KR20220144397A - 폴리머 필름 및 통신용 기판 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 선팽창률의 이방성이 작은 폴리머 필름을 제공하는 것이다. 또, 본 발명의 과제는, 상기 폴리머 필름을 갖는 통신용 기판을 제공하는 것에도 있다. 본 발명의 폴리머 필름은, 액정 폴리머를 포함하는 폴리머 필름으로서, 편광 현미경에 의하여 직교 니콜 환경하에서 폴리머 필름의 표면을 관찰했을 때에, 관찰 영역에 있어서 복수의 명부가 관찰되며, 복수의 명부 중 원상당 직경이 최대인 명부의 원상당 직경이 10μm 이하이다.

Description

폴리머 필름 및 통신용 기판

본 발명은, 폴리머 필름 및 통신용 기판에 관한 것이다.

차세대 통신 기술로 생각되는 제5세대(5G) 이동 통신 시스템에는, 지금까지 이상의 고주파수 및 광대역이 이용된다. 그 때문에, 5G 이동 통신 시스템을 위한 회로 기판용의 기판 필름으로서, 저유전율 및 저유전 탄젠트의 특성을 가질 것이 요구되고 있으며, 다양한 소재에 의한 개발이 이루어지고 있다.

이와 같은 기판 필름의 하나로서, 액정 폴리머(LCP: liquid crystal polymer)를 포함하는 폴리머 필름을 들 수 있다. 액정 폴리머를 포함하는 폴리머 필름은, 제4세대(4G) 이동 통신 시스템에 있어서, 일반적인 폴리이미드 및 유리 에폭시 필름보다, 유전율이 낮고, 또한, 유전 탄젠트가 낮다.

그러나, 액정 폴리머는 용융 상태에서도 봉상의 분자 구조를 갖고 있기 때문에, 이배향성을 갖는다. 가공을 위하여 액정 폴리머를 T 다이로부터 용융 압출할 때, 다이 슬릿으로 액정 폴리머는 전단 응력을 받아 봉상의 액정 분자가 기계축 방향(MD 방향: Machine Direction)으로 배향되고, 멜트 드로에 의하여 더 배향이 진행된다.

그 때문에, 용융 압출에 의하여 제조된 폴리머 필름은 액정 분자가 MD 방향을 따른 일축 배향성 필름이 되어, 강한 이방성(異方性)을 갖는다. 이 이방성에 기인하여, MD 방향과 폭방향(TD 방향: Transverse Direction)으로 각각 상이한 기계적 특성이나, 치수 안정성, 전기적 특성을 갖기 때문에, 회로 기판으로 가공할 때, 균열 및 도전층의 박리라는 문제가 발생한다.

상기와 같은 폴리머 필름의 이방성을 개량하는 방법으로서, 특허문헌 1에는, 액정 폴리머를 이용한 인플레이션 성형에 의하여, 폴리머 필름을 얻는 방법이 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평5-43664호

본 발명자들은, 특허문헌 1을 참고로 하여, 액정 폴리머를 이용하여 폴리머 필름을 제조한 결과, 선팽창률의 이방성이 커지는 경우가 있어, 개선의 여지가 있는 것을 밝혀냈다.

따라서, 본 발명은, 선팽창률의 이방성이 작은 폴리머 필름을 제공하는 것을 과제로 한다. 또, 본 발명은, 상기 폴리머 필름을 갖는 통신용 기판을 제공하는 것도 과제로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 편광 현미경에 의하여 직교 니콜 환경하에서 폴리머 필름의 표면을 관찰했을 때에, 관찰 영역에 있어서 복수의 명부(明部)가 관찰되며, 원상당 직경이 최대인 명부의 원상당 직경이 10μm 이하이면, 원하는 효과를 나타내는 것을 알아내, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명자들은, 이하의 구성에 의하여 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아냈다.

[1]

액정 폴리머를 포함하는 폴리머 필름으로서,

편광 현미경에 의하여 직교 니콜 환경하에서 상기 폴리머 필름의 표면을 관찰했을 때에, 관찰 영역에 있어서 복수의 명부가 관찰되며,

상기 복수의 명부 중, 원상당 직경이 최대인 명부의 원상당 직경이 10μm 이하인, 폴리머 필름.

[2]

상기 편광 현미경에 있어서의 상기 관찰 영역의 면적에 대한, 상기 명부의 총 면적의 비율이 60% 이하인, [1]에 기재된 폴리머 필름.

[3]

상기 폴리머 필름이, 무기 입자, 및, 상기 액정 폴리머와는 상이한 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 성분을 포함하고,

주사형 전자 현미경에 의하여, 상기 폴리머 필름의 표면에 대한 수직 단면을 관찰했을 때에, 관찰 영역에 있어서 상기 성분으로 이루어지는 섬형상 영역이 복수 관찰되며, 상기 섬형상 영역의 원상당 직경이 0.001~10μm인, [1] 또는 [2]에 기재된 폴리머 필름.

[4]

상기 주사형 현미경에 있어서의 상기 관찰 영역의 면적에 대한, 상기 섬형상 영역의 총 면적의 비율이 1~60%인, [3]에 기재된 폴리머 필름.

[5]

상기 무기 입자를 구성하는 재료가, 실리카, 산화 타이타늄, 황산 바륨, 탤크, 지르코니아, 알루미나, 질화 규소, 탄화 규소, 탄산 칼슘, 규산염, 유리 비즈, 그래파이트, 텅스텐 카바이드, 카본 블랙, 클레이, 마이카, 탄소 섬유, 유리 섬유 및 금속 분말로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이며,

상기 폴리머가, 열가소성 수지 및 엘라스토머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, [3] 또는 [4]에 기재된 폴리머 필름.

[6]

상기 섬형상 영역 간의 거리가, 0.0001~5μm인, [3] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 폴리머 필름.

[7]

상기 폴리머 필름의 면내의 제1 방향에 있어서의 영률에 대한, 상기 제1 방향과 직교하는 상기 폴리머 필름의 면내의 제2 방향에 있어서의 영률의 비율이, 0.5~1.9인, [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 폴리머 필름.

[8]

상기 폴리머 필름의 면내의 제1 방향에 있어서의 유전 탄젠트에 대한, 상기 제1 방향과 직교하는 상기 폴리머 필름의 면내의 제2 방향에 있어서의 유전 탄젠트의 비율이, 0.5~1.5인, [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 폴리머 필름.

[9]

상기 폴리머 필름의 면내의 제1 방향에 있어서의 유전율에 대한, 상기 제1 방향과 직교하는 상기 폴리머 필름의 면내의 제2 방향에 있어서의 유전율의 비율이, 0.5~1.5인, [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 폴리머 필름.

[10]

상기 폴리머 필름의 면내의 제1 방향에 있어서의 선팽창률에 대한, 상기 제1 방향과 직교하는 상기 폴리머 필름의 면내의 제2 방향에 있어서의 선팽창률의 비율이, 0.5~1.8인, [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 폴리머 필름.

[11]

상기 폴리머 필름의 표면의 산술 평균 표면 조도 Ra가 400nm 이하인, [1] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 폴리머 필름.

[12]

두께가 5~1100μm인, [1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 폴리머 필름.

[13]

[1] 내지 [12] 중 어느 하나에 기재된 폴리머 필름을 갖는, 통신용 기판.

본 발명에 의하면, 선팽창률의 이방성이 작은 폴리머 필름을 제공할 수 있다. 또, 본 발명에 의하면, 상기 폴리머 필름을 갖는 통신용 기판도 제공할 수 있다.

도 1은, 편광 현미경에 의하여 직교 니콜 환경하에서, 본 발명의 폴리머 필름을 관찰하여 얻어진 관찰 화상의 일례이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시양태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시양태에 한정되지 않는다.

본 명세서 중에 있어서의 기(원자단)의 표기에 대하여, 본 발명의 취지에 반하지 않는 한, 치환 및 무치환을 기재하고 있지 않은 표기는, 치환기를 갖지 않는 기와 함께 치환기를 갖는 기도 포함한다. 예를 들면, "알킬기"란, 치환기를 갖지 않는 알킬기(무치환 알킬기)뿐만 아니라, 치환기를 갖는 알킬기(치환 알킬기)도 포함한다. 또, 본 명세서 중에 있어서의 "유기기"란, 적어도 1개의 탄소 원자를 포함하는 기를 말한다.

본 명세서에 있어서, (메트)아크릴 수지는, 아크릴 수지 및 메타크릴 수지를 나타낸다.

본 명세서에 있어서, 폴리머 필름이 장척상인 경우에는, 제1 방향은, 폴리머 필름의 폭방향(짧은 길이 방향, TD 방향)을 의미하고, 제2 방향은, 폴리머 필름의 긴 길이 방향(MD 방향)을 의미한다.

본 명세서에 있어서, 각 성분은, 각 성분에 해당하는 물질을 1종 단독으로도 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 여기에서, 각 성분에 대하여 2종 이상의 물질을 병용하는 경우, 그 성분에 대한 함유량이란, 특별한 설명이 없는 한, 병용한 물질의 합계의 함유량을 가리킨다.

본 명세서에 있어서, "~"란 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용된다.

[폴리머 필름]

본 발명의 폴리머 필름은, 액정 폴리머를 포함하는 폴리머 필름으로서, 편광 현미경에 의하여 직교 니콜 환경하에서 상기 폴리머 필름의 표면을 관찰했을 때에, 관찰 영역에 있어서 복수의 명부가 관찰되며, 상기 복수의 명부 중, 원상당 직경이 최대인 명부의 원상당 직경(이하, "명부의 최대 원상당 직경"이라고도 한다.)이 10μm 이하이다.

본 발명의 폴리머 필름은, 선팽창률의 이방성이 작다. 이 이유의 상세는 명확하지 않지만, 대략 이하와 같이 추정하고 있다.

편광 현미경에 의하여 관찰되는 상기 명부는, 액정 폴리머의 분자쇄가 동일한 방향으로 배향되어 경화되어 있는 부분이라고 추측된다. 즉, 명부의 사이즈가 작은 경우, 폴리머 필름 중의 액정 폴리머의 분자쇄가 동일한 방향으로 배향되어 있는 부분이 적어져 있다고 생각된다. 이로써, 폴리머 필름의 선팽창률의 이방성이 작아진 것이라고 추측된다.

〔액정 폴리머〕

본 발명의 폴리머 필름은, 액정 폴리머를 포함한다. 액정 폴리머는, 용융 성형 가능한 액정 폴리머인 것이 바람직하다.

액정 폴리머로서는, 서모트로픽 액정 폴리머를 들 수 있다. 서모트로픽 액정 폴리머는, 소정의 온도 범위에서 액정성을 나타내는 폴리머를 의미한다.

서모트로픽 액정 폴리머는, 용융 성형할 수 있는 액정 폴리머이면 그 화학적 조성에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 열가소성 액정 폴리에스터, 및, 열가소성 액정 폴리에스터에 아마이드 결합이 도입된 열가소성 폴리에스터아마이드 등을 들 수 있다.

액정 폴리머는, 국제 공개공보 제2015/064437호, 및, 일본 공개특허공보 2019-116586호에 기재된 열가소성 액정 폴리머를 이용할 수 있다.

액정 폴리머의 바람직한 구체예로서는, 방향족 하이드록시카복실산, 방향족 혹은 지방족 다이올, 방향족 혹은 지방족 다이카복실산, 방향족 다이아민, 방향족 하이드록시아민, 및, 방향족 아미노카복실산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나에서 유래하는 반복 단위를 갖는, 열가소성 액정 폴리에스터 또는 열가소성 액정 폴리에스터아마이드를 들 수 있다.

방향족 하이드록시카복실산으로서는, 파라하이드록시벤조산, 메타하이드록시벤조산, 6-하이드록시-2-나프토산, 및, 4-(4-하이드록시페닐)벤조산을 들 수 있다. 이들 화합물은, 할로젠 원자, 저급 알킬기 및 페닐기 등의 치환기를 가져도 된다. 그중에서도, 파라하이드록시벤조산, 또는, 6-하이드록시-2-나프토산이 바람직하다.

방향족 또는 지방족 다이올로서는, 방향족 다이올이 바람직하다. 방향족 다이올로서는, 하이드로퀴논, 4,4'-다이하이드록시바이페닐, 3,3'-다이메틸-1,1'-바이페닐-4,4'-다이올 및 이들의 아실화물을 들 수 있고, 하이드로퀴논 또는 4,4'-다이하이드록시바이페닐이 바람직하다.

방향족 혹은 지방족 다이카복실산으로서는, 방향족 다이카복실산이 바람직하다. 방향족 다이카복실산으로서는, 테레프탈산, 아이소프탈산, 및, 2,6-나프탈렌다이카복실산을 들 수 있고, 테레프탈산이 바람직하다.

방향족 다이아민, 방향족 하이드록시아민, 및, 방향족 아미노카복실산으로서는, 예를 들면, p-페닐렌다이아민, 4-아미노페놀, 및, 4-아미노벤조산을 들 수 있다.

액정 폴리머는, 방향족 하이드록시카복실산에서 유래하는 반복 단위, 방향족 다이올에서 유래하는 반복 단위, 및, 방향족 다이카복실산에서 유래하는 반복 단위로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 갖는 것이 바람직하다.

그중에서도, 액정 폴리머는, 방향족 하이드록시카복실산에서 유래하는 반복 단위를 적어도 갖는 것이 보다 바람직하고, 파라하이드록시벤조산에서 유래하는 반복 단위, 및, 6-하이드록시-2-나프토산에서 유래하는 반복 단위로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 갖는 것이 더 바람직하며, 파라하이드록시벤조산에서 유래하는 반복 단위, 및, 6-하이드록시-2-나프토산에서 유래하는 반복 단위를 갖는 것이 특히 바람직하다.

또, 다른 바람직한 양태로서, 액정 폴리머는, 6-하이드록시-2-나프토산에서 유래하는 반복 단위, 방향족 다이올에서 유래하는 반복 단위, 테레프탈산에서 유래하는 반복 단위, 및, 2,6-나프탈렌다이카복실산에서 유래하는 반복 단위로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 갖는 것이 보다 바람직하고, 6-하이드록시-2-나프토산에서 유래하는 반복 단위, 방향족 다이올에서 유래하는 반복 단위, 테레프탈산에서 유래하는 반복 단위, 및, 2,6-나프탈렌다이카복실산에서 유래하는 반복 단위를 모두 갖는 것이, 더 바람직하다.

액정 폴리머가 방향족 하이드록시카복실산에서 유래하는 반복 단위를 포함하는 경우, 그 조성비는, 액정 폴리머의 전체 반복 단위에 대하여 50~65몰%가 바람직하다. 또, 액정 폴리머가, 방향족 하이드록시카복실산에서 유래하는 반복 단위만을 갖는 것도 바람직하다.

액정 폴리머가 방향족 다이올에서 유래하는 반복 단위를 포함하는 경우, 그 조성비는, 액정 폴리머의 전체 반복 단위에 대하여 17.5~25몰%가 바람직하다.

액정 폴리머가 방향족 다이카복실산에서 유래하는 반복 단위를 포함하는 경우, 그 조성비는, 액정 폴리머의 전체 반복 단위에 대하여 11~23몰%가 바람직하다.

액정 폴리머가 방향족 다이아민, 방향족 하이드록시아민 및 방향족 아미노카복실산 중 어느 하나에서 유래하는 반복 단위를 포함하는 경우, 그 조성비는, 액정 폴리머의 전체 반복 단위에 대하여 2~8몰%가 바람직하다.

액정 폴리머의 합성 방법은 특별히 제한되지 않고, 상기 화합물을, 용융 중합, 고상(固相) 중합, 용액 중합 및 슬러리 중합 등의 공지의 방법으로 중합함으로써, 합성할 수 있다.

액정 폴리머로서는, 시판품을 이용해도 된다. 액정 폴리머의 시판품으로서는, 예를 들면, 폴리플라스틱스사제 "라페로스", 셀라니즈사제 "벡트라", 우에노 세이야쿠사제 "UENO LCP", 스미토모 가가쿠사제 "스미카슈퍼 LCP", ENEOS사제 "자이더", 및, 도레이사제 "시베라스"를 들 수 있다.

또한, 액정 폴리머는, 폴리머 필름 중에 있어서, 임의 성분인 가교제 또는 상용(相溶) 성분(반응성 상용화제) 등과, 화학 결합을 형성하고 있어도 된다. 이 점은, 액정 폴리머 이외의 성분에 대해서도 동일하다.

액정 폴리머의 함유량은, 폴리머 필름의 전체 질량에 대하여, 40~100질량%가 바람직하고, 60~99질량%가 보다 바람직하며, 80~97질량%가 특히 바람직하다.

(명부의 최대 원상당 직경)

본 발명의 폴리머 필름에 있어서, 명부의 최대 원상당 직경은, 10μm 이하이며, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 4μm 이하가 보다 바람직하고, 2μm 이하가 특히 바람직하다.

명부의 최대 원상당 직경의 하한값은, 특별히 한정되지 않지만, 0.001μm 이상이 바람직하고, 0.005μm 이상이 보다 바람직하며, 0.01μm 이상이 특히 바람직하다.

여기에서, 명부의 최대 원상당 직경은, 다음과 같이 하여 측정된다.

먼저, 폴리머 필름의 상이한 20개소에 대하여, 폴리머 필름의 주면(主面)에 평행한 방향(즉, 폴리머 필름의 두께 방향과 직교하는 방향(면내 방향))을 따라, 마이크로톰을 이용하여 절삭하고, 소정의 두께(예를 들면, 10μm)의 박편상 시료를 잘라내, 20매의 관찰용 시료를 얻는다.

다음으로, 편광 현미경에 의하여 직교 니콜 환경하에서, 관찰용 시료의 주면의 법선 방향으로부터 관찰하여, 관찰 영역에 대응하는 20매의 관찰 화상을 얻는다. 여기에서, 직교 니콜 환경하란, 관찰용 시료를 사이에 두는 2개의 편광자의 편광축이 이루는 각이 서로 직교하는 상태를 말한다. 또한, 관찰할 때의 배율은, 10~1000배의 범위에 있어서의 적절한 배율을 선택한다.

다음으로, 20매의 관찰 화상의 각각에 대하여, 명부의 외주를 트레이싱하고, 트레이싱한 영역과 동일한 면적의 원의 직경(원상당 직경)을 화상 해석 장치에 의하여 측정한다. 그리고, 20매의 관찰 화상으로부터 얻어진 명부의 원상당 직경의 최댓값을, 명부의 최대 원상당 직경으로 정의한다.

