(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムベースの加熱装置において、
Ａ）ベースフィルム内部表面およびベースフィルム外部表面を有するベースフィルムであって、
ａ）前記ベースフィルムの総重量に基づいて５５〜９０重量パーセントの量のベースフィルム芳香族ポリイミド、および
ｂ）前記ベースフィルムの総重量に基づいて１０〜４５重量パーセントの量のベースフィルム導電性充填材、
を含むベースフィルムと；
Ｂ）第１の積層体であって、
ａ）前記ベースフィルム内部表面にボンディングされた第１の積層体接着剤層内部表面および第１の積層体接着剤層外部表面を有する第１の積層体接着剤層であって、
ｉ．前記第１の積層体接着剤層の総重量に基づいて５５〜９０重量パーセントの第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミド（ここで、前記第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの７０〜１００モルパーセントは少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導されている）と、
ｉｉ．前記第１の積層体接着剤層の総重量に基づいて１０〜４５重量パーセントの第１の積層体接着剤層導電性充填材と、
を含む第１の積層体接着剤層、および
ｂ）第１の積層体金属箔であって、
ｉ．前記第１の積層体接着剤層外部表面にボンディングされた第１の積層体金属箔内部表面と、
ｉｉ．第１の積層体金属箔外部表面と、
を有し、５〜２００ミクロンの厚みを有する第１の積層体金属箔、
を含む第１の積層体と；
Ｃ）第２の積層体であって、
ａ）前記ベースフィルム内部表面にボンディングされた第２の積層体接着剤層内部表面および第２の積層体接着剤層外部表面を有する第２の積層体接着剤層であって、
ｉ．前記第２の積層体接着剤層の総重量に基づいて５５〜９０重量パーセントの第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミド（ここで、前記第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの７０〜１００モルパーセントは少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導されている）と、
ｉｉ．前記第２の積層体接着剤層の総重量に基づいて１０〜４５重量パーセントの第２の積層体接着剤層導電性充填材と、
を含む第２の積層体接着剤層、および
ｂ）第２の積層体金属箔であって、
ｉ．前記第２の積層体接着剤層外部表面にボンディングされた第２の積層体金属箔内部表面と、
ｉｉ．第２の積層体金属箔外部表面と、
を有し、５〜２００ミクロンの厚みを有する第２の積層体金属箔、
を含む第２の積層体と、
を含むフィルムベースの加熱装置であって、
前記第１の積層体の少なくとも一部分および前記第２の積層体の少なくとも一部分が離隔されておりかつ、前記ベースフィルムの少なくとも一部分によって互いに連結されている、フィルムベースの加熱装置。
【請求項２】
二次ベースフィルム外部表面と二次ベースフィルム内部表面を有する二次ベースフィルムを追加で含み、前記二次ベースフィルム内部表面が前記ベースフィルム外部表面に直接接着されており、前記二次ベースフィルムが二次ベースフィルム芳香族ポリイミドを含む、請求項１に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項３】
前記二次ベースフィルム芳香族ポリイミドが、ピロメリト酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテルから誘導される、請求項２に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項４】
カバー層を含み、前記カバー層が、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項５】
前記カバー層が、少なくとも前記ベースフィルム、前記第１の積層体接着剤層、前記第１の積層体金属箔、前記第２の積層体接着剤層および前記第２の積層体金属箔を封入している、請求項４に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項６】
前記ベースフィルム芳香族ポリイミドの少なくとも７０モルパーセントがピロメリト酸二無水物および４，４’−ジアミノジフェニルエーテルから誘導されている、請求項１に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項７】
前記第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドもまた、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミンおよびそれらの任意の組合せからなる群から選択される１〜３０モルパーセントの非芳香族ジアミンから誘導されている、請求項１に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項８】
前記第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドもまた、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミンおよびそれらの任意の組合せからなる群から選択される１〜３０モルパーセントの非芳香族ジアミンから誘導されている、請求項１に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項９】
前記第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドおよび前記第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドもまた、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミンおよびそれらの任意の組合せからなる群から選択される１〜３０モルパーセントの非芳香族ジアミンから誘導されている、請求項１に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項１０】
前記脂肪族ジアミンがヘキサメチレンジアミンである、請求項９に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項１１】
前記第１の積層体接着剤層導電性充填材および前記第２の積層体接着剤層導電性充填材が同じものである、請求項１に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項１２】
前記ベースフィルム導電性充填材、前記第１の積層体接着剤層導電性充填材および前記第２の積層体接着剤層導電性充填材が同じものである、請求項１に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項１３】
前記ベースフィルム導電性充填材、前記第１の積層体接着剤層導電性充填材および前記第２の積層体接着剤層導電性充填材が各々、カーボンブラックを含む、請求項１に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項１４】
前記第１の積層体金属箔および前記第２の積層体金属箔が同じものである、請求項１に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項１５】
前記第１の積層体金属箔および前記第２の積層体金属箔が銅を含む、請求項１に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項１６】
前記ベースフィルムが１〜１５重量パーセントの非導電性充填材を含む、請求項１に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項１７】
前記第１の積層体接着剤層、前記第２の積層体接着剤層または前記第１の積層体接着剤層と前記第２の積層体接着剤層の両方が、１〜１５重量パーセントの非導電性充填材を含む、請求項１に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項１８】
前記第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドおよび前記第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドが一部分、４，４’−オキシジフタル酸無水物、ピロメリト酸二無水物および１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンから誘導されている、請求項１に記載のフィルムベースの加熱装置。
【請求項１９】
前記第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドおよび前記第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドが各々、４，４’−オキシジフタル酸無水物、ピロメリト酸二無水物，１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンおよびヘキサメチレンジアミンから誘導されている、請求項１に記載のフィルムベースの加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱がフィルムの表面に沿って生成されるフィルムベースの加熱装置の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐熱フィルムにより支持された抵抗加熱素子を作り上げるためには、金属ペーストが使用されてきた。しかしながら、金属ペーストに由来する加熱素子は、経時的に曲げ亀裂、薄片化または他の形で劣化し、その長さに沿って望ましくない電圧ドリフト（降下）を示し得ることから、このような組成物は問題を呈する可能性がある。このような金属ペースト由来のフィルム加熱システムに比べて利点のあるフィルムベースの加熱技術に対するニーズが存在する。
【０００３】
本発明は、添付図面中に限定的な意味なく一例として示されている。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】ベースフィルム、第１の積層体および第２の積層体を有するフィルムベースの加熱装置の一部分の断面図である。
【図２】ベースフィルム、第１の積層体、第２の積層体および二次ベースフィルムを有するフィルムベースの加熱装置の別の実施形態の断面図である。
【図３】ベースフィルム、第１の積層体、第２の積層体およびカバー層を有するフィルムベースの加熱装置の異なる実施形態の断面図である。
【図４】ベースフィルム、第１の積層体、第２の積層体およびカバー層を有するフィルムベースの加熱装置の異なる実施形態の断面図である。
【図５】ベースフィルム、第１の積層体、第２の積層体およびカバー層を有するフィルムベースの加熱装置の異なる実施形態の断面図である。
【図６】実施例１のための熱電対の配置を示す図面である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、フィルムベースの加熱装置に関する。本開示のフィルムベースの加熱装置は、ベースフィルム内部表面とベースフィルム外部表面を有するベースフィルムを含む。ベースフィルムは、ベースフィルムの総重量に基づいて５５〜９０重量パーセントの量のベースフィルム芳香族ポリイミドと、ベースフィルムの総重量に基づいて１０〜４５重量パーセントの量のベースフィルム導電性充填材とを含む。
【０００６】
本開示のフィルムベースの加熱装置は、ベースフィルム内部表面にボンディングされた第１の積層体接着剤層内部表面および第１の積層体接着剤層外部表面を有する第１の積層体接着剤層を含む第１の積層体を含む。第１の積層体接着剤層は、第１の積層体接着剤層の総重量に基づいて５５〜９０重量パーセントの第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミド（ここで、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの７０〜１００モルパーセントは少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導されている）を含む。第１の積層体接着剤層は、第１の積層体接着剤層の総重量に基づいて１０〜４５重量パーセントの第１の積層体接着剤層導電性充填材を含む。第１の積層体は、第１の積層体接着剤層外部表面にボンディングされた第１の積層体金属箔内部表面と、第１の積層体金属箔外部表面と、を有する第１の積層体金属箔とを含む。第１の積層体金属箔は５〜２００ミクロンの厚みを有する。
