JPH01133717A - 耐熱フィルムの接着方法 - 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、耐熱フィルムの接着方法に関するものである
。

［従来の技術］ 耐熱フィルム同士あるいは耐熱フィルムと他の被接着体
（金属、他種のフィルムなど）とを接着または積層する
方法としては、エポキシ系に代表されるような耐熱性接
着剤を使用する方法が一般的である。しかし、接着後の
接着剤層は総合的な機械特性（強度、屈曲性など）や電
気特性等においてフィルムより劣るため、製造された積
層体全体の特性はフィルム本来の特性より劣ったものと
なる。特に接着剤は湿度特性が悪いために、電気関係の
使用例では接着剤によって積層体の性能が制限されるこ
とが多い。

一方、耐熱フィルムを構成する樹脂が融点を有する場合
には、加熱圧着による融着の可能性もあるが、その際の
接着条件は高温高圧とならざるを得ないため製造された
積層体等の物性の面あるいは使用する装置上の問題など
から好ましい方法であるとは言い難い。　゛ 更に、芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミド等の樹脂か
ら成るフィルムの場合には、これらの樹脂には明確な融
点が存在せず、一般には加熱圧着という方法も適用でき
ない。例外的に、特開昭６２−１４０８２２のように特
定の構成成分を有する芳香族ポリイミドを加熱圧着して
積層シートを製造する方法が開示されているが、高温、
高圧、長時間の接着条件であり、特に長尺のロール状シ
ートが製造し難いという問題がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、接着剤あるいはそれに類似した耐熱フィルム
の接着方法（加熱圧着可能な樹脂シートをラミネートす
る方法など）における問題点を改善するため、耐熱フィ
ルム同士あるいはフィルムと他の被接着体との接着界面
に他の樹脂が介在しない接着方法を提供し、製造された
積層体等においてフィルムの特性が損われることを防止
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、耐熱フィルム（Ａ）と被接着体（Ｂ）の接着
方法において、該耐熱フィルム（Ａ＞を構成する樹脂の
良溶媒を該耐熱フィルム（Ａ＞と該被接着体（Ｂ＞との
間に介在せしめた状態で接着することを特徴とする耐熱
フィルムの接着方法に関するものである。

本発明における耐熱フィルム（Ａ）とは、１５０℃、好
ましくは２００℃以下にガラス転移点を持たない樹脂か
ら成るフィルムであり、例えばポリエーテルスルホン、
ポリエーテルイミド、ポリアリ−レート、芳香族ポリア
ミドイミド、芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミドなど
の樹脂から成るフィルムが挙げられる。これらの耐熱フ
ィルムの内、本発明の接着方法が好ましく適用されるも
のとしては、芳香族ポリアミドフィルムと芳香族ポリイ
ミドフィルムを挙げることができるが、これは両者には
実用上融点が存在しないという点と、これらのフィルム
は他の耐熱フィルムよりも高度の耐熱性を有しているた
め、接着により製造された積層体等の耐熱性がフィルム
ではなく接着剤により支配されることが多いという点で
本発明の接着方法が望ましいからである。

本発明における芳香族ポリアミドフィルムとは、一般弐
　　　　　　　　　　〇　　　　　　〇−ＨＮ−Ａｒ　
１−ＮＨＣ−Ａｒ　２−Ｃ−−ＨＮ−Ａｒ３−Ｃ− で示される繰返し構成単位を単独又は共重合の形で含む
芳香族ポリアミド重合体から成るフィルムであり、上記
構成単位を７０モル％以上、好ましくけ９０モル％以上
含むフィルムである。ここでＡｒ１　、Ａｒ２　、Ａｒ
３は少なくとも１個の芳香環を含み、同一でも異なって
いてもよく、代表例としては次のものが挙げられる。

また、これらの芳香環の環上の水素原子の一部が、ハロ
ゲン基、ニトロ基、０１〜Ｃ３のアルキル基、０１〜Ｃ
３のアルコキシ基から選ばれる置換基で置換されている
ものも含む。また、又は一部　−、−ＣＨ２−、−Ｓ　
０２−、−　Ｓ　−、−Ｃ−。

