(57)【要約】【課題】基材を繋ぐために超音波融着では金属箔どうしは繋げても耐熱性プラスチックどうしには利用できず、粘着テープでは２００℃以上の高温では利用できず、ステーブルでは接続強度が不足するという問題点があった。【解決手段】先行する基材４の最終部分と加工予定の基材６の先頭部分とは熱プレス機１を通過する前に、熱可塑性ポリイミドフィルム５を挟み込んだ状態で重ねられ粘着テープ７によって仮接続される。基材４の最終部分と基材６の先頭部分とが仮接続された状態で搬送されていき、仮接続部分が熱プレス機１に達すると、基材固定装置２により加工中の基材４の一部が固定されて、仮接続部分が熱プレス機１内で静止する。さらに、熱プレス機１が作動して、熱可塑性ポリイミド５を間に持つ基材４の最終部分と基材６の先頭部分が熱圧着される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２００℃以上５５０℃未満の温度範囲で且つ基材にかかる張力が０．１〜５０ｋｇｆ／ｍで塗工乾燥装置および／または熱処理装置にて連続加工する基材において熱可塑性ポリイミドフィルム単体もしくは、非熱可塑性ポリイミドフィルムの表裏面に熱可塑性ポリイミド樹脂層を形成したフィルムを用いて予め基材どうしを熱圧着で繋ぐ基材繋ぎ方法。
【請求項２】
基材同士を繋ぐ際の温度範囲が２００℃以上５５０℃未満である請求項１に記載の基材繋ぎ方法。
【請求項３】
基材同士を繋ぐ際の圧力範囲が０．００１〜５０ｋｇｆ／ｃｍ2である請求項１又は２に記載の基材繋ぎ方法。
【請求項４】
基材が、金属箔または耐熱性プラスチックフィルムである請求項１又は２に記載の基材繋ぎ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基材繋ぎ方法に関する。詳しくは本発明は、金属箔の加工、金属とプラスチックの複合フィルム基材の加工、ポリイミド等の耐熱性樹脂フィルムの加工などの分野に利用され、塗工乾燥装置、熱処理装置などの２００℃以上５５０℃未満の高温加工を必要とする分野に利用されるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属箔どうしの繋ぎ方法としては、超音波融着の方法が用いられてきた。また、ポリイミド等の耐熱性プラスチックどうしの繋ぎ方法としては、耐熱性粘着テープを利用する方法やステープル（Staple）で接続する方法が用いられてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
超音波融着は異なる金属箔間の繋ぎでは利用可能であるが、ポリイミド等の耐熱性プラスチックどうしを繋げることができない。また、接続耐熱性粘着テープでの繋ぎ方法は２００℃未満の温度範囲で利用可能であるが、２００℃以上の温度で利用した場合、粘着力が低下し、基材に０．１〜５０ｋｇｆ／ｍの張力をかけた場合、繋ぎ部がはずれる問題があった。また、ステープルで繋ぐ方法は、１８μｍ以下の薄い金属箔およびプラスチックフィルムの場合には接続強度が不足し、基材に０．１〜５０ｋｇｆ／ｍの張力をかけた場合、基材が破断するため利用できなかった。
【０００４】
本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、金属箔どうしや耐熱性プラスチックどうしは勿論の事、金属箔と耐熱性プラスチックの間をも良好に繋ぐことができ、２００℃以上５５０℃未満の温度条件で基材に０．１〜５０ｋｇｆ／ｍの張力をかけて加工しても基材どうしがはずれる心配がない基材繋ぎ方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明者達は上記の問題点を鋭意検討した結果、基材の温度条件範囲が２００℃以上５５０℃未満で基材どうしを繋ぐ方法として、接続する基材の間に熱可塑性ポリイミドフィルムを挟み込み、熱プレスによって基材どうしを熱可塑性ポリイミドフィルムを介して熱圧着する方法を見いだした。また、本発明の方法を実施するにあたり、熱プレス機と、基材固定装置と、アキュームレーターとからなる装置を利用することで、安定的に且つ効率の良い基材どうしの繋ぎが可能となる。
【０００６】
すなわち本発明は、２００℃以上５５０℃未満の温度範囲で且つ基材にかかる張力が０．１〜５０ｋｇｆ／ｍで塗工乾燥装置および／または熱処理装置にて連続加工する基材において熱可塑性ポリイミドフィルム単体もしくは、非熱可塑性ポリイミドの表裏面に熱可塑性ポリイミド樹脂層を形成したフィルムを用いて予め基材どうしを熱圧着で繋ぐ基材繋ぎ方法であり、基材同士を繋ぐ際の温度範囲は２００℃以上５５０℃未満であることが好ましい。さらに、基材同士を繋ぐ際の圧力範囲が０．００１〜５０ｋｇｆ／ｃｍ2であり、基材が金属箔または耐熱性プラスチックフィルムであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、熱可塑性ポリイミドフィルムを用いて基材どうしを熱圧着で繋ぐことにより、基材の加工温度が２００℃以上５５０℃未満という高温加工に際しても、基材の切断、はがれ、蛇行、テンションの変動などがない、良好な加工を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