【０００７】
本発明のフィルムベースの加熱装置は、ベースフィルム内部表面にボンディングされた第２の積層体接着剤層内部表面および第２の積層体接着剤層外部表面を有する第２の積層体接着剤層を含む第２の積層体を含む。第２の積層体接着剤層は、第２の積層体接着剤層の総重量に基づいて５５〜９０重量パーセントの第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミド（ここで、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの７０〜１００モルパーセントは少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導されている）を含む。第２の積層体接着剤層は、第２の積層体接着剤層の総重量に基づいて１０〜４５重量パーセントの第２の積層体接着剤層導電性充填材を含む。第２の積層体は、第２の積層体接着剤層外部表面にボンディングされた第２の積層体金属箔内部表面と、第２の積層体金属箔外部表面と、を有する第２の積層体金属箔とを含む。第２の積層体金属箔は５〜２００ミクロンの厚みを有する。第１の積層体の少なくとも一部分および第２の積層体の少なくとも一部分は離隔されておりかつ、ベースフィルムの少なくとも一部分によって互いに連結されている。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
定義
本明細書で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ、ｈａｖｉｎｇ）」という用語またはその任意の変形形態は、非排他的包含を網羅するものとして意図されている。例えば、要素のリストを含む方法、プロセス、物品または装置は必ずしもこれらの要素のみに限定されず、明示的に列挙されていないあるいはこのような方法、プロセス、物品または装置に固有である他の要素を含んでいてよい。さらに、別段の明示的記載のないかぎり、「または（ｏｒ）」は排他的ｏｒではなく包含的ｏｒを意味する。例えば条件ＡまたはＢは、Ａが真であり（または存在し）、Ｂが偽である（または存在しない）；Ａが偽であり（または存在せず）、Ｂが真である（または存在する）；およびＡおよびＢの両方が真である（または存在する）のうちいずれか１つにより満たされる。
【０００９】
同様に、「ａ」または「ａｎ」の使用は、本発明の要素および構成要素を記載するために用いられている。これは、単に便宜上そして本発明の一般的意味合いを付与するために行なわれることである。この記載は、１つまたは少なくとも１つを含むように理解されるべきであり、単数は、別段の意味があることが明らかであるのでないかぎり、複数も同様に含んでいる。
【００１０】
本明細書で使用される「二無水物」という用語は、厳密には二無水物でないかもしれないが、それでもジアミンと反応して、それ自体ポリイミドへと転換され得るポリアミド酸を形成すると考えられるその前駆体、誘導体または類似体を含むように意図されている。
【００１１】
本明細書中で使用される「ジアミン」という用語は、厳密にはジアミンでないかもしれないが、それでも二無水物と反応して、それ自体ポリイミドへと転換され得るポリアミド酸を形成すると考えられるその前駆体、誘導体または類似体を含むように意図されている。
【００１２】
本明細書で使用される「ポリアミド酸」という用語は、二無水物とジアミンの組合せから誘導され、化学的または熱による転換プロセスを介してポリイミドに転換され得るあらゆるポリイミド前駆体材料（プレポリマー）を含むように意図されている。
【００１３】
本明細書で使用される「高温」という用語は、摂氏２００度以上の温度を含むように意図されている。
【００１４】
本明細書で使用される「長期」という用語は、合計５０時間以上を含むように意図されている。５０時間以上とは、累積的（例えば一度に数時間そして数回の使用を経て合計５０時間以上）であるかまたは連続的であってもよい。
【００１５】
「接着された」、「接着」またはその他の変形形態は、「ボンドされた」または「ボンディング」と同義であり、これらの用語は互換的に使用されてよい。「直接接着された」という用語は、別段の記載のないかぎり、任意の介在層無く互いに直接付着された２層（フィルム）を網羅するように意図されている。
【００１６】
１つの範囲、好ましい範囲または、上位好適値と下位好適値のリストのいずれかとして１つの量、濃度または他の値またはパラメータが示されている場合、これは、範囲が別個に開示されているか否かに関わらず、任意の上位範囲限界または好適値と任意の下位範囲限界または好適値の任意の対から形成された全ての範囲を具体的に開示するものとして理解されるべきである。本明細書中に数値範囲が記載されている場合、別段の記載のないかぎり、この範囲はその端点およびその中の全ての整数および分数を含むように意図されている。
【００１７】
本明細書中の材料、方法および実施例は、単に例示的なものであり、具体的に記されている場合を除き、限定的であるように意図されたものではない。本明細書中に記述されているものと類似のまたは同等の方法および材料を本発明の実施または試験において使用することも可能であるが、本明細書中には適切な方法および材料が記載されている。
【００１８】
本開示は、加熱装置に関する。加熱装置は、長期または反復的使用について均等な加熱を有する高温フィルムベースの加熱装置である。
【００１９】
図面を参照すると、図１は、本開示のフィルムベースの加熱装置１０を示している。フィルムベースの加熱装置１０は、ベースフィルム内部表面１２ｂとベースフィルム外部表面１２ａを有するベースフィルムを有する。ベースフィルム１２は、ベースフィルム導電性充填材１４を含む。フィルムベースの加熱装置１０は同様に、少なくとも第１の積層体と第２の積層体とを有している。第１の積層体は、第１の積層体接着剤層内部表面１６ａと第１の積層体接着剤層外部表面１６ｂを有する第１の積層体接着剤層１６を含む。第１の積層体接着剤層１６は、第１の積層体接着剤層導電性充填材１８を有する。第１の積層体は同様に、第１の積層体金属箔内部表面２０ａと第１の積層体金属箔外部表面を有する第１の積層体金属箔２０をも含んでいる。第１の積層体金属箔内部表面２０ａは、第１の積層体接着剤層表面１６ｂに対し直接接着されている。第２の積層体は、第２の積層体接着剤層内部表面２２ａと第２の積層体接着剤層外部表面２２ｂを有する第２の積層体接着剤層２２を含む。第２の積層体接着剤層２２は、第２の積層体接着剤層導電性充填材２４を有する。第２の積層体は同様に、第２の積層体金属箔内部表面２６ａと第２の積層体金属箔外部表面とを有する第２の積層体金属箔２６をも含んでいる。第２の積層体接着剤層接着剤外部表面２２ｂに対して直接接着された第２の積層体金属箔内部表面２６ａ。第１の積層体接着剤層内部表面１６ａは、ベースフィルム内部表面１２ｂの一部分に直接接着される。第２の積層体接着剤層内部表面２２ａは、第１の積層体接着剤層内部表面１６ａとは異なるベースフィルム内部表面１２ｂの部分に対し直接接着される。
【００２０】
図２は、本開示の一実施形態を示している。フィルムベースの加熱装置１０は任意には二次ベースフィルム２８を含む。二次ベースフィルム２８は、二次ベースフィルム内部表面２８ａと二次ベースフィルム外部表面２８ｂを有する。二次ベースフィルム内部表面２８ａは、ベースフィルム外部表面１２ａに直接接着されている。
【００２１】
図３は、本開示の一実施形態を示す。フィルムベースの加熱装置は任意にはカバー層３０を含んでいてよい。カバー層３０は、ベースフィルム外部表面１２ａに付着されている。
【００２２】
図４は、本開示の別の実施形態を示す。フィルムベースの加熱装置は、任意選択的にはカバー層３０を含んでいてよい。カバー層３０は、ベースフィルム内部表面１２ｂの曝露部域そして、第１の積層体接着剤層１６、第１の積層体金属箔２０、第２の積層体接着剤層２２および第２の積層体金属箔２６の曝露部域に付着されている。
【００２３】
図５は、本開示の別の実施形態を示す。フィルムベースの加熱装置は、任意選択的にはベースフィルム１２、第１の積層体接着剤層１６、第１の積層体金属箔２０、第２の積層体接着剤層２２および第２の積層体金属箔２６を封入するカバー層３０を含む。
【００２４】
ベースフィルム
ベースフィルムは、ベースフィルムの総量に基づいて５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５および９０ｗｔ％という数字のうちのいずれか２つの間（任意選択的にはそれら２つを含む）の量でベースフィルム芳香族ポリイミドを含む。一部の実施形態において、ベースフィルム芳香族ポリイミドは、ベースフィルムの総量に基づいて５５〜９０重量パーセントの量で存在する。一部の実施形態において、ベースフィルム芳香族ポリイミドは、ベースフィルムの総量に基づいて６０〜８５重量パーセントの量で存在する。一部の実施形態において、ベースフィルム芳香族ポリイミドは、ベースフィルムの総量に基づいて６５〜８０重量パーセントの量で存在する。一実施形態において、本開示のベースフィルム芳香族ポリイミドは、少なくとも１つの芳香族二無水物および少なくとも１つの芳香族ジアミンから誘導されている。
【００２５】
一部の実施形態において、芳香族ジアミンは、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、ベンジジン、２，２’ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン、２，２’−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、３，５−ジアミノベンゾトリフルオリド；ジアミノジュレン、３，３’，５，５’−テトラメチルベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、１，５−ジアミノ−ナフタレン；１，４−ジアミノ−ナフタレン、４，４’−ジアミノジフェニルシラン、４，４’−ジアミノジフェニル（フェニルホスフィンオキシド）、、４，４’−ジアミノジフェニル−Ｎ−フェニルアミン、３，４’−ジアミノフェニルエーテル；１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン；４，４’−ジアミノベンズアニリド、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、９，９’−ビス（４−アミノフェニル）フルオリン、ｍ−トリジン、ｏ−トリジン、３，３’ジヒドロキシ−４，４’−ジアミノビフェニル、１，４−ジアミノベンゼン（ｐ−フェニレン−ジアミン）、１，３−ジアミノベンゼン（ｐ−フェニレン−ジアミン）、１，２−ジアミノベンゼンおよびその混合物からなる群から選択される。
【００２６】
一部の実施形態において、芳香族二無水物は、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，２’３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３’，３，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス−（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、１，１−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、ビス−（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、４，４’−オキシジフタル酸二無水物、ビス（３，４ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、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二無水物；ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルフィド；ヒドロキノン、ジフタル酸無水物およびその混合物からなる群から選択される。一部の実施形態において、ベースフィルム芳香族ポリイミドの少なくとも７０モルパーセントは、ピロメリト酸二無水物および４，４’−ジアミノジフェニルエーテルから誘導される。一部の実施形態において、ベースフィルム芳香族ポリイミドは、ピロメリト酸二無水物および４，４’−ジアミノジフェニルエーテルから誘導されている。