♀Ｈ３ Ｃ− ＣＨｓ　　　の中から選ばれる。

一方、芳香族ポリイミドフィルムとは、一般式で示され
る繰返し構成単位を単独または共重合の形で含む芳香族
ポリ、イミド重合体から成るフィルムであり、上記構成
単位を７０モル％以上、好ま−６＝ しくは９０モル％以上含むフィルムである。ここで、Ａ
ｒ４は少なくとも１個の芳香環を含み、イミド環を形成
する２つのカルボニル基は芳香環上の隣接する炭素原子
に結合している。このＡｒ４は一般式 で示される芳香族テトラカルボン酸二無水物に由来する
。Ａ　ｒ　４の代表例としては次のものが挙げられる。

ここでＹは、−〇−，−Ｃ、ＣＨ２−から選ばれる。ま
た、Ａ　ｒ　５は少なくとも１個の芳香環を含み、一般
式　Ｈ２Ｎ−Ａ　ｒ　５−ＮＨり　で示される芳香族ジ
アミンに由来している。Ａｒ５の代表例としでは次のも
のが挙げられる。

ン基、ニトロ基、０１〜Ｃ３のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ３
のアルコキシ基から選ばれる置換基で置換されているも
のも含む。Ｚは、−０−１−ＣＨ２−＋乙 から選ばれる。

本発明の接着方法で使用する耐熱フィルム（Ａ＞を構成
する樹脂の良溶媒とは、前記の各耐熱フィルム（Ａ）を
構成する樹脂が２５℃において溶媒１００ｍ１中に０．
５ｇ以上溶解するような溶媒を意味する。但し、溶媒の
融点が２５℃より高い場合には、その融点より１０℃高
い温度で溶解させるものとする。この良溶媒と耐熱フィ
ルムを適宜組合せて接着を行なうが、その組合せとして
は、例えばポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド
、ボリアリレートなど非品性高分子から成るフィルムに
おいては、ジクロロメタン、トリクロロエチレンなどの
ハロゲン化炭化水素、Ｎ−Ｎ−ジメチルホルムアミド、
Ｎ−メチルピロリドンなどのアミド系溶媒との組合せを
用いることができる。

芳香族ポリアミドフィルムには、テトラメチル尿素、ヘ
キサメチルホスホルアミド、Ｎ・Ｎ−ジメチルアセトア
ミド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ・Ｎ−ジメチルエチレ
ン尿素、Ｎ−メチルカプロラクタム、Ｎ−アセチルピロ
リジン、Ｎ−Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ−エチルピ
ロリドン、Ｎ・Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド
系溶媒およびこれらの混合物との組合せを用いることが
できるが、特に好ましいアミド系溶媒としてはＮ　−メ
チルピロリドン、Ｎ−Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ・
Ｎ−ジメチルホルムアミドが使用される。

また、芳香族ポリイミドフィルムは溶媒に不溶なものも
多いが、可溶なものもあり、例えばビフェニルテトラカ
ルボン酸類を主体とするテトラカルボン酸成分と複数個
の芳香環を有する芳香族ジアミン類を主体とする芳香族
ジアミン成分から重合された芳香族ポリイミドからなる
フィルムにおいては、叶クロルフェノール、ｍ−クロル
フェノール、ｐ−ブロムフェノール、ｍ−ブロムフェノ
ール、３−クロル−６〜ヒドロキシトルエン、２−クロ
ル−４−ヒドロキシトルエン、２−クロル−５−ヒドロ
キシトルエンなどのモノハロゲン化フェニール、モノハ
ロゲン化クレゾールおよびフェノールのフェノール系溶
媒と組合せることによって、本発明の接着方法を適用す
ることができる。

以上の溶媒を接着に使用する際には、本発明の目的を損
わない程度において少量の増粘剤、界面活性剤などを含
んでいてもよい。

次に本発明の接着方法について説明する。

本発明における被接着体（Ｂ）は、前記耐熱フィルム（
Ａ）と同一組成の耐熱フィルムであっても、他のフィル
ムであっても、更には金属などであってもかまわず、何
ら制限を受けるものではない。