図１乃至図４は、本発明の基材繋ぎ方法の実施に使用する装置の一形態の構成および動作を説明するためのものである。特に、図１は基材どうしの間に熱可塑性ポリイミドフィルムを挟み込んだ状態を示し、図２は基材どうしの接続部を熱プレス機上で静止させる状態を示し、図３は熱プレス機を作動し基材どうしを熱圧着させる状態を示し、図４は基材どうしの繋ぎが完了した状態を示している。
【００１０】
本形態の装置は、図１乃至図４に示すように、不図示の搬送手段により先行する加工中の基材４の最終部分に加工予定の基材６の先頭部分を熱可塑性ポリイミドフィルム５により繋ぐために熱プレス機１を備えている。
【００１１】
この熱プレス機１の型式には特に制限はないが、ヒーター等を組み込んだ熱板の型式が好ましい。加熱温度は、熱可塑性ポリイミドの種類により選択されるが、２００℃以上５５０℃未満の温度が好ましい。熱プレス時の圧力は、特に制限はないが十分な接着力が得られ且つ基材を破損しない範囲として０．００１〜５０ｋｇｆ／ｃｍ2が好ましい。熱および圧力を均一に伝える方法として、熱板上に耐熱性のラバーを付けることも好ましい。また、熱板に凹凸を設け部分的にプレス圧力を高めることも好ましい。熱プレスに必要な時間は特に制限はないが、実用的な処理に適している時間としては０．１秒〜３０分である。
【００１２】
さらに、本装置は熱プレス機１による接続の際に加工中の基材４の最終部分の移動を止めるための基材固定装置２と、基材固定装置２より後方（基材固定装置２の、熱プレス機１側とは反対側）の加工中の基材４の移動速度を常時一定に保つためのアキュームレーター３とを備えている。
【００１３】
基材固定装置２は２本のロールから構成され、ロールどうしをピンチすることで基材の固定を可能にするものが好ましい。またアキュームレーター３は複数のロールから構成され、対向するロールを移動せしめることでロールに巻きついている基材の長さを調整し、基材固定装置２で固定されていても加工中の基材４の移動速度を常時一定に保つことができる型式のものが好ましい。
【００１４】
また、基材４および６としては、銅箔・ステンレス箔・アルミニウム箔・Ｎｉ-Ｆｅ合金箔・銅を主体とした合金箔などの金属箔、ポリイミド・ポリアミドなどの耐熱性プラスチックフィルム、もしくは金属箔と耐熱性プラスチックとの複合フィルムが使用できる。
【００１５】
また、熱可塑性ポリイミドフィルム５は熱可塑性の特徴を有しているフィルムであれば良い。また非熱可塑性ポリイミドフィルムの表裏面に熱可塑性ポリイミド樹脂層を形成したフィルムでも良い。
【００１６】
熱可塑性ポリイミドとは、ピロメリット酸二無水物、３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３'，４，４'−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物および３，３'，４，４'−ベンゾフェノンテトラカルビン酸二無水物の少なくとも一種からなるテトラカルボン酸二無水物と、４，４'−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、１，３'−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼンおよび３，３'−ジアミノベンゾフェノンの少なくとも一種からなるジアミンとを、汎用されている条件で重縮合したポリイミドをいう。
【００１７】
次に、図１乃至図４に基づき、本形態の基材繋ぎ装置の動作を説明する。
【００１８】
先ず図１に示すように、加工中の基材４は熱プレス機１を通して不図示の搬送手段によって搬送されており、先行する基材４の最終部分と加工予定の基材６の先頭部分とは熱プレス機１を通過する前に、熱可塑性ポリイミドフィルム５を挟み込んだ状態で重ねられ粘着テープ７によって仮接続される。粘着テープ７としては市販されている両面粘着テープを用いる。尚、この段階では熱プレス機１、基材固定装置２、およびアキュームレーター３は共に作動していない。
【００１９】
次いで、図２に示すように、基材４の最終部分と基材６の先頭部分とが仮接続された状態で搬送されていき、仮接続部分が熱プレス機１に達すると、熱プレス機１とアキュームレーター３の間の基材固定装置２により加工中の基材４の一部が固定されて、仮接続部分が熱プレス機１内で静止する。このとき、加工中の基材４の流れ速度を一定とする為にアキュームレーター３は作動している。