【００２７】
ベースフィルムは、ベースフィルムの総量に基づいて１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０および４５ｗｔ％という数字のうちのいずれか２つの間（任意選択的にはそれらを含む）の量でベースフィルム導電性充填材を含む。一部の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材は、ベースフィルムの総量に基づいて１０〜４５重量パーセントの量で存在する。一部の実施形態において、基本導電性充填材は、ベースフィルムの総量に基づいて１５〜４０重量パーセントの量で存在する。一部の実施形態において、基本導電性充填材は、ベースフィルムの総量に基づいて２０〜３５重量パーセントの量で存在する。一部の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材はカーボンブラックである。一部の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材は、アセチレンブラック、超摩耗性ファーネスブラック、導電性ファーネスブラック、伝導チャネルタイプブラックおよびファインサーマルブラックおよびそれらの混合物からなる群から選択される。典型的に揮発性成分によって測定されるカーボンブラックの表面酸化は、凝集体の表面上に存在するさまざまな含酸素種（例えばカルボキシル、ヒドロキシル、キノン）を意味する。これらの種は、全てのカーボンブラックの中に或る程度存在するが、一部のブラックは、表面酸化量を意図的に増大させるため、後処理される。表面上の酸素錯体は、電気絶縁層として作用する。こうして、伝導性を高くするためには、一般に揮発性成分が少ないことが望まれる。しかしながら、カーボンブラックを分散させることがむずかしいという点も考慮する必要がある。導電性充填材の均等な分散は、フィルムベースの加熱装置の均等な加熱を促進する。表面酸化は、カーボンブラックの解凝集および分散を増強する。一部の実施形態では、ベースフィルム導電性充填材がカーボンブラックである場合、別の実施形態において、カーボンブラックは１％以下の揮発性成分を有する。一実施形態において、カーボンブラックはＲＡＶＥＮ（登録商標）１６（Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可）であり、別の実施形態において、カーボンブラックはＣＤＸ７０５５Ｕ（Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可）である。一部の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材は少なくとも１００Ｏｈｍｓ／ｓｑｕａｒｅの電気抵抗を有する。一部の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材は、少なくとも１０００Ｏｈｍｓ／ｓｑｕａｒｅの電気抵抗を有する。別の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材は、少なくとも１０，０００Ｏｈｍｓ／ｓｑｕａｒｅの電気抵抗を有する。一部の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材は、金属または金属合金である。一部の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材は、導電性充填材の混合物である。一部の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材は、所望の凝集体サイズ（粒径）を得るために微粉砕される。一部の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材の平均粒径は、０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９および１ミクロンという数字のうちのいずれか２つの間（任意選���的にはそれら２つを含む）のものである。平均粒径は、Ｈｏｒｉｂａ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒを用いて決定可能である。一部の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材の平均粒径は、０．０５〜１ミクロンである。一部の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材の平均粒径は０．１〜０．５ミクロンである。一般に、１ミクロン超の平均粒径は、電気的短絡および／またはホットスポットをひき起こす確率がさらに高い。別の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材の粒径は、１ミクロン以下である。特定の利用分野に応じて所望される抵抗を達成するために充分な導電性充填材のタイプおよび量を微調整するにあたっては、通常の技能と経験が求められる場合がある。一部の実施形態において、所望されるベースフィルムの抵抗は、Ｖｅｅｃｏ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｉｎｃ製の４点プローブＦＰＰ５０００型を用いて測定した場合、１０Ｏｈｍｓ  ｓｑｕａｒｅ〜１，０００，０００Ｏｈｍｓ  ｓｑｕａｒｅである。
【００２８】
一部の実施形態において、ベースフィルム厚みは、８、１０、２０、４０、６０、８０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０および２００ミクロンという数字のうちのいずれか２つの間（任意選択的にはそれら２つを含む）のものである。一部の実施形態において、ベースフィルム厚みは８〜２００ミクロンである。一部の実施形態において、ベースフィルム厚みは８〜１００ミクロンである。一部の実施形態において、ベースフィルム厚みは８〜５０ミクロンである。一部の実施形態において、ベースフィルム厚みは８〜２５ミクロンである。
【００２９】
一部の実施形態において、ベースフィルムは任意選択的には、非導電性充填材を含む。一部の実施形態において、非導電性充填材は、ベースフィルムの総重量に基づいて１、２、４、６、８、１０、１２、１４および１５重量パーセントという数字のうちのうちのいずれか２つの間（任意選択的にはそれら２を含む）の量で存在する。一部の実施形態において、ベースフィルムは１〜１５重量パーセントの非導電性充填材を含む。一部の実施形態において、非導電性充填材は、金属酸化物、炭化物、ホウ化物および窒化物からなる群から選択される。一部の実施形態において、非導電性充填材は、酸化アルミニウム、二酸化チタン、シリカ、マイカ、タルク、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、第二リン酸カルシウムおよびその混合物からなる群から選択されるが、これらに限定されない。
【００３０】
ベースフィルムの調製
ベースフィルムは、当該技術分野において周知の任意の方法によって調製可能である。一部の実施形態においては、ベースフィルム導電性充填材スラリーが調製される。一実施形態では、ベースフィルム導電性充填材を、溶媒（例えばＤＭＡＣ）中のポリアミド酸溶液に添加することができ、あるいは、溶媒中のベースフィルム導電性充填材溶液を、溶媒中のポリアミド酸と混合することができる。スラリーは混合される。一部の実施形態において、スラリーは、ローターステーター、高速分散ミル中で混合される。一部の実施形態において、スラリーは、所望のベースフィルム導電性充填材粒径が達成されるまで微粉砕される。一部の実施形態において、ボールミルが使用される。一部の実施形態において、微粉砕されたスラリーは、残留する大きな粒子を全て除去するために濾過される。スラリーは、直ちに使用できる時点まで分散状態を維持するためにミキサーの備わったタンク内に保管されてよく、あるいは、微粉砕の直後にスラリーを使用してもよい。
【００３１】
ポリアミド酸溶液が調製される。ポリアミド酸溶液は、当該技術分野において周知の方法によって作製可能である。ポリアミド酸溶液は、一般に、乾燥（水分の不足した）溶媒中に芳香族ジアミンを溶解させ、不活性雰囲気中で制御された温度および撹拌という条件下でゆっくりと二無水物を添加することによって作製できる。有機溶媒は、重合反応物質の１つまたは両方を溶解させなければならない。有機溶媒は、形成されたポリアミド酸を溶解させる。溶媒は、重合反応物質の全ておよびポリアミド酸重合生成物と実質的に非反応性でなければならない。本開示の目的のためには、適切な溶媒には、このようなカルボキシルアミドのより低分子量の成員、詳細にはＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドが含まれる。他の有用な溶媒は、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、テトラメチルウレア、ジメチルスルホンなどである。溶媒は、単独で、あるいは相互に組合せた形で使用可能である。ポリアミド酸溶液は濾過してもしなくてもよい。
【００３２】
一部の実施形態において、ポリアミド酸溶液は、高せん断ミキサー内で、ベースフィルム導電性充填材スラリーそして任意選択的には非導電性充填材スラリーと混合される。一部の実施形態において、分散体は、同様に、安定した分散を形成する上で一助となるように当業者にとって公知の１つ以上の適切な分散剤も含んでいてよい。ただし、分散は、過度の凝集を回避するような形で調製され、ベースフィルム導電性充填材の分散はそのように行なわれる。一部の実施形態において、溶液は、エンドレス金属表面（ベルト）または回転ドラムなどの支持体上に、流延または塗布され得る。一部の実施形態において、流延されたフィルムを流延表面から容易に剥ぎ取ることができるように、少量の離型剤を添加してよい。一部の実施形態において、ベースフィルム芳香族ポリイミドは、化学的に転換される。一部の実施形態において、ベースフィルム芳香族ポリイミドは熱により転換される。一部の実施形態において、ポリアミド酸ベースフィルム導電性充填材スラリーの量は、ベースフィルム導電性充填材の所望される負荷レベルおよび流延溶液の所望される粘度を達成するように、調整される。
【００３３】
第１の積層体
