(57)【要約】【課題】フィルム表面に皺等が発生することなく長期にわたって保存可能なポリイミドフィルムロールを得ることができる巻取りコア、及び、ポリイミドフィルムロールを提供する。【解決手段】中央部がポリイミドフィルムの巻取り部２をなし、その両端部がチャッキング部３をなし、巻取り部２の直径が、チャッキング部３の直径よりも大きくされている巻取りコア１。この巻取りコア１の巻取り部２にポリイミドフィルム５を巻取り、ポリイミドフィルムロール１０とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミドフィルムを巻き取ってポリイミドフィルムロールとするために用いられる巻取りコアであって、
前記巻取りコアの中央部がポリイミドフィルムロールの巻取り部をなし、その両端部がチャッキング部をなし、
前記巻取り部の直径が、前記チャッキング部の直径よりも大きくされていることを特徴とする巻取りコア。
【請求項２】
前記巻取り部の直径が、前記チャッキング部の直径の２〜３倍である、請求項１に記載の巻取りコア。
【請求項３】
前記チャッキング部の直径が、３〜６インチで、前記巻取り部の直径が６〜１０インチである、請求項２に記載の巻取りコア。
【請求項４】
前記巻取り部の弾性率が、５００〜７０００ｋｇｆ／ｍｍ２である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の巻取りコア。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の巻取りコアの前記巻取り部に、ポリイミドフィルムが巻き取られてなることを特徴とするポリイミドフィルムロール。
【請求項６】
前記ポリイミドフィルムロールの外周の表面凹凸が０．６ｍｍ以下である、請求項５に記載のポリイミドフィルムロール。
【請求項７】
前記ポリイミドフィルムは、平均厚みが５〜７５μｍで、その最大厚みと最少厚みの差が１μｍ以下である、請求項５又は６に記載のポリイミドフィルムロール。
【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を巻き取ってポリイミドフィルムロールとするために用いられる巻取りコア、及びフィルム表面に皺等の変形が生じにくいポリイミドフィルムロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリイミドフィルムは、高耐熱性、高電気絶縁性を有し、薄手のフィルムであっても取扱上必要な剛性や耐熱性や電気絶縁性が満たされる。このため、電気絶縁フィルム、断熱性フィルム、フレキシブル回路基板のベースフィルム等、産業分野において幅広く使用されている。なかでも、フレキシブル回路基板は、携帯電話や液晶テレビ等の需要拡大に伴って需要が増大しており、また、配線高密度化が進展している。これに伴いポリイミドフィルムにおいても、電気絶縁支持体としての性能及び加工性の向上の要求が高まっている。
【０００３】
ところで、ポリイミドフィルムは、弾力性がないため、ポリイミドフィルムを巻き取ってロール状にすると、巻取り時の応力等によって、保管時にフィルムロールが変形して、フィルム表面に皺が生じることが多い。フィルム表面に皺などが発生すると、最終製品の性能不良などの原因となったり、皺の部分を避けてポリイミドフィルムを使用する必要性が生じるので、歩留まりの低下につながる。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、平均表面粗さが２．０μｍ以下の筒状のコアを用いてポリイミドフィルムを巻取ることで、コア表面の凹凸に起因した皺の発生を抑制する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−８３１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ポリイミドフィルムは、製膜時において、幅方向に厚みムラが生じ易い。このため、ポリイミドフィルムをロール状に巻き取ると、わずかな厚みムラであっても、フィルムが巻き重ねられて積層されてゆくことによって、ロールの外周表面には凹凸が生じる。ロール外周表面に凹凸が生じると、この凹凸部分が平坦になろうとして凸の部分から凹の部分に向かって応力が生じる。その結果、凹凸を起点とし、ロール内部で応力が発生し、ポリイミドフィルムの表面に経時的に皺が発生する問題があった。特にポリイミドフィルムの薄膜化に伴い、皺が発生し易くなる傾向にあった。
【０００７】
このため、上記特許文献１のように、表面粗さの小さいコアにポリイミドフィルムを巻取った場合であっても、ポリイミドフィルムの厚みムラに起因したポリイミドフィルムロールの外周表面の凹凸を低減できなかった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、ポリイミドフィルム表面に皺等の変形が発生することなく長期にわたって保存可能なポリイミドフィルムロールを得ることができる巻取りコア、及び、ポリイミドフィルムロールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するにあたり、本発明の巻取りコアは、ポリイミドフィルムを巻き取ってポリイミドフィルムロールとするために用いられる巻取りコアであって、