도 1은, 편광 현미경에 의하여 직교 니콜 환경하에서, 본 발명의 폴리머 필름을 관찰하여 얻어진 관찰 화상의 일례이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 관찰 화상에 있어서, 상대적으로 밝게 보이는 명부와, 상대적으로 어둡게 보이는 암부(暗部)가 관찰된다.

명부의 최대 원상당 직경을 상기 범위 내로 하는 방법으로서는, 예를 들면, 폴리머 필름의 제조 시에 있어서, 액정 폴리머와 함께 후술하는 소정 사이즈의 무기 입자 및 폴리머 중 적어도 일방의 성분을 더하는 방법, 액정 폴리머를 이용하여 형성된 펠릿을 압출기로 용융 혼련할 때의 온도, 토출량, 및/또는, 스크루 회전수를 조절하는 방법, 액정 폴리머를 이용하여 형성된 펠릿이 압출기를 통과하여 다이로부터 토출될 때까지의 체류 시간을 조절하는 방법, 및, 이들을 조합하는 방법을 들 수 있다.

(명부의 면적률)

편광 현미경에 있어서의 관찰 영역의 면적에 대한 명부의 총 면적의 비율(이하, "명부의 면적률"이라고도 한다.)은, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 60% 이하가 바람직하고, 55% 이하가 보다 바람직하며, 50% 이하가 더 바람직하고, 40% 이하가 특히 바람직하며, 30% 이하가 가장 바람직하다.

명부의 면적률의 하한값은, 특별히 제한되지 않지만, 1% 이상이 바람직하고, 2% 이상이 보다 바람직하며, 5% 이상이 특히 바람직하다.

여기에서, 명부의 면적률은, 상술한 명부의 최대 원상당 직경의 측정 방법에 의하여 얻어진 관찰 화상에 근거하여 산출된다.

구체적으로는, 상기와 같이 하여 얻어진 20매의 관찰 화상의 각각에 대하여, 명부의 원상당 직경의 총 면적을 산출하고, 관찰 화상(즉, 관찰 영역)의 총 면적에 대하여, 명부의 원상당 직경의 총 면적이 차지하는 비율(%)을 산출한다. 그리고, 20매의 관찰 화상에 있어서의 산술 평균값을 구하고, 이것을 명부의 면적률로 정의한다.

명부의 면적률을 상기 범위 내로 하는 방법으로서는, 상술한 명부의 최대 원상당 직경을 조절하는 방법과 동일한 방법을 들 수 있다.

〔성분 A(무기 입자, 폴리머)〕

폴리머 필름은, 무기 입자, 및, 상기 액정 폴리머와는 상이한 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 성분(이하, "성분 A"라고도 한다.)을 포함하는 것이 바람직하다. 이로써, 명부의 최대 원상당 직경을 상기 범위로 조절하는 것이 용이해진다.

그중에서도, 성분 A는, 섬형상 영역의 원상당 직경(후술)을 용이하게 조정 가능하다는 점에서, 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다.

무기 입자를 구성하는 재료는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 실리카, 산화 타이타늄, 황산 바륨, 탤크, 지르코니아, 알루미나, 질화 규소, 탄화 규소, 탄산 칼슘, 규산염, 유리 비즈, 그래파이트, 텅스텐 카바이드, 카본 블랙, 클레이, 마이카, 탄소 섬유, 유리 섬유, 금속 분말로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 실리카, 산화 타이타늄, 황산 바륨, 탤크, 탄산 칼슘, 규산염, 클레이로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 특히 바람직하다.

무기 입자의 평균 1차 입자경은, 섬형상 영역의 원상당 직경(후술)을 원하는 범위로 하는 것이 용이해지는 점에서, 5~10000nm가 바람직하고, 10~1000nm가 보다 바람직하며, 50~200nm가 특히 바람직하다.

무기 입자의 1차 입자의 입자경은, 무기 입자를 투과형 전자 현미경을 이용하여 촬영 배율 10,000배로 촬영하고, 총 배율 50,000배가 되도록 인화지에 프린트하여 얻은 입자 사진에 있어서, 디지타이저로 입자(1차 입자)의 윤곽을 트레이싱하며, 트레이싱한 영역과 동일한 면적의 원의 직경(원상당 직경)을 산출함으로써 측정한다. 여기에서, 1차 입자란, 응집이 없는 독립된 입자를 말한다. 투과형 전자 현미경을 이용하는 촬영은, 가속 전압 300kV로 투과형 전자 현미경을 이용하여 직접법에 의하여 행하는 것으로 한다. 투과형 전자 현미경 관찰 및 측정은, 예를 들면 히타치제 투과형 전자 현미경 H-9000형 및 칼자이스제 화상 해석 소프트웨어 KS-400을 이용하여 행할 수 있다.

여기에서, 본 명세서에 기재된 각종 입자에 관한 평균 1차 입자경은, 시판품을 이용하는 경우, 카탈로그값을 채용한다.

카탈로그값이 없는 경우, 상기와 같이 촬영된 입자 사진을 이용하여, 무작위로 추출한 500개의 입자에 대하여 구해진 값의 산술 평균으로 한다.

폴리머는, 열가소성 수지 및 엘라스토머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.

열가소성 수지로서는, 폴리유레테인 수지, 폴리에스터 수지, (메트)아크릴 수지, 폴리스타이렌 수지, 불소 수지, 폴리이미드 수지, 불소화 폴리이미드 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리에터이미드 수지, 셀룰로스아실레이트 수지, 폴리유레테인 수지, 폴리에터에터케톤 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리올레핀 수지(예를 들면, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 환상 올레핀 코폴리머로 이루어지는 수지, 지환식 폴리올레핀 수지), 폴리아릴레이트 수지, 폴리에터설폰 수지, 폴리설폰 수지, 플루오렌환 변성 폴리카보네이트 수지, 지환 변성 폴리카보네이트 수지, 및, 플루오렌환 변성 폴리에스터 수지 등을 들 수 있다. 그중에서도, 범용적인 재료이며, 섬형상 영역의 원상당 직경(후술)을 용이하게 조정 가능하다는 점에서, 폴리올레핀 수지가 바람직하다.

본 명세서에 있어서, 엘라스토머란, 탄성 변형을 나타내는 고분자 화합물을 나타낸다. 즉 외력을 가했을 때에, 그 외력에 따라 즉시 변형되고, 또한 외력을 제거했을 때에는, 단시간에 원래의 형상을 회복하는 성질을 갖는 고분자 화합물로 정의한다.

엘라스토머로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 스타이렌 유래의 반복 단위를 포함하는 엘라스토머(폴리스타이렌계 엘라스토머), 폴리에스터계 엘라스토머, 폴리올레핀계 엘라스토머, 폴리유레테인계 엘라스토머, 폴리아마이드계 엘라스토머, 폴리아크릴계 엘라스토머, 실리콘계 엘라스토머, 폴리이미드계 엘라스토머 등을 들 수 있다. 그중에서도, 범용적인 재료이며, 섬형상 영역의 원상당 직경(후술)을 용이하게 조정 가능하다는 점에서, 폴리스타이렌계 엘라스토머가 바람직하다.

엘라스토머는, 수소 첨가물인 것이 바람직하고, 폴리스타이렌계 엘라스토머의 수소 첨가물인 것이 특히 바람직하다. 엘라스토머가 수소 첨가물이면, 열안정성이나 보존 안정성이 향상된다. 또한, 수소 첨가물이란, 엘라스토머가 수소 첨가된 구조의 중합체를 의미한다.

폴리스타이렌계 엘라스토머로서는, 스타이렌-뷰타다이엔-스타이렌 블록 공중합체(SBS), 스타이렌-아이소프렌-스타이렌 블록 공중합체(SIS), 폴리스타이렌-폴리(에틸렌-프로필렌)다이 블록 공중합체(SEP), 폴리스타이렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-폴리스타이렌트라이 블록 공중합체(SEPS), 폴리스타이렌-폴리(에틸렌-뷰틸렌)-폴리스타이렌트라이 블록 공중합체(SEBS), 및, 폴리스타이렌-폴리(에틸렌/에틸렌-프로필렌)-폴리스타이렌트라이 블록 공중합체(SEEPS)를 들 수 있다. 그중에서도, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, SEBS가 바람직하다.

폴리머로서는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 폴리올레핀 수지가 바람직하고, 직쇄상 또는 분기상의 폴리올레핀 수지가 바람직하며, 폴리에틸렌 수지 또는 폴리프로필렌 수지가 보다 바람직하고, 폴리에틸렌 수지가 특히 바람직하다.

성분 A의 함유량은, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 폴리머 필름의 전체 질량에 대하여, 1~60질량%가 바람직하고, 2~20질량%가 보다 바람직하며, 5~15질량%가 특히 바람직하다.

폴리머 필름이 성분 A를 포함하는 경우, 주사형 전자 현미경에 의하여, 폴리머 필름의 표면에 대한 수직 단면을 관찰했을 때에, 관찰 영역에 있어서 성분 A로 이루어지는 섬형상 영역이 복수 관찰된다. 이 경우, 폴리머 필름은, 성분 A로 이루어지는 복수의 섬형상 영역과, 액정 폴리머로 이루어지는 연속 영역을 갖는 해도(海島) 구조를 갖고 있으며, 성분 A가 액정 폴리머 중에 분산되어 있다고 할 수 있다.

(섬형상 영역의 원상당 직경)

섬형상 영역의 원상당 직경은, 명부의 최대 원상당 직경을 상기 범위로 조절하는 것이 용이해지는 점, 및/또는, 폴리머 필름의 표면의 산술 평균 표면 조도 Ra를 저감시킬 수 있는 점에서, 0.001~10μm가 바람직하고, 0.005~5μm가 보다 바람직하며, 0.01~1μm가 특히 바람직하다.

여기에서, 섬형상 영역의 원상당 직경은, 다음과 같이 하여 측정된다.

먼저, 폴리머 필름의 상이한 10개소에 있어서, 폴리머 필름의 면내의 제1 방향과 평행이며, 또한, 폴리머 필름의 표면에 수직인 할단면이 얻어지도록, 폴리머 필름을 절단한다. 또, 폴리머 필름의 상이한 10개소에 있어서, 폴리머 필름의 면내의 제2 방향(제1 방향과 직교하는 방향)과 평행이며, 또한, 폴리머 필름의 표면에 수직인 할단면이 얻어지도록, 폴리머 필름을 절단한다.

다음으로, 주사형 전자 현미경을 이용하여, 합계 20개소(즉, 제1 방향과 평행이고, 또한, 폴리머 필름의 표면에 수직인 할단면의 10개소와, 제2 방향과 평행이며, 또한, 폴리머 필름의 표면에 수직인 할단면의 10개소의 합계)의 할단면을 관찰하여, 관찰 영역에 대응하는 20매의 관찰 화상을 얻는다. 또한, 관찰은, 100~100,000배의 범위에 있어서의 적절한 배율을 선택하여 행해지며, 폴리머 필름의 두께 방향의 전체 범위를 관찰할 수 있도록 촬영한다.

다음으로, 20매의 관찰 화상에 있어서의 임의의 200개의 섬형상 영역에 대하여, 섬형상 영역의 외주를 트레이싱하고, 트레이싱한 영역과 동일한 면적의 원의 직경(원상당 직경)을 화상 해석 장치에 의하여 측정한다. 그리고, 200개의 섬형상 영역의 원상당 직경의 산술 평균값을, 섬형상 영역의 원상당 직경으로 정의한다.

섬형상 영역의 원상당 직경을 상기 범위로 하는 방법으로서는, 성분 A가 무기 입자인 경우에 소정의 평균 1차 입자경의 무기 입자를 이용하는 방법, 성분 A가 폴리머인 경우에 소정의 종류의 폴리머를 이용하는 방법, 후술하는 펠릿화 시에 전단 속도를 조절하는 방법, 및, 이들을 조합하는 방법을 들 수 있다.

(섬형상 영역의 면적률)

주사형 현미경에 있어서의 관찰 영역의 면적에 대한, 섬형상 영역의 총 면적의 비율(이하, "섬형상 영역의 면적률"이라고도 한다.)은, 1~60%가 바람직하고, 1~50%가 보다 바람직하며, 2~20%가 더 바람직하고, 5~15%가 특히 바람직하다. 하한값 이상이면, 본 발명의 효과가 보다 우수하다. 또, 상한값 이하이면, 폴리머 필름의 표면을 평활하게 할 수 있다.

여기에서, 섬형상 영역의 면적률은, 상술한 섬형상 영역의 원상당 직경의 측정 방법에 의하여 얻어진 관찰 화상에 근거하여 산출된다.

구체적으로는, 상기와 같이 하여 얻어진 20매의 관찰 화상의 각각으로부터, 임의의 영역(이하, "선택 영역"이라고도 한다.)을 선택한다. 예를 들면, 선택 영역으로서는, 세로 10μm×가로 10μm의 정사각형의 영역을 들 수 있다.

다음으로, 선택 영역 내에 존재하는 섬형상 영역의 외주를 트레이싱하고, 섬형상 영역이 차지하는 총 면적을 화상 해석 장치에 의하여 측정하며, 선택 영역의 면적에 대하여, 섬형상 영역의 총 면적이 차지하는 비율(%)을 산출한다. 그리고, 20매의 관찰 화상에 있어서의 산술 평균값을 구하고, 이것을 섬형상 영역의 면적률로 정의한다.

섬형상 영역의 면적률을 상기 범위로 하는 방법으로서는, 폴리머 필름을 제조할 때에, 액정 폴리머의 함유량에 대한 성분 A의 함유량을 조절하는 방법을 들 수 있다.

(섬형상 영역 간의 거리)

섬형상 영역 간의 거리는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 0.0001~5μm가 바람직하고, 0.001~1μm가 보다 바람직하며, 0.01~0.1μm가 특히 바람직하다.

여기에서, 섬형상 영역 간의 거리는, 상술한 섬형상 영역의 원상당 직경의 측정 방법에 의하여 얻어진 관찰 화상에 근거하여 산출된다.

구체적으로는, 상기와 같이 하여 얻어진 20매의 관찰 화상의 각각으로부터, 임의의 영역(이하, "선택 영역"이라고도 한다.)을 선택한다. 예를 들면, 선택 영역으로서는, 세로 10μm×가로 10μm의 정사각형의 영역을 들 수 있다.

다음으로, 선택 영역 내에 존재하는 섬형상 영역의 외주를 트레이싱하고, 상이한 섬형상 영역 간의 최단 거리를 화상 해석 장치에 의하여 측정한다. 그리고, 20매의 관찰 화상에 있어서의 산술 평균값을 구하고, 이것을 섬형상 영역 간의 거리로 정의한다.

섬형상 영역 간의 거리를 상기 범위 내로 하는 방법으로서는, 상술한 섬형상 영역의 원상당 직경을 조절하는 방법과 동일한 방법, 상술한 섬형상 영역의 면적률을 조절하는 방법과 동일한 방법, 및, 이들을 조합한 방법을 들 수 있다.

〔다른 성분〕

본 발명의 폴리머 필름은, 상기 이외의 성분을 포함하고 있어도 된다. 이와 같은 다른 성분으로서는, 예를 들면, 가교 성분, 상용 성분, 가소제, 안정제, 활제(滑劑), 및, 착색제를 들 수 있다.

(가교 성분)

가교 성분으로서는, 에폭시기 함유 에틸렌 공중합체(예를 들면, 에틸렌-글리시딜메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌-바이닐아세테이트-글리시딜메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트-글리시딜메타크릴레이트 공중합체, 폴리(에틸렌-메타크릴산 글리시딜)-graft-폴리(아크릴로나이트릴-스타이렌)), 비스페놀형 에폭시 화합물, 및, 카보다이이미드 화합물 등의 반응성기를 갖는 화합물을 들 수 있다.

가교 성분의 함유량은, 폴리머 필름의 전체 질량에 대하여, 0~50질량%인 것이 바람직하다.

(상용 성분)

상용 성분으로서는, 옥사졸린계 상용화제(예를 들면, 비스옥사졸린-스타이렌-무수 말레산 공중합체, 비스옥사졸린-무수 말레산 변성 폴리에틸렌, 비스옥사졸린-무수 말레산 변성 폴리프로필렌), 엘라스토머계 상용화제(예를 들면, 스타이렌에틸렌뷰타다이엔 공중합체, 스타이렌에틸렌뷰타다이엔스타이렌 공중합체, 수소 첨가 스타이렌아이소프로필렌스타이렌 공중합체, 방향족계 수지, 석유 수지), 반응성 상용화제(예를 들면, 에틸렌글리시딜메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌 무수 말레산 에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌글리시딜메타크릴레이트-아크릴로나이트릴스타이렌, 산변성형 폴리에틸렌 왁스, COOH화 폴리에틸렌 그래프트 폴리머, COOH화 폴리프로필렌 그래프트 폴리머), 및, 공중합체계 상용화제(예를 들면, 폴리에틸렌-폴리아마이드 그래프트 공중합체, 폴리프로필렌-폴리아마이드 그래프트 공중합체, 메틸메타크릴레이트-뷰타다이엔-스타이렌 수지, 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔 고무, EVA-PVC-그래프트 공중합체, 아세트산 바이닐-에틸렌 공중합체 수지, 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 프로필렌-α-올레핀 공중합체, 수소 첨가 스타이렌-아이소프로필렌-블록 공중합체)를 들 수 있다.

또, 상용 성분으로서, 에틸렌-메타크릴산 공중합체 아이오노머, 에틸렌-아크릴산 공중합체 아이오노머, 프로필렌-메타크릴산 공중합체 아이오노머, 프로필렌-아크릴산 공중합체 아이오노머, 뷰틸렌-아크릴산 공중합체 아이오노머, 에틸렌-바이닐설폰산 공중합체 아이오노머, 스타이렌-메타크릴산 공중합체 아이오노머, 설폰화 폴리스타이렌 아이오노머, 불소계 아이오노머, 텔레켈릭 폴리뷰타다이엔아크릴산 아이오노머, 설폰화 에틸렌-프로필렌-다이엔 공중합체 아이오노머, 수소화 폴리펜타머 아이오노머, 폴리펜타머 아이오노머, 폴리(바이닐피리듐염) 아이오노머, 폴리(바이닐트라이메틸암모늄염) 아이오노머, 폴리(바이닐벤질포스포늄염) 아이오노머, 스타이렌-뷰타다이엔 아크릴산 공중합체 아이오노머, 폴리유레테인 아이오노머, 설폰화 스타이렌-2-아크릴아마이드-2-메틸프로페인설페이트 아이오노머, 산-아민 아이오노머, 지방족계 아이오넨, 또는, 방향족계 아이오넨 등의 아이오노머 수지를 이용해도 된다.

