ポリイミドフィルムおよびその製造方法
【課題】幅方向の厚み変動幅の小さい肉厚のポリイミドフィルムを提供する。
【解決手段】ポリイミドフィルムであって、平均厚みＴが７５μｍ以上であり、かつ幅方向の厚み変動幅をＤμｍとしたときに、下式で示されるＲが±２％以内である。
Ｒ（％）＝（Ｄ／Ｔ）×１００
ポリイミド樹脂前駆体であるポリアミック酸溶液を基材上に塗工し乾燥することによりポリイミドとしての平均厚みＡＴが６０μｍ以下であるポリアミック酸塗膜Ａを形成し、塗膜Ａの上に、さらにポリアミック酸溶液を塗工し乾燥することによりポリイミドとしての平均厚みＢＴが１００μｍ以下であるポリアミック酸塗膜Ｂを少なくとも１層形成し、しかる後キュアする。
−８０μｍ≦ＡＴ−ＢＴ≦２０μｍであることが好適である。
【解決手段】ポリイミドフィルムであって、平均厚みＴが７５μｍ以上であり、かつ幅方向の厚み変動幅をＤμｍとしたときに、下式で示されるＲが±２％以内である。
Ｒ（％）＝（Ｄ／Ｔ）×１００
ポリイミド樹脂前駆体であるポリアミック酸溶液を基材上に塗工し乾燥することによりポリイミドとしての平均厚みＡＴが６０μｍ以下であるポリアミック酸塗膜Ａを形成し、塗膜Ａの上に、さらにポリアミック酸溶液を塗工し乾燥することによりポリイミドとしての平均厚みＢＴが１００μｍ以下であるポリアミック酸塗膜Ｂを少なくとも１層形成し、しかる後キュアする。
−８０μｍ≦ＡＴ−ＢＴ≦２０μｍであることが好適である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリイミドフィルムおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
厚みが１００μｍを超える肉厚ポリイミドフィルムが、従来から知られている。例えば、ガラス板やポリエステルフィルムにて構成された基材上にポリアミック酸溶液を塗工後、乾燥、キュアすることにより、肉厚ポリイミドフィルムが得られる（特許文献１、２）。しかし、得られるポリイミドフィルムの厚み変動幅が大きいという問題があり、例えば、電子機器や複写機など精密機器の部品として使用された時の信頼性が充分に確保できない。これに対し特許文献３には、厚みムラを低減したポリイミドフィルムの記載がある。しかし、この場合は、実施例に示されている厚みは最大でも２５μｍである。
【０００３】
以上のように、厚いポリイミドフィルムを想定した精度の高い厚み制御の方法はこれまで無く、ポリアミック酸溶液を連続的に塗工する場合には長さ方向の厚みを均一化することは装置の特性上容易であるが、幅方向の厚み変動幅が小さくしかも厚いフィルムを作製するのは困難である。
【０００４】
一般に溶液流延法は厚み精度が高い製膜法であるが、フィルムが厚くなるほど脱溶媒に時間がかかり、流動性が保たれる。このため、風や傾きなどの影響を受け特に幅方向に厚みムラが生じやすく、この方法でも厚いフィルムを厚みムラなく作ることは難しい。
【特許文献１】特開２００４−１４９５９１号公報
【特許文献２】特開２００４−０４３８３１号公報
【特許文献３】特開２００６−２９１０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、幅方向の厚み変動幅の小さい肉厚のポリイミドフィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の構成によるものである。
［１］平均厚みＴが７５μｍ以上であり、かつ幅方向の厚み変動幅をＤμｍとしたときに、式１で示されるＲが±２％以内であることを特徴とするポリイミドフィルム。
【０００７】
Ｒ（％）＝（Ｄ／Ｔ）×１００・・・・・・・・・（式１）
【０００８】
［２］上記［１］のポリイミドフィルムを製造するための方法であって、ポリイミド樹脂前駆体であるポリアミック酸溶液を基材上に塗工し乾燥することによりポリイミドとしての平均厚みＡＴが６０μｍ以下であるポリアミック酸塗膜Ａを形成し、塗膜Ａの上に、さらにポリアミック酸溶液を塗工し乾燥することによりポリイミドとしての平均厚みＢＴが１００μｍ以下であるポリアミック酸塗膜Ｂを少なくとも１層形成し、しかる後キュアすることを特徴とするポリイミドフィルムの製造方法。
【０００９】
［３］ＡＴとＢＴとを、式２で示される関係とすることを特徴とする［２］のポリイミドフィルムの製造方法。
−８０μｍ≦ＡＴ−ＢＴ≦２０μｍ・・・・・・・・・（式２）
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、厚み変動幅の小さな肉厚ポリイミドフィルムを得ることができる。この厚み変動幅の小さな肉厚ポリイミドフィルムは、電子機器や複写機など精密機器の部品として好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のポリイミドフィルムは、平均厚みＴが７５μｍ以上であり、かつ幅方向の厚み変動幅をＤμｍとしたときに、下記の式１で示されるＲが±２％以内、好ましくは±１．５％以内であることを特徴とする。
【００１２】
Ｒ（％）＝（Ｄ／Ｔ）×１００・・・・・・・・・（式１）
【００１３】
本発明において、平均厚みＴは、長さ１ｍ以上のポリイミドフィルムロールより、その長さ方向に沿った任意の位置における厚みを、フィルム幅方向の両端部それぞれ１０ｍｍを除いた幅方向の全範囲において１０ｍｍの間隔でポイント測定し、測定値を算術平均することにより得られるものである。
【００１４】
また本発明において、厚み変動幅Ｄは、平均厚みＴと前記範囲での最大厚みとの差、および平均厚みＴと前記範囲での最小厚みとの差をそれぞれ算出することで求められる二つの値である。
【００１５】
本発明において、ＲはＤに対応して最大と最小の二つの値となるが、このＲは平均厚みＴとの乖離を示す指標である。なお、本発明においては、ポリイミドフィルムロールの長さ方向に沿った複数の位置でそれぞれ最大のＲと最小のＲとを求め、求めた複数の最大のＲのうちの最も大きな値Ｒｍａｘと、求めた複数の最小のＲのうちの最も小さな値Ｒｍｉｎとを用いて評価することができる。
【００１６】
本発明でいうポリイミド樹脂前駆体であるポリアミック酸とは、加熱硬化によってイミド結合を生じ、下記構造式（１）で示される構成単位を有するポリイミド樹脂となるものをいう。そのような化合物であれば如何なるものも用いることができるが、例えば、下記構造式（２）で示されるポリアミック酸を用いることができる。ポリアミック酸は、通常、ポリアミック酸と溶媒とからなるポリイミド樹脂前駆体溶液として製造することができる。
【００１７】
【化１】
【００１８】
【化２】
【００１９】
構造式（１）、（２）において、Ｒは４価の有機残基を示し、Ｒ′は２価の有機残基を示す。
【００２０】
ポリイミド樹脂前駆体溶液として製造するための溶媒としては、例えば、非プロトン性極性溶媒、エーテル系化合物、水溶性アルコール系化合物が挙げられる。
【００２１】