前記巻取りコアの中央部がポリイミドフィルムロールの巻取り部をなし、その両端部がチャッキング部をなし、
前記巻取り部の直径が、前記チャッキング部の直径よりも大きくされていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の巻取りコアによれば、巻取り部の直径が、チャッキング部の直径よりも大きくされているので、巻取りコアに必要な長さのポリイミドフィルムを巻き取る際において、ポリイミドフィルムの巻き数を低減できる。その結果、ポリイミドフィルムロールの外周表面の凹凸をより小さくでき、ロール内部で発生する応力をより低減できることから、皺の発生を抑制できる。また、チャッキング部は、従来の巻取りコアのサイズから特に変更させなくても良いので、従来の巻取り装置などにチャッキングさせて使用することができ、汎用的である。
【００１１】
本発明の巻取りコアは、前記巻取り部の直径が、前記チャッキング部の直径の２〜３倍であることが好ましい。更には、前記チャッキング部の直径が３〜６インチで、前記巻取り部の直径が６〜１０インチであることがより好ましい。この態様によれば。ハンドリング性が良好で、巻き姿がより良好で、長期保存により皺の発生が少ないポリイミドフィルムロールが得られる。
【００１２】
本発明の巻取りコアは、前記巻取り部の弾性率が５００〜７０００ｋｇｆ／ｍｍ２であることが好ましい。この態様によれば、ポリイミドフィルムをロール状に巻取る際、ロール内側における巻き乱れを抑制でき、より皺が生じにくいポリイミドフィルムロールが得られる。
【００１３】
また、本発明のポリイミドフィルムロールは、上記巻取りコアの前記巻取り部に、ポリイミドフィルムが巻き取られてなることを特徴とする。
【００１４】
本発明のポリイミドフィルムロールによれば、巻取り部の直径が、チャッキング部の直径よりも大きくされている巻取りコアの前記巻取り部に、ポリイミドフィルムが巻き取られているので、少ない巻き数で、必要な長さのポリイミドフィルムが巻き取られている。このため、ポリイミドフィルムロール外周の表面凹凸をより小さくでき、その結果、この凹凸を起点としたロール内部で発生する応力を低減できるので、ポリイミドフィルムの表面に皺等が発生することを長期にわたって抑制できる。
【００１５】
本発明のポリイミドフィルムロールは、前記ポリイミドフィルムロールの外周の表面凹凸が０．６ｍｍ以下であることが好ましい。この態様によれば、この凹凸を起点とした、ロール内部で発生する応力をより低減できるので、皺の発生をより効果的に抑制できる。
【００１６】
本発明のポリイミドフィルムロールの前記ポリイミドフィルムは、平均厚みが５〜７５μｍで、その最大厚みと最少厚みの差が１μｍ以下であることが好ましい。この態様によれば、厚みのバラつきの小さいポリイミドフィルムを用いることで、ポリイミドフィルムロールの外周の表面凹凸をより小さくできる。その結果、皺の発生をより効果的に抑制できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の巻取りコアによれば、巻取り部の直径が、チャッキング部の直径よりも大きくされているので、必要な長さのポリイミドフィルムを巻き取る際における、ポリイミドフィルムの巻き数を低減できる。
このため、本発明の巻取りコアの巻取り部にポリイミドフィルムが巻き取られてなるポリイミドフィルムロールは、表面凹凸がより小さくなり、凹凸を起点としたロール内部で発生する応力を低減できるので、ポリイミドフィルムの表面に皺等が発生することを長期にわたって抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の巻取りコアの斜視図である。
【図２】本発明のポリイミドフィルムロールの斜視図である。
【図３】図２のポリイミドフィルムロールのＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】同巻取りコアにポリイミドフィルムが巻かれている状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を用いて、本発明の巻取りコア及びポリイミドフィルムロールを説明する。
【００２０】
本発明の巻取りコア１は、図１に示すように、全体として略円柱状をなし、その両端部が縮径した形状となっている。この巻取りコア１のほぼ中央部に位置する大径部が、巻取り部２であり、当該部分でポリイミドフィルムが巻取られる。また、この巻取り部２の両端の縮径部は、チャッキング部３であり、当該部分が治具などで固定されて装置に装着される。
【００２１】
