게는, 사용된 테트라카르복시산 2무수물의 사용량이 0.8 내지 1.2몰의 범위이다.
상기 디아민의 일부는 다른 디아민으로 치환해도 된다. 치환목적으로 사용가능한 아민화합물의 예로서는, m-페닐렌디아민, o-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민, m-아미노벤질아민, p-아미노벤질아민, 비스(3-아미노페닐)술피드,(3-아미노페닐)(4-아미노페닐)술피드, 비스(4-아미노페닐)술피드, 비스(3-아미노페닐)술폭시드, (3-아미노페닐)(4-아미노페닐)술폭시드, 비스(3-아미노페닐)술폰, (3-아미노페닐)(4-아미노페닐)술폰, 비스(4-아미노페닐)술폰, 3,4'-디아미노벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페논, 3,3'-디아미노디페닐메탄, 3,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 3,3'-디아미노디페닐에테르, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]메탄, 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]메탄, 1,1-비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]에탄, 1,1-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]에탄, 1,2-비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]에탄, 1,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]에탄, 2,2-비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]부탄, 2,2-비스[3-(3-아미노페녹시)페닐]-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(3-아미노페녹시)벤젠, 1,4'-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]케톤, 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]케톤, 비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]술피드, 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]술피드, 비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]술폭시드, 비스[4-(아미노페녹시)페닐]술폭시드, 비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]술폰, 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]술폰, 비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]에테르, 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]에테르, 1,4-비스[4-(3-아미노페녹시)벤조일]벤젠, 1,3-비스[4-(3-아미노페녹시)벤조일]벤젠, 4,4'-비스[3-(4-아미노페녹시)벤조일]디페닐에테르, 4,4'-비스[3-(3-아미노페녹시)벤조일]디페닐에테르, 4,4'-비스[4-(4-아미노-α,α-디메틸벤질)페녹시]벤조페논, 4,4'-비스[4-(4-아미노-α,α-디메틸벤질)페녹시]디페닐술폰, 비스[4-{4-(4-아미노페녹시)페녹시}페닐]술폰, 1,4-비스[4-(4-아미노페녹시)-α,α-디메틸벤질]벤젠 및 1,3-비스[4-(4-아미노페녹시)-α,α-디메틸벤질]벤젠을 들 수 있다.
이들 아민화합물은 단독으로 혹은 2종이상 혼합해서 사용해도 된다. 상기 특정 디아민의 다른 아미화합물로 치환할 수 있는 비율은 통상 디아민의 0 내지 50몰%이다.
상기 테트라카르복시산 2무수물은 다른 테트라카르복시산 2무수물과 조합해서 사용해도 된다. 이 목적에 사용가능한 테트라 2무수물의 예로서는, 에틸렌테트라카르복시산 2무수물, 부탄테트라카르복시산 2무수물, 시클로펜탄카르복시산 2무수물, 피로멜리트산 2무수물, 2,2',3,3'-벤조페논테트라카르복시산 2무수물, 2,2',3,3'-비페닐테트라카르복시산 2무수물, 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)프로판 2무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)에테르 2무수물, 비스(2,3-디카르복시페닐)에테르 2무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)술폰 2무수물, 1,1-비스(2,3-디카르복시페닐)메탄 2무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)메탄 2무수물, 4,4'-(p-페닐렌디옥시)디프탈산 2무수물, 4,4'-(m-페닐렌디옥시)디프탈산 2무수물, 2,3,6,7-나프탈렌테트라카르복시산 2무수물, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복시산 2무수물, 1,2,3,4,-벤젠테트라카르복시산 2무수물, 3,4,9,10-페릴렌테트라카르복시산 2무수물, 2,3,6,7-안트라센테트라카르복시산 2무수물 및 1,2,7,8,-페난트렌테트라카르복시산 2무수물을 들 수 있다.
이들 테트라카르복시산 2무수물은, 단독으로 혹은 2종이상 혼합해서 사용해도 된다. 상기 치환가능한 특정 테트라카르복시산 2무수물의 비율은, 통상 테트라카르복시산 2무수물의 0 내지 50몰%이다.