非プロトン性極性溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルフォスフォラアミド等が挙げられる。
【００２２】
エーテル系化合物としては、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−（メトキシメトキシ）エトキシエタノール、２−イソプロポキシエタノール、２−ブトキシエタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、１，２−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられる。
【００２３】
水溶性アルコール系化合物としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
【００２４】
これらの溶媒は、２種以上を混合して用いることができる。これらの溶媒のうち、特に好ましい例としては、単独溶媒としてはＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが挙げられる。混合溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドとＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンとメタノール、Ｎ−メチル−２−ピロリドンと２―メトキシエタノール等の組み合わせが挙げられる。
【００２５】
次に、ポリイミド樹脂前駆体の製造方法について説明する。まず、ポリアミック酸からなる溶液は、たとえば、下記構造式（３）で示される芳香族テトラカルボン酸二無水物と、下記構造式（４）で示される芳香族ジアミンとを、上記溶媒例えば非プロトン性極性溶媒中で反応させることにより、製造することができる。
【００２６】
【化３】
【００２７】
【化４】
【００２８】
構造式（３）において、Ｒ１は４価の芳香族残基を表す。また構造式（４）において、Ｒ２は２価の芳香族残基を表す。
【００２９】
上記反応においては、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの割合は、ジアミン１モルに対してテトラカルボン酸二無水物１．０４〜０．９６モルが好ましく、より好ましくはジアミン１モルに対しテトラカルボン酸二無水物１．０３〜０．９７モルである。また、反応温度は、−２０〜８０℃が好ましく、５０〜８０℃がより好ましい。
【００３０】
上記反応において、モノマー及び溶媒の混合順序は、特に制限はなく、いかなる順序でもよい。溶媒として混合溶媒を用いる場合は、個々の溶媒に別々のモノマーを溶解又は懸濁させておき、それらを混合し、撹拌下、所定の温度と時間で反応させることによっても、ポリアミック酸からなる溶液を得ることができる。このポリイミド樹脂前駆体の溶液は、２種類以上混合して用いることもできる。
【００３１】
上記構造式（３）で示される芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、ピロメリット酸、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、３，３′，４，４′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、２，３，３′，４′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、２，３，３′，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸、１，４，５，７−ナフタレンテトラカルボン酸、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸、３，３′，４，４′−ジフェニルメタンテトラカルボン酸、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、３，４，９，１０−テトラカルボキシペリレン、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパンの二無水物等が挙げられる。これらの芳香族テトラカルボン酸二無水物は、２種類以上を混合して用いることもできる。
【００３２】
本発明において、特に好ましい芳香族テトラカルボン酸二無水物として、ピロメリット酸または３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸を用いることができる。これらは単独でまたは混合して用いることができる。
【００３３】
上記構造式（４）で示される芳香族ジアミンの具体例としては、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、３，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ジアミノジフェニルメタン、３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジフェニルメタン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、１，２−ビス（アニリノ）エタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノベンズアニリド、ジアミノベンゾエート、ジアミノジフェニルスルフィド、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）プロパン、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，５−ジアミノナフタレン、ジアミノトルエン、ジアミノベンゾトリフルオライド、１，４−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４′−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ビフェニル、ジアミノアントラキノン、４，４′−ビス（３−アミノフェノキシフェニル）ジフェニルスルホン、１，３−ビス（アニリノ）ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（アニリノ）オクタフルオロブタン、１，５−ビス（アニリノ）デカフルオロペンタン、１，７−ビス（アニリノ）テトラデカフルオロヘプタン等が挙げられる。これらの芳香族ジアミンは、２種類以上を混合して用いることもできる。
【００３４】
本発明において、特に好ましい芳香族ジアミンとして、ｐ−フェニレンジアミン、または４，４′−ジアミノジフェニルエーテルを用いることができる。これらは単独でまたは混合して用いることができる。
【００３５】