【００２０】
さらに、図３に示すように熱プレス機１が作動して、熱可塑性ポリイミド５を間に持つ基材４の最終部分と基材６の先頭部分が熱圧着される。
【００２１】
基材４と基材６の接続が完了した後、基材固定装置２による固定が解除されると、図４に示すように基材４と基材６の接続部分がアキュームレーター３に向かって移動する。
【００２２】
以上のようにして本形態の方法では、基材４と基材６を安定的、効率的に連続して繋ぐことができる。そして、繋がった基材４と基材６は後に塗工乾燥装置、熱処理装置等で加工される際に２００℃以上５５０℃未満の高温に曝されるが、この高温下での加工に際しても基材の切断、蛇行、テンションの変動などの不具合が全く無く良好に加工することができる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明について実施例を挙げて詳しく説明する。
【００２４】
（第１実施例）
本実施例では、温度が３００℃である乾燥炉に連続的に基材が搬送される搬送機を使用した。搬送中の基材は銅箔であり、基材の厚みは１８μｍであった。次に加工する予定の基材はポリイミドフィルムであり、基材の厚みは１３μｍであった。
【００２５】
搬送中の銅箔が搬送終了してポリイミドフィルムの搬送に移行する際に、両面粘着テープにより、銅箔の最終部とポリイミドフィルムの先頭部を重ね合わせ、重ね合わせ部に熱可塑性ポリイミドフィルムを挟み込む操作を行なった。この熱可塑性ポリイミドフィルムは、ポリイミドフィルム（商品名「アピカル」カネカ製）の両面（表裏）に熱可塑性ポリイミド層を形成したフィルムを使用した。
【００２６】
熱可塑性ポリイミドは、３，３'，４，４'−ベンゾフェノンテトラカルビン酸二無水物と１，３'−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼンをＤＭＡｃ（ジメチルアセトアセド）中で室温で混合し、ポリアミック酸ワニスを出発原料として使用した。
【００２７】
熱可塑性ポリイミド層の形成方法として、前記ポリイミドフィルムに前記ポリアミック酸に塗工、乾燥、イミド化反応を行ない形成した。このときの温度条件は３００℃であった。
【００２８】
基材固定装置により重ね合わせ部を熱プレス装置部に停止させた。両側から熱板を圧力０．１ｋｇｆ／ｃｍ2で、温度３００℃で、３０秒間プレスを行なった。繋ぎ部を観察した結果、良好に接合されていた。熱板には凹凸をつけ、プレスの圧力が凸部に集中するように工夫した。凸部の面積から計算した圧力は、１．０ｋｇｆ／ｃｍ2であった。
【００２９】
次いで銅箔に引き続きポリイミドフィルムを３００℃の乾燥炉に搬送し基材を加工した。加工中の基材にかかる張力は５ｋｇｆ／ｍであり、大きな引っ張り力が生じていた。加工中基材の切断、蛇行、テンションの変動などの不具合は全く無く良好に加工された。
【００３０】
（第２実施例）
本実施例では加工温度を２５０℃とし、第１実施例と同様の装置を使用した。加工中の基材と繋ぐ基材として、第１実施例と同様の銅箔とポリイミドフィルムを使用した。熱可塑性ポリイミドフィルム（商品名「レグルス」三井東圧化学製）を使用した。繋ぎは、圧力０．１ｋｇｆ／ｃｍ2、温度３４０℃、時間１分間で行なった。繋ぎ部は良好に接合され、銅箔に引き続きポリイミドフィルムを炉内に搬送した。加工中の基材にかかる温度は２５０℃であり、張力は１０ｋｇｆ／ｍであった。基材のはがれ、蛇行、テンションの変動などの不具合は全く無く良好に加工することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の基材繋ぎ方法の実現に使用する装置の一形態において、基材どうしの間に熱可塑性ポリイミドフィルムを挟み込んだ状態を示す図である。
【図２】本発明の基材繋ぎ方法の実現に使用する装置の一形態において、基材どうしの接続部を熱プレス機上で静止させる状態を示す図である。
【図３】本発明の基材繋ぎ方法の実現に使用する装置の一形態において、熱プレス機を作動し基材どうしを熱圧着させる状態を示す図である。
【図４】本発明の基材繋ぎ方法の実現に使用する装置の一形態において、基材どうしの繋ぎが完了した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  熱プレス機
２  基材固定装置
３  アキュームレーター
４  加工中の基材
５  熱可塑性ポリイミド
６  加工予定の基材
７  粘着テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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