본 발명에 있어서는, 열가소성 폴리이미드막형성용의 원료로서 사용되는 열가소성 폴리이미드의 사슬말단을 캐핑하기 위해 디카르복시산 무수물을 첨가해도 된다. 이 목적에 사용가능한 디카르복시산무수물의 예로서는, 프탈산무수물, 2,3-벤조페논디카르복시산무수물, 3,4-벤조페논디카르복시산무수물, 2,3-디카르복시페닐페닐에테르무수물, 2,3-비페닐디카르복시산무수물, 3,4-비페닐디카르복시산무수물, 2,3-디카르복시페닐페닐술폰무수물, 3,4-디카르복시페닐페닐술폰무수물, 2,3-디카르복시페닐술피드무수물, 1,2-나프탈렌디카르복시산무수물, 2,3-나프탈렌디카르복시산무수물, 1,8-나프탈렌디카르복시산무수물, 1,2-안트라센디카르복시산무수물, 2,3-안트라센디카르복시산무수물 및 1,9-안트라센디카르복시산무수물을 들 수 있다.
이들 디카르복시산무수물은, 아민류 또는 디카르복시산무수물과 반응성을 지니지 않는 기로 치환되어 있어도 된다. 디카르복시산무수물의 첨가량은, 통상 주원료로서의 상기 특정 디아민류와 테트라카르복시산무수물의 배합량 100몰에 대해서 0.001 내지 0.5몰이고, 바람직하게는, 0.005 내지 0.25몰이다.
마찬가지로, 열가소성 폴리이미드의 사슬말단을 캐핑하기 위해 모노아민을 첨가해도 된다. 이 목적에 사용가능한 모노아민의 예로서는, 아닐린, o-톨루이딘, m-톨루이딘, p-톨루이딘, 2,3-크실리딘, 2,4-크실리딘, 2,5-크실리딘, 2,6-크실리딘, 3,4-크실리딘, 3,5-크실리딘, o-클로로아닐린, m-클로로아닐린, p-클로로아닐린, o-니트로아닐린, o-브로모아닐린, m-브로모아닐린, o-니트로아닐린, m-니트로아닐린, p-니트로아닐린, o-아미노페놀, m-아미노페놀, p-아미노페놀, o-아니시딘, m-아니시딘, p-아니시딘, o-페네티딘, m-페네티딘, p-페네티딘, o-아미노벤즈알데하이드, m-아미노벤즈알데하이드, p-아미노벤즈알데하이드, o-아미노벤조니트릴, m-아미노벤조니트릴, p-아미노벤조니트릴, 2-아미노비페닐, 3-아미노비페닐, 4-아미노비페닐, 2-아미노페놀페닐에테르, 3-아미노페놀페닐에테르, 4-아미노페놀페닐에테르, 2-아미노벤조페논, 3-아미노벤조페논, 4-아미노벤조페논, 2-아미노페놀페닐술피드, 3-아미노페놀페닐술피드, 4-아미노페놀페닐술피드, 2-아미노페놀페닐술폰, 3-아미노페놀페닐술폰, 4-아미노페놀페닐술폰, α-나프틸아민, β-나프틸아민, 1-아미노-2-나프톨, 2-아미노-1-나프톨, 4-아미노-1-나프톨, 5-아미노-1-나프톨, 2-아미노-1-나프톨, 5-아미노-2-나프톨, 7-아미노-2-나프톨, 8-아미노-2-나프톨, 1-아미노안트라센, 2-아미노안트라센 및 9-아미노안트라센을 들 수 있다.
이들 모노아민류는, 단독으로 혹은 2종이상 혼합해서 사용해도 된다. 모노아민의 첨가량은, 통상 주원료로서 사용되는 상기 특정 디아민과 테트라카르복시산무수물의 배합량 100몰에 대해서 0.001 내지 0.5몰이고, 바람직하게는, 0.005 내지 0.25몰이다.
상기 열가소성 폴리이미드류외에, 방향족 폴리에테르이미드류, 방향족 폴리아미드-이미드류, 실리콘변성 폴리이미드류 등도 본 발명의 방법에 있어서의 수지결합층에 사용해도 된다.
방향족 폴리에테르이미드류는, 필수결합단위로서 에테르결합과 이미드결합을 지닌 폴리머이며, 주로 이하의 일반식 (1)의 반복단위로 이루어져 있다:
상기 식에 있어서, Z는 3개의 작용기중 2개가 인접한 탄소원자에 부착되어 있는 3작용성 방향족기이고, Ar은 2가의 방향족 잔기이다. 상기 반복단위의 구체예로서는, 이하의 식 (2) 내지 (8)로 표시된 것을 들 수 있다:
이들 방향족 폴리에테르이미드류는, 상품명 울템(Ultem)-1000, 울템-4000, 울템-6000 등으로 미합중국의 제너럴일렉트릭사로부터 시판되고 있다.