本発明においては、ポリイミド樹脂前駆体の溶液を製造する際に、重合性不飽和結合を有するアミン、ジアミン、ジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸の誘導体を添加して、熱硬化時に橋かけ構造を形成させることができる。不飽和化合物としては、マレイン酸、ナジック酸、テトラヒドロフタル酸、エチニルアニリン等を使用できる。
【００３６】
ポリイミド樹脂前駆体の合成条件、乾燥条件、その他の理由等により、ポリイミド樹脂前駆体中に部分的にイミド化されたものが存在していても、特に支障はない。
【００３７】
ポリイミド樹脂前駆体組成物には、必要に応じて、界面活性剤、有機シラン、顔料、導電性のカーボンブラックや金属微粒子のような充填材、摩滅材、誘電体、潤滑材、他の重合体等を添加することができる。これらは、通常、ポリイミド樹脂前駆体溶液の段階で添加することができる。
【００３８】
本発明でいう、ポリイミド樹脂前駆体であるポリアミック酸溶液を塗工するための基材としては、銅、アルミニウム、鉄、銀、パラジウム、ニッケル、クロム、モリブデン、タングステン又はそれらの合金等の金属箔；フッ化エチレンフィルム；ポリイミドフィルム；ガラス繊維織物などが挙げられ、熱硬化工程に耐えうる材質であれば特に限定されない。好ましくは、アルミニウム、ステンレスである。基材の厚さは２５〜３００μｍが好ましく、５０〜２００μｍがより好ましい。
【００３９】
基材の塗布面は、平滑であることが好ましい。平滑度が低い場合、ポリイミドフィルムと基材との接着強度が向上し、剥離工程でのハンドリング性の低下が懸念される。なお、上記した基材の市販品等を適宜選んで使用すれば、特に問題はない。
【００４０】
基材上へのポリイミド樹脂前駆体溶液の塗布は、任意の塗工機を用いて行うことができる。たとえば、ダイコーター、リップコーター、グラビアコーター、バーコーター、ドクターブレードコーター、コンマコーター、リバースロールコーター、バーリバースロールコーターなどを用いて行うことができる。
【００４１】
ポリイミドとしての平均厚みが６０μｍ以下、好ましくは２０〜５０μｍになるように、基材上にポリイミド樹脂前駆体溶液を塗布し、所定の条件で乾燥させてポリアミック酸塗膜Ａを形成する。さらにこの塗膜Ａの上に、ポリイミドとしての１層分の平均厚みが１００μｍ以下、好ましくは５０〜８０μｍとなるようにポリイミド樹脂前駆体溶液を塗布し、所定の条件で乾燥させる。これにより、ポリアミック酸塗膜Ａの上にポリアミック酸塗膜Ｂを形成する。ポリアミック酸塗膜Ｂは、少なくとも１層積層つまり２層以上積層することができる。すなわちポリアミック酸塗膜Ｂを２層以上積層する場合は、１層目の乾燥した塗膜上に、同様にポリイミドとしての１層分の平均厚みが１００μｍ以下、好ましくは５０〜８０μｍとなるようにポリイミド樹脂前駆体溶液を塗布し、所定の条件で乾燥を行うことを繰り返す。
【００４２】
塗膜Ａと塗膜Ｂのそれぞれのポリイミドとしての平均厚みＡＴ、ＢＴが式２の関係を満たすとき、肉厚のポリイミドフィルムの厚みムラを小さくすることができる。
−８０μｍ≦ＡＴ−ＢＴ≦２０μｍ・・・・・・・・・（式２）
【００４３】
ＡＴ−ＢＴが２０μｍを超えた場合は、すなわちＡＴがＢＴより２０μｍを超えて厚い場合は、基材上に塗膜Ａを製膜する際に大きな厚みムラが生じやすく、その塗膜Ａの上にＡＴより２０μｍを超えて薄い塗膜Ｂを積層しても塗膜Ａに発生した厚みムラが残ってしまうため、得られるフィルムの厚み変動幅が大きくなる傾向にある。逆にＡＴ−ＢＴが−８０μｍを下回る場合は、すなわちＢＴがＡＴより８０μｍを超えて厚い場合は、薄い塗膜Ａの上に極めて厚い塗膜Ｂを積層することになり、積層による厚みムラ軽減の効果は充分ではなくなり、最終的に得られるフィルムの厚み変動幅が大きくなる傾向にある。
【００４４】
各層のポリイミド樹脂前駆体溶液は、同じであっても異なっていてもよい。塗布に用いるポリイミド樹脂前駆体溶液の固形分濃度や粘度は、塗布が可能な範囲であれば特に限定されない。しかし、固形分濃度は、５〜３０質量％が好ましく、５〜２０質量％がより好ましい。また溶液粘度は、０．０３〜４０Ｐａ・ｓ／３０℃が好ましく、より好ましくは０．０５〜３０Ｐａ・ｓ／３０℃である。
【００４５】
乾燥には、任意の装置を用いることができ、熱風乾燥機が好ましいが、赤外線加熱、電磁誘導加熱などを使用又は併用してもよい。乾燥のためには５０〜２００℃の温度範囲が適当である。
【００４６】
乾燥は、好ましくは塗布直後に行い、塗布された塗膜全体の固形分濃度が６０〜９０質量％の範囲となるまで連続的に行う。このとき固形分濃度が６０質量％未満であると、塗布面のべたつきのため、貼りつき等の問題が生じ、巻き取りやその後の作業を良好に行うことができにくくなる。また、固形分濃度が９０質量％を超えていると、乾燥後にカールが大きくなり取り扱いが困難になりやすくなる。
【００４７】
ポリイミド樹脂前駆体であるポリアミック酸は、キュア工程を経てポリイミドとなる。キュアの工程には、公知技術を適宜採用できる。乾燥後にスペーサーを挿入して伴巻し、基材の周間に隙間を設け、塗膜と基材が接触しない状態にすることにより、巻き状態でキュアを行うことができる。キュア温度は２００℃以上、好ましくは３００℃以上である。上限は４５０℃程度である。キュアの時間は２時間以上が好ましく、５時間以上がさらに好ましい。
【００４８】
キュア後のポリイミドフィルムを基材から剥離する方法は、特に限定されない。機械的な方法として、例えば、巻き状態でキュアを実施した基材付きポリイミドフィルムの長さ方向に沿った片方の端部において、フィルム、基材のそれぞれを異なる巻芯に粘着テープ等で固定し、これらを異なる軸で巻き取ることにより、ポリイミドフィルムを基材から剥離させる方法が挙げられる。剥離前には、ポリイミドフィルムの長さ方向の端部からの裂けを防ぐために、その端部の不均一な厚み部分を各１０ｍｍ程度スリットすることが好ましい。
【００４９】
本発明が適用できるポリイミドフィルムの幅は、特に限定されないが、５００ｍｍ〜３０００ｍｍ程度である。また、フィルム長さについても、特に限定されないが、１０ｍ〜１００００ｍ程度である。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を具体的に説明する。ただし本発明はこれに限定されるものではない。
【００５１】
下記の実施例及び比較例におけるフィルム厚みは、次のようにして測定した。
【００５２】
［厚み測定］
ユニオンツール社製のＰＣＢ板厚測定機を用い、ポリイミドフィルムロールにおける長さ方向に沿った所定の位置の厚みを、幅方向に沿った端部１０ｍｍを除く全範囲において、１０ｍｍの間隔でポイント測定した。
【００５３】
フィルムの長さ方向に沿った測定位置は、次の通りとした。すなわち、フィルムロールの長さ方向に沿った一方の端部から、その長さ方向に１００ｍｍの位置を測定位置１とし、測定位置１から長さ方向に９００ｍｍの位置を測定位置２とし、以下、測定位置２から長さ方向に１０００ｍｍ間隔ごとの位置を８点決めてそれぞれ測定位置３〜１０とした。そして、測定位置１０から長さ方向に９００ｍｍの位置を測定位置１１とした。
