JPH0362136B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はポリイミドフイルムと弗素樹脂フイル
ムとからなる積層フイルムの製造方法に係わり、
特にはフイルム間に気泡の存在しない完全にかつ
きわめて強固に圧着された該積層フイルムの製造
方法を提供するものである。

（従来の技術） ポリイミドフイルムは、耐熱性、電気特性、機
械的強度等の諸性質にきわめてすぐれた材料であ
るが、熱硬化性樹脂のためヒートシール性がな
く、またこのものは耐湿性に劣る欠点がある。

この改良方法としてポリイミドフイルムの表面
に四弗化エチレン−六弗化プロピレン共重合体樹
脂（FEP）等を複合化することが提案されてお
り、この複合化のための方法としては、ポリイミ
ドフイルムにFEPのデイスパージヨンを塗布し、
乾燥・焼成する方法が知られている。しかしこの
ような方法ではFEP層を厚くするためには何回
も塗布する必要があり作業能率が悪いので、その
改善が望まれている。

上記した観点から、ポリイミドフイルムに、
FEPのフイルムを張り合わせる方法が検討され
ているが、両者間の接着性は非常に悪く、FEP
の軟化点以上の温度に上げて圧着しても十分に圧
着せず、実用性ある積層フイルムを得ることがで
きない。このため両者の接着性を向上させるべ
く、表面を酸化処理するとかあるいはコロナ処理
が試みられているが満足すべき結果は得られてい
ない。なお、接着剤の使用は、この目的とする積
層フイルムの用途が耐熱性を要求される分野であ
り、かつヒートシールを行う場合300〜350℃の温
度をかける必要があり、これに耐え得る接着剤は
見い出されていない。

（発明の構成） 本発明者らはかかる従来の技術的課題に対し鋭
意検討した結果、ポリイミドフイルムと弗素樹脂
フイルムの両者をあらかじめ無機ガスの低温プラ
ズマにより処理し、加熱圧着することにより、さ
らに望ましくは高温加熱工程を経ることにより、
フイルム間に気泡の存在しない、完全にしかも強
固に一体化した積層フイルムが得られることを確
認し本発明を完成した。

すなわち、本発明はポリイミドフイルムと弗素
樹脂フイルムとをそれぞれ無機ガスの低温プラズ
マで表面処理したのち、処理面同志を張り合わせ
て加熱圧着することを特徴とする方法であり、さ
らに望ましくは加熱圧着した積層フイルムを張力
をかけた状態で弗素樹脂の軟化点以上の温度に加
熱処理することを特徴とする強固に一体化された
積層フイルムの製造方法に関するものである。

以下本発明を詳細に説明する。

本発明において、ポリイミドフイルムと積層一
体化される弗素樹脂フイルムとしては、四弗化エ
チレン樹脂、クロルトリフルオルエチレン樹脂、
弗化ビニル樹脂、弗化ビニリデン樹脂、四弗化エ
チレン−六弗化プロピレン共重合体樹脂、クロル
トリフルオルエチレン−弗化ビニリデン共重合体
樹脂などのフイルムが例示されるが、本発明の目
的にはそれらのうちでも特に、四弗化エチレン−
六弗化プロピレン共重合体樹脂が好適とされる。

本発明の方法を実施するにあたつては、まず、
ポリイミドフイルムと弗素樹脂フイルムとをそれ
ぞれ無機ガスの低温プラズマで表面処理する。表
面処理は片面に限らず両面を行うこともある。た
とえばポリイミドフイルムの両面を低温プラズマ
処理し、これを低温プラズマ処理した２枚の弗素
樹脂フイルムでサンドイツチして積層フイルムと
することも行われる。低温プラズマ処理を行う方
法としては、減圧可能な低温プラズマ発生装置内
に無機ガスを低圧下に通気しながら電極間に、た
とえば周波数10kHz〜100MHzの高周波電力を印
加することによつておこなわれる。なお、放電周
波数帯としては上記高周波のほかに低周波、マイ
クロ波、直流などを用いることができる。

本発明では装置は内部電極型であることが好ま
しいが、場合によつて外部電極型であつてもよい
し、またコイル型などの容量結合、誘導結合のい
ずれであつてもよい。しかし、どのような方法に
よるとしても放電熱により成形品表面が変質しな
いようにしなければならない。

本発明の方法は前記したように内部電極方式で
実施するのが望ましいのであるが、この際の電極
の形状については特に制限はなく、入力側電極と
アース側電極が同一形状でもあるいは異なつた形
状のいずれでもよく、それらは平板状、リング
状、棒状、シリンダー状等種々可能であり、さら
には処理装置の金属内壁を一方の電極としてアー
スした形式のものであつてもよい、。なお、入力
側電極としては一般に銅、鉄、アルミ等が使われ
るが放電を安定して維持するためには、耐電圧
10000V以上を有するガラス、ホーロー、セラミ
ツク等で絶縁コートされていることが好ましい。