방향족 폴리아미드-이미드류는 주사슬의 반복단위에 이미드결합과 아미드결합을 지닌 폴리머로, 이하의 일반식 (9)로 표시되는 반복단위로 이루어져 있다:
(식중, Ar은 적어도 1개의 벤젠고리를 함유하는 3가의 방향족기이고, Z는 2가의 유기기임).
본 발명에서 사용가능한 특히 바람직한 방향족 폴리아미드-이미드류는, 이하의 일반식 (10) 또는 (11)로 표시되는 반복단위를 지닌 방향족 폴리아미드-이미드류이다:
이들 방향족 폴리아미드-이미드류는 상품명 토르론(TORLON)으로 미합중국의 아모코(AMOCO)사로부터 시판되고 있다.
본 발명의 방법에 사용가능한 실리콘변성 폴리이미드류는, 주성분으로서 실리콘디아민을 함유하는 디아민과, 테트라카르복시산 2무수물로부터 제조된 중축합폴리머이다. 대표적인 실리콘디아민류는, 이하의 일반식 (12)의 a,w-비스아미노폴리디메틸실록산류이다:
상기 식 (12)에 있어서, n은 바람직하게는 0 내지 10의 값이다. n이 4 내지 10인 폴리머 또는 이러한 폴리머와 n이 0인 모노머와의 혼합물을 이용하는 것이특히 바람직하다.
전체 아민중의 실리콘디아민의 함량은, 5 내지 15몰%가 바람직하다. 실리콘디아민의 함량이 5몰%이상이면, 얻어진 폴리머는 흡수성이 낮기 때문에 바람직하고, 또, 실리콘디아민의 함량이 50몰%이하이면, 얻어진 폴리머는 유리전이온도가 높아 내열성이 양호하므로 바람직하다. 실리콘변성 폴리이미드류의 제조에 사용가능한 실리콘디아민류이외의 디아민류로서는, 열가소성 폴리이미드류제조용의 원료로서 사용될 수 있는 것과 마찬가지의 디아민류를 들 수 있다. 이 목적에 사용가능한 테트라카르복시산 2무수물로서는 전술한 것을 들 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조해서 시트재료를 접속하기 위한 장치의 형태의 동작을 설명한다. 우선, 도 1에 표시한 바와 같이, 처리중인 선행하는 시트재료(4)를 공급수단(도시생략)에 의해 핫프레스(1)를 통해 공급한다. 핫프레스(1)를 통과하기 전에, 선행하는 시트재료(4)의 후미단부와 처리해야 할 후속의 다른 시트재료(6)의 선두단부사이에 수지결합층(5)을 삽입해서 중첩하고, 이들을 함께 접착테이프(7)에 의해 일시적으로 접합한다. 이 접착테이프(7)는 시판되는 2중피복된 접착테이프로 이루어져 있어도 된다. 이 공정에서, 핫프레스(1), 재료로킹장치(2) 및 축적기(3)는 동작하지 않는다.
다음에, 도 2에 표시한 바와 같이, 시트재료(4)의 후미단부와 시트재료(6)의 선두단부를 일시적으로 접합된 상태로 공급한다. 이 일시적으로 접합된 부분이 핫프레스(1)에 도달하자 마자, 처리중인 시트재료(4)의 일부를 핫프레스(1)와 축적기(3)사이에 설치된 재료로킹장치(2)에 의해 로킹하여, 일시적으로 접합된 부분을핫프레스(1)내의 정지대로 가져간다. 이 때, 축적기(3)를 작동시켜 처리중인 시트재료(4)의 이송속도를 일정하게 유지한다.
또한, 도 3에 표시한 바와 같이, 핫프레스(1)를 작동시켜, 수지결합층(5)이 삽입된 시트재료(4)의 후미단부와 시트재료(6)의 선두단부의 열압착을 행한다.