まず２枚のフィルムを貼合せる場合には、少なくとも片
方のフィルムの接着面に良溶媒を塗布し、その状態で２
枚のフィルムを重ね合せて接着する。

ここで溶媒の塗布方法としては周知の種々の方法を採用
することができ、例えば刷毛やメタリングバーによる手
作業、グラビア、リバースロール、キャスト、スプレー
などの各種コーティング方式を挙げることができる。溶
媒の塗布量は使用するフィルムと溶媒の種類によって異
なるが、０．１〜２０ｇ／Ｔｎ２程度であり、接着後の
積層体等の物性からはできるだけ少量の溶媒を塗布する
ことが好ましい。溶媒の塗布後にフィルムを重ね合せる
際には、プレス、ニップロールなどによって軽く加圧し
ながら行なうと溶媒が均一に広がる点で好ましいが、こ
の加圧はフィルムの接着とは直接には関係ない。更に加
圧と同時に５０°Ｃ〜２００°Ｃ程度に加熱を行なうと
、より大きな初期接着力を得ることもできる。貼合せた
フィルムを放置しておくと、フィルムの接着の極く表層
が一旦溶解あるいは膨潤状態となって２枚のフィルムは
接着し、＝　　１１　− 使用した溶媒はフィルム中あるいは空気中に拡散、飛散
し、２枚が一体化した積層体が得られる。放置時間は数
時間から一昼夜程度である。この放置時間を短縮するた
めに、貼合せ＠５０℃〜１５０℃で３０分間〜３時間程
度加熱してもよい。

従来よりウェット・ラミネーションと呼ばれる積層方法
があり、これは紙などに接着剤を塗布し湿潤状態のまま
アルミ箔等と貼合せた後に溶剤（はとんどの場合は水〉
を乾燥する方法であり、−見本発明の接着方法と類似し
ているようではあるが、この方法は接着剤による接着と
いう点で本質的に本発明の接着方法とは異なる。更に、
ウェット・ラミネーションは、接着剤の溶剤を乾燥する
必要から積層される材料の少なくとも片方は紙などの空
隙が多く溶剤が容易に透過する材料を接着する場合に用
いられる一方、本発明の接着方法ではフィルム同士ある
いはフィルムと銅箔のように緻密な材料同士の接着が可
能である。本発明の耐熱フィルムにおいても、一般の溶
媒の透過能は低いために、例えばフィルム間に存在する
溶媒は容易に飛散せず加熱等を行なうと気泡を生じるの
が普通である。しかし、本発明では耐熱フィルムの良溶
媒を使用するために、貼合せ時に接着界面に存在した溶
媒が容易にフィルム中を拡散、透過する。従って緻密な
材料同士を、空隙を生ずることなく接着でき、更に積層
体中に残存する溶媒量が少なくなるためフィルムの物性
低下を抑えられる。また、フィルム同士などを本発明の
方法により接着する場合、接着面が平滑かつ緻密であり
、かつ柔軟性を有しているため、貼合せ時に接着界面に
存在する溶媒の表面張力によって見掛は上の初期接着力
が生じるため、接着面にずれが起こりにくい点も、紙な
どを接着する場合と異なる。

以上の２枚のフィルムの積層と同様にして複数枚のフィ
ルムの積層も行なうことができ、フィルムと他の被接着
体の場合も同様に接着を行なえばよい。ここで被接着体
としては特に限定されないが、銅、鉄、アルミ等の金属
、合成樹脂、セラミックス類などからなる箔状、板状、
あるいは成形品などが挙げられる。

以上のフィルムおよび被接着体は、溶媒の濡れを良くし
接着力を増すために、その接着面が表面処理されていて
もよく、処理方法としてはコロナ放電処理、グロー放電
処理、マット処理、クロム酸処理などが挙げられるが限
定されない。また特に、フィルムと金−等の被接着体と
を接着する場合には、フィルムを構成する樹脂を溶媒に
溶解し、これを金属等の接着面に予め塗布し乾燥させて
おくと、接着力を安定させる上で効果があり好ましい。