【００５４】
各測定位置において、平均厚みＴ、厚み変動幅Ｄをそれぞれ算出し、各測定位置におけるＲの最大値とＲの最小値とを求めた。そして、すべての測定位置１〜１１におけるＲの最大値のうちのもっとも大きな値Ｒｍａｘと、すべての測定位置１〜１１におけるＲの最小値のうちのもっとも小さな値Ｒｍｉｎとを求めて評価した。
【００５５】
［ポリイミド樹脂前駆体溶液の合成例］
４，４′−ジアミノジフェニルエーテル ５６４ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン ５，０００ｇを反応釜に入れ、これを室温中で５分間攪拌した後、３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物 ８１３ｇを加え、７０℃の湯浴中で２時間攪拌を行い、ポリアミック酸を含有する均一なポリイミド樹脂前駆体溶液を得た。この溶液の固形分濃度は２０質量％であった。これを、溶液ａとした。
【００５６】
［実施例１］
溶液ａを、基材としての幅５００ｍｍ、厚さ１５０μｍのアルミ箔上に、幅が４４０ｍｍ、キュア後の塗膜厚みが３０μｍになるように、コンマコーターを用いて塗工し、１４０℃で１４分間乾燥した。この塗膜上にさらに、同じく幅４４０ｍｍ、キュア後の１層分の塗膜厚みが７０μｍになるようにコンマコーターを用いて塗工し、１４０℃で１４分間乾燥した。得られた幅５００ｍｍ、長さ１０ｍの積層材を、幅２０ｍｍ、厚さ１００μｍのステンレス箔にピッチ間隔３ｍｍ、高さ１．５ｍｍのコルゲート加工を施したスペーサー（実質厚み１．５ｍｍ）と伴巻しながら、アルミコアに巻き取った。スペーサーは、２本用い、積層材の幅方向の左右両端部に伴巻した。続いて、熱風イナートオーブン中で、窒素雰囲気下にて、８０℃から１０．５時間かけて２９０℃まで昇温させ、さらに２９０℃で０．５時間加熱してキュアを行った。次いで、冷却後、塗膜部分の端部各１０ｍｍを含むようにアルミ箔の幅方向の端部をスリットした。その後、キュアしたフィルムをアルミ箔より剥離して、幅４２０ｍｍ、長さ１０ｍのポリイミドフィルムを得た。
【００５７】
［実施例２〜９］
実施例１と比べて、表１に記載の厚みになるように塗工を施した。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００５８】
［実施例１０］
実施例１と比べて、次の点を変更した。すなわち、表１に記載の厚みになるように１、２層目の塗工、乾燥を行った後、この塗膜上にさらに、同じく幅４４０ｍｍ、キュア後の１層分の塗膜厚みが７０μｍになるようにコンマコーターを用いて３層目を塗工し、１４０℃で１４分間乾燥した。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００５９】
［比較例１］
実施例１と比べて、１層目のキュア後の塗膜厚みが７０μｍ、２層目のキュア後の塗膜厚みが３０μｍとなるようにした。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００６０】
［比較例２］
実施例１と比べて、１層目のキュア後の塗膜厚みが１０μｍ、２層目のキュア後の塗膜厚みが１００μｍとなるようにした。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００６１】
［比較例３］
実施例１と比べて、１層目のキュア後の塗膜厚みが３０μｍ、２層目のキュア後の塗膜厚みが１１０μｍとなるようにした。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００６２】
［比較例４］
実施例１と比べて、１層目のキュア後の塗膜厚みを８０μｍとした。しかし、２層目の塗工・乾燥は行わなかった。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００６３】
［比較例５］
実施例１と比べて、１層目のキュア後の塗膜厚みを同様に７０μｍとした。しかし、２層目の塗工・乾燥は行わなかった。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００６４】
［参考例１］
実施例１において、１層目のキュア後の塗膜厚みを３０μｍとした。しかし、２層目の塗工・乾燥は行わなかった。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００６５】
実施例１〜１０、比較例１〜５および参考例１で得られたポリイミドフィルムの評価結果を表１および表２に示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
【表２】
【００６８】
表１および表２に示すように、実施例１〜１０では、Ｒがいずれも±２％以内と厚み変動幅の小さな肉厚ポリイミドフィルムが得られた。一般に厚い塗膜を作製する場合、厚み変動が大きくなる傾向があるが、参考例１のように１層目の厚み変動を小さくするためにこの１層目を比較的薄く形成した塗膜の上に、２層目の厚い塗膜を積層することにより、参考例１のものよりも肉厚のフィルムでありながら全体の厚み変動幅を小さくすることができた。実施例１０では、塗膜Ａの上に２層積層させて合計３層からなる構成になったが、全体の厚み変動幅の小さな肉厚のフィルムを作製することができた。
【００６９】
これに対して、比較例１〜５では、いずれもＲが±２％の範囲を超えた。すなわち比較例１は、１層目を比較例５と同様の条件で本発明の範囲を超えた７０μｍの厚みとしたところ、比較例５で見られるところの、その１層目の塗布・乾燥時に発生した大きな厚み変動が、２層目の塗布・乾燥後も残った。比較例２は、ＡＴ−ＢＴが−８０μｍを下回っていたため、塗膜Ａと塗膜Ｂを積層させることによる厚みムラ軽減の効果が十分ではなかった。比較例３は、２層目のポリイミドの平均厚みが１００μｍを超えており、そのため厚みムラが大きくなった。比較例４は、１層のみの塗膜であるが、基材上に厚み６０μｍを超えるポリイミド塗膜を１回の塗工で作製したため、幅方向の厚み変動幅を小さくすることが困難であった。
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリイミドフィルムおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
厚みが１００μｍを超える肉厚ポリイミドフィルムが、従来から知られている。例えば、ガラス板やポリエステルフィルムにて構成された基材上にポリアミック酸溶液を塗工後、乾燥、キュアすることにより、肉厚ポリイミドフィルムが得られる（特許文献１、２）。しかし、得られるポリイミドフィルムの厚み変動幅が大きいという問題があり、例えば、電子機器や複写機など精密機器の部品として使用された時の信頼性が充分に確保できない。これに対し特許文献３には、厚みムラを低減したポリイミドフィルムの記載がある。しかし、この場合は、実施例に示されている厚みは最大でも２５μｍである。