第１の積層体は、第１の積層体接着剤層と第１の積層体金属箔を含む。第１の積層体接着剤層は、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドと第１の積層体接着剤層導電性充填材とを含む。第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドは、少なくとも１つの芳香族ジアミンと少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。熱可塑性ポリイミド類は一般に、摂氏２８０度未満、好ましくは摂氏２５０度未満のガラス転移温度を有するポリイミド類である。これらは、適切な熱および圧力下で、第１の積層体金属箔とベースフィルムの間に信頼性の高い接着性ボンド（２ｐｌｉ以上）を形成するのに適した流れを有する。芳香族ジアミン類および芳香族二無水物類部分の使用は、高温安定性を可能にする。一部の実施形態においては、その量が接着剤層の高温安定性に不利な影響をもたらさないかぎりにおいて、少量の脂肪族ジアミン類または脂環式ジアミン類を使用してよい。典型的には、本開示の熱可塑性ポリイミド類は、少なくとも部分的に可撓性芳香族ジアミン類および／または二無水物類を使用することにより調製される。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミド芳香族二無水物は、４，４−オキシフタル酸無水物、２，３’，３，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ヒドロキノンジフタル酸無水物、ビス−（３，４−ジカルボキシフェニル）ビスフェニルＡ二無水物３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物およびその混合物からなる群から選択されるが、これらに限定されない。一部の実施形態において、熱可塑性ポリイミド芳香族ジアミンは、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、２，２−ビス（４−［４−アミノフェノキシ］フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−［４−アミノフェノキシ］フェニル）ヘキサフルオロプロパン、ビス−４−［３−アミノフェノキシ］フェニルスルホン、ビス−４−［４−アミノフェノキシ］フェニルスルホン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、３，４’−ジアミノフェニルエーテルおよびその混合物からなる群から選択されるが、これらに限定されない。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドは、少なくとも部分的に４，４’−オキシジフタル酸無水物（ＯＤＰＡ）、ピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）および１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＲＯＤＡ）から誘導される。第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドは、第１の積層体接着剤層の総重量に基づいて５５、６５、７０、７５、８０、８５および９０重量パーセントという数字のうちのいずれか２つの間（任意にはそれら２つを含む）の量で存在する。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドは、第１の積層体接着剤層の総重量に基づいて５５〜９０重量パーセントの量で存在する。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドは、７０〜９５モルパーセントのオキシジフタル酸二無水物、５〜３０モルパーセントのピロメリト酸二無水物および少なくとも７０モルパーセントの１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンから誘導される。一部の実施形態において、少なくとも８０モルパーセントの１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンが存在する。
【００３４】
一部の実施形態においては、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの７０〜１００モルパーセントが、少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。一部の実施形態においては、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの７０、７２、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、８８、９０、９２、９４、９６、９８、９９および１００モルパーセントという数字のうちのいずれか２つの間（任意にはそれら２つを含む）の割合のものが、少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。一部の実施形態においては、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの８０〜１００モルパーセントが、少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。別の実施形態では、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの９０〜１００モルパーセントが少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。さらに別の実施形態においては、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの７０〜９９モルパーセントが、少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。さらに別の実施形態においては、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの８０〜９９モルパーセントが少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。さらに別の実施形態においては、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの８０〜９９モルパーセントが少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。
【００３５】
第１の積層体接着剤層導電性充填材は、第１の積層体接着剤層の総重量に基づいて１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０および４５重量パーセントという数字のうちのいずれか２つの間（任意選択的にはそれら２つを含む）の量で存在する。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層導電性充填材は、第１の積層体接着剤層の総重量に基づいて１０〜４５重量パーセントの量で存在する。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層導電性充填材は、第１の積層体接着剤層の総重量に基づいて１５〜４０重量パーセントの量で存在する。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層導電性充填材は、第１の積層体接着剤層の総重量に基づいて２０〜３５重量パーセントの量で存在する。
【００３６】
一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層の厚みは、５、１２、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５および８０ミクロンという数字のうちのいずれか２つの間（任意選択的にはそれら２つを含む）のものである。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層の厚みは５〜８０ミクロンである。第１の積層体接着剤層は、第１の積層体金属箔をベースフィルムに接着するのに充分厚いものであるが、第１の積層体金属箔からベースフィルムに対する所望されない抵抗または電圧降下が発生するほどには厚くないものでなければならない。
【００３７】
第１の積層体金属箔の厚みは、５、１０、２０、４０、６０、８０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０および２００ミクロンという数字のうちのいずれか２つの間（任意選択的にはそれら２つを含む）のものである。一部の実施形態において、第１の積層体金属箔の厚みは、５〜２００ミクロンである。第１の積層体金属箔は、任意の適切な導電性材料で構成されてよい。一部の実施形態において、第１の積層体金属箔は、金、銀、白金、ニッケル、パラジウム、ステンレス鋼、チタン、インコネル（登録商標）、インバーおよびアルミニウムからなる群から選択されるが、これらに限定されない。一部の実施形態において、第１の積層体金属箔は銅である。
【００３８】
第２の積層体
第２の積層体は、第２の積層体接着剤層と第１の積層体金属箔を含む。第２の積層体接着剤層は、第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドと第２の積層体接着剤層導電性充填材とを含む。第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドは、少なくとも１つの芳香族ジアミンと少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。一部の実施形態においては、その量が接着剤層の高温安定性に不利な影響をもたらさないかぎりにおいて、少量の脂肪族ジアミンまたは脂環式ジアミンを使用してよい。典型的には、本開示の熱可塑性ポリイミド類は、少なくとも部分的に可撓性芳香族ジアミン類および／または二無水物類を使用することにより調製される。一部の実施形態において、第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミド芳香族二無水物は、４，４−オキシフタル酸無水物、２，３’，３，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ヒドロキノンジフタル酸無水物、ビス−（３，４−ジカルボキシフェニル）ビスフェニルＡ二無水物３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物およびその混合物からなる群から選択されるが、これらに限定されない。一部の実施形態において、第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミド芳香族ジアミンは、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、ビス−４−［３−アミノフェノキシ］フェニルスルホン、ビス−４−［４−アミノフェノキシ］フェニルスルホン、３，４’−ジアミノフェニルエーテルおよびその混合物からなる群から選択されるが、これらに限定されない。一部の実施形態において、第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドは、少なくとも部分的に４，４’−オキシフタル酸無水物（ＯＤＰＡ）、ピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）および１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＲＯＤＡ）から誘導される。別の実施形態において、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドおよび第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドは、部分的に４，４’−オキシジフタル酸無水物、ピロメリト酸二無水物および１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンが誘導される。第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドは、第２の積層体接着剤層の総重量に基づいて５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５および９０重量パーセントという数字のうちのいずれか２つの間（任意選択的にはそれら２つを含む）の量で存在する。一部の実施形態において、第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドは、第２の積層体接着剤層の総重量に基づいて５５〜９０重量パーセントの量で存在する。一部の実施形態において、第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドは、７０〜９５モルパーセントのオキシジフタル酸二無水物、５〜３０モルパーセントのピロメリト酸二無水物および少なくとも７０モルパーセントの１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンから誘導される。一部の実施形態において、少なくとも８０モルパーセントの１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンが存在する。
【００３９】