本発明の耐熱フィルムの接着方法におけるフィルムの形
態としては、フィルム単体だけではなく予め接着面の反
対側に他の材料が積層されている場合や、加熱成形等に
より、例えばスピーカーの振動板のような、特定の形状
に加工されている場合も含む。また本発明の接着方法を
用いることにより作製し得る積層体等の形状としては、
シート状、板状、パイプ状、ベルト状、ハニカム状など
が挙げられるが特に限定されない。

［物性の測定方法］ 本発明の特性値は次の測定方法による。

（１）強度、伸度 ＡＳＴＭ−Ｄ８８２によるテンシロン型引張り試験機に
フィルムを幅１０ｍｍ、紙長５０ｍｍとなるようにセラ
１へし、２５℃、５０％ＲＨの雰囲気下で、引張り速度
３００　ｍｍ７分で男１張り、フィルムあるいは積層体
が破断したときの強度と伸度を測定しな。

（２）寸法変化率 フィルムあるいは積層体がら幅１０ｍｍ、紙長２００ｍ
ｍの試験片を作製し、これを２５０℃雰囲気下で１−０
分間加熱し、加熱後の長さを測定して寸法変化率を算出
した。

寸法変化率（％）＝ （３）　　接着力 貼合ぜ作成した積層体から幅１０ｍｍの試験片を切取り
、テンシロン型引張り試験機により５０ｍｍ／分の速度
で引張り接着力を測定した。

［実施例］ 本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例　１ メタフェニレンイソフタルアミドから成る芳香族ポリア
ミドフィルム（厚さ２５μ）の片面にジメチルアセトア
ミド（ＤＭＡＣ）をメタリングバーで塗布し、更に同じ
フィルムを重ねて貼合せた。

ＤＭＡＣの塗布量は約２ｇ／Ｔｎ２である。これを−昼
夜放置しなところ２枚のフィルムは完全に接着し剥離で
きない状態となった。（すなわち、接着面よりフィルム
が先に破断する）。

また、同じフィルムを使用して貼合せた直後に熱風オー
ブン内で、１００℃で３０分間加熱したところ、同様に
２枚のフィルムは完全に接着し、接着面に気泡の発生は
見られなかった。

使用したフィルムの強度は１９　ｋｇ／ｍｍ２　、伸度
は８６％であり、貼合せ後オーブンで熱処理して作成し
た積層体の強度は１７　ｋｑ／ｍｍ２　、伸度は７９％
であり接着による機械特性の変化は大きくはなかった。

　１６　一 実施例　２ ２−クロル−パラフェニレンジアミン８０モル％と４，
４°−ジアミノジフェニルエーテル２０モル％をジアミ
ン成分とし、テレフタル酸クロライドを酸クロライド成
分として、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）中で重合し
て得られなポリマを、乾湿式法による溶液製膜法によっ
て製膜を行ない２５μの長尺の芳香族ポリアミドフィル
ムを得た。

このフィルムの片面にＮＭＰを連続的にグラビアコーテ
ィングし、別に準備した同じフィルムと８０℃に加熱し
た金属ドラム上で２枚をニップロールで加圧しながら連
続的に積層して巻取った。

この時のＮＭＰの塗布量は５ｇ／Ｔ１２であり、積層直
後の接着力は３７０　ｇ／Ｃｍであった。この長尺の積
層品を一昼夜放置したところ、２枚のフィルムは完全に
接着した。

使用したフィルムの強度は４３　ｋｇ／ｍｍ２　、伸度
は５０％、２５０℃の寸法変化率は１．２％であり、積
層体の強度は４．１　ｋｇ／ｍｍ２　、伸度は４５％、
２５０℃の寸法変化率は１．１％で、接着後も機械的、
熟的特性が保持されていた。