【０００３】
以上のように、厚いポリイミドフィルムを想定した精度の高い厚み制御の方法はこれまで無く、ポリアミック酸溶液を連続的に塗工する場合には長さ方向の厚みを均一化することは装置の特性上容易であるが、幅方向の厚み変動幅が小さくしかも厚いフィルムを作製するのは困難である。
【０００４】
一般に溶液流延法は厚み精度が高い製膜法であるが、フィルムが厚くなるほど脱溶媒に時間がかかり、流動性が保たれる。このため、風や傾きなどの影響を受け特に幅方向に厚みムラが生じやすく、この方法でも厚いフィルムを厚みムラなく作ることは難しい。
【特許文献１】特開２００４−１４９５９１号公報
【特許文献２】特開２００４−０４３８３１号公報
【特許文献３】特開２００６−２９１０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、幅方向の厚み変動幅の小さい肉厚のポリイミドフィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の構成によるものである。
［１］平均厚みＴが７５μｍ以上であり、かつ幅方向の厚み変動幅をＤμｍとしたときに、式１で示されるＲが±２％以内であることを特徴とするポリイミドフィルム。
【０００７】
Ｒ（％）＝（Ｄ／Ｔ）×１００・・・・・・・・・（式１）
【０００８】
［２］上記［１］のポリイミドフィルムを製造するための方法であって、ポリイミド樹脂前駆体であるポリアミック酸溶液を基材上に塗工し乾燥することによりポリイミドとしての平均厚みＡＴが６０μｍ以下であるポリアミック酸塗膜Ａを形成し、塗膜Ａの上に、さらにポリアミック酸溶液を塗工し乾燥することによりポリイミドとしての平均厚みＢＴが１００μｍ以下であるポリアミック酸塗膜Ｂを少なくとも１層形成し、しかる後キュアすることを特徴とするポリイミドフィルムの製造方法。
【０００９】
［３］ＡＴとＢＴとを、式２で示される関係とすることを特徴とする［２］のポリイミドフィルムの製造方法。
−８０μｍ≦ＡＴ−ＢＴ≦２０μｍ・・・・・・・・・（式２）
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、厚み変動幅の小さな肉厚ポリイミドフィルムを得ることができる。この厚み変動幅の小さな肉厚ポリイミドフィルムは、電子機器や複写機など精密機器の部品として好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のポリイミドフィルムは、平均厚みＴが７５μｍ以上であり、かつ幅方向の厚み変動幅をＤμｍとしたときに、下記の式１で示されるＲが±２％以内、好ましくは±１．５％以内であることを特徴とする。
【００１２】
Ｒ（％）＝（Ｄ／Ｔ）×１００・・・・・・・・・（式１）
【００１３】
本発明において、平均厚みＴは、長さ１ｍ以上のポリイミドフィルムロールより、その長さ方向に沿った任意の位置における厚みを、フィルム幅方向の両端部それぞれ１０ｍｍを除いた幅方向の全範囲において１０ｍｍの間隔でポイント測定し、測定値を算術平均することにより得られるものである。
【００１４】
また本発明において、厚み変動幅Ｄは、平均厚みＴと前記範囲での最大厚みとの差、および平均厚みＴと前記範囲での最小厚みとの差をそれぞれ算出することで求められる二つの値である。
【００１５】
本発明において、ＲはＤに対応して最大と最小の二つの値となるが、このＲは平均厚みＴとの乖離を示す指標である。なお、本発明においては、ポリイミドフィルムロールの長さ方向に沿った複数の位置でそれぞれ最大のＲと最小のＲとを求め、求めた複数の最大のＲのうちの最も大きな値Ｒｍａｘと、求めた複数の最小のＲのうちの最も小さな値Ｒｍｉｎとを用いて評価することができる。
【００１６】
本発明でいうポリイミド樹脂前駆体であるポリアミック酸とは、加熱硬化によってイミド結合を生じ、下記構造式（１）で示される構成単位を有するポリイミド樹脂となるものをいう。そのような化合物であれば如何なるものも用いることができるが、例えば、下記構造式（２）で示されるポリアミック酸を用いることができる。ポリアミック酸は、通常、ポリアミック酸と溶媒とからなるポリイミド樹脂前駆体溶液として製造することができる。
【００１７】
【化１】
【００１８】
【化２】
【００１９】
構造式（１）、（２）において、Ｒは４価の有機残基を示し、Ｒ′は２価の有機残基を示す。
【００２０】
ポリイミド樹脂前駆体溶液として製造するための溶媒としては、例えば、非プロトン性極性溶媒、エーテル系化合物、水溶性アルコール系化合物が挙げられる。
【００２１】
非プロトン性極性溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルフォスフォラアミド等が挙げられる。
【００２２】
エーテル系化合物としては、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−（メトキシメトキシ）エトキシエタノール、２−イソプロポキシエタノール、２−ブトキシエタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、１，２−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられる。
【００２３】
水溶性アルコール系化合物としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
【００２４】
これらの溶媒は、２種以上を混合して用いることができる。これらの溶媒のうち、特に好ましい例としては、単独溶媒としてはＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが挙げられる。混合溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドとＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンとメタノール、Ｎ−メチル−２−ピロリドンと２―メトキシエタノール等の組み合わせが挙げられる。
【００２５】
次に、ポリイミド樹脂前駆体の製造方法について説明する。まず、ポリアミック酸からなる溶液は、たとえば、下記構造式（３）で示される芳香族テトラカルボン酸二無水物と、下記構造式（４）で示される芳香族ジアミンとを、上記溶媒例えば非プロトン性極性溶媒中で反応させることにより、製造することができる。
【００２６】
【化３】
【００２７】
【化４】
【００２８】
構造式（３）において、Ｒ１は４価の芳香族残基を表す。また構造式（４）において、Ｒ２は２価の芳香族残基を表す。
【００２９】