本発明の巻取りコア１は、巻取り部２の直径（Ｄ１）が、チャッキング部３の直径（Ｄ２）よりも大きくされている。巻取り部２の直径（Ｄ１）は、チャッキング部３の直径（Ｄ２）の２〜３倍であることが好ましい。具体的には、巻取り部２の直径（Ｄ１）が６〜１０インチで、チャッキング部３の直径（Ｄ２）が３〜６インチであることが好ましい。
【００２２】
巻取り部２の直径（Ｄ１）をチャッキング部３の直径（Ｄ２）よりも大きくすることで、巻取りコアに必要な長さのポリイミドフィルムを巻き取る際に、ポリイミドフィルムの巻き数を低減できる。その結果、巻取られるポリイミドフィルムに厚みムラがあっても、巻取り後のポリイミドフィルムロールの外周の表面凹凸をより小さくできる。また、巻取り部２と、チャッキング部３の直径（Ｄ２）との比率が変化すると、ポリイミドフィルムの巻取り時における周速が変化して、巻き姿に影響が生じることがあるが、巻取り部２の直径（Ｄ１）と、チャッキング部３の直径（Ｄ２）とを、上記範囲となるように調整することで、ハンドリング性が良好で、巻き姿が良好なポリイミドフィルムロールが得られ易くなる。
【００２３】
本発明の巻取りコアにおいて、巻取り部２の弾性率は、５００〜７０００ｋｇｆ／ｍｍ２が好ましく、１５００〜７０００ｋｇｆ／ｍｍ２がより好ましい。巻取り部２の弾性率が５００ｋｇｆ／ｍｍ２未満であると、ポリイミドフィルムを巻取った際に、巻取りコアが変形し易く、ロール内の周方向残留応力が多くなって、巻取ったポリイミドフィルムの表面に経時的に皺が発生し易くなる傾向にあり、７０００ｋｇｆ／ｍｍ２を超えると、一般的にコアに用いる材質（アルミ、カーボン含有ＦＲＰなど）でないためコスト高となり実用性に乏しい。なお、本発明において、弾性率の値は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１７１の三点曲げ法に基づいて測定した値を意味する。
【００２４】
本発明の巻取りコアにおいて、巻取り部２の材質は、特に限定はなく、樹脂、金属などが挙げられる。樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ブタジエンゴム、ポリスチレン、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。金属としては、鉄、アルミニウム、銅、チタン、鉛、亜鉛、金、ニッケル、クロム、スズ、銀、パラジウム、白金などが挙げられる。
【００２５】
本発明の巻取りコアにおいて、チャッキング部３の材質は、特に限定はなく、樹脂、金属などが挙げられる。これらは、巻取り部２と同様のものを用いることができる。
【００２６】
次に、本発明のポリイミドフィルムロールについて説明する。
【００２７】
図２，３に示されるように、本発明のポリイミドフィルムロール１０は、上記巻取りコア１の巻取り部２に、ポリイミドフィルム５が巻取られてなるものである。
【００２８】
ポリイミドフィルム５としては、特に限定はなく、公知の方法で製造したものを用いることができる。例えば、（１）ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液を支持体に流延又は塗布し、イミド化して得られたポリイミドフィルム、（２）ポリイミド溶液を支持体に流延、塗布し、必要に応じて加熱して得られたポリイミドフィルム、などが挙げられる。
【００２９】
ポリイミドフィルム５は、平均膜厚が５〜７５μｍであることが好ましく、５〜２５μｍがより好ましい。また、最大厚みと最少厚みの差（以下、「膜厚差」とする）は、１μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以下がより好ましい。膜厚差が１μｍ以下であれば、ポリイミドフィルムロールの外周の表面凹凸をより小さくできる。
【００３０】
ポリイミドフィルム５の表裏間の静摩擦係数は、０．９以下が好ましく、０．４以下がより好ましい。静摩擦係数が０．９以下であれば、ポリイミドフィルムの滑りが良好で、より低い張力でポリイミドフィルムを巻取ることができ、ロール周方向の応力を低減できる。なお、本発明において、静摩擦係数の値は、ＡＳＴＭ  Ｄ  １８９４に基づいて測定した値を意味する。
【００３１】
ポリイミドフィルム５の巻取り長さは、５００ｍ以上が好ましく、５００〜２０００ｍがより好ましい。
【００３２】
本発明のポリイミドフィルムロールは、外周の表面凹凸が０．６ｍｍ以下であることが好ましく、  ０．３  ｍｍ以下であることがより好ましい。外周の表面凹凸を０．６ｍｍ以下にすることで、凹凸部分を起点とした、ロール内部で発生する応力をより低減できるため、フィルム表面に皺が生じにくくなる。なお、ポリイミドフィルムロールの外周の表面凹凸は、２次元レーザー変位計（キーエンス社製）を用いてロール表面に沿ってスキャンする方法で測定できる。
【００３３】
本発明のポリイミドフィルムロールの巻き硬度は、２００〜５００が好ましく、３００〜５００がより好ましい。巻き硬度が２００Ｇ未満であると、保形性が悪く、経時的に型崩れが生じる傾向にあり、巻き硬度が５００Ｇを超えると、巻取りコア１が変形して、ロール内の周方向に応力が残留して、フィルム表面に皺が生じる傾向にある。なお、本発明において、巻き硬度の値は、硬度計（ＴＡＰＩＯ社製）に基づいて測定した値を意味する。