電極間に印加される電力については、それが強
すぎる場合はフイルム表面の分解が起こり、表面
の接着性が低下するためある限定された範囲内に
とどめるべきである。特に四弗化エチレン−六弗
化プロピレン共重合体樹脂フイルムについては印
加される電力が強すぎると、表面の分解および部
分的な架橋が起こり、表面の熱軟化温度が上昇し
て熱圧着時の密着性、接着性が著しく低下する。
このため印加電力については、表面の分解、架橋
を制御し、表面の活性化を優先する範囲内に限定
されるべきである。もちろん、印加電力が弱すぎ
る場合には効果も不十分となり、かつ処理時間も
かかりすぎるため経済的でない。

本発明で使用される無機ガスとしては、ヘリウ
ム、ネオン、アルゴン、窒素、亜酸化窒素、二酸
化窒素、酸素、空気、一酸化炭素、二酸化炭素、
水素、塩素、さらには塩化水素、亜硫酸ガス、硫
化水素などが例示され、これらのガスは単独また
は混合して使用される。

ポリイミドフイルムと弗素樹脂たとえば四弗化
エチレン−六弗化プロピレン共重合体樹脂フイル
ムとの熱融着性を高めるためには、上記ガス中で
窒素、空気、酸素等が好ましく、特に四弗化エチ
レン−六弗化プロピレン共重合体の処理において
は空気ガスに代表される窒素と酸素の混合ガスが
好ましい。

プラズマ発生装置内のガス圧力は0.003〜30ト
ル好ましくは0.01〜10トルの範囲で行うのがよ
く、特にFEPの処理については、圧力は高めの
方が良好であり、少くとも0.1トル以上の圧力に
維持した方が良好な結果が得られる。

低温プラズマ処理したポリイミドフイルムと弗
素樹脂フイルムは、次に加熱プレスロール等の圧
着装置により加熱圧着する。この際の加熱温度は
100℃以上弗素樹脂の軟化点以下好ましくは150〜
230℃とすることがよい。この工程において特に
重要なことは加熱圧着によつて密着されたフイル
ム間に気泡を残存させないことであり、もし気泡
が残存していると、後述する高温加熱処理工程に
おいて気泡が急激に膨張し、部分的な剥離現象を
生じ、目的とする良好な積層フイルムを得ること
ができない。また加熱プレスロールの温度が前記
した範囲とされる理由は、この温度が弗素樹脂の
軟化点よりも高いと圧着時に弗素樹脂フイルムが
軟化変形してしまい、気泡、シワが発生し、目的
とする積層フイルムをえることができなくなるか
らであり、かかる温度範囲で加熱圧着することに
より、気泡およびシワの発生がなく、両者のフイ
ルムを完全に密着させ得ることを見出した。この
場合にフイルムがあらかじめ低温プラズマ処理さ
れていることが不可欠の要件であり、低温プラズ
マ処理が施されていない場合は密着を達成するこ
とができない。

弗素樹脂の軟化点以下の温度で両フイルムを完
全に圧着し得ることは従来全く考えられなかつた
ことであり、本発明によつてそれが可能になつた
ことは注目すべきである。なお、この加熱圧着は
前記したように加熱プレスロールで行うことが望
ましいのであるが、この場合の圧着力は気泡を押
し出し両フイルムを密着させうる程度の圧力で十
分であり、通常線圧10〜30Kg／cmで十分な密着力
が得られる。プレスロールがたとえばゴムロール
と金属ロールの組合せの場合に、高い圧力をかけ
るとゴムロールを変形させ、フイルム間のシワ、
ネジレの原因になるため好ましくない。

上記した工程によつてポリイミドフイルムと弗
素樹脂フイルムとの圧着一体化が行われるが、本
発明者らはこの一体化物を張力をかけた状態で高
温すなわち弗素樹脂の軟化点以上の温度に加熱処
理することにより、両フイルムが剥離不可能なま
でに強固に接着一体化することを見出した。この
温度は具体的には260℃以上好ましくは280〜330
℃であるが、この場合、昇温および冷却は段階的
に行う方が好ましい。急激な昇温、冷却はフイル
ム間の気泡間の気泡生成の原因ともなり好ましく
ない。しかして、この高温加熱処理工程において
は張力をかけておくことが必要であり、これがな
い場合は加熱時フイルムの収縮等による変形が生
じ、また気泡をまきこむなどして良好な積層フイ
ルムは得られない。なお、この高温加熱処理工程
では、両フイルムがすでに密着されているため、
圧着力をかけることは必要とされない。