시트재료(4)와 시트재료(6)의 열압착에 의한 접속을 완료한 후, 시트재료(4)의 재료로킹장치(2)에 의한 로킹을 해제한다. 이와 같이 해서, 도 4에 도시한 바와 같이, 시트재료(4)와 시트재료(6)사이의 접합부를 축적기(3)를 향해 이송한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태예의 방법 및 장치에 의하면, 시트재료(4)와 (6)를 안정적이고 효율적으로 접속하여 연속기재를 제조할 수 있다. 접속된 시트재료(4)와 (6)는, 200℃ 내지 550℃미만의 고온과 0.1 내지 50kgf/㎝의 장력에 노출되는 도포 및 건조장비, 열처리장비 등의 장비를 사용해서 후속공정에서 처리한다. 이러한 가혹한 처리조건하에서도, 파손, 분리, 구부러짐, 장력의 변동 등이 없이 접속된 시트재료를 양호하게 처리할 수 있다.
이하, 본 발명의 몇몇 실시형태예에 대해 이하의 실시예를 참조해서 더욱 구체적으로 설명한다.
실시예 1
실시예 1에 있어서는, 온도 300℃의 건조로에 시트재료를 연속적으로 공급하기 위한 피더(feeder)를 채용하였다. 공급중인 시트재료는 구리박이고, 그 두께는 18㎛였다. 다음회에 처리해야 할 시트재료는 폴리이미드막이고, 그 두께는 13㎛였다.
구리박의 공급을 종료한 후, 그리고 폴리이미드막의 공급을 개시하기 전에,구리박의 후미단부와 폴리이미드막의 선두단부를 중첩하고(중첩길이 300㎜), 2중피복된 접착테이프로 접합하였다. 이와 동시에, 이들 사이에 열가소성 폴리이미드막으로 이루어진 수지결합층을 삽입하였다. 열가소성 폴리이미드막으로서는, 그 양쪽에 열가소성 폴리이미드층(각각 두께가 8㎛)을 지닌 폴리이미드막[카네카사 제품, 상품명: 아피칼(Apical); 두께 25㎛]을 사용하였다.
상기 열가소성 폴리이미드를 제조하기 위해, 출발물질로서, 실온에서 디메틸아세트아미드에 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복시산 2무수물과 1,3'-비스(3-아미노페녹시)벤젠을 혼합해서 얻어진 폴리아미드산 와니스를 사용하였다. 이 폴리아미드산을 상기 폴리이미드막에 도포하고, 건조 및 이미드화하여 열가소성 폴리이미드층을 형성하였다. 이 목적에 사용되는 온도는 300℃였다.
제료로킹장치를 작동시켜 상기 중첩부분을 핫프레스내의 정지대로 이동시켰다. 양쪽에 비치된 핫플레튼을 사용해서, 상기 중첩부분을 압력 0.1kgf/㎠, 온도 300℃에서 30초동안 가압하였다.
이 접합부의 관찰결과, 시트재료는 함게 양호하게 접합된 것을 알 수 있었다. 프레스의 압력이 올라간 영역에 집중되도록 핫플레튼에는 상승패턴을 형성하였다. 올라간 영역의 면적으로부터 산출한 압력은 1.0kgf/㎠였다.
구리박에 이어, 폴리이미드막을 온도 300℃의 건조로에 공급하여 그 안에서 처리하였다. 처리중인 시트재료에 인가된 장력은 5kgf/㎝로, 거기에는 큰 인장력이 작용하는 것을 나타내었다. 그러나, 시트재료는, 파손, 구부러짐 또는 장력의 변동 등의 어떠한 문제도 없이 양호하게 처리되었다.
실시예 2
실시예 2에서는, 처리온도를 250℃로 설정하고, 실시예 1과 마찬가지의 장치를 사용하였다. 처리중인 시트재료와 접속해야 할 시트재료는 각각 실시예 1에서 사용한 것과 마찬가지로 구리막과 폴리이미드막으로 이루어져 있었다. 열가소성 폴리이미드막으로서는, 미쯔이카가쿠사제품으로 상품명이 레귤러스(Regulus)인 막을 사용하였다. 열압착은 압력 0.1kgf/㎠, 온도 340℃에서 1분간 실시하였다. 접합부에서, 시트재료는 함께 양호하게 접합되어 있었다. 구리박에 이어, 폴리이미드막을 상기 건조로에 공급하였다. 처리중인 시트재료를 온도 250℃, 장력 10kgf/m에 노출시켰으나, 파손, 구부러짐 또는 장력의 변동 등의 어떠한 문제도 없이 양호하게 처리되었다.