【００３４】
本発明のポリイミドフィルムロールは、図４に示すように、巻取りコア１の巻取り部２に、ポリイミドフィルム５を巻取ることにより得られる。ポリイミドフィルムの巻取り方法としては、特に限定はなく、巻取り張力４〜２０ｋｇ／ｍ、タッチロール圧力０〜１０ｋｇ／ｍ、巻取り速度２０〜１００ｍ／分の条件で巻取ることが好ましい。また、揺動を加えながらポリイミドフィルムを巻取ることが好ましい。揺動を加えながら巻取ることで、ポリイミドフィルムの厚みムラがほぼ均一になるように巻取ることができ、得られるポリイミドフィルムロール外周の表面凹凸をより小さくできる。
【００３５】
ポリイミドフィルム５の巻取り長さは、５００ｍ以上が好ましく、５００〜２０００ｍがより好ましい。また、所定の長さのポリイミドフィルムを巻取った後、ポリイミドフィルムロールの全体を、紙、樹脂、金属などの梱包材で包装することが好ましい。これにより、ポリイミドフィルムの吸湿による変形を抑えることができ、保存安定性をより向上させて、皺の発生をより抑えることができる。また、上記梱包材としては、２４時間あたりの透湿度が１ｇ／ｍ２以下の梱包材が好ましく用いられる。該透湿度の梱包材で包装することにより、保管時にポリイミドフィルムの吸湿による変形を抑えることができる。２４時間あたりの透湿度が１ｇ／ｍ２以下の梱包材としては、特に限定はなく、アルミニウム等の金属またはアルミナ、シリカ等の酸化物を、樹脂、紙などに蒸着、ラミネートしたものなどが挙げられる。なお、本発明において、透湿度の値は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９：１９９２  Ｂ法に基づいて測定した値を意味する。
【００３６】
このようにして得られる本発明のポリイミドフィルムロールは、少ない巻き数で、所望の長さのポリイミドフィルムが巻取られているので、ポリイミドフィルムの厚みムラに起因した表面凹凸はより小さい。このため、凹凸を起点としたロール内部で発生する応力が小さく、長期にわたってフィルム表面に皺等の発生を抑制できる。よって、本発明のポリイミドフィルムロールから引き出されたポリイミドフィルムは、皺による変形が極めて少なく、表面が平滑なものであるので、フレキシブル回路基板のベースフィルムとして使用する際において、加工性を向上でき、更には歩留りを改善できる。
【実施例】
【００３７】
（実施例１）
厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルムを製膜した。このポリイミドフィルムの膜厚差（最大値と最小値との差）は、０．２μｍであった。
得られたポリイミドフィルムを、５００ｍｍ幅にスリットし、図１に示す巻取りコア１（チャッキング部３：アルミニウム製，直径＝３インチ、巻取り部２：ＡＢＳ製，直径＝６インチ，弾性率＝７００ｋｇｆ／ｍｍ２）の巻取り部に１０００ｍ巻取り、ポリイミドフィルムロールを得た。得られたポリイミドフィルムロール外周の表面凹凸は、０．５ｍｍであった。また、ポリイミドフィルムの巻き数は１８１７回であった。このポリイミドフィルムロールを、ダンボールに入れ、２３℃に保たれた倉庫に保管した。
１ヶ月保管した後のポリイミドフィルムロールの表面を観察したところ、皺は発生していなかった。このように、巻取り部の直径がチャッキング部の直径より大きくされている巻採りコアを用いたことで、フィルムの巻き数が低減できて、得られたポリイミドフィルムロール外周の表面凹凸を小さくでき、凹凸を起点としたロール内部で発生する応力を低減できて、皺の発生を抑制できた。
【００３８】
（比較例１）
実施例１のポリイミドフィルムを、巻取りコア（チャッキング部：ABS製，直径＝３インチ、巻取り部：ＡＢＳ製、直径＝３インチ、弾性率＝７００ｋｇｆ／ｍｍ２）に１０００ｍ巻取り、ポリイミドフィルムロールを得た。得られたポリイミドフィルムロール外周の表面凹凸は、０．８ｍｍであった。また、ポリイミドフィルムの巻き数は２８４７回であった。このポリイミドフィルムロールを、ダンボールに入れ、２３℃に保たれた倉庫に保管した。
１ヶ月保管した後のポリイミドフィルムロールの表面を観察したところ、皺が発生していた。このように、チャッキング部と巻取り部の直径が同じものを用いたことで、フィルムの巻き数が増加し、得られたポリイミドフィルムロール外周の表面凹凸が大きかった。このため、凹凸を起点としたロール内部で発生する応力を低減できず、長期保存に伴いポリイミドフィルムの表面に皺が発生した。
【符号の説明】
【００３９】
１：巻取りコア
２：巻取り部
３：チャッキング部
５：ポリイミドフィルム
１０：ポリイミドフィルムロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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