上記反応においては、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの割合は、ジアミン１モルに対してテトラカルボン酸二無水物１．０４〜０．９６モルが好ましく、より好ましくはジアミン１モルに対しテトラカルボン酸二無水物１．０３〜０．９７モルである。また、反応温度は、−２０〜８０℃が好ましく、５０〜８０℃がより好ましい。
【００３０】
上記反応において、モノマー及び溶媒の混合順序は、特に制限はなく、いかなる順序でもよい。溶媒として混合溶媒を用いる場合は、個々の溶媒に別々のモノマーを溶解又は懸濁させておき、それらを混合し、撹拌下、所定の温度と時間で反応させることによっても、ポリアミック酸からなる溶液を得ることができる。このポリイミド樹脂前駆体の溶液は、２種類以上混合して用いることもできる。
【００３１】
上記構造式（３）で示される芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、ピロメリット酸、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、３，３′，４，４′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、２，３，３′，４′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、２，３，３′，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸、１，４，５，７−ナフタレンテトラカルボン酸、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸、３，３′，４，４′−ジフェニルメタンテトラカルボン酸、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、３，４，９，１０−テトラカルボキシペリレン、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパンの二無水物等が挙げられる。これらの芳香族テトラカルボン酸二無水物は、２種類以上を混合して用いることもできる。
【００３２】
本発明において、特に好ましい芳香族テトラカルボン酸二無水物として、ピロメリット酸または３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸を用いることができる。これらは単独でまたは混合して用いることができる。
【００３３】
上記構造式（４）で示される芳香族ジアミンの具体例としては、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、３，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ジアミノジフェニルメタン、３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジフェニルメタン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、１，２−ビス（アニリノ）エタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノベンズアニリド、ジアミノベンゾエート、ジアミノジフェニルスルフィド、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）プロパン、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，５−ジアミノナフタレン、ジアミノトルエン、ジアミノベンゾトリフルオライド、１，４−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４′−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ビフェニル、ジアミノアントラキノン、４，４′−ビス（３−アミノフェノキシフェニル）ジフェニルスルホン、１，３−ビス（アニリノ）ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（アニリノ）オクタフルオロブタン、１，５−ビス（アニリノ）デカフルオロペンタン、１，７−ビス（アニリノ）テトラデカフルオロヘプタン等が挙げられる。これらの芳香族ジアミンは、２種類以上を混合して用いることもできる。
【００３４】
本発明において、特に好ましい芳香族ジアミンとして、ｐ−フェニレンジアミン、または４，４′−ジアミノジフェニルエーテルを用いることができる。これらは単独でまたは混合して用いることができる。
【００３５】
本発明においては、ポリイミド樹脂前駆体の溶液を製造する際に、重合性不飽和結合を有するアミン、ジアミン、ジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸の誘導体を添加して、熱硬化時に橋かけ構造を形成させることができる。不飽和化合物としては、マレイン酸、ナジック酸、テトラヒドロフタル酸、エチニルアニリン等を使用できる。
【００３６】
ポリイミド樹脂前駆体の合成条件、乾燥条件、その他の理由等により、ポリイミド樹脂前駆体中に部分的にイミド化されたものが存在していても、特に支障はない。
【００３７】
ポリイミド樹脂前駆体組成物には、必要に応じて、界面活性剤、有機シラン、顔料、導電性のカーボンブラックや金属微粒子のような充填材、摩滅材、誘電体、潤滑材、他の重合体等を添加することができる。これらは、通常、ポリイミド樹脂前駆体溶液の段階で添加することができる。
【００３８】
本発明でいう、ポリイミド樹脂前駆体であるポリアミック酸溶液を塗工するための基材としては、銅、アルミニウム、鉄、銀、パラジウム、ニッケル、クロム、モリブデン、タングステン又はそれらの合金等の金属箔；フッ化エチレンフィルム；ポリイミドフィルム；ガラス繊維織物などが挙げられ、熱硬化工程に耐えうる材質であれば特に限定されない。好ましくは、アルミニウム、ステンレスである。基材の厚さは２５〜３００μｍが好ましく、５０〜２００μｍがより好ましい。
【００３９】
基材の塗布面は、平滑であることが好ましい。平滑度が低い場合、ポリイミドフィルムと基材との接着強度が向上し、剥離工程でのハンドリング性の低下が懸念される。なお、上記した基材の市販品等を適宜選んで使用すれば、特に問題はない。
【００４０】
基材上へのポリイミド樹脂前駆体溶液の塗布は、任意の塗工機を用いて行うことができる。たとえば、ダイコーター、リップコーター、グラビアコーター、バーコーター、ドクターブレードコーター、コンマコーター、リバースロールコーター、バーリバースロールコーターなどを用いて行うことができる。
【００４１】