実施例　３ 実施例２のフィルムの片面にグラビアコーティングによ
りＮＭＰを連続的に塗布しく塗布量１０ｇ／Ｔｒ１２）
、これを直接に紙製の丸部（直径的１７０ｍｍ）に１５
回転分巻取った。次にフィルムを巻取った丸部を熱風オ
ーブン内で１２０℃、２時間の加熱を行なった後、フィ
ルムの筒状の積層体を丸部より抜き取り、更にこれを輪
切りにして幅２ｏｍｍ、周長的５４０ｍｍ、厚さ３８０
μのエンドレスベルトを作成した。エンドレスベルトは
繰返し折り曲げてもフィルムの接着面が剥離することは
なく、フィルムが一体化した成形品が得られた。

実施例　４ パラフェニレンジアミン５０モル％、３，４゛−ジアミ
ノジフェニルエーテル５０モル％をジアミン成分とし、
テレフタル酸クロライドを酸クロライド成分として、Ｎ
ＭＰ中で重合を行ない副生じた塩酸を塩化カルシウムで
中和してポリマ溶液を作成した。次にポリマ溶液をガラ
ス板上に流延、乾燥した後ガラス板よりフィルムを剥離
し、水洗、熱処理を行なって、３０μの芳香族ポリアミ
ドフィルムを製膜した。表面処理が施された３５μの圧
延処理銅箔の処理面（黒色〉に、ＮＭＰを約１０ｇ／ｍ
２に塗布した前記フィルムを貼合せ１００°Ｃで１時間
加熱した。

フィルムは銀箔に完全に接着し、接着力を測定すること
はできなかった。この銅との積層品の一部を２６０℃の
ハンダ浴に浸漬したが、接着面の剥離等は発生せず良好
な接着状態が保たれた。

実施例　５ ３．３°、４．４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物と４，４°−ジアミノジフェニルエーテルを重合し
て得られた芳香族ポリイミドからなる厚さ５０μの芳香
族ポリイミドフィルムの片面に叶クロルフェノールをメ
タリングバーで塗布し、ただちに同じフィルムをこれに
重ねて貼合せた。この積層体を５時間放置したところ、
２枚のフィルムは完全に接着し剥離不能であった。

［発明の効果］ 本発明の耐熱フィルムの接着方法は、耐熱フィルムを単
に加熱圧着する場合のような高温、高圧を必要とせず、
一般的なコーター、ラミネーターなどの装置による緩か
な条件でフィルムを接着することが可能であり、容易で
安価な接着方法であると言える。また本発明の方法によ
れば、ロール状の長尺のフィルム同士あるいはフィルム
と金属箔というような積層体を、接着剤による積層と同
程度の速度で製造できる点で有効である。更に、製造さ
れた積層体は、フィルム間あるいはフィルムと被接着体
の間に接着剤のように他の樹脂が介在しないため、フィ
ルム本来の耐熱性、耐薬品性、湿度特性、機械特性、電
気特性等が損われることがなく、積層体の透明性も維持
できる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐熱フィルム（Ａ）と被接着体（Ｂ）の接着方法
   において、該耐熱フィルム（Ａ）を構成する樹脂の良溶
   媒を該耐熱フィルム（Ａ）と該被接着体（Ｂ）との間に
   介在せしめた状態で接着することを特徴とする耐熱フィ
   ルムの接着方法。
2. （２）被接着体が耐熱フィルム（Ａ）と同一組成の耐熱
   フィルムであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の耐熱フィルムの接着方法。
3. （３）耐熱フィルム（Ａ）が芳香族ポリアミドフィルム
   であり、耐熱フィルム用樹脂の良溶媒がアミド系溶媒で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   に記載の耐熱フィルムの接着方法。
4. （４）耐熱フィルム（Ａ）がビフェニルテトラカルボン
   酸類を主体とするテトラカルボン酸と複数個の芳香環を
   有する芳香族ジアミン類を主体とするジアミン成分とを
   重合して得られる芳香族ポリイミド樹脂からなる芳香族
   ポリイミドフィルムであり、耐熱フィルム用樹脂の良溶
   媒がフェノール系溶媒であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項に記載の耐熱フィルムの接着方
   法。