(57)【要約】【課題】金型内での走行性（易滑性）と光学特性及び成形性を同時に達成する改良熱可塑性ポリイミドフィルムの表面処理方法を提供する。【解決手段】熱可塑性ポリイミドフィルムを真空成形する際に、金型と接するポリイミドフィルム面を表面処理をすることことを特徴とする熱可塑性ポリイミドフィルムの表面処理方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性ポリイミドフィルムを真空成形する際に、金型と接するポリイミドフィルム面を表面処理をすることを特徴とする熱可塑性ポリイミドフィルムの表面処理方法。
【請求項２】
前記表面処理方法が、サンドマットによる物理的表面処理であることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性ポリイミドフィルムの表面処理方法。
【請求項３】
前記サンドマットによる物理的表面処理後のＡＦＭにて５μｍエリアを測定した時の表面粗さがＲａで５０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項２に記載の熱可塑性ポリイミドフィルムの表面処理方法。
【請求項４】
サンドマットによる物理的表面処理後の静摩擦係数が０．７以下であることを特徴とする請求項２または３に記載の熱可塑性ポリイミドフィルムの表面処理方法。
【請求項５】
サンドマットによる物理的表面処理によって得られる成形品の３次元形状測定において金型ＣＡＤと成形品の成形精度が±０．１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の熱可塑性ポリイミドフィルムの表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱可塑性ポリイミドフィルムの表面処理方法に関する。さらに詳しくは、開放型成形品の圧空・真空成形による熱可塑性ポリイミドフィルムの表面処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリイミドフィルムは、耐熱性、耐寒性、耐薬品性、電気絶縁性および機械強度などにおいて優れた特性を有することが知られており、特に熱可塑性ポリイミドフィルムに２次的に真空成形加工を施した成形体がモータ等の電気絶縁材料、断熱材、照明用（一般用、自動車、医療用）リフレクター用途に展開されている。
【０００３】
熱可塑性ポリイミドの、これらの用途に用いられる際重要な実用特性としては、フィルムの滑り性（昜滑性）がある。成形時のフィルムの易滑性は、金型とフィルムの易滑性が確保されることにより、金型とのフィット性が向上し、金型に忠実に転写できるが、通常のポリイミドフィルムでは、易滑性を付与するために無機質微粒子、例えばシリカ、コロイダルシリカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、第２リン酸カルシウム無水物を好適に用いることができるが、成形用途、特にリフレクター用途に用いた場合、表面突起の影響により乱反射をおこし、反射率低下の原因となり得る。そのために、易滑性を犠牲にして、リフレクターの反射率性能を高めるために表面突起を極力なくし、平滑にする方法が採用されている。したがって、成形性とリフレクター性能は相矛盾する関係にある。そのために通常は、光学特性を重視するために無機質微粒子は添加されていないのてある。
【０００４】
本発明者は、この相矛盾した問題を鋭意検討した結果、金型と接するポリイミドフィルム面（リフレクターとして利用される場合は非反射面に相当）を粗面化することにより、改良された熱可塑性ポリイミドフィルムを得ることができたものである。
【０００５】
従来のポリイミドにおける易滑化技術は、内部粒子の添加による方法が一般的である。また表面処理方法としてコロナ放電、プラズマ処理、ケミカルエッチング等が一般に用いられているが、主目的は接着性のための粗面化であり、成形品用途に関しては全く手が着けられいなかった（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３２２４１６号公報
【特許文献２】
特開２００３−１７６４７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記従来の問題点を解決し、成形品の成形精度と光学特性を相矛盾することなく工業的に満足させることができ、成形精度の大幅な改善効果が得られ、また正反射率の高い光学特性を有する熱可塑性ポリイミドフイルムの表面処理方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の構成を採用する。すなわち、
（１）熱可塑性ポリイミドフィルムを真空成形する際に、金型と接するポリイミドフィルム面を表面処理をすることことを特徴とする熱可塑性ポリイミドフィルムの処理方法。
【０００９】
（２）前記表面処理方法が、サンドマットによる物理的表面処理であることを特徴とする前記（１）に記載の熱可塑性ポリイミドフィルムの表面処理方法。
【００１０】
（３）前記サンドマットによる物理的表面処理後のＡＦＭにて５μｍエリアを測定した時の表面粗さがＲａで５０ｎｍ以上であることを特徴とする前記（２）に記載の熱可塑性ポリイミドフィルムの表面処理方法。
【００１１】
（４）サンドマットによる物理的表面処理後の動摩擦係数が０．４５以下であることを特徴とする前記（２）または（３）に記載の熱可塑性ポリイミドフィルムの表面処理方法。
【００１２】
（５）サンドマットによる物理的表面処理によって得られる成形品の３次元形状測定において金型ＣＡＤと成形品の成形精度が±０．１０ｍｍ以下であることを特徴とする前記（２）〜（４）のいずれかに記載の熱可塑性ポリイミドフィルムの表面処理方法。
【００１３】