상용 성분의 함유량은, 폴리머 필름의 전체 질량에 대하여, 0~50질량%인 것이 바람직하다.

단, 상용 성분이 성분 A에도 해당하는 경우에는, 상용 성분은, 성분 A로 분류하는 것으로 한다.

(가소제, 안정제, 활제, 유기 미립자)

가소제로서는, 알킬프탈릴알킬글라이콜레이트류, 인산 에스터류, 카복실산 에스터류, 및, 다가 알코올류를 들 수 있다. 가소제의 함유량은, 폴리머 필름의 전체 질량에 대하여, 0~20질량%인 것이 바람직하다.

안정제로서는, 포스파이트계 안정제(예를 들면, 트리스(4-메톡시-3,5-다이페닐)포스파이트, 트리스(노닐페닐)포스파이트, 트리스(2,4-다이-t-뷰틸페닐)포스파이트), 페놀계 안정제(예를 들면, 2,6-다이-t-뷰틸-4-메틸페놀, 2,2-메틸렌비스(4-에틸-6-t-뷰틸페놀), 2,5-다이-t-뷰틸하이드로퀴논, 펜타에리트리톨테트라키스[3-(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피올레이트], 4,4-싸이오비스-(6-t-뷰틸-3-메틸페놀), 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥세인, 옥타데실-3-(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피올레이트), 에폭시 화합물, 및, 싸이오에터 화합물을 들 수 있다. 안정제의 함유량은, 0~10질량%인 것이 바람직하다.

활제로서는, 지방산 에스터, 금속 비누(예를 들면 스테아르산 무기염)를 들 수 있다. 활제의 함유량은, 폴리머 필름의 전체 질량에 대하여, 0~5질량%인 것이 바람직하다.

유기 미립자로서는, 가교 아크릴, 및, 가교 스타이렌 등의 유기 미립자를 들 수 있다. 유기 미립자의 함유량은, 폴리머 필름의 전체 질량에 대하여, 0~50질량%인 것이 바람직하다.

〔폴리머 필름의 물성 등〕

폴리머 필름의 면내의 제1 방향에 있어서의 영률에 대한, 상기 제1 방향과 직교하는 폴리머 필름의 면내의 제2 방향에 있어서의 영률의 비율은, 0.5~1.9가 바람직하고, 0.5~1.5가 보다 바람직하며, 0.7~1.3이 더 바람직하고, 0.8~1.2가 특히 바람직하다.

영률의 측정 방법은, 후술하는 실시예란에 나타내는 바와 같다.

폴리머 필름의 면내의 제1 방향에 있어서의 유전 탄젠트에 대한, 제1 방향과 직교하는 폴리머 필름의 면내의 제2 방향에 있어서의 유전 탄젠트의 비율은, 0.5~1.5가 바람직하고, 0.7~1.3이 보다 바람직하며, 0.8~1.2가 특히 바람직하다.

유전 탄젠트의 측정 방법은, 후술하는 실시예란에 나타내는 바와 같다.

폴리머 필름의 면내의 제1 방향에 있어서의 유전율에 대한, 제1 방향과 직교하는 상기 폴리머 필름의 면내의 제2 방향에 있어서의 유전율의 비율은, 0.5~1.5가 바람직하고, 0.8~1.2가 보다 바람직하며, 0.9~1.1이 특히 바람직하다.

유전율의 측정 방법은, 후술하는 실시예란에 나타내는 바와 같다.

폴리머 필름의 표면의 산술 평균 표면 조도 Ra는, 400nm 이하가 바람직하고, 300nm 이하가 보다 바람직하며, 200nm 이하가 특히 바람직하다.

폴리머 필름의 표면의 산술 평균 표면 조도 Ra의 하한값은, 특별히 한정되지 않지만, 통상 10nm 이상이다.

산술 평균 조도 Ra의 측정 방법은, 후술하는 실시예란에 나타내는 바와 같다.

폴리머 필름의 두께는, 5~1100μm가 바람직하고, 5~1000μm가 보다 바람직하며, 5~250μm가 더 바람직하고, 5~150μm가 특히 바람직하다.

폴리머 필름의 두께의 측정 방법은, 후술하는 실시예란에 나타내는 바와 같다.

[폴리머 필름의 제조 방법]

본 발명의 폴리머 필름의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 상술한 각 성분을 혼련하여 펠릿을 얻는 펠릿화 공정과, 상기 펠릿을 이용하여 폴리머 필름을 얻는 성막 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 이하에 있어서, 본 발명의 폴리머 필름을 간단히 "필름"이라고 하는 경우가 있다. 이하에 있어서 공정별로 설명한다.

〔펠릿화 공정〕

(펠릿화)

(1) 원료 형태

필름 성막에 이용하는 액정 폴리머는, 펠릿 형상, 플레이크상 또는 분체 상태의 것을 그대로 이용할 수도 있지만, 성막의 안정화 및 첨가제(액정 폴리머 이외의 성분을 의미한다. 이하 동일.)의 균일 분산을 목적으로 하여, 1종류 이상의 원료(액정 폴리머 및 첨가제 중 적어도 일방을 의미한다. 이하 동일.)를, 압출기를 이용하여 혼련 펠릿화하여 사용하는 것이 바람직하다.

(2) 건조 또는 벤트에 의한 건조 대체

펠릿화를 행함에 있어서, 액정 폴리머 및 첨가제는 사전에 건조를 행하는 것이 바람직하다. 건조 방법으로서는, 저노점(低露點)의 가열 에어를 순환시키는 것이나, 진공 건조에 의하여 제습할 수 있다. 특히, 산화되기 쉬운 수지의 경우에는, 진공 건조 또는 불활성 기체를 이용한 건조가 바람직하다.

또, 벤트식 압출기를 이용함으로써, 건조를 대용할 수도 있다. 벤트식 압출기에는 단축(單軸) 및 이축의 타입이 있으며, 어느 쪽도 이용하는 것이 가능하지만, 이축식의 쪽이 보다 효율적이며 바람직하다. 벤트에 의하여 압출기 내를 1기압 미만, 보다 바람직하게는 0~0.8기압, 더 바람직하게는 0~0.6기압으로 펠릿화한다. 이와 같은 감압은, 압출기의 혼련부에 마련한 벤트 또는 호퍼로부터 진공 펌프를 이용하여 배기함으로써 달성할 수 있다.

(3) 원료 공급법

원료 공급법은, 혼련 펠릿화하기 전에 원료를 미리 혼합해 두어 공급하는 방법이어도 되고, 압출기 내로 일정 비율이 되도록 원료를 별개로 공급하는 방법이어도 되며, 양자를 조합한 방법이어도 된다.

(4) 압출기의 종류

펠릿화는, 액정 폴리머 및/또는 첨가제를 혼련기에 의하여 용융 균일 분산시켜, 냉각 고화(固化)한 후에 재단하여 제작할 수 있다. 압출기는, 충분한 용융 혼련 효과가 얻어지는 한, 공지의 단축 스크루 압출기, 비맞물림형 이방향(異方向) 회전 이축 스크루 압출기, 맞물림형 이방향 회전 이축 스크루 압출기, 및, 맞물림형 동방향 회전 이축 스크루 압출기 등을 이용할 수 있다.

(5) 압출 시의 분위기

용융 압출할 때에는, 균일 분산을 방해하지 않는 범위에서, 가능한 한 열 및 산화 열화를 방지하는 것이 바람직하고, 진공 펌프를 이용하여 감압하거나, 불활성 가스를 유입하거나 하여 산소 농도를 저하시키는 것도 유효하다. 이들 방법은 단독으로도 되고 조합하여 실시해도 된다.

(6) 회전수

압출기의 회전수는 10~1000rpm이 바람직하고, 20~700rpm이 보다 바람직하며, 30~500rpm이 특히 바람직하다. 회전 속도를 하한값 이상으로 하면, 체류 시간을 짧게 할 수 있으므로, 열열화에 의하여 분자량이 저하되거나, 열열화에 의한 수지의 착색이 현저해지는 것을 억제할 수 있다. 또, 회전 속도를 상한값 이하로 하면, 전단(剪斷)에 의한 분자쇄의 절단을 억제할 수 있으므로, 분자량 저하나, 가교 젤의 발생 증가 등을 억제할 수 있다. 회전수는, 균일 분산성과 체류 시간 연장에 의한 열열화의 양면으로부터 적정 조건을 선정하는 것이 바람직하다.

(7) 온도

혼련 온도는, 수지 및 첨가제의 열분해 온도 이하로 하는 것이 바람직하고, 압출기의 부하 및 균일 혼련성 저하가 문제가 되지 않는 범위에서, 가능한 한 저온으로 하는 것이 바람직하다. 단, 과도하게 저온으로 하면 용융 점도가 상승하고, 반대로 혼련 시의 전단 응력이 상승하여 분자쇄 절단을 야기하는 경우가 있기 때문에, 적정 범위의 선정이 필요하다. 또, 분산성 업과 열열화의 양립을 위하여, 압출기의 전반 부분에서 비교적 고온에서 용융 혼합시키고, 후반에서 수지 온도를 낮추는 조건도 유효하다.

(8) 압력

펠릿화 시의 혼련 수지 압력은, 0.05~30MPa로 행하는 것이 바람직하다. 전단에 의하여 착색이나 젤이 발생하기 쉬운 수지의 경우에는, 압출기 내에 1~10MPa 정도의 내압을 가하여, 수지 원료를 2축 압출기 내에 충만시키는 것이 바람직하다. 이 결과, 낮은 전단으로 보다 효율적으로 혼련할 수 있기 때문에, 열분해를 억제하면서 균일 분산이 촉진된다. 이와 같은 압력의 조정은, Q/N(스크루 1회전당 토출량)의 조정이나 2축 혼련 압출기 출구에 압력 조정 밸브를 마련함으로써 행할 수 있다.

(9) 전단, 스크루 타입

복수 종류의 원료를 균일 분산시키기 위하여, 전단을 부여하는 것이 바람직하지만, 필요 이상으로 전단을 가함으로써 분자쇄 절단 또는 젤의 발생 등이 일어나는 경우가 있다. 그 때문에, 스크루에 배치하는 로터 세그먼트, 니딩 디스크의 수, 또는, 클리어런스는, 적정하게 선정하는 것이 바람직하다. 일반적으로는, 로터 세그먼트는 클리어런스가 큰 점에서, 니딩 디스크 타입보다 저전단이 되는 경향이 있다.

압출기에서의 전단 속도(펠릿화 시의 전단 속도)는, 60~1000sec^-1가 바람직하고, 100~800sec^-1가 보다 바람직하며, 200~500sec^-1가 특히 바람직하다. 전단 속도가 하한값 이상이면, 원료의 용융 불량의 발생, 및, 첨가제의 분산 불량의 발생을 억제할 수 있다. 전단 속도가 상한값 이하이면, 분자쇄의 절단을 억제할 수 있으며, 분자량 저하, 및, 가교 젤의 발생의 증가 등을 억제할 수 있다. 또, 펠릿화 시의 전단 속도가 상기 범위 내이면, 상술한 섬형상 영역의 원상당 직경을 상술한 범위로 조절하는 것이 용이해진다.

(10) 체류 시간

혼련기 체류 시간은, 혼련기에 있어서의 수지 체류부의 용적과, 폴리머의 토출 용량으로부터 산출할 수 있다. 펠릿화에 있어서의 압출 체류 시간은, 10초간~30분간이 바람직하고, 15초간~10분간이 보다 바람직하며, 30초~3분간이 특히 바람직하다. 충분한 용융을 확보할 수 있는 조건이면, 수지 열화와 수지의 변색을 억제할 수 있기 때문에, 체류 시간은 짧은 편이 바람직하다.

(11) 펠리타이즈 방법

펠리타이즈 방법으로서는, 누들상으로 압출한 것을 물 속에서 고화한 후, 재단하는 방법이 일반적이지만, 압출기에 의한 용융 후, 물 속에 구금로부터 직접 압출하면서 컷하는 언더 워터 컷법, 또는, 뜨거운 상태 그대로 커팅하는 핫 컷법에 의하여 펠릿화를 행해도 된다.

(12) 펠릿 사이즈

펠릿 사이즈는, 단면적이 1~300mm²이고, 길이가 1~30mm인 것이 바람직하며, 단면적이 2~100mm²이고, 길이가 1.5~10mm인 것이 특히 바람직하다.

(13) 그 외의 펠리타이즈 방법 1(용액법)

일반적인 펠리타이즈법으로서는, 상술한 압출기에 의한 용융 혼련법이 일반적이지만, 액정 폴리머와 첨가제의 공통 용제를 이용하여 균일 분산 용액을 제작한 후에, 용제를 제거시키는 방법도 이용할 수 있다.

이와 같은 용제로서는, 메틸알코올, 에틸알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 다이에틸에터, 아세트산 에틸, 아세트산 뷰틸 및 다이클로로메테인 등을 들 수 있다.

용해 후의 농도는, 효율과 분산성의 점에서, 1~50질량%가 바람직하고, 3~35질량%가 보다 바람직하며, 5~30질량%가 특히 바람직하다.

고화는, 용해 후에 용제를 건조함으로써 달성해도 되고(건조법), 용해 후에 빈용제 중에 투입하여 석출시켜도 된다(석출법).

(건조)

(1) 건조의 목적

용융 성막 전에, 펠릿 중의 수분이나 휘발분(分)을 감소시키는 것이 바람직하고, 펠릿의 건조를 행하는 것이 유효하다. 펠릿 중에 수분이나 휘발분이 포함되어 있는 경우에는, 성막 필름으로의 거품 혼입 또는 헤이즈의 저하에 의한 외관의 저하를 야기할 뿐만 아니라, 액정 폴리머의 분자쇄 절단에 의한 물성의 저하, 또는, 모노머 혹은 올리고머의 발생에 의한 롤 오염이 발생하는 경우가 있다. 또, 이용하는 액정 폴리머의 종류에 따라서는, 건조에 의한 용존 산소 제거에 의하여, 용융 성막 시의 산화 가교체의 생성을 억제할 수 있는 경우도 있다.

(2) 건조 방법·가열 방법

건조의 방법에 대해서는, 건조 효율이나 경제성의 점에서 제습 열풍 건조기를 이용하는 것이 일반적이지만, 목적으로 하는 함수율이 얻어지는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 또, 액정 폴리머 물성의 특성에 맞추어, 보다 적절한 방법을 선정하는 것도 문제없다.

가열 방법으로서는, 가압 수증기, 히터 가열, 원적외선 조사, 마이크로파 가열, 및, 열매(熱媒) 순환 가열 방식 등을 들 수 있다.

에너지를 보다 유효하게 이용하는 점과 온도 불균일을 작게 하여 균일한 건조를 행하기 위하여, 건조 설비를 단열 구조로 하는 것이 바람직하다.

건조 효율을 높이기 위하여, 교반할 수도 있지만, 펠릿 분말이 발생하는 경우도 있으므로, 적절히 구분하여 사용하면 된다. 또, 건조 방법은 1종류에 한정될 필요는 없고, 복수 종류를 조합하여 효율적으로 행할 수도 있다.

(3) 장치의 형태

건조 방식은, 연속식과 배치(batch)식의 2종류가 있으며, 진공을 이용한 건조 방식으로는 배치법이 바람직하고, 한편 연속식은 정상 상태에서의 균일성이 우수한 메리트가 있어, 용도에 따른 사용 구분이 필요하다.

(4) 분위기, 풍량

건조 분위기는, 저노점 에어 또는 저노점 불활성 가스의 송풍 또는 감압의 방법이 이용된다. 에어의 노점으로서, 0~-60℃가 바람직하고, -10~-55℃가 보다 바람직하며, -20~-50℃가 특히 바람직하다. 저노점 분위기로 하는 것은, 펠릿 중의 함유 휘발분을 저감시키는 점에서는 바람직하지만, 경제성의 점에서는 불리하고, 적정 범위를 선택하면 된다. 원료가 산소에 의하여 대미지를 받는 경우에는, 불활성 가스를 이용하여 산소 분압을 낮추는 것도 유효하다.

액정 폴리머 1톤당에 필요한 풍량으로서는, 20~2000m³/시간이 바람직하고, 50~1000m³/시간이 보다 바람직하며, 100~500m³/시간이 특히 바람직하다. 건조 풍량이 하한값 이상이면, 건조 효율이 향상된다. 건조 풍량이 상한값 이하인 경우, 경제면에서 바람직하다.

(5) 온도·시간

건조 온도로서는, 원료가 비결정 상태인 경우에는, {유리 전이 온도(Tg)(℃)-1℃}~{Tg(℃)-100℃}(즉, Tg보다 1℃~100℃ 낮은 온도)가 바람직하고, {Tg(℃)-5℃}~{Tg(℃)-60℃}가 보다 바람직하며, {Tg(℃)-10}~{Tg(℃)-40℃}가 특히 바람직하다.

건조 온도가 상한값 이하이면, 수지의 연화에 의한 블로킹을 억제할 수 있으므로, 반송성이 우수하다. 한편, 건조 온도가 하한값 이상이면, 건조 효율을 향상시킬 수 있으며, 또, 함수율을 원하는 값으로 할 수 있다.

또, 결정성 수지의 경우는, {융점(Tm)(℃)-30℃} 이하이면 수지가 융해되지 않고 건조하는 것이 가능하다. 과도하게 고온도로 하면, 착색이나 분자량의 변화(일반적으로는 저하되지만, 경우에 따라서는 상승한다)가 일어나는 경우가 있다. 또, 온도가 과도하게 낮아도 건조 효율이 낮은 점에서, 적정한 조건을 선택할 필요가 있다. 기준으로서는, {Tm(℃)-150℃}~{Tm(℃)-50}℃가 바람직하다.

건조 시간은, 15분 이상이 바람직하고, 1시간 이상이 보다 바람직하며, 2시간 이상이 특히 바람직하다. 또한, 50시간을 초과하여 건조시켜도 추가적인 수분율의 저감 효과는 작고, 수지의 열열화의 우려가 발생하기 때문에, 건조 시간을 불필요하게 길게 하지 않아도 된다.

(6) 함수율

펠릿의 함수율은, 1.0질량% 이하가 바람직하고, 0.1질량% 이하가 보다 바람직하며, 0.01질량% 이하가 특히 바람직하다.