一部の実施形態においては、第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの７０〜１００モルパーセントが、少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。一部の実施形態においては、第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの７０、７２、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、８８、９０、９２、９４、９６、９８、９９および１００モルパーセントという数字のうちのいずれか２つの間（任意選択的にはそれら２つを含む）の割合のものが、少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。一部の実施形態においては、第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの８０〜１００モルパーセントが、少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。別の実施形態では、第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの９０〜１００モルパーセントが、少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。さらに別の実施形態においては、第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの７０〜９９モルパーセントが、少なくとも１つの芳香族ジアミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。さらに別の実施形態においては、第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの８０〜９９モルパーセントが少なくとも１つの芳香族アミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。さらに別の実施形態においては、第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドの９０〜９９モルパーセントが、少なくとも１つの芳香族アミンおよび少なくとも１つの芳香族二無水物から誘導される。
【００４０】
第２の積層体接着剤層導電性充填材は、第２の積層体接着剤層の総重量に基づいて１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０および４５重量パーセントという数字のうちのいずれか２つの間（任意選択的にはそれら２つを含む）の量で存在する。一部の実施形態において、第２の積層体接着剤層導電性充填材は、第２の積層体接着剤層の総重量に基づいて１０〜４５重量パーセントの量で存在する。一部の実施形態において、第２の積層体接着剤層導電性充填材は、第２の積層体接着剤層の総重量に基づいて１５〜４０重量パーセントの量で存在する。一部の実施形態において、第２の積層体接着剤層導電性充填材は、第２の積層体接着剤層の総重量に基づいて２０〜３５重量パーセントの量で存在する。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層導電性充填材および第２の積層体接着剤層導電性充填材は異なるものである。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層導電性充填材および第２の積層体接着剤層導電性充填材は同じである。別の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材、第１の積層体接着剤層導電性充填材および第２の積層体接着剤層導電性充填材は同じである。さらに別の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材、第１の積層体接着剤層導電性充填材および第２の積層体接着剤層導電性充填材は独立して同じかまたは異なるものである。
【００４１】
一部の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材、第１の積層体接着剤層導電性充填材および第２の積層体接着剤層導電性充填材は各々カーボンブラックを含む。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層導電性充填材および第２の積層体接着剤層導電性充填材はアセチレンブラック、超摩耗性ファーネスブラック、導電性ファーネスブラック、伝導チャネルタイプブラックおよびファインサーマルブラックおよびそれらの混合物からなる群から独立して選択される。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層導電性充填材または第２の積層体接着剤層導電性充填材またはその両方がカーボンブラックである場合、そのカーボンブラックは２％以下の揮発性成分を有する。別の実施形態において、カーボンブラックは１％以下の揮発性成分を有する。一実施形態において、カーボンブラックはＲＡＶＥＮ（登録商標）１６（Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可）であり、別の実施形態において、カーボンブラックはＣＤＸ７０５５Ｕ（Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可）である。一部の実施形態において、ベースフィルム導電性充填材、第１の積層体接着剤層導電性充填材および第２の積層体接着剤層導電性充填材はカーボンブラックである。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層導電性充填材および第２の積層体接着剤層導電性充填材は、少なくとも１００Ｏｈｍｓ／ｓｑｕａｒｅの電気抵抗を有する。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層導電性充填材、第２の積層体接着剤層導電性充填材またはその両方が、少なくとも１０００Ｏｈｍｓ／ｓｑｕａｒｅの電気抵抗を有する。別の実施形態において、第１の積層体接着剤層導電性充填材または第２の積層体接着剤層導電性充填材またはその両方が、少なくとも１０，０００Ｏｈｍｓ／ｓｑｕａｒｅの電気抵抗を有する。第１の積層体接着剤層導電性充填材は、導電性充填材の混合物であってよい。第２の積層体接着剤層導電性充填材は、導電性充填材の混合物であってよい。
【００４２】
第１の積層体接着剤層導電性充填材および第２の積層体接着剤層導電性充填材は、ベースフィルムに電流を通過させるのを助ける。導電性充填材が第１の積層体接着剤層または第２の積層体接着剤層中で使用されない場合には、接着剤層は導電性ではなく、誘電体バリアとして作用する。第１の積層体接着剤層導電性充填材および第２の積層体接着剤層導電性充填材が低い導電率を有する場合、ベースフィルム内の所望の抵抗を満たすためにより多くの電流が必要となる。第１の積層体接着剤層および第２の積層体接着剤層は、ベースフィルムと同じかまたはそれより高い導電率を有していなければならない。第１の積層体接着剤層および第２の積層体接着剤層の導電率がベースフィルムよりも低い場合、第１の積層体金属箔または第２の積層体金属箔またはその両方に所望されない加熱が発生する可能性がある。接着強度および物理的特性の平衡を保ちながらベースフィルム中に所望の抵抗を達成するのに充分な導電性充填材のタイプおよび量を微調整するにあたっては、通常の技能と経験が求められる場合がある。
【００４３】
一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層導電性充填材または第２の積層体接着剤層導電性充填材またはその両方が、所望の粒径を得るために微粉砕される。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層導電性充填材または第２の積層体接着剤層導電性充填材の平均粒径は、０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９および１ミクロンという数字のうちのいずれか２つの間（任意選択的にはそれら２つを含む）のものである。平均粒径は、Ｈｏｒｉｂａ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒを用いて決定可能である。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層導電性充填材または第２の積層体接着剤層導電性充填材の平均粒径は、０．０５〜１ミクロンである。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層導電性充填材または第２の積層体接着剤層導電性充填材の平均粒径は、０．１〜０．５ミクロンである。別の実施形態において、第１の積層体接着剤層導電性充填材または第２の積層体接着剤層導電性充填材は、１ミクロン以下である。
【００４４】
一部の実施形態において、第２の積層体接着剤層の厚みは、５、１２、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５および８０ミクロンという数字のうちのいずれか２つの間（任意選択的にはそれら２つを含む）のものである。一部の実施形態において、第２の積層体接着剤層厚みは５〜８０ミクロンである。第２の積層体接着剤層は、第２の積層体金属箔をベースフィルムに接着させるのに充分厚いものの、第２の積層体金属箔からベースフィルムへの所望されない抵抗または電圧降下が発生するほどには厚くないものでなければならない。
【００４５】
アクリルおよびエポキシ接着剤は、金属箔をベースフィルムにボンドするための高い積層温度（摂氏２９０度以上）に耐えることができない。アクリルおよびエポキシ接着剤は、長期使用については高温（摂氏２００度以上）に耐えられない。本開示の第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドおよび第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドは、摂氏２９０度超の高い積層温度に耐えることができ、高温での長期使用が可能である。
【００４６】
第２の積層体金属箔の厚みは、５、１０、２０、４０、６０、８０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０および２００ミクロンという数字のうちのいずれか２つの間（任意選択的にはそれら２つを含む）のものである。一部の実施形態において、第２の積層体金属箔の厚みは、５〜２００ミクロンである。より低い電圧の利用分野（４８ボルト未満）については典型的に、第１の積層体金属箔と第２の積層体金属箔のためにより薄い金属箔を使用しても支障はない。高圧の利用分野は、典型的により厚い金属箔を必要とする。金属箔の厚みは、利用分野または所要電圧に合わせることができる。本開示の第１の積層体接着剤層および第２の積層体接着剤層は、ベースフィルムに対する第１の積層体金属箔と第２の積層体金属箔の優れた接着性を提供する。接着力は、電気アーク発生そして潜在的には装置（加熱器）の故障をひき起こす可能性のあるエアポケットおよび空隙を防止するのに充分なものでなければならない。さらに、長期使用全体にわたり優れた接着性を維持すべきである。第２の積層体金属箔は、任意の適切な導電性材料で構成されていてよい。一部の実施形態において、第２の積層体金属箔は、金、銀、白金、ニッケル、パラジウム、ステンレス鋼、チタン、インコネル（登録商標）、インバールおよびアルミニウムからなる群から選択されるが、これらに限定されない。一部の実施形態において、第２の積層体金属箔は銅である。
【００４７】
一部の実施形態において、第１の積層体金属箔および第２の積層体金属箔は異なるものである。一部の実施形態において、第１の積層体金属箔および第２の積層体金属箔は同じものである。一実施形態において、第１の積層体金属箔および第２の積層体金属箔は銅を含む。一実施形態において、第１の積層体金属箔および第２の積層体金属箔は銅である。銅は、長い距離にわたり電圧降下がほとんど乃至は全く無い。これは、長い距離にわたる均等な加熱が所望される場合に、きわめて有利である。
【００４８】
一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層、第２の積層体接着剤層または第１の積層体接着剤層および第２の積層体接着剤層およびその両方が、任意選択的には、１〜１５重量パーセントの非導電性充填材を含んでいる。一部の実施形態において、非導電性充填材は、金属酸化物、炭化物、ホウ化物および窒化物からなる群から選択される。一部の実施形態において、非導電性充填材は、酸化アルミニウム、二酸化チタン、シリカ、マイカ、タルク、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、リン酸二カルシウムおよびその混合物からなる群から選択されるが、これらに限定されない。