본 발명에 의하면, 결합층으로서 수지결합층을 사용하는 열압착에 의해 단부-대-단부의 관계로 시트재료를 접속하므로, 200℃ 내지 550℃미만의 온도와 0.1 내지 50kgf/㎝의 장력을 포함하는 가혹한 조건하에서 후속의 처리공정을 행할 경우에도, 파손, 분리, 구부러짐, 장력의 변동 등이 없이 시트재료를 양호하게 처리할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 시트재료를 접속함으로써, 이들 시트재료를 서로 안정적이고 또 효율적으로 접속할 수 있고 , 또 일정한 공급속도로 후속공정에 공급할 수 있다.

Claims (9)

  1. 선행하는 시트재료와 후속의 다른 시트재료를 그들의 길이방향으로 공급하면서 단부-대-단부의 관계로 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법에 있어서,
    [1] 선행하는 시트재료(4)의 후미단부와 후속의 다른 시트재료(6)의 선두단부사이에 유리 진이온도가 150℃ 내지 350℃인 열가소성 수지층(5)을 삽입하여 이들을 함께 일시적으로 접합시키는 공정;
    [2] 상기 일시적으로 접합된 부분이 핫프레스(1)에 도달할 때까지 선행하는 시트재료(4)와 후속의 다른 시트재료(6)를 공급한 후, 재료로킹장치(2)를 작동시켜 선행하는 시트재료(4)의 일부를 로킹함으로써 상기 일시적으로 접합된 부분을 핫프레스(1)내의 정지대로 가져가고, 또한, 축적기(3)를 작동시켜 선행하는 시트재료(4)의 공급속도를 그의 하류측상에서 일정하게 유지하는 공정:
    [3] 핫프레스(1)를 작동시켜 상기 일시적으로 접합된 부분을 온도 200℃이상, 550℃미만, 압력 0.001~50kgf/cm2의 조건에서 열압착을 행함으로써, 선행하는 시트재료(4)와 후속의 다른 시트재료(6)를 접속하는 공정; 및
    [4] 상기 선행하는 시트재료(4)의 재료로킹장치(2)에 의한 로킹을 해제하고, 상기 접속된 시트재료를 축적기(3)를 통해 하류쪽으로 공급하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는,시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 선행하는 시트재료(4)의 후미단부와 후속의 다른 시트재료(6)의 선두단부의 길이가 각각 10 내지 1,000㎜인 것을 특징으로 하는 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 선행하는 시트재료(4)와 후속의 다른 시트재료(6)가 각각 5 내지 500㎛의 두께를 지닌 금속박 또는 내열성 수지막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 수지결합층이 열가소성 폴리이미드류, 방향족 폴리에테르이미드류, 방향족 폴리아미드-이미드류 및 실리콘변성 폴리이미드류로 이루어진 군으로부터 선택된 열가소성 수지막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 수지결합층이 열가소성 폴리이미드막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 수지결합층의 두께가 0.1 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 접속된 시트재료를, 200℃ 내지 550℃미만의 온도에서 0.1 내지 50kgf/㎝의 장력하에 연속적으로 처리하는 것을 특징으로 하는 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항중 어느 한 항에 기재된 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 방법을 수행하는 데 사용되는 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 장치에 있어서,
    선행하는 시트재료의 후미단부와 후속의 다른 시트재료의 선두단부사이에 결합층을 삽입한 상태에서 이들 시트재료를 중첩해서 함께 일시적으로 접합함으로써 형성된 일시적으로 접합된 부분의 열압착을 행하기 위한 핫프레스;
    상기 일시적으로 접합된 부분을 핫프레스내의 정지대로 가져가기 위해 선행하는 시트재료의 일부를 로킹하는 재료로킹장치; 및
    선행하는 시트재료의 이송속도를 상기 재료로킹장치의 하류측상에서 일정하게 유지하기 위한 축적기를 구비한 것을 특징으로 하는 시트재료를 접속함으로써 연속기재를 제조하는 장치.
KR10-2000-7001244A 1998-06-04 1998-06-04 연속기재의 제조방법 및 그 장치 KR100386103B1 (ko)

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