(7) 수송 방법

건조한 펠릿으로의 수분 재흡착을 방지하기 위하여, 펠릿의 수송은 드라이 에어 또는 질소를 이용하는 것이 바람직하다. 또, 압출 안정화를 위하여, 일정 온도의 고온 펠릿을 압출기에 공급하는 것도 유효하고, 가온 상태를 유지하기 위하여 가열 드라이 에어를 이용하는 것도 일반적이다.

〔성막 공정〕

(제조 장치)

이하, 제조 장치를 구성하는 각 설비의 일례에 대하여 설명한다.

(압출기, 스크루, 배럴)

(1) 압출기 구조

액정 폴리머 원료(펠릿)는, 압출기의 공급구를 통하여 실린더 내에 공급된다. 실린더 내는 공급구 측부터 순서대로, 공급한 액정 폴리머를 정량 수송하는 공급부와, 액정 폴리머를 용융 혼련 및 압축하는 압축부와, 용융 혼련 및 압축된 액정 폴리머를 계량하는 계량부로 구성된다. 실린더의 외주부에는 복수로 분할된 가열 냉각 장치가 마련되어 있으며, 실린더 내의 각각의 존을 원하는 온도로 제어할 수 있도록 되어 있다. 실린더의 가열은, 통상 밴드 히터 또는 시즈선 알루미늄 주입 히터가 이용되지만, 열매 순환 가열 방법도 이용할 수 있다. 또, 냉각은 블로어에 의한 공랭이 일반적이지만, 실린더 외주에 권취한 파이프에 물 또는 오일을 흘려보내는 방법도 있다.

또 공급구부는, 펠릿이 가열되어 융착되지 않도록 하는 것과, 스크루 구동 설비 보호를 위한 전열 방지를 위하여, 냉각하는 것이 바람직하다.

실린더의 내벽면은, 내열·내마모성·부식성이 우수하며, 수지와의 마찰이 확보 가능한 소재를 이용하는 것이 필요하다. 일반적으로는 내면을 질화 처리한 질화강이 사용되고 있지만, 크로뮴 몰리브데넘강, 니켈 크로뮴 몰리브데넘강, 스테인리스강을 질화 처리하여 이용할 수도 있다.

특히 내마모성, 내식성이 요구되는 용도에서는, 원심 주조법에 의하여 니켈, 코발트, 크로뮴, 및, 텅스텐 등의 내부식성 및 내마모성의 소재 합금을 실린더의 내벽면에 라이닝시킨 바이메탈릭 실린더를 이용하는 것이나, 세라믹의 용사(溶射) 피막을 형성시키는 것이 유효하다.

또, 실린더는 통상 평활한 내면을 갖지만, 압출량 증대를 목적으로 하여 실린더 내벽에 축방향의 홈(각형(角形) 홈, 반원 홈, 헬리컬 홈 등)을 낸 것도 있다. 단, 실린더에 대한 홈은 압출기 내의 폴리머 체류의 원인이 되기 때문에, 이물 레벨이 엄격한 용도에서의 사용에는 주의가 필요하다.

(2) 압출기의 종류

일반적으로 이용되는 압출기는 크게 나누어, 단축(싱글 스크루)과 이축이 있으며, 단축 압출기가 광범위하게 사용되고 있다. 이축(다축)용 스크루는, 맞물림형과 비맞물림형으로 크게 나뉘며, 회전 방향도 각각 동방향과 이방향으로 나뉜다. 맞물림형의 쪽이, 비맞물림형보다 혼련 효과가 크므로 사용되는 예가 많다. 또, 이방향 회전 스크루의 쪽이 동방향 회전형보다 혼련 효과가 높지만, 동방향 회전형은 자기 청소 효과를 갖고 있기 때문에, 압출기 내의 체류 방지에는 유효하다. 또한 축방향도 평행과 기욺이 있으며, 강한 전단을 부여하는 경우에 이용되는 코니컬 타입의 형상도 있다. 이축 압출기에서는, 벤트구를 적정하게 배치함으로써, 미건조 상태의 원료(펠릿, 파우더, 플레이크)나 성막 도중에 나온 필름의 변폭 등을 그대로 사용할 수 있기 때문에 널리 이용되고 있지만, 단축 압출기의 경우도 벤트구를 적정하게 배치함으로써, 휘발 성분을 제거하는 것도 가능하다. 성막에 이용하는 압출기는, 요구되는 압출 성능(압출 안정성, 혼련성, 체류 방지, 열이력)과 압출기의 특징에 의하여 선정하는 것이 중요하다.

압출기는, 단축, 및, 이축(다축)을 각각 단독으로 이용하는 것이 일반적이지만, 각각의 특징을 활용하여 조합하여 사용하는 것도 일반적이다. 예를 들면, 미건조 원료가 사용 가능한 이축 압출기와 계량성이 양호한 단축 압출기의 조합은 PET(폴리에스터) 수지의 성막에 널리 이용되고 있다.

(3) 스크루의 종류, 구조

여기에서는, 단축 압출기용 스크루의 예를 나타낸다. 일반적으로 이용되는 스크루의 형상으로서는, 등피치의 1조(條)의 나선상 플라이트가 마련된 풀 플라이트 스크루가 이용되는 경우가 많지만, 용융 과정의 수지의 고액상(固液相)을 2조의 플라이트를 이용하여 분리함으로써, 압출성을 안정화 가능한 더블 플라이트 스크루도 이용되는 경우가 많다. 또, 압출기 내에서의 혼련성을 업시키기 위하여, 매독, 덜메이지, 및, 배리어 등의 믹싱 엘리먼트를 조합하는 것도 일반적이다. 또한, 혼련 효과를 높이기 위하여, 스크루의 단면을 다각형으로 한 것이나, 압출기 내의 온도 불균일을 작게 하기 위하여 스크루에 분배 기능 부여를 위한 분배 구멍을 마련한 것도 이용된다.

스크루에 이용되는 소재로서는, 실린더와 동일하게, 내열·내마모성·내부식성이 우수하며, 수지와의 마찰이 확보 가능한 소재를 이용하는 것이 필요하다. 일반적으로는 질화강, 크로뮴 몰리브데넘강, 니켈 크로뮴 몰리브데넘강, 및, 스테인리스강을 들 수 있다. 일반적으로는, 상기 강재(鋼材)를 연삭 가공하고, 질화 처리 및/또는 HCr 등의 도금 처리를 행함으로써, 스크루가 제작되지만, 스크루 표면에 PVD(Physical Vapor Deposition) 또는 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의한 TiN, CrN, 또는, Ti 코팅 등의 특수 표면 가공이 행해지는 경우도 있다.

·직경, 홈 깊이

바람직한 스크루의 직경은, 목표로 하는 단위 시간당 압출량에 따라 상이하지만, 10~300mm가 바람직하고, 20~250mm가 보다 바람직하며, 30~150mm가 특히 바람직하다. 스크루 피드부의 홈 깊이는, 스크루 직경의 0.05~0.20배가 바람직하고, 0.07~0.18배가 보다 바람직하며, 0.08~0.17배가 특히 바람직하다. 플라이트 피치는, 일반적으로는 스크루 직경과 동일한 값으로 하는 경우가 많지만, 용융의 균일성 업을 위하여 짧은 것을 이용하거나, 압출량 업을 위하여 반대로 길게 하거나 하는 것도 행해진다. 또, 플라이트 홈폭은, 스크루 플라이트 피치의 0.05~0.25가 바람직하고, 스크루와 배럴 사이의 마찰과 체류부 저감의 점에서, 일반적으로는 약 0.1이 이용되는 경우가 많다. 플라이트와 배럴의 클리어런스도 스크루 직경의 0.001~0.005배의 것이 이용되지만, 배럴 간의 마찰과 체류부 저감의 점에서, 0.0015~0.004배가 바람직하다.

·압축률

또, 압출기의 스크루 압축비는 1.6~4.5가 바람직하다. 여기에서 스크루 압축비란 공급부와 계량부의 용적비, 즉 (공급부의 단위 길이당 용적)÷(계량부의 단위 길이당 용적)으로 나타나며, 공급부의 스크루축의 외경, 계량부의 스크루축의 외경, 공급부의 홈부 직경, 및, 계량부의 홈부 직경을 사용하여 산출된다. 스크루 압축비가 1.6 이상이면, 충분한 용융 혼련성이 얻어지며, 미용해 부분의 발생을 억제할 수 있고, 제조 후의 열가소성 필름에 미용해 이물이 잔존하기 어려워지며, 탈포 효과에 의하여 기포의 혼입을 억제할 수 있다. 반대로, 스크루 압축비가 4.5 이하이면, 전단 응력이 과도하게 가해지는 것을 억제할 수 있다. 구체적으로는, 분자쇄 절단에 의한 필름의 기계적 강도 저하나, 전단 발열에 의한 과열 착색 현상, 젤 발생에 의한 이물 레벨 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 적정한 스크루 압축비는, 1.6~4.5가 바람직하고, 1.7~4.2가 보다 바람직하며, 1.8~4.0이 특히 바람직하다.

·L/D

L/D란 실린더 내경에 대한 실린더 길이의 비이다. L/D가 20 이상이면, 용융 및 혼련이 충분해지고, 압축비가 적절한 경우와 동일하게 제조 후의 열가소성 필름에 있어서의 미용해 이물의 발생을 억제할 수 있다. 또, L/D가 70 이하이면, 압출기 내에서의 액정 폴리머의 체류 시간이 짧아지므로, 수지의 열화를 억제할 수 있다. 또, 체류 시간을 짧게 할 수 있으면, 분자쇄의 절단에 의한 분자량 저하를 원인으로 하는, 열가소성 필름의 기계적 강도의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, L/D는 20~70의 범위가 바람직하고, 22~65가 보다 바람직하며, 24~50이 특히 바람직하다.

·스크루 프로포션

압출기 공급부의 길이는, 스크루 유효 길이(공급부, 압축부, 계량부의 합계 길이)의 20~60%의 길이로 하는 것이 바람직하고, 30~50%가 보다 바람직하다. 압출기 압축부의 길이는, 스크루 유효 길이의 5~50%의 길이로 하는 것이 바람직하고, 결정성 수지의 경우에는 5~40%, 비정성 수지의 경우에는 10~50%가 바람직하다. 계량부는, 스크루 유효 길이의 20~60%의 길이로 하는 것이 바람직하고, 30~50%의 길이로 하는 것이 보다 바람직하다. 계량 부분을 복수로 분할하고, 그 사이에 믹싱 엘리먼트를 배치하여 혼련성을 업시키는 것도 일반적으로 행해진다.

·Q/N

압출기의 토출량 (Q/N)은, 이론 최대 토출량 (Q/N)_MAX의 50~99%가 바람직하고, 60~95%가 보다 바람직하며, 70~90%가 특히 바람직하다. 또한, Q는 토출량[cm³/min], N은 스크루 회전수[rpm]를 나타내고, (Q/N)은 스크루 1회전당 토출량을 나타낸다. 토출량 (Q/N)을 이론 최대 토출량 (Q/N)_MAX의 50% 이상이면, 압출기 내에서의 체류 시간을 짧게 할 수 있으며, 압출기 내부에서의 열열화의 진행을 억제할 수 있다. 또, 99% 이하의 경우에는, 배압이 충분하기 때문에 혼련성이 향상되고, 용융 균일화가 향상될 뿐만 아니라, 압출 압력의 안정성도 양호해진다.

이와 같은 스크루 디멘션은, 수지의 결정성, 용융 점탄 특성, 및, 열안정성과, 압출 안정성이나 용융 가소화의 균일성을 고려한 후, 최적인 것을 선정하는 것이 바람직하다.

(4) 압출 조건

·원료 건조

압출기에 의한 펠릿의 용융 가소화 공정에서도, 펠릿화 공정과 동일하게 수분이나 휘발분을 감소시키는 것이 바람직하고, 펠릿의 건조를 행하는 것이 유효하다.

·원료 공급법

압출기의 공급구로부터 투입되는 원료(펠릿)가, 복수 종류인 경우에는, 미리 혼합해 두어도 되고(프리믹스법), 압출기 내로 일정 비율이 되도록 별개로 공급해도 되며, 또는, 양자를 조합한 방법이어도 된다. 또, 압출 안정화를 위하여, 공급구로부터 투입하는 원료의 온도나 부피 비중의 변동을 작게 하는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 또, 가소화 효율의 점에서, 원료 온도는 점착하여 공급구에 블로킹하지 않는 범위이면 고온인 것이 바람직하고, 비결정 상태의 경우에는 {유리 전이 온도(Tg)(℃)-150℃}~{Tg(℃)-1℃}, 결정성 수지의 경우에는 {융점(Tm)(℃)-150℃}~{Tm(℃)-1℃}의 범위가 바람직하며, 원료의 가온이나 보온이 행해진다. 또, 원료의 부피 비중은, 가소화 효율의 점에서, 용융 상태의 0.3배 이상인 것이 바람직하고, 0.4배 이상인 것이 특히 바람직하다. 원료의 부피 비중이 용융 상태의 비중의 0.3배 미만일 때에는, 원료를 압축하여 의사(擬似) 펠릿화하는 등의 가공 처리가 행해진다.

·압출 시의 분위기

용융 압출 시의 분위기는, 펠릿화 공정과 동일하게 균일 분산을 방해하지 않는 범위에서, 가능한 한 열 및 산화 열화를 방지하는 것이 필요하고, 불활성 가스(질소 등)의 주입이나 진공 호퍼를 이용하여 압출기 내의 산소 농도를 낮추는 것이나, 압출기에 벤트구를 마련하여 진공 펌프에 의한 감압을 행하는 것도 유효하다. 이들 감압, 불활성 가스의 주입은 독립적으로 실시해도 되고, 조합하여 실시해도 상관없다.

·회전수

압출기의 회전수는 5~300rpm이 바람직하고, 10~200rpm이 바람직하며, 15~100rpm이 특히 바람직하다. 회전 속도가 하한값 이상이면, 체류 시간이 짧아져, 열열화에 의한 분자량의 저하를 억제할 수 있고, 변색을 억제할 수 있다. 회전 속도가 상한값 이하이면, 전단에 의한 분자쇄의 절단을 억제할 수 있고, 분자량 저하나 가교 젤의 증가를 억제할 수 있다. 회전수는, 균일 분산성과 체류 시간 연장에 의한 열열화의 양면으로부터 적정 조건을 선정하는 것이 바람직하다.

·온도

배럴 온도(공급부 온도 T_1℃, 압축부 온도 T_2℃, 계량부 온도 T_3℃)는, 일반적으로는 이하의 방법으로 결정된다. 펠릿을 압출기에 의하여 목표 온도 T℃에서 용융 가소화시키는 경우, 계량부 온도 T₃은 전단 발열량을 고려하여 T±20℃로 설정된다. 이때 T₂는 T_3±20℃의 범위 내에서 압출 안정성과 수지의 열분해성을 고려하여 설정한다. T₁은 일반적으로는 {T₂(℃)-5℃}~{T₂(℃)-150℃}로 하고, 수지를 보내는 구동력(피드력(力))이 되는 수지와 배럴의 마찰 확보와, 피드부에서의 예열의 양립의 점에서, 최적값을 선정한다. 통상의 압출기의 경우에는, T₁~T₃ 각 존을 세분하여 온도를 설정하는 것이 가능하고, 각 존 간의 온도 변화가 완만해지는 것 같은 설정을 행함으로써, 보다 안정화시키는 것이 가능해진다. 이때, T는 수지의 열열화 온도 이하로 하는 것이 바람직하고, 압출기의 전단 발열에 의하여, 열열화 온도를 초과하는 경우에는, 적극적으로 전단 발열을 냉각 제거하는 것도 일반적으로 행해진다. 또, 분산성 업과 열열화의 양립을 위하여, 압출기의 전반 부분에서 비교적 고온에서 용융 혼합시키고, 후반에서 수지 온도를 낮추는 조건도 유효하다.

·스크루 온도 조절

압출의 안정화를 위하여, 스크루의 온도를 제어하는 것도 행해진다. 온도 제어 방법으로서는, 스크루 내부에 물 또는 매체를 흘려보내는 것이 일반적이고, 경우에 따라서는 스크루의 내부에 히터를 내장시켜 가열하는 것도 행해진다. 온도 제어하는 범위는 스크루의 공급부가 일반적이지만, 경우에 따라서는 압축부나 계량부를 행하는 경우도 있으며, 각 존에서 상이한 온도로 제어하는 것도 행해진다.

·압력

압출기 내의 수지 압력은 1~50MPa이 일반적이고, 압출의 안정성과 용융 균일성의 점에서 2~30MPa이 바람직하며, 3~20MPa이 특히 바람직하다. 압출기 내의 압력이 1MPa 이상이면, 압출기 내의 멜트의 충만율이 충분하기 때문에, 압출 압력의 불안정화나 체류부 발생에 의한 이물 발생을 억제할 수 있다. 또, 압출기 내의 압력이 50MPa 이하이면, 압출기 내부에서 받는 전단 응력이 과다해지는 것을 억제할 수 있으므로, 수지 온도의 상승에 의한 열분해를 억제할 수 있다.

·체류 시간

압출기에 있어서의 체류 시간(성막 시의 체류 시간)은, 펠릿화 공정과 동일하게, 압출기 부분의 용적과, 폴리머의 토출 용량으로부터 산출할 수 있다. 체류 시간은, 10초간~30분간이 바람직하고, 15초간~15분간이 보다 바람직하며, 30초간~10분간이 특히 바람직하다. 체류 시간이 10초간 이상이면, 용융 가소화와 첨가제의 분산이 충분해진다. 체류 시간이 30분간 이하이면, 수지 열화와 수지의 변색을 억제할 수 있는 점에서 바람직하다.

(여과(스크린 체인저))

·종류, 설치 목적, 구조

원료 중에 포함되는 이물에 의한 기어 펌프의 손상 방지, 및, 압출기 하류에 설치하는 미세한 구멍 직경의 필터 수명 연장을 위하여, 압출기 출구부에 여과 설비를 마련하는 것이 일반적으로 이용된다. 메시상의 여과재를, 강도를 갖는 개구율이 높은 보강판과 조합하여 이용하는, 이른바 브레이커 플레이트식의 여과를 행하는 것이 바람직하다.