【００４９】
一実施形態において、第１の積層体接着剤層または第２の積層体接着剤層はさらに、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミンおよびその任意の組合せを含んでいてよい。芳香族ジアミンに対する脂肪族ジアミン（または脂環式ジアミン）のモルパーセントが増大するにつれて、ポリイミドのガラス転移温度（Ｔｇ）および積層温度は一般に低下する傾向をもつ。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドは同様に、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミンおよびその組合せからなる群から選択される１〜３０モルパーセントの非芳香族ジアミンから誘導される。一部の実施形態において、第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドも同様に、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミンおよびその組合せからなる群から選択される１〜３０モルパーセントの非芳香族ジアミンから誘導される。別の実施形態においては、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドおよび第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドは同様に脂肪族ジアミン、脂環式ジアミンまたはその組合せからなる群から選択される１〜３０モルパーセントの非芳香族ジアミンから誘導される。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドおよび第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドまたはその両方が同様に、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミンまたはその組合せからなる群から選択される１、２、４、６、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８および３０モルパーセントという数字のうちのいずれか２つの間（任意選択的にはそれら２つを含む）の割合の非芳香族ジアミンから誘導される。脂肪族ジアミン、脂環式ジアミンまたはその組合せが３０モルパーセントを超えると、接着剤層の高温安定性は低下する。一部の実施形態においては、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドおよび第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドまたはその両方が、同様に、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミンまたはその組合せからなる群から選択される１〜２０モルパーセントの非芳香族ジアミンから誘導される。別の実施形態においては、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドおよび第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドまたはその両方が同様に、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミンまたはその組合せからなる群から選択される１〜１０モルパーセントの非芳香族ジアミンから誘導される。一実施形態において、金属へのボンディングが適切に起こるためには、積層温度は、典型的に、ポリイミド接着剤のガラス転移温度よりも約２５℃高い。一部の実施形態において、適切な脂肪族ジアミン類は、１，４−テトラメチレンジアミン、１，５−ペンタメチレンジアミン（ＰＭＤ）、１，７−ヘプタメチレンジアミン、１，８−オクタメチレンジアミン、１，９−ノナメチレンジアミン、１，１０−デカメチレンジアミン（ＤＭＤ）、１，１１−ウンデカメチレンジアミン、１，１２−ドデカメチレンジアミン（ＤＤＤ）、１，１６−ヘキサデカメチレンジアミンおよびその混合物からなる群から選択される。一部の実施形態において、脂肪族ジアミンはヘキサメチレンジアミンである。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドおよび第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドは各々４，４’−オキシジフタル酸無水物、ピロメリト酸二無水物，１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンおよびヘキサメチレンジアミンから誘導される。
【００５０】
第１および第２の積層体の調製
第１の積層体接着剤層および第２の積層体接着剤層は、当該技術分野において周知のあらゆる方法によって調製可能である。一実施形態において、ポリアミド酸は、ＤＭＡＣ溶媒中の無水物類およびアミン類を少量の余剰のジアミンと反応させることによって調製される。ＤＭＡＣ中の導電性充填材スラリーは、Ｓｉｌｖｅｒｓｏｎ  Ｌ４ＲＴ−Ａ高せん断ミキサーを用いて４０００〜６０００ｒｐｍで５〜１０分間または導電性充填材が分散するまで、所望の量の導電性充填材をＤＭＡＣ溶媒中に混合させることによって調製される。導電性充填材スラリーは、次にポリアミド酸溶液に添加され、Ｓｉｌｖｅｒｓｏｎ  Ｌ４ＲＴ−Ａ高せん断ミキサーを用いて４０００〜６０００ｒｐｍで、例えば３０重量％などの所望の量の導電性充填材がポリアミド酸中で達成されるまで再度混合される。分子量を増大させるためのＤＭＡＣ中の二無水物モノマーの仕上げ溶液を、５００〜１０００ポアズの目標粘度が達成されるまで、増分段階的に添加する。スラリーを脱ガスして、フィルム流延の前に全ての泡を除去する。一部の実施形態において、充填された完成ポリマー溶液を、およそ長さ１４インチ×幅１０インチ×厚み０．００１インチの裸銅シート上に直接流延する。その後、約３０分間または少なくとも７０％以上のフィルム固形分が達成されるまで（グリーンフィルム状態）、およそ８０Ｃ〜１００Ｃのホットプレート上に試料を置いて溶媒を乾燥させる。銅上の充填されたポリイミドグリーンフィルムを次に、フィルム硬化用支持フレーム上に設置する。その後、銅上の充填されたポリイミド接着剤フィルムを、６０分間１００Ｃから４００Ｃまで１０分につき５０℃の上昇条件で硬化させるためＢｌｕｅＭ窒素パージ式高温オーブン内に入れ、その後、窒素環境下でさらに６０分間冷却し室温まで戻す。一部の実施形態においては、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドまたは第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドまたはその両方が、ポリアミド酸からポリイミドへと熱転換される。一部の実施形態において、第１の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドまたは第２の積層体接着剤層熱可塑性ポリイミドまたは両方の接着剤層ポリイミド類は、熱に加えて適切なイミド化剤を用いて転換される。一部の実施形態において、第１の積層体および第２の積層体は、ダブルベルトプレスまたはニップ積層法など、当該技術分野において周知の方法により調製可能である。
【００５１】
加熱装置
本開示のフィルムベースの加熱装置は、長期使用のための高温利用分野に関する。本発明のフィルムベースの加熱装置は同様に、均質な加熱をも提供する。均質な加熱を促進する目的で使用される１つの公知の方法は、制御を容易にするかまたは局所的加熱を移動させるためのノードの使用である。本開示のフィルムベースの加熱装置は、均等な加熱を達成するために、フィルム加熱装置全体にわたり位置づけされたノードなどの追加の手段を一切必要としない。さらに、本開示の第１の積層体接着剤層および第２の積層体接着剤層は、第１の積層体金属箔と第２の積層体金属箔をベースフィルムに接着させるのに必要とされる高い積層温度に耐えることができる。典型的に、摂氏２９０度超の積層温度が求められる。
【００５２】
フィルムベースの加熱装置の温度は、電圧および金属箔（母線）の配置または離隔距離によって左右される。母線の位置が固定されている場合、電圧が増大すると、温度は上昇する。電圧が一定の場合、金属箔間の距離を減少させることによって温度を上昇させることができる。一部の実施形態においては、３つ以上の金属箔が使用される。使用される金属箔の数は、加熱された部域のサイズおよび所望の温度によって左右される。こうして、加熱装置を、所望される最終用途に合わせることができる。本開示のフィルムベースの加熱装置は、可撓性または剛性の利用分野のために使用されてよい。高温の最終用途利用分野のいくつかの例としては、衣服用アイロン、ストレートヘヤーアイロンおよび工業用ヒーターの利用分野がある。本開示のフィルムベースの加熱装置は、壁面ヒーター、フロアヒーター、ルーフヒーターおよびシートヒーターとして有用である。本開示のフィルムベースの加熱装置は、雪または氷の堆積を防止するための風車の羽根、航空機の翼の前縁およびヘリコプターブレードの加熱を目的として、または、長い距離にわたり電圧降下がほとんどまたは全くないことが所望されるあらゆる利用分野のために有用である。上述の利用分野が、本開示のフィルムベースの加熱装置に特に適しているものの、当業者であれば、高圧高温の利用分野に加えて低圧低温、低圧高温、高圧低温の利用分野などでの追加の加熱利用分野のためのフィルムベースの加熱装置の使用を想定できると考えられる。
【００５３】
ベースフィルムは、ベースフィルム内部表面およびベースフィルム外部表面を有する。第１の積層体接着剤層は第１の積層体接着剤層内部表面と第１の積層体接着剤層外部表面を有する。第１の積層体金属箔は第１の積層体金属箔内部表面と第１の積層体金属箔外部表面を有する。第１の積層体金属箔内部表面は、第１の積層体接着剤層外部表面に直接接着されている。第１の積層体接着剤層内部表面はベースフィルム内部表面の一部分に直接接着されている。
【００５４】
第２の積層体接着剤層は、第２の積層体接着剤層内部表面と第２の積層体接着剤層外部表面を有する。第２の積層体金属箔は、第２の積層体金属箔内部表面および第２の積層体金属箔外部表面を有する。第２の積層体金属箔内部表面は、第２の積層体外部表面に直接ボンディングされている。第２の積層体接着剤層内部表面は、第１の積層体接着剤層内部表面とは異なるベースフィルム内部表面の部分に直接接着されている。一実施形態において、電流は、２つの積層体を橋渡しするベースフィルムを介して第１の積層体と第２の積層体の間を流れ、こうしてベースフィルムの抵抗加熱を発生させる。
【００５５】
一部の実施形態において、本発明のフィルムベースの加熱装置は、さらに、二次ベースフィルム外部表面と二次ベースフィルム内部表面を有する二次ベースフィルムを含んでいてよく、二次ベースフィルム内部表面はベースフィルム外部表面に直接接着されている。一実施形態において、二次ベースフィルムは二次ベースフィルム芳香族ポリイミドを含む。二次ベースフィルムは、誘電体バリアを提供する。二次ベースフィルムを使用することにより、導電性フィルムの加熱された表面と干渉することなく隣接する導電性表面に加熱装置を付着させることが可能となる。したがって、二次ベースフィルムが導電性充填材を含むことは望ましくない。二次ベースフィルム芳香族ポリイミドは、ベースフィルム中のベースフィルム芳香族ポリイミドと同じでも異なるものでもあり得る。一部の実施形態において、二次ベースフィルム芳香族ポリイミドは、ピロメリト酸二無水物および４，４’−ジアミノジフェニルエーテルから誘導される。
【００５６】
フィルムベースの加熱装置は、真空プレス積層法により調製され得る。第１の積層体および第２の積層体（またはそれ以上のもの）をベースフィルムに接着させるのに充分な熱および圧力が必要とされる。
【００５７】
