JP2014201632A - ポリイミドフィルム、および、その製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
配向度=(I1400MD/I1790MD)/(I1400TD/I1790TD)
により求めた。
カール量(mm)= 平面からの距離(最大値)
カール度(%)=100×(カール量)/120
算出される。
芳香族ジアミン類と、芳香族テトラカルボン酸無水物類とを重合してポリアミド酸を得るときに用いる溶媒は、原料となるモノマーおよび生成するポリアミド酸のいずれをも溶解するものであれば特に限定されないが、極性有機溶媒が好ましく、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N−アセチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホリックアミド、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、スルホラン、ハロゲン化フェノール類等が挙げられる。これらの溶媒は,単独あるいは混合して使用することができる。溶媒の使用量は、原料となるモノマーを溶解するのに十分な量であればよく、具体的な使用量としては、モノマーを溶解した溶液に占めるモノマーの重量が、通常5〜40重量%、好ましくは10〜30重量%となるような量が挙げられる。
ポリアミド酸溶液を塗布する支持体は、ポリアミド酸溶液をフィルム状に成形するに足る程度の平滑性、剛性を有していればよく、表面が金属、プラスチック、ガラス、磁器などであるドラムまたはベルト状回転体などが挙げられる。また、適度な剛性と高い平滑性を有する高分子フィルムを利用する方法も好ましい態様である。中でも、支持体の表面は好ましくは金属であり、より好ましくは錆びなくて耐腐食に優れるステンレスである。支持体の表面にはCr、Ni、Snなどの金属メッキを施してもよい。支持体表面は必要に応じて鏡面にしたり、あるいは梨地状に加工することができる。支持体へのポリアミド酸溶液の塗布は、スリット付き口金からの流延、押出機による押出し、スキージコーティング、リバースコーティング、ダイコーティング、アプリケータコーティング、ワイヤーバーコーティング等を含むが、これらに限られず、従来公知の溶液の塗布手段を適宜用いることができる。
そのような条件を達成する乾燥装置も従来公知のものを適用でき、熱風、熱窒素、遠赤外線、高周波誘導加熱などを挙げることができる。
工程(b)で得られた表裏面の表面面配向度の差が所定の範囲のグリーンフィルムをイミド化することで表裏面の表面面配向度の差の小さいポリイミドフィルムが得られる。その具体的な方法としては、従来公知のイミド化反応を適宜用いることが可能である。例えば、閉環触媒や脱水剤を含まないポリアミド酸溶液を用いて、加熱処理に供することでイミド化反応を進行させる方法(所謂、熱閉環法)やポリアミド酸溶液に閉環触媒および脱水剤を含有させておいて、上記閉環触媒および脱水剤の作用によってイミド化反応を行わせる、化学閉環法を挙げることができるが、表裏面の表面面配向度の差の小さいポリイミドフィルムを得るためには、熱閉環法が好ましい。
脱水剤をポリアミド酸溶液に加えるタイミングも特に限定はなく、ポリアミド酸を得るための重合反応を行う前に予め加えておいてもよい。脱水剤の具体例としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸などといった脂肪族カルボン酸無水物や、無水安息香酸などといった芳香族カルボン酸無水物などが挙げられ、中でも、無水酢酸、無水安息香酸あるいはそれらの混合物が好ましい。また、ポリアミド酸1モルに対する脱水剤の使用量は特に限定はないが、好ましくは0.1〜4モルである。脱水剤を用いる場合には、アセチルアセトンなどといったゲル化遅延剤を併用してもよい。
熱閉環反応であっても、化学閉環法であっても、支持体に形成されたポリイミドフィルムの前駆体(グリーンシート、フィルム)を完全にイミド化する前に支持体から剥離してもよいし、イミド化後に剥離してもよい。
・接着剤を用いて、ポリイミドフィルムに金属板を貼り付ける手段、
・ポリイミドフィルムに蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの真空コーティング技術を用いて金属層を形成する手段、
・無電解めっき、電気めっきなどの湿式メッキ法により金属層をポリイミドフィルムに形成する手段。
ポリマー濃度が0.2g/dlとなるようにN−メチル−2−ピロリドンに溶解した溶液をウベローデ型の粘度管により30℃で測定した。
フィルムの厚さは、マイクロメーター(ファインリューフ社製、ミリトロン1245D)を用いて測定した。