·메시 사이즈, 여과 면적

메시 사이즈는 40~800메시가 바람직하고, 60~700메시가 보다 바람직하며, 100~600메시가 특히 바람직하다. 메시 사이즈가 40메시 이상이면, 이물이 메시를 통과하는 것을 충분히 억제할 수 있다. 또, 800메시 이하이면, 여과 압력 상승 스피드의 향상을 억제할 수 있고, 메시 교환 빈도를 낮게 할 수 있다. 또, 필터 메시는 여과 정밀도와 강도 유지의 점에서, 메시 사이즈가 상이한 복수 종류를 중첩하여 이용하는 것이 일반적으로 이용된다. 또, 여과 개구 면적을 넓게 취하는 것이 가능하고, 메시의 강도 유지가 가능한 점에서 브레이커 플레이트를 이용하여 필터 메시를 보강하는 것도 이용된다. 이용하는 브레이커 플레이트의 개구율은 여과 효율과 강도의 점에서 30~80%가 일반적으로 이용된다.

또, 스크린 체인저는, 압출기의 배럴 직경과 동일 직경의 것이 이용되는 경우가 많지만, 여과 면적을 늘리기 위하여 테이퍼상의 배관을 이용하고, 보다 큰 직경의 필터 메시를 이용하거나, 유로를 분기하여 복수의 브레이커 플레이트를 이용하는 것도 일반적으로 이용된다. 여과 면적은 1초간당 유량 0.05~5g/cm²를 기준으로 선정하는 것이 바람직하고, 0.1~3g/cm²가 보다 바람직하며, 0.2~2g/cm²가 특히 바람직하다.

이물을 포착함으로써 필터는 막힘을 일으켜 여과압이 상승한다. 그때에는 압출기를 정지하여 필터를 교환할 필요가 있지만, 압출을 계속하면서 필터를 교환 가능한 타입도 사용할 수 있다. 또, 이물 포착에 의한 여과 압력 상승 대책으로서, 필터에 포착된 이물을 폴리머의 유로를 반대로 하여 세정 제거함으로써 여과 압력을 저하시키는 기능을 갖는 것도 이용할 수 있다.

(정밀 여과)

·종류, 설치 목적, 구조

더 고정밀도의 이물 여과를 하기 위하여, 다이로부터 압출을 행하기 전에, 여과 정밀도가 높은 정밀 필터 장치를 마련하는 것이 바람직하다. 필터 여과재의 여과 정밀도는 높은 편이 바람직하지만, 여과재의 내압이나 여과재의 막힘에 의한 여과압 상승으로부터, 여과 정밀도는 3μm~30μm가 바람직하고, 3μm~20μm가 보다 바람직하며, 3μm~10μm가 특히 바람직하다. 정밀 여과 장치는, 통상 1개소 마련하지만, 직렬 및/또는 병렬로 복수 개소 마련하여 행하는 다단 여과를 행해도 된다. 이용하는 필터는 여과 면적을 크게 취하며, 내압성이 높은 점에서, 리프형 디스크 필터를 도입한 여과 장치를 마련하는 것이 바람직하다. 리프형 디스크 필터는, 내압, 및, 필터 라이프의 적성을 확보하기 위하여, 장전(裝塡) 매수를 조정하는 것이 가능하다.

필요한 여과 면적은, 여과를 행하는 수지의 용융 점도에 따라 상이하지만, 5~100g·cm^-2·h^-1가 바람직하고, 10~75g·cm^-2·h^-1가 보다 바람직하며, 15~50g·cm^-2·h^-1가 특히 바람직하다. 여과 면적을 크게 하는 것은 여과압 상승의 점에서는 유리하지만, 필터 내부에서의 체류 시간이 길어져, 열화 이물 발생의 원인이 되기 때문에, 적정 조건의 선택이 필요해진다.

여과재의 종류는, 고온 고압하에서 사용되는 점에서 철강 재료를 이용하는 것이 바람직하고, 철강 재료 중에서도 스테인리스강, 또는, 스틸을 이용하는 것이 보다 바람직하며, 부식의 점에서 스테인리스강을 이용하는 것이 특히 바람직하다.

여과재의 구성으로서는, 선재를 엮은 것 외에, 예를 들면, 금속 장섬유 또는 금속 분말을 소결하여 형성하는 소결 여과재도 사용된다. 또, 단일 직경의 선재에 의한 필터를 이용하는 것이 일반적이지만, 필터 라이프나 여과 정밀도 개량을 위하여, 필터의 두께 방향에서 선경(線徑)이 상이한 것을 적층하거나, 선경이 연속적으로 변화되어 있는 여과재를 이용하거나 하는 경우도 있다.

또, 필터의 두께는 여과 정밀도의 점에서는, 두꺼운 편이 바람직하지만, 한편, 여과압 상승의 점에서는, 얇은 편이 바람직하다. 그 때문에, 양립 조건 가능한 범위로서, 필터의 두께는, 200μm~3mm가 바람직하고, 300μm~2mm가 보다 바람직하며, 400μm~1.5mm가 특히 바람직하다.

필터 공공(空孔)률은, 50% 이상이 바람직하고, 70% 이상이 특히 바람직하다. 50% 이상이면, 압력 손실이 낮고, 막힘이 적어지므로, 장시간의 운전이 가능해진다. 필터 공공률은, 90% 이하가 바람직하다. 90% 이하이면, 여과압이 상승했을 때에 여과재가 찌그러지는 것을 억제할 수 있으므로, 여과 압력의 상승을 억제할 수 있다.

여과재의 여과 정밀도, 여과재의 선경, 여과재의 공공률, 및, 여과재의 두께는, 여과를 행하는 수지의 용융 점도나 여과 유속에 따라 적절히 선택하는 것이 바람직하다.

(접속 배관 외)

성막 장치 각부(各部)를 연결하는 배관류(어댑터 배관, 전환 밸브, 혼합 장치)도, 압출기의 배럴이나 스크루와 동일하게 내식성이나 내열성이 우수한 것이 필요하며, 통상은 크로뮴 몰리브데넘강, 니켈 크로뮴 몰리브데넘강, 또는, 스테인리스강이 이용된다. 또, 내식성을 향상시키기 위하여, 폴리머 유로면에 HCr이나 Ni 등의 도금 처리가 행해진다.

또, 배관 내부의 체류를 방지하기 위하여, 배관 내부의 표면 조도는 Ra=200nm 이하가 바람직하고, Ra=150nm 이하가 보다 바람직하다.

또, 배관 직경은 압력 손실 저감의 점에서는 큰 편이 바람직하지만, 한편 배관부의 유속의 저하에 의한, 체류가 발생하기 쉬워진다. 그 때문에, 적정한 배관 직경을 선정할 필요가 있지만, 5~200Kg·cm^-2·h^-1가 바람직하고, 10~150Kg·cm^-2·h^-1가 보다 바람직하며, 15~100Kg·cm^-2·h^-1가 특히 바람직하다.

용융 점도의 온도 의존성이 높은 액정 폴리머의 압출 압력 안정화를 위해서는, 배관 부분도 온도 변동을 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하다. 일반적으로는, 배관의 가열에는 설비 비용이 저가인 밴드 히터가 이용되는 경우가 많지만, 온도 변동이 작은 알루미늄 주입 히터나, 열매 순환에 의한 방법이 보다 바람직하다. 또, 배관도 실린더 배럴과 동일하게 복수로 분할하여, 각 존을 각각 제어하는 것이, 온도 불균일을 저감시키는 점에서 바람직하다. 또 온도 제어에 대해서는 PID 제어(Proportional-Integral-Differential Controller)가 일반적이지만, 교류 전력 조정기를 이용하여 히터 출력을 가변 제어하는 방법도 조합하여 이용하는 것이 보다 바람직하다.

또, 압출기의 유로 내에 혼합 장치를 설치함으로써, 수지 온도나 수지 조성의 균일화를 행하는 것도 필름의 균일화에 유효하다. 혼합 장치로서는, 스파이럴 타입, 또는, 스테이터 타입의 스태틱 믹서가 이용되는 것이 유효하고, 고점도의 폴리머의 균일화에는 스파이럴 타입의 스태틱 믹서가 효과적이다. n단의 스태틱 믹서를 이용함으로써, 2n으로 분할 균일화되기 때문에, n이 클수록 균일화가 촉진되지만, 한편 압력 손실이나 체류부 발생의 문제도 있기 때문에, 필요한 균일성에 따라 선정이 필요하다. 필름의 균일화에는, 5~20단이 바람직하고, 7~15단이 보다 바람직하며, 스태틱 믹서에 의한 균일화 후, 즉시 다이로부터 압출되어 필름화되는 것이 바람직하다.

또, 압출기 내부에서 열화된 폴리머를 필터나, 다이를 통과시키지 않도록, 배출시킬 수 있는 블리드 밸브를 압출기 유로 내에 설치하는 것도 행해진다. 단, 전환부가 체류가 되어 이물 발생의 원인이 되기 때문에, 전환 밸브부는 엄격한 가공 정밀도가 요구된다.

(기어 펌프)

두께 정밀도를 향상시키기 위해서는, 토출량의 변동을 감소시키는 것이 바람직하다. 압출기와 다이의 사이에 기어 펌프를 마련하여, 기어 펌프로부터 일정량의 수지를 공급함으로써, 두께 정밀도를 향상시킬 수 있다. 기어 펌프란, 드라이브 기어와 드라이븐 기어로 이루어지는 한 쌍의 기어가 서로 맞물린 상태로 수용되고, 드라이브 기어를 구동하여 양 기어를 맞물림 회전시킴으로써, 하우징에 형성된 흡인구로부터 용융 상태의 수지를 캐비티 내에 흡인하며, 동일하게 하우징에 형성된 토출구로부터 그 수지를 일정량 토출하는 것이다. 압출기 선단 부분의 수지 압력이 약간 변동되어도, 기어 펌프를 이용함으로써 변동을 흡수하여, 성막 장치 하류의 수지 압력의 변동은 매우 작은 것이 되어, 두께 변동이 개선된다. 기어 펌프를 이용함으로써, 기어 펌프 2차 측의 압력 변동을 1차 측의 1/5 이하로 하는 것도 가능하며, 수지 압력 변동폭을 ±1% 이내로 할 수 있다. 그 외의 메리트로서는, 스크루 선단부의 압력을 높이지 않고 필터에 의한 여과가 가능한 점에서, 수지 온도 상승의 방지, 수송 효율의 향상, 및, 압출기 내에서의 체류 시간의 단축을 기대할 수 있다. 또, 필터의 여과압 상승이 원인으로, 스크루로부터 공급되는 수지량이 경시적으로 변동되는 것도 방지할 수 있다.

·타입, 사이즈

통상은 2개의 기어의 맞물림 회전에 의하여 정량화를 행하는, 2기어 타입을 이용하지만, 기어의 톱니바퀴에 의한 맥동이 문제가 되는 경우에는, 3기어 타입을 이용하여 서로의 맥동을 간섭시켜 작게 하는 것도 일반적으로 이용되고 있다. 이용하는 기어 펌프의 사이즈는, 압출 조건에 있어서 회전수가 5~50rpm이 되는 용량의 것을 선정하는 것이 일반적이고, 7~45rpm이 바람직하며, 8~40rpm이 특히 바람직하다.

회전수가 상기 범위가 되는 기어 펌프의 사이즈를 선택함으로써, 전단 발열에 의한 수지 온도 상승을 억제할 수 있으며, 또한, 기어 펌프 내부의 체류에 의한 수지 열화를 억제할 수 있다.

또, 기어 펌프는 기어의 맞물림에 의하여 끊임없이 마모를 받는 점에서, 내마모성이 우수한 소재를 이용할 것이 요구되며, 스크루나 배럴과 동일한 내마모성 소재를 이용하는 것이 바람직하다.

·체류부 대책

기어 펌프의 베어링 순환용 폴리머의 흐름이 나빠짐으로써, 구동부와 베어링부에 있어서의 폴리머에 의한 시일이 나빠져, 계량 및 송액 압출 압력의 변동이 커지거나 하는 문제가 발생하는 경우가 있으므로, 액정 폴리머의 용융 점도에 맞춘 기어 펌프의 설계(특히 클리어런스)가 필요하다. 또, 경우에 따라서는, 기어 펌프의 체류 부분이 액정 폴리머의 열화의 원인이 되기 때문에, 체류가 가능한 한 적은 구조가 바람직하다. 또, 체류된 베어링부의 폴리머를 기어 펌프 밖으로 배출함으로써, 필름 중에 체류 폴리머가 혼입되는 것을 방지하는 방법도 이용된다. 또, 기어 펌프에서의 전단 발열량이 크고 수지 온도가 상승하는 경우에는, 기어 펌프를 공랭 및/또는 냉각 매체를 순환시킴으로써 냉각하는 것도 유효하다.

·운전 조건

기어 펌프는 1차 압력(입압)과 2차 압력(출압)의 차를 과도하게 크게 하면, 기어 펌프의 부하가 커져, 전단 발열이 커진다. 그 때문에, 운전 시의 차압은 20MPa 이내가 바람직하고, 15MPa 이내가 보다 바람직하며, 10MPa 이내가 특히 바람직하다. 또, 필름 두께의 균일화를 위하여, 기어 펌프의 일차 압력을 일정하게 하기 위하여, 압출기의 스크루 회전을 제어하거나, 압력 조절 밸브를 이용하거나 하는 것도 유효하다.

(다이)

·종류, 구조, 소재

여과에 의하여 이물이 제거되고, 추가로 믹서에 의하여 온도가 균일화된 용융 수지는, 다이에 연속적으로 보내진다. 다이는 용융 수지의 체류가 적은 설계이면, 일반적으로 이용되는 T 다이, 피쉬 테일 다이, 및, 행거 코트 다이 중 어느 타입도 이용할 수 있다. 이 중에서, 두께 균일성과 체류가 적은 점에서, 행거 코트 다이가 바람직하다.

T 다이 출구 부분의 클리어런스는, 필름 두께의 1~20배가 바람직하고, 1.5~15배가 보다 바람직하며, 2.0~10배가 특히 바람직하다. 립 클리어런스가 필름 두께의 1배 이상이면, 다이의 내압의 상승을 억제할 수 있으므로, 필름 두께의 컨트롤이 용이해져, 성막에 의하여 면상(面狀)이 양호한 시트가 얻어진다. 또, 립 클리어런스가 필름 두께의 20배 이하이면, 드래프트비가 과도하게 커지는 것을 억제할 수 있으므로, 시트의 두께 정밀도가 양호해진다.

필름의 두께 조정은, 다이 선단 부분의 구금(口金)의 클리어런스를 조정함으로써 행하는 것이 일반적이고, 두께 정밀도의 점에서 플렉시블 립을 이용하는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는 초크 바를 이용하여 조정하는 경우도 있다.

구금의 클리어런스 조정은, 다이 출구부의 조정 볼트를 이용하여 변경 가능하다. 조정 볼트는, 15~50mm 간격으로 배치하는 것이 바람직하고, 35mm 간격 이하가 보다 바람직하며, 25mm 간격 이하로 배치하는 것이 바람직하다. 50mm 간격 이하이면, 조정 볼트 간에 있어서의 두께 불균일의 발생을 억제할 수 있다. 15mm 간격 이상이면, 조정 볼트의 강성이 충분해지므로, 다이의 내압 변동을 억제할 수 있으며, 필름 두께의 변동을 억제할 수 있다. 또, 다이의 내벽면은, 벽면 체류의 점에서 평활한 것이 바람직하고, 예를 들면, 연마에 의하여 표면 평활성을 높일 수 있다. 경우에 따라서는, 내벽면을 도금 처리한 후, 연마 가공에 의하여 평활도를 높이는 것, 또는, 증착 처리에 의하여 폴리머와의 박리성을 개선하는 것도 행해진다.

또, 다이로부터 나온 폴리머의 유속은, 다이의 폭방향에서 균일한 것이 바람직하다. 그 때문에, 이용하는 액정 폴리머의 용융 점도 전단 속도 의존성에 따라, 이용하는 다이의 매니폴드 형상을 변경하는 것이 바람직하다.

또, 다이로부터 나온 폴리머의 온도도 폭방향에서 균일한 것이 바람직하다. 그 때문에, 다이의 방열이 큰 다이 단부(端部)의 설정 온도를 높게 하는 것, 또는, 다이 단부의 방열을 억제하는 등의 연구를 함으로써, 균일화를 행하는 것이 바람직하다.

또, 다이의 가공 정밀도 부족 또는 다이 출구 부분에 대한 이물 부착에 의하여, 다이 줄무늬가 발생하여, 필름의 현저한 품질 저하를 야기하는 점에서, 다이 립부는 평활한 것이 바람직하며, 그 산술 평균 표면 조도 Ra는 0.05μm 이하가 바람직하고, 0.03μm 이하가 바람직하며, 0.02μm 이하가 특히 바람직하다. 또, 다이 립 에지부의 곡률 반경 R은, 100μm 이하가 바람직하고, 70μm 이하가 보다 바람직하며, 50μm 이하가 특히 바람직하다. 또, 세라믹을 용사함으로써, R=20μm 이하의 샤프한 에지로 가공한 것도 이용할 수 있다.

장기 연속 생산의 두께 변동의 저감에는, 하류의 필름 두께를 계측하여, 두께 편차를 계산하고, 그 결과를 다이의 두께 조정에 피드백시키는, 자동 두께 조정 다이도 유효하다.

다이와 폴리머의 롤 착지점 사이는 에어 갭으로 불리며, 두께 정밀도 향상이나 네크인(neck-in)양(필름폭 감소에 의한 단부 두께 업) 감소에 의한 성막 안정화를 위해서는 에어 갭은 짧은 편이 바람직하다. 다이 선단부의 각도를 예각으로 하는 것이나, 다이 두께를 얇게 함으로써, 롤과 다이의 간섭을 방지하며, 에어 갭을 짧게 하는 것이 가능하지만, 한편으로는 다이의 강성이 저하되고, 수지의 압력에 의하여 다이의 중앙 부분이 개구를 일으켜 두께 정밀도가 반대로 저하되는 현상이 발생하는 경우가 있다. 그 때문에, 다이의 강성과 에어 갭 단축의 양립이 가능한 조건을 선정하는 것이 바람직하다.

·다층 성막

필름의 제조에는, 설비 비용이 저렴한 단층 성막 장치가 일반적으로 이용되지만, 기능층을 외층에 마련하기 때문에, 2종 이상의 구조를 갖는 필름을 제조하기 위하여 다층 성막 장치를 이용해도 된다. 구체적으로는, 다층용 피드 블록을 이용하여 다층화를 행하는 방법, 및, 멀티매니폴드 다이를 이용하는 방법을 들 수 있다. 일반적으로는 기능층을 표층에 얇게 적층하는 것이 바람직하지만, 특별히 층비(層比)를 한정하는 것은 아니다.