上記のように、本発明は、熱可塑性ポリイミドフィルムの金型面に接するポリイミドフィルムの表面を物理的表面改質方法にて粗面化させて金型と成形品の転写性を改良することができたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の熱可塑性ポリイミドフィルムの表面処理方法についてさらに詳しく説明する。
【００１５】
本発明において、熱可塑性ポリイミドは、芳香族ポリイミドであることが好ましい。芳香族ポリイミドは、芳香族テトラカルボン酸と脂肪族または芳香族ジアミンとの縮合物であり、代表的にはピロメリット酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物などのテトラカルボン酸二無水物と、パラフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルエーテルなどのジアミンを縮重合してアミド酸を生成させ、これを熱または触媒で閉環硬化させて得られるものである。熱可塑性ポリイミドは、例えば次のような化合物を共重合させることによって得ることができる。
【００１６】
ジカルボン酸無水物としては、ピロメリット酸二無水物、４，４’−オキシジフタール酸二無水物、３，３’、４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’、４，４’−ビフェニル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、２，２’−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）スルホン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルフィド二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、１，１−ビス（２，３ージカルボキシフェニル）メタン二無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）プロパンニ無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ｍ−フェニレンビス（トリメリット酸）二無水物等を挙げることができる。
【００１７】
ジアミンとしては、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、３，３’−ジメチルペンタメチレンジアミン、３−メチルヘキサメチレンジアミン、３−メチルヘプタメチレンジアミン、２，５−ジメチルヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、１，１，６，６−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、２，２，５，５−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、４，４−ジメチルヘプタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４−アミノフェニル−３−アミノベンゾエート、ｍ−アミノベンゾイル−ｐ−アミノアニリド、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ビス（４−アミノフェニル）メタン、１，１−ビス（４−アミノフェニル）エタン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、２，２’−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）］プロパン，４，４’−ジアミノジフェニルスルホキシド、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、２，２’ージアミノゼンゾフェノン、１，２−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３ービス（４−アミノベンゾイルオキシ）ベンゼン、４，４’−ジベンズアニリド、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）フェニルエーテル、２，２’−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２’−ビス（４−アミノフェニル）−１，３−ジクロロ−１、１，３，３−ヘキサフルオロプロパン  、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、１，１２−ジアミノドデカン、１，１３−  ジアミノドデカン、ポリシロキサンジアミンなどが挙げられる。
【００１８】
上記化合物の中で、本発明において使用される熱可塑性ポリイミドとして、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＲＯＤＡと略称）、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡと略称）及び４，４’−オキシジフタル酸二無水物（ＯＤＰＡ）の共重合物、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡと略称）と３，３’４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡと略称）との共重合物、およびＯＤＡ，ＰＭＤＡおよびＢＰＤＡとの共重合物、３，３’、４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）及びＰＭＤＡと２，２’−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）］プロパン（ＢＡＰＰと略称）との共重合物が好ましい。