乾燥後のフィルムを縦300mm、横300mmのサイズに切り出して試験片とし、CNC画像処理システム(NICON社製NEXIV VM−250)を用いて試験片の寸法を読み取る。その後、オーブンで400℃/2時間の熱処理を行ったあと、再度試験片の寸法を読み取り、熱収縮率を求めた。
下記条件で伸縮率を測定し、30〜300℃までを15℃間隔で分割し、各分割範囲の伸縮率/温度の平均値より求めた。
試料長さ ; 13mm
試料幅 ; 5mm
昇温開始温度 ; 25℃
昇温終了温度 ; 300℃ 。
フィルム強伸度自動測定装置((株)オリエンテック社製 RTA−100)を用いて、フィルムの引っ張り試験を行い、破断点を測定する。破断点から強度、伸度を求め、応力−ひずみ線図からヤング率を求めた。
表面面配向度はレーザーラマン分光法により構造解析行った。近赤外分光装置(Photon Design)で日本ローパー社製のInGaAsの検出器を用いた。分析条件は次の通りである。
ビーム径 : 1μm
クロススリット : 150μm
光源 : YAGレーザー/1064mm
レーザーパワー : 1W
回折格子 : Single 300gr/mm(配向測定)
Single 900gr/mm(秩序性測定)
スリット : 100μm
試料を樹脂包埋後、ミクロトームにより長手方向(MD)に沿って断面を切り出した。試料断面にスポットを変えて測定した。配向の測定は偏光条件下で行い、偏光方向がMD方向と一致する場合を平行条件、直交する場合を垂直条件として、それぞれ得られるラマンバンド強度の比から配向の程度を評価した。秩序性に関する情報を得るために、各測定点について、高波数分解モードによる測定を行った。
I1615平行:MDに平行な偏光配置での1615cm−1ラマンバンドの強度
I1615垂直:MD方向に垂直な偏光配置での1615cm−1ラマンバンドの強度
I1790平行:MDに平行な偏光配置での1790cm−1ラマンバンドの強度
I1790垂直:MD方向に垂直な偏光配置での1790cm−1ラマンバンドの強度 。
120mm×35mmの試験片を、200℃で2時間熱風処理した後、除電紙の上で恒温恒湿室(25±3℃、60±5%)中で12時間除電、除湿を行った。その後、平面上に試験片を静置し、四隅の平面からの距離(単位mm)の最大値をカール量(mm)とし、試験片の長さ(120mm)に対するカール量の百分率(%)で表される値である。具体的には、次式によって算出される。
カール量(mm)= 平面からの距離(最大値)
カール度(%)=100×(カール量)/120 。
<重合およびフィルムの製造例1>
窒素導入管,温度計,攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後,5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾール500重量部を仕込んだ。次いで,N−メチル−2−ピロリドン5000重量部を加えて完全に溶解させた後,ピロメリット酸二無水物485重量部を加え,25℃の反応温度で15時間攪拌すると,褐色で粘調なポリアミド酸溶液が得られた。このもののηsp/Cは4.0であった。
ポリアミド酸溶液をステンレスベルトにコーティングした後、実施例1と同様にしてグリーンフィルムを得て、ニップロールのA面側に接触するロールが速い設定で、速度差を変更した以外は同様に縦延伸した後、連続式の加熱炉に通し、更に実施例1と同様に熱処理してポリイミドフィルムを得た。実施例2および3のポリイミドフィルムの特性値を表1に、比較例1〜3のポリイミドフィルムの特性値を表2に示す。
Claims (7)
- 芳香族ジアミン類と、芳香族テトラカルボン酸無水物類とが重縮合してなるポリイミドフィルムであって、前記ポリイミドフィルムの一方の面の表面面配向度と他方の面の表面面配向度の差が5.0%以下であるポリイミドフィルム。
- 熱収縮率が0.05%以下である、請求項1記載のポリイミドフィルム。
- 線膨張係数(CTE)が24〜31ppm/℃である、請求項1または2記載のポリイミドフィルム。
- ヤング率が3.25GPa以上である、請求項1から3のいずれかに記載のポリイミドフィルム。
- カール度が12.5%以下である、請求項1から4のいずれかに記載のポリイミドフィルム。
- 芳香族ジアミン類が、ベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミン類である、請求項1〜5のいずれかに記載のポリイミドフィルム。
- 連続式の加熱炉にて熱処理するまでの区間でグリーンフィルムをニップロールを用いて縦延伸をする際、フィルムの各面に位置するロールの速度差が0%から10%として請求項1〜6のいずれかに記載のポリイミドフィルムを製造するポリイミドフィルムの製造方法
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