一実施形態において、フィルムベースの加熱装置は追加でカバー層を含む。一実施形態において、カバー層は、ベースフィルム外部表面に直接付着されている。別の実施形態において、カバー層は、二次ベースフィルム外部表面に直接付着されている。一部の実施形態において、カバー層とベースフィルムの間には追加の層が存在していてよい。別の実施形態において、カバー層は、ベースフィルム内部表面の曝露された部域（第１の積層体接着剤層または第２の積層体接着剤層に直接接着されていない部域および第１の積層体および第２の積層体の曝露部域に付着されている。別の実施形態において、カバー層は、図５に示されている通りフィルムベースの加熱装置を封入している。別の実施形態において、カバー層は、フィルムベースの加熱装置外部表面（または二次ベースフィルム外部表面２８ｂ）および第１の積層体と第２の積層体の曝露部域と、第１の積層体接着剤層または第２の積層体接着剤層に直接接着されていないベースフィルムの内部表面の両方に付着され得る。一部の実施形態において、カバー層は、少なくともベースフィルム、第１の積層体および第２の積層体を封入する。一部の実施形態において、カバー層は、少なくともベースフィルム、第１の積層体接着剤層、第１の積層体金属箔、第２の積層体金属箔および第２の積層体金属箔を封入する。
【００５８】
一部の実施形態において、カバー層は、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）およびその混合物からなる群から選択される。ＰＦＡは、ポリマー全体の少なくとも５０、６０、７０、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８、９９または約１００重量パーセントを占める、
【００５９】
【化１】
0005612191.tif 000002
【００６０】
という部分を有する、その変形形態または誘導体を含めたポリ（テトラフルオロエチレン−コ−ペルフルオロ［アルキルビニルエーテル］）であり、式中、Ｒ１はＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは、２０までまたはそれ以上を含めた１以上のあらゆる自然数であり得、典型的にはｎは１〜３に等しく、ｘおよびｙはモル分率であり、ｘは０．９５〜０．９９の範囲内、典型的には０．９７であり、ｙは０．０１〜０．０５の範囲内、典型的には０．０３であり、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に記されているメルトフローレートは、１〜１００（ｇ／１０分）、好ましくは１〜５０（ｇ／１０分）、より好ましくは２〜３０（ｇ／１０分）、そして最も好ましくは５〜２５（ｇ／１０分）の範囲内にある。
【００６１】
ＦＥＰは、ポリマー全体の少なくとも５０、６０、７０、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８、９９または約１００重量パーセントを占める、
【００６２】
【化２】
0005612191.tif 000003
【００６３】
という部分を有する、その変形形態または誘導体を含めたテトラフルオロエチレンおよびヘキサフルオロプロピレンから全体または一部分が誘導されたポリ（テトラフルオロエチレン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）［ａ．ｋ．ａ．ポリ（テトラフルオロエチレン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）コポリマー］であり、式中、ｘおよびｙはモル分率であり、ｘは０．８５〜０．９５の範囲内、典型的には０．９２であり、ｙは０．０５〜０．１５の範囲内、典型的には０．０８であり、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に記されているメルトフローレートは、１〜１００（ｇ／１０分）、好ましくは１〜５０（ｇ／１０分）、より好ましくは２〜３０（ｇ／１０分）、そして最も好ましくは５〜２５（ｇ／１０分）の範囲内にある。
【００６４】
ＦＥＰコポリマーは、直接的または間接的に、（ｉ）５０、５５、６０、６５、７０または７５パーセント〜約７５、８０、８５、９０または９５パーセントのテトラフルオロエチレンと；（ｉｉ）５、１０、１５、２０または２５パーセント〜約２５、３０、３５、４０、４５または５０パーセント（一般に７〜２７パーセント）のヘキサフルオロプロピレンから誘導され得る。一部の実施形態において、カバー層は、ＤｕＰｏｎｔから入手可能なＴｅｆｌｏｎ（登録商標）ＦＥＰフィルム、ＤｕＰｏｎｔから入手可能なＴｅｆｌｏｎ（登録商標）ＰＦＡフィルムおよびそれらの混合物からなる群から選択される。一部の実施形態において、カバー層は、フィルム加熱装置に対するより優れた接着を促進するように表面処理される。コロナまたはプラズマ処理などの任意の既知の表面処理を使用してよい。
【００６５】
カバー層は、環境劣化を防ぐためそして加熱された表面から隣接する材料表面への電流漏洩を防ぐために機能する。一部の実施形態において、カバー層厚みは、１２、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０および１３０ミクロンという数字のうちのいずれか２つの間（任意にはそれら２つを含む）のものである。一部の実施形態においてカバー層厚みは、１２〜１３０ミクロンである。本発明のカバー層は、フィルム加熱装置上に直接ニップまたはプレス積層され得る。
【００６６】
本明細書中に記載の全ての刊行物、特許出願、特許および他の参考文献は、その全体が参照により本明細書に援用されている。別段の定義のないかぎり、本明細書中で使用されている全ての技術的および科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者が一般に理解するものと同じ意味を有する。不一致がある場合には、定義を含めて本明細書が支配するものとする。
【００６７】
本明細書中に記載されているものと類似するかまたはそれと等価である方法および材料も本発明の実践または試験において使用可能であるものの、本明細書中には適切な方法および材料が記載される。
【００６８】
「約」という用語が１つの値または一範囲の端点を記述する上で使用されている場合、本開示は、言及されている具体的値または端点を含むものとして理解されるべきである。
【実施例】
【００６９】
利点は、クレームの範囲を限定するものではない以下の実施例の中で示される。
−  ５０２５銀導体：Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥから入手可能な導電性銀ペースト、
−  Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）２００ＲＳ１００：Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥから入手可能な２層導電性ポリイミドフィルム
−  ２００  ＣＬＰ２０：熱積層中のフィルムの接着を改善するための両面が表面処理された厚み２ＭＩＬ（０．００２インチ）のＰＦＡテフロン（登録商標）シート。表面処理は、コロナまたはプラズマ処理のいずれかによる。Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥから入手可能。
−  １００ＥＫＪ：Ｋａｐｔｏｎの外部２層が接着性ポリイミド調合物であり、コア層がＥ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥから入手可能な高弾性係数のポリイミドフィルムである、厚み１ＭＩＬ（０．００１インチ）の３層Ｋａｐｔｏｎフィルム構成。
Ｒａｖｅｎ（登録商標）１６：Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なカーボンブラック。
ＣＤＸ７０５５Ｕ：Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なカーボンブラック。
【００７０】
実施例１
実施例１は、フィルムヒーターの均等な加熱を示す。
【００７１】
ヒーター層構成：
（アルミニウム板／１００ＥＫＪ（カバー層）／Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）２００ＲＳ１００（ヒーター／ベースフィルム）／３０ｗｔ％のｒａｖｅｎ１６で充填されたＰＭＤＡ／ＯＤＰＡ／／ＲＯＤＡ（接着剤層）／銅（金属箔）／２００ＣＬＰ２０（カバー層））
【００７２】
ＰＭＤＡ／ＯＤＰＡ／／ＲＯＤＡ充填ポリイミド接着剤フィルムの調製
ポリアミド酸中の１９〜２０パーセントの固形分を、ＤＭＡＣ溶媒中で二無水物類とアミン類を反応させることによって調製した。ポリアミド酸のために使用された調合物は、ＤＭＡＣ溶媒中で混合された２０／８０／／１００のＰＭＤＡ／ＯＤＰＡ／／ＲＯＤＡであった。
【００７３】
５〜１０分間またはカーボン充填剤が湿潤になり分散してしまうまで、４０００〜６０００ｒｐｍでＳｉｌｖｅｒｓｏｎＬ４ＲＴ−Ａ高せん断ミキサーを用いて５０グラムのＤＭＡＣ溶媒中に１２グラムのＲａｖｅｎ（登録商標）１６カーボンブラックを混合することによって、ＤＭＡＣ中のＲａｖｅｎ（登録商標）１６スラリーを調製した。その後、カーボンスラリーをポリアミド酸に添加し、ポリアミド酸中で３０重量％が達成されるまで、およそ４０００〜６０００ｒｐｍでＳｉｌｖｅｒｓｏｎＬ４ＲＴ−Ａ高せん断ミキサーを用いて再度混合した。目標粘度５００〜１０００ポアズが達成されるまで、３ｍＬ入りシリンジを用いて増分段階的に、ＤＭＡＣ中の６ｗｔ％のＰＭＤＡモノマーの仕上げ溶液を添加した。
【００７４】
スラリーを脱ガスして、フィルム流延の前に全ての泡を除去した。充填された完成ＰＭＤＡ／ＯＤＰＡ／／ＲＯＤＡポリマーを、およそ長さ１４インチ×幅１０インチ×厚み０．００１インチの裸銅シート上に直接流延する。その後、約３０分間または少なくとも７０％以上のフィルム固形分が達成されるまで（グリーンフィルム状態）、およそ８０Ｃ〜１００Ｃのホットプレート上に試料を置いて溶媒を乾燥させる。銅上の充填されたポリイミドグリーンフィルムを次に剥がしてフィルム硬化用ピンフレーム上に設置する。その後、銅を伴う充填されたポリイミド接着剤フィルムを、６０分間１００Ｃから４００Ｃまで１０分につき５０℃の上昇条件で硬化するためＢｌｕｅＭ窒素パージ式高温オーブン内に入れ、その後、窒素環境下でさらに６０分間冷却して室温まで戻す。銅上の硬化された充填済み接着剤層を次に、積層のためのおよそ０．１２５インチから０．７５インチの幅の所望の母線ストリップの形に切断する。
【００７５】
１００ＥＫＪフィルム、２００ＲＳ１００フィルム、３０重量％充填ポリイミド（上述のもの）を伴う銅母線および２００ＣＬＰ２０  Ｔｅｆｌｏｎの多層スタックと共にアルミニウム板を真空積層することにより、衣服用アイロンヒーターのプロトタイプを調製する。２００ＲＳ１００フィルムの表面および周囲の層スタックに導電性ポリイミドおよび銅母線を付着させるために、テトラヘドロン真空積層プレスを使用する。使用した真空積層条件は、６８０Ｆ（３６０Ｃ）、圧力２０〜２５トン（４０，０００ｌｂｓ〜５０，０００ｌｂｓ）そして滞留時間３０分であった。１００ＥＫＪを誘電体バリアとして使用する。カバー層（防湿バリア）として、２００ＣＬＰ２０を使用する。試料を空気中に懸吊させる。室温は摂氏２３度であった。Ｅｘｔｅｃｈ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｔｒｕｅ  ＲＭＳ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒ、ＥＸ５２０型を用いて電圧を測定した。銅母線に対する電源取付用として、機械式クランプを伴うプラスおよびマイナスの導線を使用した。Ｐｏｗｅｒｓｔａｔ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  ＡＣ  Ａｕｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ、３ＰＮ１１６Ｃ型、出力：０〜２８０ＶＡＣ＆４ａｍｐｓを用いて、ＡＣ電圧を印加した。
【００７６】
図６に示されている熱電対の配置（温度値は摂氏度単位）
【００７７】
【表１】
0005612191.tif 000004
【００７８】
実施例２
実施例２は、定電圧と変動する銅母線（金属箔）の長さの関係を示す。
【００７９】
実施例１に説明した通りに、ＰＭＤＡ／ＯＰＤＡ／／ＲＯＤＡ充填ポリイミドを調製した。積層した銅（金属箔）／充填ポリイミド（接着剤）／Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）２００ＲＳ１００（ヒーター／ベースフィルム）のヒーター試料を、およそ幅０．５インチ×長さ４０インチ×厚み０．００１インチで離隔距離０．７５インチの銅母線を用いて、実施例１に記述したものと同じ真空積層方法により調製した。