ポリイミドとしての平均厚みが６０μｍ以下、好ましくは２０〜５０μｍになるように、基材上にポリイミド樹脂前駆体溶液を塗布し、所定の条件で乾燥させてポリアミック酸塗膜Ａを形成する。さらにこの塗膜Ａの上に、ポリイミドとしての１層分の平均厚みが１００μｍ以下、好ましくは５０〜８０μｍとなるようにポリイミド樹脂前駆体溶液を塗布し、所定の条件で乾燥させる。これにより、ポリアミック酸塗膜Ａの上にポリアミック酸塗膜Ｂを形成する。ポリアミック酸塗膜Ｂは、少なくとも１層積層つまり２層以上積層することができる。すなわちポリアミック酸塗膜Ｂを２層以上積層する場合は、１層目の乾燥した塗膜上に、同様にポリイミドとしての１層分の平均厚みが１００μｍ以下、好ましくは５０〜８０μｍとなるようにポリイミド樹脂前駆体溶液を塗布し、所定の条件で乾燥を行うことを繰り返す。
【００４２】
塗膜Ａと塗膜Ｂのそれぞれのポリイミドとしての平均厚みＡＴ、ＢＴが式２の関係を満たすとき、肉厚のポリイミドフィルムの厚みムラを小さくすることができる。
−８０μｍ≦ＡＴ−ＢＴ≦２０μｍ・・・・・・・・・（式２）
【００４３】
ＡＴ−ＢＴが２０μｍを超えた場合は、すなわちＡＴがＢＴより２０μｍを超えて厚い場合は、基材上に塗膜Ａを製膜する際に大きな厚みムラが生じやすく、その塗膜Ａの上にＡＴより２０μｍを超えて薄い塗膜Ｂを積層しても塗膜Ａに発生した厚みムラが残ってしまうため、得られるフィルムの厚み変動幅が大きくなる傾向にある。逆にＡＴ−ＢＴが−８０μｍを下回る場合は、すなわちＢＴがＡＴより８０μｍを超えて厚い場合は、薄い塗膜Ａの上に極めて厚い塗膜Ｂを積層することになり、積層による厚みムラ軽減の効果は充分ではなくなり、最終的に得られるフィルムの厚み変動幅が大きくなる傾向にある。
【００４４】
各層のポリイミド樹脂前駆体溶液は、同じであっても異なっていてもよい。塗布に用いるポリイミド樹脂前駆体溶液の固形分濃度や粘度は、塗布が可能な範囲であれば特に限定されない。しかし、固形分濃度は、５〜３０質量％が好ましく、５〜２０質量％がより好ましい。また溶液粘度は、０．０３〜４０Ｐａ・ｓ／３０℃が好ましく、より好ましくは０．０５〜３０Ｐａ・ｓ／３０℃である。
【００４５】
乾燥には、任意の装置を用いることができ、熱風乾燥機が好ましいが、赤外線加熱、電磁誘導加熱などを使用又は併用してもよい。乾燥のためには５０〜２００℃の温度範囲が適当である。
【００４６】
乾燥は、好ましくは塗布直後に行い、塗布された塗膜全体の固形分濃度が６０〜９０質量％の範囲となるまで連続的に行う。このとき固形分濃度が６０質量％未満であると、塗布面のべたつきのため、貼りつき等の問題が生じ、巻き取りやその後の作業を良好に行うことができにくくなる。また、固形分濃度が９０質量％を超えていると、乾燥後にカールが大きくなり取り扱いが困難になりやすくなる。
【００４７】
ポリイミド樹脂前駆体であるポリアミック酸は、キュア工程を経てポリイミドとなる。キュアの工程には、公知技術を適宜採用できる。乾燥後にスペーサーを挿入して伴巻し、基材の周間に隙間を設け、塗膜と基材が接触しない状態にすることにより、巻き状態でキュアを行うことができる。キュア温度は２００℃以上、好ましくは３００℃以上である。上限は４５０℃程度である。キュアの時間は２時間以上が好ましく、５時間以上がさらに好ましい。
【００４８】
キュア後のポリイミドフィルムを基材から剥離する方法は、特に限定されない。機械的な方法として、例えば、巻き状態でキュアを実施した基材付きポリイミドフィルムの長さ方向に沿った片方の端部において、フィルム、基材のそれぞれを異なる巻芯に粘着テープ等で固定し、これらを異なる軸で巻き取ることにより、ポリイミドフィルムを基材から剥離させる方法が挙げられる。剥離前には、ポリイミドフィルムの長さ方向の端部からの裂けを防ぐために、その端部の不均一な厚み部分を各１０ｍｍ程度スリットすることが好ましい。
【００４９】
本発明が適用できるポリイミドフィルムの幅は、特に限定されないが、５００ｍｍ〜３０００ｍｍ程度である。また、フィルム長さについても、特に限定されないが、１０ｍ〜１００００ｍ程度である。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を具体的に説明する。ただし本発明はこれに限定されるものではない。
【００５１】
下記の実施例及び比較例におけるフィルム厚みは、次のようにして測定した。
【００５２】
［厚み測定］
ユニオンツール社製のＰＣＢ板厚測定機を用い、ポリイミドフィルムロールにおける長さ方向に沿った所定の位置の厚みを、幅方向に沿った端部１０ｍｍを除く全範囲において、１０ｍｍの間隔でポイント測定した。
【００５３】
フィルムの長さ方向に沿った測定位置は、次の通りとした。すなわち、フィルムロールの長さ方向に沿った一方の端部から、その長さ方向に１００ｍｍの位置を測定位置１とし、測定位置１から長さ方向に９００ｍｍの位置を測定位置２とし、以下、測定位置２から長さ方向に１０００ｍｍ間隔ごとの位置を８点決めてそれぞれ測定位置３〜１０とした。そして、測定位置１０から長さ方向に９００ｍｍの位置を測定位置１１とした。
【００５４】
各測定位置において、平均厚みＴ、厚み変動幅Ｄをそれぞれ算出し、各測定位置におけるＲの最大値とＲの最小値とを求めた。そして、すべての測定位置１〜１１におけるＲの最大値のうちのもっとも大きな値Ｒｍａｘと、すべての測定位置１〜１１におけるＲの最小値のうちのもっとも小さな値Ｒｍｉｎとを求めて評価した。
【００５５】
［ポリイミド樹脂前駆体溶液の合成例］
４，４′−ジアミノジフェニルエーテル ５６４ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン ５，０００ｇを反応釜に入れ、これを室温中で５分間攪拌した後、３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物 ８１３ｇを加え、７０℃の湯浴中で２時間攪拌を行い、ポリアミック酸を含有する均一なポリイミド樹脂前駆体溶液を得た。この溶液の固形分濃度は２０質量％であった。これを、溶液ａとした。
【００５６】
［実施例１］
溶液ａを、基材としての幅５００ｍｍ、厚さ１５０μｍのアルミ箔上に、幅が４４０ｍｍ、キュア後の塗膜厚みが３０μｍになるように、コンマコーターを用いて塗工し、１４０℃で１４分間乾燥した。この塗膜上にさらに、同じく幅４４０ｍｍ、キュア後の１層分の塗膜厚みが７０μｍになるようにコンマコーターを用いて塗工し、１４０℃で１４分間乾燥した。得られた幅５００ｍｍ、長さ１０ｍの積層材を、幅２０ｍｍ、厚さ１００μｍのステンレス箔にピッチ間隔３ｍｍ、高さ１．５ｍｍのコルゲート加工を施したスペーサー（実質厚み１．５ｍｍ）と伴巻しながら、アルミコアに巻き取った。スペーサーは、２本用い、積層材の幅方向の左右両端部に伴巻した。続いて、熱風イナートオーブン中で、窒素雰囲気下にて、８０℃から１０．５時間かけて２９０℃まで昇温させ、さらに２９０℃で０．５時間加熱してキュアを行った。次いで、冷却後、塗膜部分の端部各１０ｍｍを含むようにアルミ箔の幅方向の端部をスリットした。その後、キュアしたフィルムをアルミ箔より剥離して、幅４２０ｍｍ、長さ１０ｍのポリイミドフィルムを得た。