펠릿이 공급구로부터 압출기로 들어가, 공급 수단(예를 들면 다이)으로부터 나올 때까지의 체류 시간(압출기 통과 후부터 다이 토출까지의 체류 시간)은, 1~30분간이 바람직하고, 2~20분간이 보다 바람직하며, 3~10분간이 특히 바람직하다. 폴리머의 열열화의 점에서는, 체류 시간이 짧은 설비를 선정하는 것이 바람직하다. 단, 압출기 내부의 용적을 작게 하기 위하여, 예를 들면 여과 필터의 용량을 과도하게 작게 하면 필터 수명이 짧아져, 교환 빈도가 늘어나는 경우가 있다. 또, 배관 직경을 과도하게 작게 하는 것도 압력 손실을 크게 하는 경우가 있다. 이와 같은 이유에서, 적정한 사이즈의 설비를 선정하는 것이 바람직하다.

또, 체류 시간을 30분 이내로 함으로써, 상술한 명부의 최대 원상당 직경을 상술한 범위로 조절하는 것이 용이해진다.

(캐스트)

성막 공정은, 용융 상태의 액정 폴리머를 공급 수단으로부터 공급하는 공정과, 용융 상태의 액정 폴리머를 캐스트 롤 상에 착지시켜 필름상으로 성형하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 이것을 냉각 및 고화하여 그대로 필름으로서 권취해도 되고, 한 쌍의 협압(挾壓)면의 사이를 통과시켜 연속적으로 협압하여 필름상으로 성형해도 된다.

그때, 용융 상태의 액정 폴리머(멜트)를 공급하는 수단에 특별히 제한은 없다. 예를 들면, 멜트의 구체적인 공급 수단으로서, 액정 폴리머를 용융하여 필름상으로 압출하는 압출기를 이용하는 양태여도 되고, 압출기 및 다이를 이용하는 양태여도 되며, 액정 폴리머를 한 번 고화하여 필름상으로 한 후에 가열 수단에 의하여 용융하여 멜트를 형성하고, 성막 공정에 공급하는 양태여도 된다.

다이로부터 시트상으로 압출된 용융 수지를 한 쌍의 협압면을 갖는 장치에 의하여 협압하는 경우에는, 협압면의 표면 형태를 필름에 전사(轉寫)시키는 것이 가능할 뿐만 아니라, 액정 폴리머를 포함하는 조성물에 신장 변형을 부여함으로써 배향성을 제어시킬 수 있다.

·성막 방법, 종류

용융 상태의 액정 폴리머를 필름상으로 성형하는 방법 중에서도, 높은 협압력이 부여 가능하고, 필름 면상이 우수한 점에서, 2개의 롤(예를 들면, 터치 롤 및 칠 롤) 간을 통과시키는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에서는, 용융물을 반송하는 캐스트 롤을 복수 갖고 있는 경우, 최상류의 액정 폴리머 공급 수단(예를 들면, 다이)에 가장 가까운 캐스트 롤을 칠 롤이라고 한다. 그 외에도, 금속 벨트끼리로 협압하는 방법이나, 롤과 금속 벨트를 조합한 방법도 이용할 수 있다. 또, 경우에 따라서는, 롤이나 금속 벨트와의 밀착성을 높이기 위하여, 캐스트 드럼 상에서 정전 인가법, 에어 나이프법, 에어 챔버법, 및, 배큐엄 노즐법 등의 성막법을 조합하여 이용할 수도 있다.

또, 다층 구조의 필름을 얻는 경우에는, 다이로부터 다층으로 압출된 용융 폴리머를 협압함으로써 얻는 것이 바람직하지만, 단층 구조의 필름을, 용융 래미네이트의 요령으로 협압부에 도입하여 다층 구조의 필름을 얻을 수도 있다. 또, 이때에 협압부의 주속(周速)차 또는 배향축 방향을 변경함으로써, 두께 방향에서 경사 구조가 상이한 필름이 얻어지고, 이 공정을 수 회 행함으로써, 3층 이상의 필름을 얻는 것도 가능하다.

또한, 협압 시에 TD 방향으로 터치 롤을 주기 진동시키는 등 하여, 변형을 부여해도 된다.

·롤의 종류, 소재

캐스트 롤은, 표면 조도와 협압하는 경우의 협압력의 균일성의 점, 및, 롤 온도의 균일성의 점에서, 강성을 갖는 금속 롤이 바람직하다. "강성을 갖는다"란, 협압면의 재질에 따라서만 판단되는 것은 아니고, 표면 부분에 이용되는 강성 소재의 두께와 표면 부분을 지지하는 구조의 두께의 비율을 감안하여 결정되는 것이다. 예를 들면, 표면 부분이 원기둥형의 지지 롤에 의하여 구동되고 있는 경우, 강성 소재 외통(外筒) 두께/지지 롤 직경의 비가 예를 들면 1/80 정도 이상인 것을 나타낸다.

강성을 갖는 금속 롤에 이용하는 재질은, 탄소강, 및, 스테인리스강이 일반적이지만, 크로뮴 몰리브데넘강, 니켈 크로뮴 몰리브데넘강, 경우에 따라서는 주철을 이용할 수 있다. 또, 필름 박리성 등의 표면성 개질을 위하여, 크로뮴 혹은 니켈 등의 도금 처리, 또는, 세라믹 용사 등의 가공이 행해지는 경우도 있다. 금속 벨트를 이용하는 경우에는, 필요한 협압력을 부여하기 위하여, 벨트의 두께는, 0.5mm 이상이 바람직하고, 1mm 이상이 보다 바람직하며, 2mm 이상이 특히 바람직하다. 또, 고무제의 롤이나 고무제의 롤과 금속 슬리브를 조합한 롤을 이용한 경우에는, 롤의 경도가 낮고, 협압부의 길이가 길어지기 때문에, 롤 간에 고선압을 가해도 실효의 협압력이 높아지지 않는 경우가 있다. 그 때문에, 필요한 협압력을 부여하기 위해서는, 극히 높은 경도의 고무를 이용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 고무 경도는, 80° 이상이 바람직하며, 90° 이상이 보다 바람직하다. 단, 고무 롤이나 고무로 라이닝한 금속 롤은, 고무 표면의 요철이 크기 때문에, 필름의 평활성이 저하되는 경우가 있다.

한 쌍의 롤에 의하여 협압력을 부여하는 데 적합한 롤 닙 길이는, 0mm보다 크고 5m 이내가 바람직하며, 0mm보다 크고 3mm 이내가 보다 바람직하다.

·롤 직경

캐스트 롤로서는 직경이 큰 롤을 이용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 직경은, 200~1500mm가 바람직하다. 직경이 큰 롤을 이용하면, 롤의 휨을 저감시킬 수 있기 때문에, 협압하는 경우에 높은 협압력을 균일하게 부여시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 또, 본 발명의 제조 방법에서는, 협압하는 2개의 롤의 직경은 동일해도 되고, 상이해도 된다.

·롤 경도

상기 범위의 롤 간 압력을 부여하기 위하여, 롤의 쇼어 경도는, 45HS 이상이 바람직하고, 50HS 이상이 보다 바람직하며, 60~90HS가 특히 바람직하다. 쇼어 경도는, JIS Z 2246의 방법을 이용하여, 롤폭 방향으로 5점 및 둘레 방향으로 5점 측정한 값의 평균값으로부터 구할 수 있다.

·표면 조도, 원통도, 진원도, 직경 편차

캐스트 롤이나 터치 롤의 표면은, 산술 평균 표면 조도 Ra가 100nm 이하인 것이 바람직하고, 50nm 이하가 보다 바람직하며, 25nm 이하가 특히 바람직하다.

진원도는, 5μm 이하가 바람직하고, 3μm 이하가 보다 바람직하며, 2μm 이하가 특히 바람직하다. 원통도는, 5μm 이하가 바람직하고, 3μm가 보다 바람직하며, 2μm 이하가 특히 바람직하다. 직경 편차는, 7μm 이하가 바람직하고, 4μm가 보다 바람직하며, 3μm 이하가 특히 바람직하다. 원통도, 진원도, 직경 편차는, JIS B 0621의 방법에 의하여 구할 수 있다.

·롤 표면성

캐스트 롤 및 터치 롤은, 표면이 경면(鏡面)인 것이 바람직하고, 일반적으로는 하드 크로뮴 도금한 것을 경면 마무리한 것이 이용된다. 또, 부식성 방지를 위하여 하드 크로뮴 도금의 하지(下地)에 니켈 도금을 적층한 것, 또는, 롤에 대한 점착성 저감을 위하여 비정질의 크로뮴 도금을 이용하는 것도 바람직하다. 또, 내마모성이나 롤에 대한 필름 점착성 개선을 위하여, 질화 타이타늄(TiN), 질화 크로뮴(CrN), DLC(Diamond Like Carbon) 처리, 및, Al, Ni, W, Cr, Co, Zr, 또는, Ti계 세라믹 용사 등의 표면 가공을 행할 수도 있다.

롤 표면은, 성막 후의 필름 평활성의 점에서는 평활한 것이 바람직하지만, 필름의 미끄러짐성 부여를 위한 표면 요철 형성을 위하여, 미러 포켓 표면 롤을 이용하는 것, 또는, 필름 표면에 대한 미세한 요철 형성을 위하여 블라스트 처리를 행한 롤 혹은 딤플 가공을 행한 롤을 이용할 수 있다. 단, 필름 평활성의 점에서, 롤의 요철은, Ra=10μm 이하가 바람직하다. 또, 롤 표면에 깊이 0.1~10μm의 미세한 홈이나 프리즘 형상을 1mm²당 50~1000개 조각한 롤을 이용할 수도 있다.

·롤 온도

롤은, 용융 폴리머로부터 공급되는 열을 신속하게 제거하고, 또한 일정한 롤 표면 온도를 유지할 수 있는 것이 바람직하다. 그 때문에, 롤 내부에 일정 온도의 매체를 통과시키는 것이 바람직하다. 매체로서는, 물 또는 열매 오일, 경우에 따라서는 기체를 이용하여, 충분한 열교환이 가능한 매체 유속, 매체 점성을 선정하는 것이 바람직하다. 또, 롤 표면 온도를 일정하게 하기 위한 수단은, 공지의 방법을 이용할 수 있지만, 롤의 둘레를 따라 스파이럴상의 유로를 마련한 롤이 바람직하다. 또, 롤의 균일 온도화를 위하여, 히트 파이프를 이용할 수도 있다.

·용융 폴리머 온도

토출 온도(공급 수단의 출구의 수지 온도)는, 액정 폴리머의 성형성 향상과 열화 억제의 점에서, (액정 폴리머의 Tm-10)℃~(액정 폴리머의 Tm+40)℃인 것이 바람직하다. 용융 점도의 기준으로서는 50~3500Pa·s가 바람직하다.

에어 갭 사이에서의 용융 폴리머의 냉각은 가능한 한 작은 것이 바람직하고, 성막 속도를 빠르게 하거나, 에어 갭을 짧게 하는 등의 연구를 하여 냉각에 의한 온도 저하를 작게 하는 것이 바람직하다.

·터치 롤 온도

터치 롤의 온도는, 액정 폴리머의 Tg 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 터치 롤의 온도가 액정 폴리머의 Tg 이하이면, 용융 폴리머가 롤에 점착되는 것을 억제할 수 있으므로, 필름 외관이 양호해진다. 칠 롤 온도도 동일한 이유에서, 액정 폴리머의 Tg 이하로 설정하는 것이 바람직하다.

·성막 속도, 주속차

에어 갭으로의 멜트의 보온의 점에서, 성막 속도는, 3m/분 이상이 바람직하고, 5m/분 이상이 보다 바람직하며, 7m/분 이상이 특히 바람직하다. 라인 속도가 빨라지면, 에어 갭 중에서의 멜트의 냉각을 억제할 수 있으며, 멜트의 온도가 높은 상태에서 보다 균일한 협압과 전단 변형을 부여할 수 있다. 또한, 상기 성막 속도란, 협압하는 2개의 롤 간을 용융 폴리머가 통과할 때의, 속도가 느린 제2 협압면 속도로 정의한다.

제1 협압면의 이동 속도는, 제2 협압면의 이동 속도보다 빠르게 하는 것이 바람직하다. 또한, 협압 장치의 제1 협압면과 제2 협압면의 이동 속도비를 0.60~0.99로 조정하고, 용융 수지가 협압 장치를 통과할 때에 전단 응력을 부여하여, 본 발명의 필름을 제조하는 것이 바람직하다. 2개의 협압면은, 동반 구동이어도 되고 독립 구동이어도 되지만, 막물성의 균일성의 점에서 독립 구동인 것이 바람직하다.

(폴리머 필름의 성막 수순)

·성막 수순

성막 공정에서는, 필름 성막 공정과 품질의 안정화의 점에서, 이하의 수순으로 성막을 행하는 것이 바람직하다.

다이로부터 토출된 용융 폴리머는 캐스트 롤 상에 착지시켜 필름상으로 성형한 후, 이것을 냉각 및 고화하여 필름으로서 권취한다.

용융 폴리머의 협압을 행하는 경우는, 소정의 온도로 설정한 제1 협압면과 제2 협압면의 사이에 용융 폴리머를 통과시키고, 이것을 냉각 및 고화하여 필름으로서 권취한다.

·반송 장력

필름 반송 장력은, 필름 두께에 따라 적절히 조정할 수 있으며, 필름 1m폭당 반송 장력은, 10~500N/m가 바람직하고, 20~300N/m가 보다 바람직하며, 30~200N/m가 특히 바람직하다. 일반적으로는 필름이 두꺼워지면 반송 장력을 높게 할 필요가 있다. 예를 들면, 두께 100μm의 필름의 경우에는, 30~150N/m가 바람직하고, 40~120N/m가 보다 바람직하며, 50~100N/m가 특히 바람직하다. 필름 반송 장력이 하한값 이상이면, 필름 반송 중에 있어서의 필름의 사행(蛇行)을 억제할 수 있으므로, 가이드 롤과 필름의 사이에 미끄러짐이 발생하여 필름에 스크래치가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 필름 반송 장력이 상한값 이하이면, 필름에 세로 주름이 들어가는 것을 억제할 수 있으며, 또, 필름이 무리하게 늘려져 필름이 파단되는 것을 억제할 수 있다.

필름의 장력 제어는, 댄서에 의한 방법, 서보 모터에 의한 토크 제어법, 파우더 클러치/브레이크에 의한 방법, 및, 프릭션 롤에 의한 제어 방법 등 중 어느 방법을 이용해도 되지만, 제어 정밀도의 점에서 댄서에 의한 방법이 바람직하다. 반송 장력은, 성막 공정에서 모두 동일한 값으로 할 필요는 없고, 텐션 커팅되어 있는 존마다 적정한 값으로 조정하는 것도 유용하다.

반송용 롤은, 반송 장력에 의한 롤 휨 변형이 없는 것, 메커니컬 로스가 작은 것, 필름과의 마찰이 충분히 취해지는 것, 및, 필름 반송 중에 스크래치가 나지 않는 것 같은 평활한 표면을 갖는 것이 바람직하다. 메커니컬 로스가 작은 반송 롤을 이용하면, 필름 반송을 위하여 큰 장력이 불필요해져, 필름에 스크래치가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또, 반송용 롤은, 필름과의 마찰을 취하기 위하여 필름의 홀딩 각도를 크게 취하는 것이 바람직하다. 홀딩 각도는, 90° 이상이 바람직하고, 100° 이상이 보다 바람직하며, 120° 이상이 특히 바람직하다. 충분한 홀딩 각도가 취해지지 않는 경우에는, 고무제의 롤을 이용하거나, 롤 표면에 배표면 모양, 딤플 형상, 또는, 홈을 마련한 롤을 이용하거나 하여 마찰을 확보하는 것이 바람직하다.

·권취 장력

권취 장력도 필름 반송 장력과 동일하게, 필름 두께에 따라 적절히 조정하는 것이 바람직하다. 필름 1m폭당 장력은, 10~500N/m가 바람직하고, 20~300N/m가 보다 바람직하며, 30~200N/m가 특히 바람직하다. 일반적으로는 필름이 두꺼워지면 장력을 높게 할 필요가 있다. 예를 들면 100μm의 필름의 경우에는, 권취 장력은, 30~150N/m가 바람직하고, 40~120N/m가 보다 바람직하며, 50~100N/m가 특히 바람직하다.

권취 장력이 하한값 이상이면, 필름 반송 중에 있어서의 필름의 사행을 억제할 수 있으므로, 권취 도중에 필름이 슬립하여 스크래치가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 권취 장력이 상한값 이하이면, 필름에 세로 주름이 들어가는 것을 억제할 수 있으며, 필름이 밀착 권취가 되는 것을 억제하여 권취 외관이 양호해질 뿐만 아니라, 필름의 혹의 부분이 크리프 현상에 의하여 뻗는 것을 억제할 수 있으므로, 필름의 물결 형상을 억제할 수 있다. 권취 장력은, 반송 장력과 동일하게 라인의 도중의 텐션 컨트롤에 의하여 검지하고, 일정한 권취 장력이 되도록 컨트롤되면서 권취하는 것이 바람직하다. 성막 라인의 장소에 의하여, 필름 온도에 차가 있는 경우에는 열팽창에 의하여, 필름의 길이가 약간 상이한 경우가 있기 때문에, 닙 롤 간의 드로잉 비율을 조정하고, 라인 도중에 필름에 규정 이상의 장력이 가해지지 않도록 하는 것이 바람직하다. 또, 권취 장력은 텐션 컨트롤의 제어에 의하여, 일정 장력으로 권취할 수도 있지만, 권취한 직경에 따라 테이퍼를 붙여, 적정한 권취 장력으로 하는 것이 보다 바람직하다. 일반적으로는 권취 직경이 커짐에 따라 장력을 조금씩 작게 하지만, 경우에 따라서는, 권취 직경이 커짐에 따라 장력을 크게 하는 편이 바람직한 경우도 있다. 또, 권취 방향은, 제1 협압면 및 제2 협압면 중 어느 측을 권취 코어 측으로 해도 문제없지만, 필름에 컬이 발생하고 있는 경우에는, 컬과 반대 방향으로 권취하면 컬 수정 효과가 있어 바람직한 경우도 있다. 권취 시에, 필름의 사행을 제어하기 위하여, EPC(Edge Position Control)를 설치하는 것도, 또 권취 혹의 발생을 방지하기 위한 오실레이션 권취를 행하는 것도, 고속 권취 시에는 동반 에어를 배제하는 롤을 이용하는 것도 유용하다.