【００８０】
電圧降下測定用にＡＣおよびＤＣ電圧を通すため、厚み１ＭＩＬ（０．００１インチ）の標準銅を使用した。電流を通すためには、４０インチの長さに切断された厚み０．００１インチの銅ストリップを使用した。銅母線への電源取付用として、機械式クランプを伴うプラスおよびマイナスの導線を使用した。ＨＣ  Ｐｒｏｔｅｋ  ＤＣ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ、３００３型、出力：０〜３０ＶＤＣおよび３ａｍｐｓでＤＣ電圧を印加した。ＡＣ電圧はＰｏｗｅｒｓｔａｔ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  ＡＣ  Ａｕｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ、３ＰＮ１１６Ｃ型、出力：０〜２８０ＶＡＣおよび４ａｍｐｓを用いて印加した。Ｅｘｔｅｃｈ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｔｒｕｅ  ＲＭＳ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒ、ＥＸ５２０型を用いて電圧を測定した。結果は表２に示されている。
【００８１】
【表２】
0005612191.tif 000005
【００８２】
比較例１
比較例１は、５０２５ペーストの母線長にわたる電圧降下を示している。
【００８３】
５０２５導電性銀ペーストをＫａｐｔｏｎ（登録商標）２００ＲＳ１００フィルムの表面上にスクリーン印刷／マスキングする。幅０．５インチ、長さ４０インチ、目標厚み０．００１インチまで、０．７５インチの母線空隙を伴って（実施例２で記述したものと同じ）、ペースト厚みを印刷した。その後、２００ＲＳ１００  ５０２５銀ペーストを、実験室ホットプレート上で１５分間１２０Ｃで乾燥／硬化させる。１つの可変ＤＣ電圧電源と１つの可変ＡＣ電圧電源により電流を供給した。５０２５銀母線に対する電源取付用としては、機械式クランプを伴うプラスおよびマイナスの導線を使用した。ＨＣ  Ｐｒｏｔｅｋ  ＤＣ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ、３００３型、出力：０〜３０ＶＤＣおよび３ａｍｐｓを用いて、ＤＣ電圧を印加した。Ｐｏｗｅｒｓｔａｔ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  ＡＣ  Ａｕｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ、３ＰＮ１１６Ｃ型、出力：０〜２８０ＶＡＣおよび４ａｍｐｓを用いて、ＡＣ電圧を印加した。電圧は、Ｅｘｔｅｃｈ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｔｒｕｅ  ＲＭＳ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒ、ＥＸ５２０型を用いて測定した。測定は、実施例２に示された銅母線の場合と同じ要領で行なった。結果は表３に示されている。
【００８４】
【表３】
0005612191.tif 000006
【００８５】
実施例３
実施例３は、カーボン充填されたポリイミドの高温安定性を示す。
【００８６】
充填されたポリイミドおよびヒーター試料を、実施例１の通りに調製した。付着する場合には、３１０ＣのＰＦＡテフロン（登録商標）銅層温度、１０トンの圧力、１５分の滞留時間が使用される。機械式クランプを伴う導線を、導電性ＫＪと共に銅母線（片端のみ）に直接取付け、その後可変電圧ＡＣまたはＤＣ電源に取付けた。
【００８７】
ＨＣ  Ｐｒｏｔｅｋ  ＤＣ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ、３００３型、出力：０〜３０ＶＤＣおよび３ａｍｐｓを用いて、ＤＣ電圧を印加した。Ｐｏｗｅｒｓｔａｔ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  ＡＣ  Ａｕｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ、３ＰＮ１１６Ｃ型、出力：０〜２８０ＶＡＣおよび４ａｍｐｓを用いて、ＡＣ電圧を印加した。電圧は、Ｅｘｔｅｃｈ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｔｒｕｅ  ＲＭＳ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒ、ＥＸ５２０型を用いて測定した。結果は表４に示されている。
【００８８】
比較例２
比較例２は、高温安定性を有していない５０２５ペーストを示す。
【００８９】
５０２５銀ペーストで構成されたヒーターを、所望の母線長、幅および厚みを得るようスクリーン印刷または実験室マスキングによって作製する。以下の実施例において、電圧変動測定のために使用したＫａｐｔｏｎ（登録商標）２００ＲＳ１００（ヒーター）試料は、実験室マスキングにより作製されたものであった。長さ４０．０インチ×幅０．５インチ×厚み０．００１インチの３つの平行な母線を構築することによって試料を作製した。スキージフォームブラシ（ｓｑｕｅｅｇｅｅ  ｆｏａｍ  ｂｒｕｓｈ）によりペーストを塗布し、次にペーストを１２０Ｃで１５分間、遠隔温度制御を伴うＴｈｅｒｍｏｌｙｎｅ２２００型ホットプレートを用いて硬化させた。機械式クランプを伴う導線を、硬化した５０２５銀ペースト母線（片端のみ）に直接取付け、次に可変電圧ＡＣまたはＤＣ電源に取付けた。ＨＣ  Ｐｒｏｔｅｋ  ＤＣ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ、３００３型、出力：０〜３０ＶＤＣおよび３ａｍｐｓを用いてＤＣ電圧を印加した。Ｐｏｗｅｒｓｔａｔ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  ＡＣ  Ａｕｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ、３ＰＮ１１６Ｃ型、出力：０〜２８０ＶＡＣおよび４ａｍｐｓを用いて、ＡＣ電圧を印加した。電圧は、Ｅｘｔｅｃｈ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｔｒｕｅ  ＲＭＳ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒ、ＥＸ５２０型を用いて測定した。結果は表４に示されている。
【００９０】
【表４】
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【００９１】
実施例４
実施例４は、充填剤負荷レベルに応じた剥離強度の分散を示す。
【００９２】
７３．２５％のＤＭＡＣ／９．５％のＣＤＸ７０５５Ｕカーボンブラック充填剤／１３．０６％のＰＭＤＡ／ＯＤＡプレポリマー／４．１９％のＰＭＤＡ／ＢＰＤＡ／／ＯＤＡ／ＰＰＤプレポリマーという比率の材料を合わせて添加することにより、ＣＤＸ７０５５Ｕカーボンスラリーを調製した。このＣＤＸ７０５５Ｕスラリーを、１０重量％、２０重量％および３０重量％の充填材負荷を達成するようにポリアミド酸プレポリマーに添加した。スラリーの完全に均等な粒子分散のために、微粉砕と高せん断混合を使用した。粒径分析データは、直径およそ１ミクロンの粒径を目標としていた。粒径測定のためには、堀場製作所の散乱光粒径分析装置を使用した。
【００９３】
実施例１と類似の方法で、およそ８００グラムの第２の接着剤を調製し、ＤＭＡＣ溶媒中で２０／８０／／７０／３０という比のＰＭＤＡ／ＯＤＰＡ／／ＲＯＤＡ／ＨＭＤポリアミド酸を生成した。ＰＭＤＡ／ＯＤＰＡ／／ＲＯＤＡ／ＨＭＤ二無水物類およびアミン類が、ＤＭＡＣ中２０重量％の固形分であった。
【００９４】
接着強度を検査するため、０％、１０％、２０％および３０％の目標負荷で、２つのタイプの接着剤プレポリマーＰＭＤＡ／ＯＤＰＡ／／ＲＯＤＡ／ＨＭＤおよびＰＭＤＡ／ＯＤＰＡ／／ＲＯＤＡ（実施例１の通りに調製）調合物を充填した。ＤＭＡＣ溶媒中の６％のＰＭＤＡ（重量％）（仕上げ溶液）を用いて、４００〜６００ポアズの目標粘度まで試料を仕上げた。全ての試料スラリーおよび組合せの混合を、ドライグローブボックス環境（窒素パージ有り）内で実施した。全ての試料を真空チャンバを用いて脱ガスした後、およそ８インチ×１１インチ×０．００１インチのシート形状に流延させた（ガラス上のフィルム流延については、実施例１を参照のこと）。８０Ｃ〜１００Ｃの遠隔温度制御を伴うＴｈｅｒｍｏｌｙｎｅ２２００ホットプレート上で、約３０分間、およそ７０％の固形分（グリーンフィルム状態）まで、充填されたポリイミド試料を乾燥した。その後、フィルム試料をガラス板表面から剥がし、高温硬化のため、フィルムピンフレーム上に設置した。各々のフィルムとピンフレームをＢｌｕｅＭオーブン内に入れ、およそ４５分間、約５Ｃ／分の上昇速度で当初１２０Ｃから３２０Ｃまで硬化させた。その後、ＰＭＤＡ／ＯＰＤＡ／／ＲＯＤＡ充填ポリイミド試料を、高温最終硬化のため別のＢｌｕｅＭオーブン内に４００Ｃで５分間入れた。ＰＭＤＡ／ＯＰＤＡ／／ＲＯＤＡ／ＨＭＤ充填ポリイミド試料を、最高温度硬化のため、５分間、３５０ＣのＢｌｕｅＭオーブン内に入れた。
【００９５】
その後、ピンフレームから、硬化したフィルム試料をとり出し、およそ１０インチ×１２インチの銅箔シート間に取付けた。充填されたポリイミド試料を伴う銅箔を次に、銅張積層のため、テトラヘドロン真空積層プレス内に入れた。全てのＰＭＤＡ／ＯＰＤＡ／／ＲＯＤＡ充填されたポリイミド銅張試料について使用した真空プレス条件は、３０分の滞留時間中２５トンの圧力で６８０Ｆ（３６０Ｃ）の温度であった。全てのＰＭＤＡ／ＯＰＤＡ／／ＲＯＤＡ／ＨＭＤ銅張試料について使用した真空プレス条件は、３０分の滞留時間中２５トンの圧力で５７２Ｆ（３００Ｃ）の温度であった。試料の幅を、Ｔｈｗｉｎｇ−Ａｌｂｅｒｔ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＪＤＣ精密カッターを用いて０．５インチに切断した。Ｉｎｔｒｏｎ  Ｂｌｕｅｈｉｌｌ製のＰＣソフトウェアを有し、Ｇｅｒｍａｎ  Ｗｈｅｅｌアタッチメントを備えたＩｎｓｔｒｏｎ３３４５型単一ビームカラムを用いて接着強度を測定した。結果は表５に示されている。
【００９６】
【表５】
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【００９７】
一般的説明または実施例の中で以上で説明した活動の全てが求められるわけではないこと、具体的活動の一部分が必要とされない場合があること、そして説明された活動に加えてさらなる活動が実施される可能性があることに留意されたい。さらに、各々の活動が列挙されている順序は、必ずしもそれらが実施される順序ではない。本明細書を読んだ上で、当業者であれば、自ら具体的ニーズまたは願望のためにどの活動を用いることができるかを決定することができるものである。
【００９８】
以上の明細書において、本発明は具体的実施形態を基準にして説明されてきた。しかしながら、当業者であれば、以下のクレーム中に記載されている本発明の範囲から逸脱することなく、さまざまな修正および変更を加えることができるということを認識する。本明細書中で開示されている全ての特徴は、同じ、等価の、または類似の目的に役立つ代替的特徴によって置換可能である。したがって、明細書および図は、限定的意味合いではなく例示的意味合いで考慮されるべきであり、このような修正は全て本発明の範囲内に含み入れるように意図されている。
【００９９】
利益、他の利点および課題に対する解決法は、具体的実施形態に関連して以上で説明されてきた。しかしながら、利益、利点、課題に対する解決法、ならびにいずれかの利益、利点または解決法を発生させ得るかまたはより顕著なものにし得るいずれの要素も、いずれかのまたは全てのクレームの重要な、所要のまたは不可欠な特徴または要素としてみなされるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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