以上の方法によりポリイミドフイルムと四弗化
エチレン−六弗化プロピレン共重合体樹脂フイル
ム等の弗素樹脂フイルムを一体化した積層フイル
ムが得られるが、これは従来の方法に比較して、
フイルムの厚みを任意に選択でき、かつデイスパ
ージヨンの塗布・乾燥等複雑な工程のない効率的
な製造法法である。また、得られる積層フイルム
は気泡、シワ等もなく両フイルムの接着強度も、
非常に強い等の顕著な効果を有する。

本発明による積層フイルムは、モーター、発電
機関係、各種電線、ケーブル用、FPC基盤、粘
着テープ、面状発熱体等に有用とされるものであ
る。

つぎに具体的実施例をあげる。

実施例 １ 低温プラズマ発生装置の処理槽内を0.01トルま
で減圧後、酸素ガスを導入し0.1トルに調整保持
した。この状態で厚さ50μｍｎのポリイミドフイ
ルム30ｍ／分の速度で処理槽内を通過させ、
110kHz、25kWの高周波電力を印加しフイルム表
面を低温プラズマ処理した。さらに酸素ガスをス
トツプさせて再度処理槽内を0.01トルまで減圧し
た後、空気ガスを導入し0.3トルに調整保持した。
この状態で厚さ25μｍの四弗化エチレン−六弗化
プロピレン共重合体樹脂フイルム（FEPフイル
ム）を20ｍ／分の速度で処理槽内を通過させ、
110kHz、15kWの高周波電力を印加しフイルム表
面を低温プラズマ処理した。

以上のようにして表面を低温プラズマ処理した
両フイルムをその処理面同志を張り合わせて160
℃に加熱した熱プレスロールを通し0.6トン（ロ
ール幅40cm）の線圧を加え、ポリイミドフイルム
とFEPフイルムを加熱圧着した。

上記加熱圧着により得られた積層フイルムは気
泡を全く含まず、これについてポリイミドフイル
ムとFEPフイルムとの間の密着力を測定したと
ころ、値は100ｇ／cmであつた。

つぎに、上記積層フイルムを張力をかけた状態
で300℃の加熱槽内を滞留時間10分間となる速度
で通過させ徐冷した。この結果、気泡、シワの全
くない厚さ75μｍの強固な積層フイルムが得ら
れ、このものはポリイミドフイルムとFEPフイ
ルムとの間の剥離が不可能であつた。

実施例 ２ 低温プラズマ処理装置の処理槽内を0.01トルま
で減圧後、窒素ガスを導入し、0.05トルに調整保
持した。この状態で厚さ75μｍのポリイミドフイ
ルムを10ｍ／分の速度で処理槽内を通過させ、
13.56MHz、5kWの高周波電力を印加し、表面を
低温プラズマ処理した。

さらに、酸素ガスをストツプさせて、再度処理
槽内を0.01トルまで減圧した後、酸素／窒素＝
１／１の混合ガスを導入し、圧力を0.8トルに調
整保持した。この状態で13.56MHz、5kWの高周
波電力を印加し、厚さ50μｍのFEPフイルムを10
ｍ／分の速度で処理槽内を通過させ表面を低温プ
ラズマ処理した。

以上のようにして表面処理をほどこした両フイ
ルムを処理面同志を張り合わせて200℃に加熱し
た熱プレスロールを通し、１トン（ロール幅 40
cm）の線圧を加え、ポリイミドフイルムとFEP
フイルムを加熱圧着した。

上記加熱圧着により得られた積層フイルムは気
泡を全く含まず、これについてポリイミドフイル
ムとFEPフイルムとの間の密着力を測定したと
ころ、値は700ｇ／cmであつた。

つぎに、上記積層フイルムを張力をかけた状態
で320℃の加熱槽内を滞留時間７分間となる速度
で通過させ徐冷した。この結果、気泡、シワの全
くない厚さ125μｍの強固な積層フイルムが得ら
れ、このものはポリイミドフイルムとFEPフイ
ルムとの間の剥離が不可能であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリイミドフイルムと弗素樹脂フイルムと
   を、それぞれ無機ガスの低温プラズマで表面処理
   したのち、処理面同志を張り合わせて加熱圧着す
   ることを特徴とする積層フイルムの製造方法。 ２ 前記弗素樹脂フイルムが四弗化エチレン−六
   弗化プロピレン共重合体フイルムである特許請求
   の範囲第１項記載の積層フイルムの製造方法。 ３ 前記加熱圧着が、100℃以上弗素樹脂の軟化
   点以下の温度で行われる特許請求の範囲第１項記
   載の積層フイルムの製造方法。 ４ ポリイミドフイルムと弗素樹脂フイルムと
   を、それぞれ無機ガスの低温プラズマで表面処理
   したのち、処理面同志を張り合わせて加熱圧着
   し、ついでこの圧着積層フイルムを張力をかけた
   状態で弗素樹脂の軟化点以上の温度に加熱処理す
   ることを特徴とする積層フイルムの製造方法。