·권취 코어

권취에 이용하는 권취 코어는, 필름을 권취하는 데 필요한 강도와 강성이 있으면, 특별한 것을 이용할 필요는 없고, 일반적으로는 내경이 3~6인치인 종이 관(管), 또는, 3~14인치의 플라스틱제 권취 코어가 이용된다. 일반적으로는, 저발진성의 점에서, 플라스틱제의 권취 코어를 이용하는 경우가 많다. 작은 직경의 권취 코어를 이용하는 것은, 비용적으로 유리하지만, 강성 부족에 의한 휨이 원인으로 권취 형상 불량이 발생하거나, 권취 코어 부분에서 크리프 변형에 의한 필름의 컬이 발생하는 경우가 있다. 한편, 큰 직경의 권취 코어를 이용하는 것은, 필름의 품질 유지에는 유리하지만, 핸들링성과 비용의 점에서 불리해지는 경우가 있다. 그 때문에, 적절히 적정한 사이즈의 권취 코어를 선정하는 것이 바람직하다. 또, 권취 코어의 외주부에 쿠션성이 있는 층을 마련하여, 권취 시작 부분의 필름 두께만큼의 단차가 필름에 전사되는 것을 방지할 수도 있다.

·슬릿

성막한 필름은, 소정의 폭으로 하기 위하여 양단을 슬릿하는 것이 바람직하다. 슬릿의 방법으로서는, 시어 컷 날, 괴벨 날, 레이저 날, 및, 로터리 날 등 일반적인 방법을 이용할 수 있지만, 절단 시에 분진의 발생이 없고, 절단부의 버(burr)가 적은 절단 방법을 이용하는 것이 바람직하며, 괴벨 날에 의한 절단이 바람직하다. 커터 날의 재질은, 탄소강, 및, 스테인리스강 등 중 어느 것을 이용해도 상관없지만, 일반적으로는 초경(超硬) 날, 세라믹 날을 이용하면 날물(刃物)의 수명이 길고, 또 부스러기의 발생이 억제되어 바람직하다.

슬릿으로 잘라낸 부분은 파쇄하여, 재차 원료로서 사용하는 것도 가능하다. 슬릿 후, 분쇄하여 즉시 압출기에 투입해도, 한 번 압출기에 의하여 펠릿화하여 사용해도 어느 쪽이어도 상관없다. 또, 재펠릿화 공정에서, 여과에 의한 이물 제거를 행해도 된다. 배합하는 양은, 0~60%가 바람직하고, 5~50%가 보다 바람직하며, 10~40%가 특히 바람직하다. 리사이클 원료는, 용융 폴리머의 용융 점도나 열열화에 의하여 발생하는 미량 조성이 버진 원료와 상이할 가능성이 있기 때문에 사용 시의 주의가 필요하다. 리사이클 원료의 조성에 의하여, 그 배합량을 적절히 조정하여 원료의 물성을 일정한 범위로 제어하는 것도 유용하다. 또, 두께 조정이나 전환 시의 필름도 슬릿한 이부(耳部)와 동일하게 재사용이 가능하다.

·널링 가공

필름의 편단(片端) 또는 양단에 두께화 가공(널링 처리)을 행하는 것도 바람직하다. 두께화 가공에 의한 요철의 높이는, 1~50μm가 바람직하고, 2~30μm가 보다 바람직하며, 3~20μm가 특히 바람직하다. 두께화 가공은, 양면이 볼록하게 되도록 해도 되고, 편면만 볼록하게 되도록 해도 된다. 두께화 가공의 폭은, 1~50mm가 바람직하고, 3~30mm가 특히 바람직하다. 널링 가공은, 냉간(冷間)과 열간 모두 이용하는 것이 가능하고, 필름에 형성된 요철의 침하나, 널링 가공 시의 발진의 상태에 따라, 적정한 방법을 선정하면 된다. 또, 널링 가공에 의하여, 필름의 성막 방향이나 필름면을 식별할 수 있는 것 같이 하는 것도 유용하다.

·마스킹 필름

필름의 스크래치 방지나 핸들링성 향상을 위하여, 편면 혹은 양면에, 래미 필름(마스킹 필름)을 붙이는 것도 바람직하다. 래미 필름의 두께는 5~100μm가 바람직하고, 10~70μm가 보다 바람직하며, 25~50μm가 특히 바람직하다.

마스킹 필름은 기재층과 점착층의 2층으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 기재층에는, LDPE(저밀도 폴리에틸렌), LLDPE(직쇄상 저밀도 폴리에틸렌), HDPE(고밀도 폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌), 및, 폴리에스터 등을 이용할 수 있다. 점착층에는, EVA(에틸렌아세트산 바이닐), 아크릴 고무, 스타이렌계 엘라스토머, 및, 천연 고무 등을 이용할 수 있다. 또, 공압출법에 의한 타입도, 필름에 점착재를 도포한 타입의 어느 쪽도 이용하는 것이 가능하다.

점착력은, 0.2~2.0N/25mm가 바람직하고, 0.3~1.5N/25mm가 보다 바람직하며, 0.4~1.0N/25mm가 특히 바람직하다. 점착력은, JIS Z 0237에 준한 방법으로 구할 수 있다.

마스킹 필름은 일반적으로는 무색의 것을 이용하는 경우가 많지만, 필름의 표리를 식별하기 위하여, 표리에서 상이한 색의 것을 이용하는 경우도 있다. 필름 표리 식별을 위한 그 외의 방법으로서, 마스킹 필름의 두께, 점착력, 필름 표면의 광택도가 상이한 마스킹 필름을 첩부하는 방법도 유효하다.

·제전

필름이 대전하고 있으면, 분위기 중의 먼지가 필름에 끌어당겨져 필름으로의 부착 이물이 된다. 그 때문에, 성막, 반송, 및, 권취 중의 필름은, 대전하고 있지 않은 것이 바람직하다.

대전압은, 3KV 이하가 바람직하고, 0.5KV 이하가 보다 바람직하며, 0.05KV 이하가 특히 바람직하다.

필름의 대전을 방지하는 방법으로서는, 필름에 대전 방지제를 혼입하거나, 도포하거나 함으로써 발생을 방지하는 방법, 분위기의 온습도를 컨트롤하여 정전기의 발생을 억제하는 방법, 필름에 대전한 정전기를 어스하여 방출하는 방법, 및, 이오나이저를 이용하여 대전 하전과 반대의 부호의 전하에 의하여 중화시키는 방법 등, 공지의 각종 방법을 이용할 수 있다. 이 중에서, 이오나이저를 이용하는 방법이 일반적이다. 이오나이저에는, 연X선 조사식과 코로나 방전식이 있으며 어느 타입도 이용하는 것이 가능하다. 방폭이 요구되는 경우에는 연X선 조사식이 이용되고 있지만, 일반적으로는, 코로나 방전식이 많이 이용되고 있다. 코로나 방전 방식에는, DC(직류)형, AC(교류)형, 및, 펄스 AC형이 있으며, 성능과 비용의 점에서, 펄스 AC형이 널리 이용되고 있다. 제전 장치는, 1종류를 이용해도 되고, 복수 종류를 조합하여 이용해도 상관없으며, 성막에 지장이 없는 범위에서 설치수에 특별히 제한은 없다.

또, 제전에 의한 필름으로의 먼지 부착 방지 효과를 주기 위하여, 성막 시의 환경은 미국 연방 규격 Fed. Std. 209D 클래스 10000 이하가 바람직하고, 클래스 1000 이하가 보다 바람직하며, 클래스 100 이하가 특히 바람직하다.

·제진

필름 표면에 부착된 이물은, 스크레이퍼나 브러시를 압압하는 방법, 정전기에 의한 끌어당김 효과를 약하게 하기 위하여, 하전 중화한 가압 에어를 수십 KPa 정도의 압력으로 분출시키는 방법, 흡인에 의한 방법, 및, 분사 및 흡인을 조합한 방법에 의하여 제거할 수 있다. 또, 점착성이 있는 롤을 필름에 압압하여, 이물을 점착 롤에 전사시켜 제거하는 방법, 및, 초음파를 필름에 가하여 이물을 흡인 제거하는 방법 등, 공지의 제진의 수단을 이용할 수 있다. 또, 필름에 액체를 분사하는 방법, 및, 액체에 침지하여 이물을 씻어 흘려보내는 방법도 이용할 수 있다. 또, 커터에 의한 절단 부분 또는 널링 가공 부분에서 필름 분말이 발생하는 경우에는, 필름으로의 이물 부착 방지를 위하여, 배큐엄 노즐 등의 제거 장치를 장착하는 것도 바람직하다.

(연신, 완화 처리)

또한, 상기 방법에 의하여 미연신 필름을 성막한 후, 연신 및/또는 완화 처리를 행해도 된다. 예를 들면, 이하의 (a)~(g)의 조합으로 각 공정을 실시할 수 있다. 또, 세로 연신과 가로 연신의 순서를 반대로 하는 것, 세로 연신 및 가로 연신의 각각의 공정을 다단으로 행하는 것, 또는, 경사 연신 혹은 동시 이축 연신 등을 조합해도 된다.

(a) 가로 연신

(b) 가로 연신→완화 처리

(c) 세로 연신

(d) 세로 연신→완화 처리

(e) 세로(가로) 연신→가로(세로) 연신

(f) 세로(가로) 연신→가로(세로) 연신→완화 처리

(g) 가로 연신→완화 처리→세로 연신→완화 처리

·세로 연신

세로 연신은, 2쌍의 롤 간을 가열하면서 출구 측의 주속을 입구 측의 주속보다 빠르게 함으로써 달성할 수 있다. 필름의 컬의 점에서, 필름 온도는, 표리(表裏)면이 동일한 온도인 것이 바람직하지만, 두께 방향에서 광학 특성을 제어하는 경우에는, 표리 상이한 온도에서도 연신을 행할 수 있다. 또한, 여기에서의 연신 온도란, 필름 표면의 낮은 측의 온도로 정의한다. 세로 연신 공정은, 1단계로 실시해도 되고 다단계로 실시해도 상관없다. 필름의 예열은, 온도 제어한 가열 롤을 통과시킴으로써 행하는 경우가 일반적이지만, 경우에 따라서는 히터를 이용하여 필름을 가열할 수도 있다. 또, 필름의 롤에 대한 점착 방지를 위하여, 점착성을 개선한 세라믹 롤 등을 이용할 수도 있다.

[가로 연신]

가로 연신 공정으로서는, 통상의 가로 연신을 채용할 수 있다. 즉, 통상의 가로 연신이란, 필름의 양단을 클립으로 파지하고, 텐터를 이용하여 오븐 내에서 가열하면서 클립의 폭을 확대하는 가로 연신법이다. 예를 들면, 일본 공개 실용신안공보 소62-035817호, 일본 공개특허공보 2001-138394호, 일본 공개특허공보 평10-249934호, 일본 공개특허공보 평6-270246호, 일본 공개 실용신안공보 평4-30922호, 및, 일본 공개특허공보 소62-152721호 각 공보에 기재된 방법을 이용할 수 있다.

가로 연신 공정에 있어서의 연신 온도는, 텐터 내에 원하는 온도의 바람을 보냄으로써 연신 온도를 제어할 수 있다. 필름 온도는, 세로 연신 공정과 동일한 이유에서, 표리면 동일한 경우 또는 상이한 경우 중 어느 경우도 있다. 여기에서 이용하는 연신 온도는, 필름 표면의 낮은 측의 온도로 정의한다. 가로 연신 공정은, 1단계로 실시해도 되고 다단계로 실시해도 상관없다. 또, 다단으로 가로 연신을 행하는 경우에는, 연속적으로 행해도, 사이에 폭 확대를 행하지 않는 존을 마련하여, 간헐적으로 행해도 어느 쪽이어도 상관없다. 이와 같은 가로 연신은, 텐터 내에서 클립의 폭을 폭방향으로 확대하는 통상의 가로 연신 이외에, 이들과 동일하게 클립으로 파지하여 폭 확대하는 하기와 같은 연신 방법도 적용할 수 있다.

·경사 연신

통상의 가로 연신과 동일하게, 가로 방향으로 클립의 폭을 확대하지만, 좌우의 클립의 반송 속도를 바꿈으로써 경사 방향으로 연신할 수 있다. 예를 들면, 일본 공개특허공보 2002-22944호, 일본 공개특허공보 2002-086554호, 일본 공개특허공보 2004-325561호, 일본 공개특허공보 2008-23775호, 및, 일본 공개특허공보 2008-110573호에 기재된 방법을 이용할 수 있다.

·동시 2축 연신

동시 2축 연신은, 통상의 가로 연신과 동일하게, 가로 방향으로 클립의 폭을 확대하지만, 그와 동시에 세로 방향으로 연신, 수축하는 것이다. 예를 들면, 일본 공개 실용신안공보 소55-093520호, 일본 공개특허공보 소63-247021호, 일본 공개특허공보 평6-210726호, 일본 공개특허공보 평6-278204호, 일본 공개특허공보 2000-334832호, 일본 공개특허공보 2004-106434호, 일본 공개특허공보 2004-195712호, 일본 공개특허공보 2006-142595호, 일본 공개특허공보 2007-210306호, 일본 공개특허공보 2005-022087호, 일본 공표특허공보 2006-517608호, 및, 일본 공개특허공보 2007-210306호에 기재된 방법을 이용할 수 있다.

·보잉(축 어긋남) 개선

상기 가로 연신 공정에서, 필름의 단부(端部)는 클립에 의하여 파지되어 있기 때문에, 열처리 시에 발생하는 열수축 응력에 의한 필름의 변형은, 필름의 중앙부에서 크고, 단부에서 작아지며, 결과적으로 폭방향의 특성으로 분포를 할 수 있게 된다. 열처리 공정 전의 필름의 면 상에 가로 방향을 따라 직선을 그려 두면, 열처리 공정을 나온 필름의 면 상의 직선은, 하류를 향하여 센터부가 파이는 궁형(弓形)의 것이 된다. 이 현상은, 보잉 현상이라고 칭해지는 것이며, 필름의 등방성 및 폭방향의 균일성을 흐트리는 원인이 되고 있다.

개선법으로서, 이와 같은 가로 연신 전에 예열, 연신 후에 열고정을 행함으로써 보잉에 따르는 배향각의 불균일을 작게 할 수 있다. 예열, 열고정은 어느 일방이어도 되지만, 양방 행하는 것이 보다 바람직하다. 이들 예열, 열고정은 클립으로 파지하여 행하는 것이 바람직하고, 즉 연신과 연속하여 행하는 것이 바람직하다.

예열은 연신 온도보다 1~50℃ 정도 높은 온도에서 행하는 것이 바람직하고, 2~40℃ 높게 하는 것이 보다 바람직하며, 3~30℃ 높게 하는 것이 특히 바람직하다. 예열 시간은, 1초~10분이 바람직하고, 5초~4분이 보다 바람직하며, 10초~2분이 특히 바람직하다.

예열 시, 텐터의 폭은 대략 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 여기에서 "대략"이란 미연신 필름의 폭의 ±10%를 가리킨다.

열고정은 연신 온도보다 1~50℃ 낮은 온도에서 행하는 것이 바람직하고, 2~40℃ 낮게 하는 것이 보다 바람직하며, 3~30℃ 낮게 하는 것이 더 바람직하다. 특히 바람직하게는, 연신 온도 이하이며 또한 액정 폴리머의 Tg 이하로 하는 것이 바람직하다.

예열 시간은 1초~10분이 바람직하고, 5초~4분이 보다 바람직하며, 10초~2분이 특히 바람직하다. 열고정 시, 텐터의 폭은 대략 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 여기에서 "대략"이란 연신 종료 후의 텐터 폭의 0%(연신 후의 텐터 폭과 동일한 폭)~-30%(연신 후의 텐터 폭보다 30% 축소시킨다=축소 폭)를 가리킨다. 연신폭 이상으로 폭을 확대하면, 필름 중에 잔류 왜곡이 발생하기 쉬워진다. 그 외의 공지의 방법으로서, 일본 공개특허공보 평1-165423호, 일본 공개특허공보 평3-216326호, 일본 공개특허공보 2002-018948호, 및, 일본 공개특허공보 2002-137286호에 기재된 방법을 들 수 있다.

·완화 처리

상기 연신 후에 하기 조건에 의한 열완화 처리를 행함으로써, 열수축률을 저감시킬 수 있다. 열완화 처리는, 성막 후, 세로 연신 후 및 가로 연신 후 중 적어도 하나의 타이밍에 실시하는 것이 바람직하다. 완화 처리는, 연신 후에 연속하여 온라인으로 행해도 되고, 연신 후에 권취한 후, 오프라인으로 행해도 된다.

(표면 처리)

필름은 표면 처리를 행함으로써, 구리 피복 적층판에 이용하는 구리박 또는 구리 도금층과의 접착을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 글로 방전 처리, 자외선 조사 처리, 코로나 처리, 화염 처리, 및, 산 또는 알칼리 처리를 이용할 수 있다. 여기에서 말하는 글로 방전 처리란, 10^-3~20Torr의 저압 가스하에서 일어나는 저온 플라즈마여도 되고, 대기압하에서의 플라즈마 처리도 바람직하다.

플라즈마 여기성 기체란 상기와 같은 조건에 있어서 플라즈마 여기되는 기체를 말하고, 아르곤, 헬륨, 네온, 크립톤, 제논, 질소, 이산화 탄소, 테트라플루오로메테인과 같은 프레온류 및 그들의 혼합물 등을 들 수 있다. 구리박 또는 구리 도금층과의 접착을 위하여 언더코팅층을 마련하는 것도 바람직하다. 이 층은 상기 표면 처리를 한 후, 도설해도 되고, 표면 처리 없이 도설해도 된다. 이들 표면 처리, 언더코팅 공정은, 성막 공정의 마지막에 도입할 수도 있고, 단독으로 실시할 수도 있으며, 구리박 또는 구리 도금층 부여 공정 중에 실시할 수도 있다.

(에이징)

권취된 필름의 기계 특성이나 열치수 안정성, 권취 자세 개선을 위하여, 필름을 액정 폴리머의 Tg 이하의 온도에서 에이징 처리하는 것도 유용하다.