【００１９】
熱可塑性ポリイミドは加熱することにより軟化するが、本発明においてはガラス転移温度が２００〜３５０℃のものが好ましく、さらに好ましくは２１０〜３００℃である。また、熱可塑性ポリイミドはガラス転移温度における破断伸度が１００〜７００％のものが好ましく、さらに好ましくは、２００〜４００％である。
【００２０】
本発明は開放型成形体を得るものであるが、開放型は密閉部を有しない形状のものであり、代表的にはフィルムを変形、絞り加工したトレイ状またはキャリヤベルト状、コップ容器形状のものである。なお、開放型成形体を得た後、熱可塑性ポリイミドの自己融着性を利用してこれらを融着により組み合わせれば、密閉系成形体を得ることができることは勿論である。
【００２１】
これらの成形品を得る方法は特に制限されず、真空成形、雄雌両金型による挟圧成形などが適用できる。このなかでは、真空成形法が好ましく、なかでも圧空でアシストする圧空真空成形法が特に好ましい。
【００２２】
通常のポリミドフィルムでは、易滑性付与のために突起を形成させるために無機微細粉体（シリカ、タルク、第２リン酸カルシウム、アルミナ等）を樹脂中に添加する方法が一般的である。しかしながら、成形品用途、特に光学関係の反射材に用いる場合、この突起物の影響で反射率を低下させることになる。その意味でもフィルム表面は平滑性が要求される。本発明における易滑性と平面性を両立させる方法として、フィルムの物理的表面処理として、サンドマット処理を金型と接する表面部分のみを処理することである。
【００２３】
本発明においては、上記サンドマットによる物理的表面処理後、ＡＦＭにて５μｍエリアを測定した時のフィルム表面粗さがＲａで５０ｎｍ以上であるようにすることが好ましい。易滑性の指標として表面粗さＲａが５０ｎｍより小さいと、十分な成形精度は得られない。また逆に３００ｎｍを超えると、機械的強度の低下を起こし、成形時に破れが生じるので好ましくない。処理後の表面粗さはＲａ５０〜３００ｎｍ、好ましくは７０〜２５０ｎｍの範囲に入るように処理することが好ましい。
【００２４】
また、サンドマットによる物理的表面処理後の静的摩擦係数が０．７以下のフィルム、好ましくは０．２以上〜０．５以下の範囲とすることが好ましい。０．７以上では、十分な易滑性が得られずに金型転写性が十分でない。また０．２以下では、機械的強度の低下を来たし成形時破断してしまう為に好ましくない。
【００２５】
また、サンドマットによる物理的表面処理によって得られる成形品の３次元形状測定において金型ＣＡＤと成形品の成形精度が±０．１０ｍｍ以下であることが好ましい。
成形精度が、±０．１０ｍｍ以上では、光学設計通りの光が散乱して性能を発揮できず輝度が十分に得られない問題が発生し好ましくない。
【００２６】
以下に、実施例により本発明をさらに説明する。
（ａ）表面粗さの測定（セイコーインスツルメント  ＳＰＡ４００  ＤＦＭ  ｍｏｄｅ）
フィルムが金型に接する面の表面粗さを５μｍエリアをＡＦＭにて測定した。
（ｂ）静摩擦係数
ＪＩＳ  Ｋ７１２５のプラスチック−フィルムおよびシート−摩擦試験法にてフィルムのエア面とドラム面の静摩擦を測定した。
（ｃ）３次元形状測定
得られたフィルムを開放型成形法にて自動車用リフレクターを成形し東京貿易テクノシステムの非接触式形状測定装置（ＣＯＭＥＴ  ＶａｒｉｏＺｏｏｍ２５０）  を用いて金型ＣＡＤとのフィット性を比較評価を実施した。
（ｄ）正反射率（鏡面反射率）の測定
フィルム単板にＡｌ蒸着を行いＪＩＳ−Ｚ８７４１に準じて測定を行った。
【００２７】
【実施例】
［実施例１］
３，３’、４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）及びＰＭＤＡと２，２’−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）］プロパン（ＢＡＰＰと略称）との共重合物から得られた１２５μｍの熱可塑性フィルムのドラム面にサンドマット処理を施したものを用いた。
【００２８】
［比較例１］
３，３’、４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）及びＰＭＤＡと２，２’−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）］プロパン（ＢＡＰＰと略称）との共重合物から得られた１２５μｍの熱可塑性ポリイミドフィルムを用いた。
【００２９】
［比較例２］
３，３’、４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）及びＰＭＤＡと２，２’−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）］プロパン（ＢＡＰＰと略称）との共重合物に平均粒径２μｍの第２リン酸カルシウムを２０００ｐｐｍ添加して得られた１２５μｍの熱可塑フイルムを用いた。
［比較例３］
比較例１で得られた熱可塑フィルムのドラム接触面を酸素ガス・真空雰囲気下でプラズマ処理（５００Ｗ＊２分処理）を実施したものを用いた。
【００３０】
【表１】
2005014509.tif 000002
【００３１】
表１の結果から明らかなとおり、本発明に用いたサンドマット処理を施した改良熱可塑性ポリイミドは、成形精度の大幅な改善効果が見られた。また光学特性も正反射率８０％以上を達成することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、上記の構成を採用することにより以下のごとき優れた効果を奏する。すなわち、成形品の成形精度と光学特性を相矛盾することなく工業的に満足させることができ、成形精度の大幅な改善効果が得られ、また正反射率の高い光学特性を有する熱可塑性ポリイミドフイルムとすることができる。