【００５７】
［実施例２〜９］
実施例１と比べて、表１に記載の厚みになるように塗工を施した。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００５８】
［実施例１０］
実施例１と比べて、次の点を変更した。すなわち、表１に記載の厚みになるように１、２層目の塗工、乾燥を行った後、この塗膜上にさらに、同じく幅４４０ｍｍ、キュア後の１層分の塗膜厚みが７０μｍになるようにコンマコーターを用いて３層目を塗工し、１４０℃で１４分間乾燥した。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００５９】
［比較例１］
実施例１と比べて、１層目のキュア後の塗膜厚みが７０μｍ、２層目のキュア後の塗膜厚みが３０μｍとなるようにした。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００６０】
［比較例２］
実施例１と比べて、１層目のキュア後の塗膜厚みが１０μｍ、２層目のキュア後の塗膜厚みが１００μｍとなるようにした。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００６１】
［比較例３］
実施例１と比べて、１層目のキュア後の塗膜厚みが３０μｍ、２層目のキュア後の塗膜厚みが１１０μｍとなるようにした。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００６２】
［比較例４］
実施例１と比べて、１層目のキュア後の塗膜厚みを８０μｍとした。しかし、２層目の塗工・乾燥は行わなかった。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００６３】
［比較例５］
実施例１と比べて、１層目のキュア後の塗膜厚みを同様に７０μｍとした。しかし、２層目の塗工・乾燥は行わなかった。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００６４】
［参考例１］
実施例１において、１層目のキュア後の塗膜厚みを３０μｍとした。しかし、２層目の塗工・乾燥は行わなかった。それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００６５】
実施例１〜１０、比較例１〜５および参考例１で得られたポリイミドフィルムの評価結果を表１および表２に示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
【表２】
【００６８】
表１および表２に示すように、実施例１〜１０では、Ｒがいずれも±２％以内と厚み変動幅の小さな肉厚ポリイミドフィルムが得られた。一般に厚い塗膜を作製する場合、厚み変動が大きくなる傾向があるが、参考例１のように１層目の厚み変動を小さくするためにこの１層目を比較的薄く形成した塗膜の上に、２層目の厚い塗膜を積層することにより、参考例１のものよりも肉厚のフィルムでありながら全体の厚み変動幅を小さくすることができた。実施例１０では、塗膜Ａの上に２層積層させて合計３層からなる構成になったが、全体の厚み変動幅の小さな肉厚のフィルムを作製することができた。
【００６９】
これに対して、比較例１〜５では、いずれもＲが±２％の範囲を超えた。すなわち比較例１は、１層目を比較例５と同様の条件で本発明の範囲を超えた７０μｍの厚みとしたところ、比較例５で見られるところの、その１層目の塗布・乾燥時に発生した大きな厚み変動が、２層目の塗布・乾燥後も残った。比較例２は、ＡＴ−ＢＴが−８０μｍを下回っていたため、塗膜Ａと塗膜Ｂを積層させることによる厚みムラ軽減の効果が十分ではなかった。比較例３は、２層目のポリイミドの平均厚みが１００μｍを超えており、そのため厚みムラが大きくなった。比較例４は、１層のみの塗膜であるが、基材上に厚み６０μｍを超えるポリイミド塗膜を１回の塗工で作製したため、幅方向の厚み変動幅を小さくすることが困難であった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均厚みＴが７５μｍ以上であり、かつ幅方向の厚み変動幅をＤμｍとしたときに、式１で示されるＲが±２％以内であることを特徴とするポリイミドフィルム。
Ｒ（％）＝（Ｄ／Ｔ）×１００・・・・・・・・・（式１）
【請求項２】
請求項１に記載のポリイミドフィルムを製造するための方法であって、ポリイミド樹脂前駆体であるポリアミック酸溶液を基材上に塗工し乾燥することによりポリイミドとしての平均厚みＡＴが６０μｍ以下であるポリアミック酸塗膜Ａを形成し、塗膜Ａの上に、さらにポリアミック酸溶液を塗工し乾燥することによりポリイミドとしての平均厚みＢＴが１００μｍ以下であるポリアミック酸塗膜Ｂを少なくとも１層形成し、しかる後キュアすることを特徴とするポリイミドフィルムの製造方法。
【請求項３】
ＡＴとＢＴとを、式２で示される関係とすることを特徴とする請求項２記載のポリイミドフィルムの製造方法。
−８０μｍ≦ＡＴ−ＢＴ≦２０μｍ・・・・・・・・・（式２）
【請求項１】
平均厚みＴが７５μｍ以上であり、かつ幅方向の厚み変動幅をＤμｍとしたときに、式１で示されるＲが±２％以内であることを特徴とするポリイミドフィルム。
Ｒ（％）＝（Ｄ／Ｔ）×１００・・・・・・・・・（式１）
【請求項２】
請求項１に記載のポリイミドフィルムを製造するための方法であって、ポリイミド樹脂前駆体であるポリアミック酸溶液を基材上に塗工し乾燥することによりポリイミドとしての平均厚みＡＴが６０μｍ以下であるポリアミック酸塗膜Ａを形成し、塗膜Ａの上に、さらにポリアミック酸溶液を塗工し乾燥することによりポリイミドとしての平均厚みＢＴが１００μｍ以下であるポリアミック酸塗膜Ｂを少なくとも１層形成し、しかる後キュアすることを特徴とするポリイミドフィルムの製造方法。
【請求項３】
ＡＴとＢＴとを、式２で示される関係とすることを特徴とする請求項２記載のポリイミドフィルムの製造方法。
−８０μｍ≦ＡＴ−ＢＴ≦２０μｍ・・・・・・・・・（式２）
【公開番号】特開２０１０−９４８８５（Ｐ２０１０−９４８８５Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６６９２７（Ｐ２００８−２６６９２７）
【出願日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【出願人】（０００００４５０３）ユニチカ株式会社 (1,214)
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【出願人】（０００００４５０３）ユニチカ株式会社 (1,214)
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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