(보관 조건)

권취된 필름의 잔류 왜곡 완화에 의한 주름이나 혹 발생 방지를 위하여, 필름은 액정 폴리머의 Tg 이하의 온도 환경하에서 보관하는 것이 바람직하다. 또, 온도는 변동이 작은 것이 바람직하고, 1시간당 온도 변동은 30℃ 이하가 바람직하며, 20℃ 이하가 보다 바람직하고, 10℃ 이하가 특히 바람직하다. 동일하게, 필름의 흡습률 변화나 결로 방지를 위하여, 습도는 10~90%가 바람직하고, 20~80%가 보다 바람직하며, 30~70%가 특히 바람직하고, 1시간당 온도 변동은 30% 이하가 바람직하며, 20% 이하가 보다 바람직하고, 10% 이하가 특히 바람직하다. 온도 및 습도의 변동이 있는 장소에서 보관이 필요한 경우에는, 곤포(梱包) 재료에 방습성이나 단열성을 갖는 것을 이용하는 것도 유효하다.

상기에 있어서, 필름은 단층으로 하고 있지만, 복수 층이 적층된 적층 구조를 갖고 있어도 된다.

〔폴리머 필름의 용도〕

본 발명의 폴리머 필름은, 필름 단체(單體), 구리박과 첩합한 구리 피복 적층판, 프린트 배선판, 플렉시블 프린트 배선판(FPC) 등의 형태로 사용할 수 있으며, 통신용 기판에 포함되는 재료로서 이용할 수 있다. 즉, 본 발명의 통신용 기판은, 본 발명의 폴리머 필름을 갖는다.

실시예

이하에 실시예에 근거하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용 및 처리 수순 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의하여 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

[실시예 1]

〔펠릿화 공정〕

액정 폴리머로서, 폴리플라스틱스사제 서모트로픽 액정 폴리에스터(제품명 "라페로스 A-950", 융점 280℃, 하기 식 (I) 참조. 표 1 중, "LCP A"라고 표기한다.)를 이용하고, 성분 A로서, 아드마텍스사제의 실리카 입자 1(제품명 "아드마나노", 평균 1차 입자경 100nm)을 이용했다.

90질량부의 액정 폴리머에 10질량부의 성분 A를 첨가하여, 이축 압출기를 이용하여 혼련 펠릿화했다. 혼련 펠릿화할 때의, 이축 압출기의 전단 속도(이하, "전단 속도(펠릿화)"라고도 한다.)는, 300sec^-1로 했다.

혼련 펠릿을 80℃에서 노점 온도 -45℃의 제습 열풍 건조기를 이용하여 12시간 건조시켜, 혼련 펠릿 중의 수분율을 50질량ppm 이하로 했다.

[화학식 1]

〔성막 공정〕

건조시킨 혼련 펠릿 100질량부와, 고체상의 활제(스테아르산) 0.1질량부와, 고체상의 열안정제(irganox1010(BASF사제)) 0.1질량부를, 스크루 직경 50mm의 이축 압출기의 동일 공급구로부터 실린더 내로 공급하고, 305~315℃에서 가열 혼련하여 혼련물을 얻은 후, 다이 폭 750mm, 슬릿 간격 300μm의 다이로부터 용융 상태의 필름상의 혼련물을 토출시켰다. 혼련물이 이축 압출기를 통과하고 나서, 필름상의 혼련물이 다이로부터 토출될 때까지의 시간(이하, "체류 시간(성막 시)"이라고도 한다.)은, 8분으로 했다.

필름의 폭방향의 두께 불균일은 다이 립부의 클리어런스를 미세 조정함으로써 개선했다. 이와 같이 하여, 두께 100μm의 실시예 1의 폴리머 필름을 얻었다.

[실시예 2, 실시예 3, 비교예 1]

실리카 입자 1 대신에, 아드마텍스사제의 실리카 입자 2(제품명 "아드마파인", 평균 1차 입자경 1,000nm), 실리카 입자 3(제품명 "아드마퓨즈", 평균 1차 입자경 10,000nm) 또는 실리카 입자 4(제품명 "아드마퓨즈", 평균 1차 입자경 11,000nm)를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2, 실시예 3 및 비교예 1의 폴리머 필름을 얻었다.

[비교예 2]

체류 시간(성막 시)을 표 1에 나타내는 시간으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 2의 폴리머 필름을 얻었다.

[실시예 4~5]

실리카 입자 1 대신에, COC(환상 올레핀 코폴리머, 제품명 "토파스", 폴리플라스틱스사제) 또는 SEBS(폴리스타이렌-폴리(에틸렌-뷰틸렌)-폴리스타이렌트라이 블록 공중합체, 제품명 "터프텍", 아사히 가세이사제)를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 4~5의 폴리머 필름을 얻었다.

[실시예 6]

실리카 입자 1 대신에, PE(폴리에틸렌 수지, 제품명 "노바텍", 닛폰 폴리에틸렌사제)를 이용하고, 전단 속도(펠릿화 시)와 체류 시간(성막 시)을 표 1에 나타내는 속도로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 6의 폴리머 필름을 얻었다.

[실시예 7]

실리카 입자 1 대신에, PE(폴리에틸렌 수지, 제품명 "노바텍", 닛폰 폴리에틸렌사제)를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 7의 폴리머 필름을 얻었다.

[비교예 3]

전단 속도(펠릿화 시)를 표 1에 나타내는 속도로 변경한 것 이외에는, 실시예 6과 동일하게 하여, 비교예 3의 폴리머 필름을 얻었다.

[비교예 4]

성분 A를 이용하지 않았던 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 4의 폴리머 필름을 얻었다.

[실시예 8~9]

섬형상 영역의 면적률이 표 1의 값이 되도록, 성분 A의 첨가량을 조절한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여, 실시예 8~9의 폴리머 필름을 얻었다.

[실시예 10~13]

폴리머 필름의 두께가 표 1의 값이 되도록 캐스트 롤의 속도를 조절한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여, 실시예 10~13의 폴리머 필름을 얻었다.

[물성 측정]

상기 폴리머 필름에 대하여, 이하의 측정을 행하여, 평가했다.

〔명부의 최대 원상당 직경〕

폴리머 필름의 상이한 20개소에 대하여, 폴리머 필름의 주면에 평행한 방향(즉, 폴리머 필름의 두께 방향과 직교하는 방향)을 따라, 마이크로톰을 이용하여 절삭하고, 소정의 두께(예를 들면, 10μm)의 박편상 시료를 잘라내, 20매의 관찰용 시료를 얻었다.

다음으로, 편광 현미경(제품명 "BH-2", 올림푸스사제)에 의하여 직교 니콜 환경하에서, 관찰용 시료의 주면의 법선 방향으로부터 관찰하여, 관찰 영역에 대응하는 20매의 관찰 화상을 얻었다. 또한, 관찰할 때의 배율은, 10~1000배의 범위에 있어서의 적절한 배율을 선택했다.

다음으로, 20매의 관찰 화상의 각각에 대하여, 명부의 외주를 트레이싱하고, 트레이싱한 영역과 동일한 면적의 원의 직경(원상당 직경)을 화상 해석 장치에 의하여 측정했다. 그리고, 20매의 관찰 화상으로부터 얻어진 명부의 원상당 직경의 최댓값을, 명부의 최대 원상당 직경으로 했다.

〔명부의 면적률〕

상술한 명부의 최대 원상당 직경의 측정 방법에 의하여 얻어진 20매의 관찰 화상의 각각에 대하여, 명부의 원상당 직경의 총 면적을 산출하고, 관찰 화상의 총 면적에 대하여, 명부의 원상당 직경의 총 면적이 차지하는 비율(%)을 산출했다. 그리고, 20매의 관찰 화상에 있어서의 산술 평균값을 구하고, 이것을 명부의 면적률로 했다.

〔섬형상 영역의 원상당 직경〕

폴리머 필름의 상이한 10개소에 있어서, 폴리머 필름의 폭방향과 평행이며, 또한, 폴리머 필름의 표면에 수직인 할단면이 얻어지도록, 폴리머 필름을 절단했다. 또, 폴리머 필름의 상이한 10개소에 있어서, 폴리머 필름의 긴 길이 방향과 평행이며, 또한, 폴리머 필름의 표면에 수직인 할단면이 얻어지도록, 폴리머 필름을 절단했다.

다음으로, 주사형 전자 현미경(SEMEDX TypeH, 히타치사제)을 이용하여, 얻어진 합계 20개소의 할단면을 관찰하고, 관찰 영역에 대응하는 20매의 관찰 화상을 얻었다. 또한, 관찰은 100~100000배의 범위에 있어서의 적절한 배율을 선택하여 행하여, 폴리머 필름의 두께 방향의 전체 범위를 관찰할 수 있도록 촬영했다.

20매의 관찰 화상에 있어서의 임의의 200개의 섬형상 영역에 대하여, 섬형상 영역의 외주를 트레이싱하고, 트레이싱한 영역과 동일한 면적의 원의 직경(원상당 직경)을 화상 해석 장치에 의하여 측정했다. 그리고, 200개의 섬형상 영역의 원상당 직경의 산술 평균값을, 섬형상 영역의 원상당 직경으로 했다.

〔섬형상 영역의 면적률〕

상술한 섬형상 영역의 원상당 직경의 측정 방법에 의하여 얻어진 20매의 관찰 화상의 각각으로부터, 세로 10μm×가로 10μm의 정사각형의 영역(선택 영역)을 선택했다.

다음으로, 선택 영역 내에 존재하는 섬형상 영역의 외주를 트레이싱하고, 섬형상 영역이 차지하는 총 면적을 화상 해석 장치에 의하여 측정하여, 선택 영역의 면적에 대하여, 섬형상 영역의 총 면적이 차지하는 비율(%)을 산출했다. 그리고, 20매의 관찰 화상에 있어서의 산술 평균값을 구하고, 이것을 섬형상 영역의 면적률로 했다.

〔섬형상 영역 간의 거리〕

상술한 섬형상 영역의 원상당 직경의 측정 방법에 의하여 얻어진 20매의 관찰 화상의 각각으로부터, 세로 10μm×가로 10μm의 정사각형의 영역(선택 영역)을 선택했다.

다음으로, 선택 영역 내에 존재하는 섬형상 영역의 외주를 트레이싱하고, 상이한 섬형상 영역 간의 최단 거리를 화상 해석 장치에 의하여 측정했다. 그리고, 20매의 관찰 화상에 있어서의 산술 평균값을 구하고, 이것을 섬형상 영역 간의 거리로 했다.

〔두께〕

접촉식 두께계(미쓰도요사제)를 이용하여, 상이한 100점에 있어서의 폴리머 필름의 두께의 산술 평균값을 구하고, 이것을 폴리머 필름의 두께로 했다.

〔영률비〕

폴리머 필름의 영률은, JIS K 7127에 있어서의 인장 시험에 의하여 측정했다. 또한, 폴리머 필름의 센터 부분을, MD 방향과 TD 방향에서 각 5개소 측정하고, MD 방향의 평균값을 TD 방향의 평균값으로 나눈 값을, 영률비로 했다. 이 값이 1에 가까울수록, 폴리머 필름에 있어서의 영률의 이방성이 작다고 할 수 있다.

〔유전 탄젠트비, 유전율비〕

유전 탄젠트 및 유전율의 측정은, 주파수 10GHz로 공진 섭동(攝動)법에 의하여 실시했다. 구체적으로는, 네트워크 애널라이저(Agilent Technology사제 "E8362B")에 1GHz의 공동 공진기((주)간토 덴시 오요 가이하쓰)를 접속하고, 공동 공진기에 미소한 재료(폭: 2.7mm×길이: 45mm)를 삽입하여, 온도 20℃, 습도 65%RH 환경하, 96시간의 삽입 전후의 공진 주파수의 변화로부터 재료의 유전 탄젠트 및 유전율을 측정했다. 또한, 폴리머 필름의 센터 부분을, MD 방향과 TD 방향에서 각 5개소 측정하고, MD 방향의 평균값을 TD 방향의 평균값으로 나눈 값을, 유전 탄젠트비 및 유전율비로 했다. 이 값이 1에 가까울수록, 폴리머 필름에 있어서의 유전 탄젠트 및 유전율의 이방성이 작다고 할 수 있다.

〔CTE비〕

폴리머 필름의 CTE(선팽창률)는, JIS K 7197에 따라 측정했다. 또한, 폴리머 필름의 센터 부분을, MD 방향과 TD 방향에서 각 5개소 측정하고, MD 방향의 평균값을 TD 방향의 평균값으로 나눈 값을, CTE비로 했다.

얻어진 CTE비에 근거하여, 이하의 평가 기준에 따라, 폴리머 필름에 있어서의 선팽창률의 이방성을 평가했다.

A: 0.8<CTE비<1.5

B: 0.5<CTE비≤0.8, 또는, 1.5≤CTE비<2.0

C: CTE비≤0.5, 또는, 2.0≤CTE비

〔산술 평균 표면 조도 Ra〕

폴리머 필름의 산술 평균 표면 조도 Ra는, JIS B 0601에 따라, 촉침식 조도계를 이용하여 측정했다. 또한, 필름의 센터 10cm×10cm 내의, 랜덤으로 선택한 5개소의 측정을 행하여, 평균값을 구했다.

얻어진 값에 근거하여, 이하의 기준으로 평가했다.

A: 300nm 미만

B: 300nm 이상 400nm 미만

C: 400nm 이상

표 1 중, "전단 속도(펠릿화)"란, 상술한 펠릿화 공정에 있어서 혼련 펠릿화할 때의 이축 압출기의 전단 속도를 의미하며, "체류 시간(성막 시)"이란, 상술한 성막 공정에 있어서 혼련물이 이축 압출기를 통과하고 나서, 필름상의 혼련물이 다이로부터 토출될 때까지의 시간을 의미한다.

[표 1]

표 1에 나타내는 바와 같이, 명부의 최대 원상당 직경이 10μm 이하인 폴리머 필름은, 선팽창률의 이방성이 작은 것이 나타났다(실시예).

실시예 1~3의 대비로부터, 성분 A로서 무기 입자를 이용한 경우, 섬형상 영역의 원상당 직경이 0.01~1μm의 범위 내이면(실시예 1 및 2), 선팽창률의 이방성을 보다 작게 할 수 있는 것이 나타났다.

실시예 4~7의 대비로부터, 성분 A로서 폴리머를 이용한 경우, 폴리머의 종류에 따라 섬형상 영역의 원상당 직경을 제어할 수 있는 것이 나타났다. 또, 섬형상 영역의 원상당 직경이 0.01~1μm가 되는 폴리머를 이용하면(실시예 5~7), 선팽창률의 이방성을 보다 작게 할 수 있는 것이 나타났다.

실시예 2, 8 및 9의 대비로부터, 섬형상 영역의 면적률이 1~50%의 범위 내에 있으면(실시예 2 및 8), 선팽창률의 이방성의 저감과, 표면 조도 Ra의 저감의 밸런스가 우수한 것이 나타났다.

실시예 2, 10~13의 대비로부터, 폴리머 필름의 두께가 5~1000μm의 범위 내에 있으면(실시예 2, 10~12), 선팽창률의 이방성을 보다 작게 할 수 있으며, 또한, 표면 조도 Ra도 보다 작게 할 수 있는 것이 나타났다.

표 1에 나타내는 바와 같이, 명부의 최대 원상당 직경이 10μm 초과인 폴리머 필름은, 선팽창률의 이방성이 높은 것이 나타났다(비교예).

Claims (13)

1. 액정 폴리머를 포함하는 폴리머 필름으로서,
   편광 현미경에 의하여 직교 니콜 환경하에서 상기 폴리머 필름의 표면을 관찰했을 때에, 관찰 영역에 있어서 복수의 명부가 관찰되며,
   상기 복수의 명부 중, 원상당 직경이 최대인 명부의 원상당 직경이 10μm 이하인, 폴리머 필름.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 편광 현미경에 있어서의 상기 관찰 영역의 면적에 대한, 상기 명부의 총 면적의 비율이 60% 이하인, 폴리머 필름.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 폴리머 필름이, 무기 입자, 및, 상기 액정 폴리머와는 상이한 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 성분을 포함하고,
   주사형 전자 현미경에 의하여, 상기 폴리머 필름의 표면에 대한 수직 단면을 관찰했을 때에, 관찰 영역에 있어서 상기 성분으로 이루어지는 섬형상 영역이 복수 관찰되며, 상기 섬형상 영역의 원상당 직경이 0.001~10μm인, 폴리머 필름.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 주사형 현미경에 있어서의 상기 관찰 영역의 면적에 대한, 상기 섬형상 영역의 총 면적의 비율이 1~60%인, 폴리머 필름.
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
   상기 무기 입자를 구성하는 재료가, 실리카, 산화 타이타늄, 황산 바륨, 탤크, 지르코니아, 알루미나, 질화 규소, 탄화 규소, 탄산 칼슘, 규산염, 유리 비즈, 그래파이트, 텅스텐 카바이드, 카본 블랙, 클레이, 마이카, 탄소 섬유, 유리 섬유 및 금속 분말로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이며,
   상기 폴리머가, 열가소성 수지 및 엘라스토머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, 폴리머 필름.
6. 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 섬형상 영역 간의 거리가, 0.0001~5μm인, 폴리머 필름.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 폴리머 필름의 면내의 제1 방향에 있어서의 영률에 대한, 상기 제1 방향과 직교하는 상기 폴리머 필름의 면내의 제2 방향에 있어서의 영률의 비율이, 0.5~1.9인, 폴리머 필름.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 폴리머 필름의 면내의 제1 방향에 있어서의 유전 탄젠트에 대한, 상기 제1 방향과 직교하는 상기 폴리머 필름의 면내의 제2 방향에 있어서의 유전 탄젠트의 비율이, 0.5~1.5인, 폴리머 필름.
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 폴리머 필름의 면내의 제1 방향에 있어서의 유전율에 대한, 상기 제1 방향과 직교하는 상기 폴리머 필름의 면내의 제2 방향에 있어서의 유전율의 비율이, 0.5~1.5인, 폴리머 필름.
10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 필름의 면내의 제1 방향에 있어서의 선팽창률에 대한, 상기 제1 방향과 직교하는 상기 폴리머 필름의 면내의 제2 방향에 있어서의 선팽창률의 비율이, 0.5~1.8인, 폴리머 필름.
11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 필름의 표면의 산술 평균 표면 조도 Ra가 400nm 이하인, 폴리머 필름.
12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    두께가 5~1100μm인, 폴리머 필름.
13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 폴리머 필름을 갖는, 통신용 기판.

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