JP4802934B2 - Alicyclic polyimide copolymer and method for producing the same - Google Patents

Alicyclic polyimide copolymer and method for producing the same Download PDF

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本発明は、ポリイミド主鎖の繰り返し単位が脂環系であるポリイミド共重合体及びそのワニス、該ワニスを成形してなるポリイミド成形体、該成形体からなるプラスチック基板、該基板を備えた電気・電子部品、並びに該ポリイミド共重合体の製造方法に関する。
より詳しくは、本発明は、透明性、耐熱性及び靭性に優れる溶剤可溶型脂環系ポリイミド共重合体及びそのワニス、該ワニスを成形してなる透明性、耐熱性及び靭性に優れるポリイミド成形体、該成形体からなるフレキシブルなプラスチック基板、並びに該基板を備えた電気・電子部品(各種電子デバイスにおける電気絶縁膜および液晶ディスプレー、有機エレクトロルミネッセンスディスプレー、電子ペーパー、太陽電池など)、更に該ポリイミド共重合体の製造方法に関するものである。
The present invention relates to a polyimide copolymer in which the repeating unit of the polyimide main chain is an alicyclic system and a varnish thereof, a polyimide molded body formed by molding the varnish, a plastic substrate formed of the molded body, and an electric / electric device provided with the substrate. The present invention relates to an electronic component and a method for producing the polyimide copolymer.
More specifically, the present invention relates to a solvent-soluble alicyclic polyimide copolymer excellent in transparency, heat resistance and toughness and its varnish, and a polyimide molding excellent in transparency, heat resistance and toughness formed by molding the varnish. Body, flexible plastic substrate made of the molded body, and electric / electronic components (electrical insulating film and liquid crystal display, organic electroluminescence display, electronic paper, solar cell, etc. in various electronic devices) provided with the substrate, and the polyimide The present invention relates to a method for producing a copolymer.

一般に、ポリイミド樹脂は、高い耐熱性に加え、高機械強度、耐磨耗性、寸法安定性、耐薬品性などに優れた機械特性、絶縁性などに優れた電気特性を併せ持つことから、フレキシブルプリント基板のベースフィルムなどの電気・電子産業分野で広く用いられている。
近年、高度情報化社会の到来に伴い、光ファイバー、光導波路等の光通信分野、液晶配向膜、カラーフィルター用保護膜等表示装置分野では、耐熱性と透明性とを併せ持つ材料が求められている。特に表示装置分野では、軽量でフレキシブル性に優れたプラスチック基板へのガラス基板代替検討や曲げたり丸めたりすることが可能なディスプレイの開発が盛んに行われている。その分野では、透明性と耐熱性に加え、靭性にも優れる樹脂材料の開発が強く求められている。
In general, polyimide resin has not only high heat resistance, but also high mechanical strength, wear resistance, dimensional stability, chemical resistance, etc. Widely used in the electrical and electronic industries such as substrate base film.
In recent years, with the advent of an advanced information society, materials having both heat resistance and transparency are required in the field of optical communication such as optical fibers and optical waveguides, and in the field of display devices such as liquid crystal alignment films and protective films for color filters. . In particular, in the field of display devices, a glass substrate is being considered as an alternative to a lightweight and flexible plastic substrate, and displays that can be bent or rolled are being actively developed. In this field, there is a strong demand for the development of resin materials that are excellent in toughness in addition to transparency and heat resistance.

しかしながら、一般にポリイミド樹脂は分子内共役や電荷移動錯体の形成により本質的に黄褐色に着色する。その解決策として、フッ素化ポリイミド樹脂や半脂環型若しくは全脂環型ポリイミド樹脂を用いることで透明性を付与する方法が提案されている(特許文献1〜3)。   However, in general, a polyimide resin is essentially yellowish brown due to intramolecular conjugation or formation of a charge transfer complex. As a solution to this problem, a method of imparting transparency by using a fluorinated polyimide resin, a semi-alicyclic or a fully alicyclic polyimide resin has been proposed (Patent Documents 1 to 3).

前記フッ素化ポリイミド樹脂を用いる方法は良好な透明性を示すものの、その製造コストが高く、工業的に使用する上では汎用性に欠けている点で問題であった。   Although the method using the fluorinated polyimide resin exhibits good transparency, its production cost is high, and it is problematic in that it lacks versatility in industrial use.

半脂環型しくは全脂環型ポリイミド樹脂を用いる方法において、通常、該ポリイミド樹脂は溶剤に難溶の場合が多いため、前駆体であるポリアミド酸ワニスを使用して成形加工に供する必要がある。しかしながら、ポリアミド酸ワニスを成形加工する場合、高温に曝されて熱分解等が生じるために可視光領域における透明性が著しく損なわれるという問題があった。その為に、透明性が要望される用途では、ポリアミド酸ワニスに代わる溶剤可溶型の全脂環型ポリイミド樹脂の開発に期待が集まっていた。   In a method using a semi-alicyclic or fully alicyclic polyimide resin, since the polyimide resin is usually hardly soluble in a solvent, it is necessary to use a precursor polyamic acid varnish for molding processing. is there. However, when the polyamic acid varnish is molded, there is a problem that the transparency in the visible light region is remarkably impaired because it is exposed to a high temperature to cause thermal decomposition or the like. For this reason, in applications where transparency is required, there has been an expectation for the development of a solvent-soluble fully alicyclic polyimide resin that replaces the polyamic acid varnish.

しかしながら、従来の溶剤可溶型の全脂環型ポリイミド樹脂は、その分子量が比較的低いものが殆どであった為に、所望する本来の耐熱性や機械的物性(特に靭性)が低くなる傾向があった。
その分子量が低くなる原因は、全脂環型ポリイミド樹脂の製造時のイミド化反応時において、中間体として生成するアミド酸と脂環式ジアミンが強固な塩を形成して反応が殆ど進行しなくなることが原因である。
However, most conventional solvent-soluble fully alicyclic polyimide resins have relatively low molecular weights, and therefore tend to have lower desired heat resistance and mechanical properties (particularly toughness). was there.
The reason why the molecular weight is low is that during the imidization reaction during the production of the fully alicyclic polyimide resin, the amic acid produced as an intermediate and the alicyclic diamine form a strong salt, and the reaction hardly proceeds. Is the cause.

例えば、テトラカルボン酸成分に1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物を用いた場合、基板材料に使用できるような高靭性な全脂環型ポリイミド樹脂が得られた報告例は殆どなく、唯一4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタンからなるポリイミド樹脂の報告例が知られているのみである(特許文献4)。
ところが、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタンからなるポリイミド樹脂は、イミド化反応時に急激な溶液の増粘やゲル化が生じる為に反応制御が難しくなる傾向があり、工業的に製造するには問題があり、更にそのポリイミド樹脂をフィルム成形加工しようとしても、加工性が著しく悪いという問題もあった。
又、混合溶媒を使用する方法で増粘を抑制する方法も報告されているものの(特許文献5)、重合度の低下する弊害があり、必ずしも満足できる結果が得られるとは限らなかった。
そのため、フレキシブルディスプレイ基板にも使用できる耐熱性、透明性及び靭性を有する溶剤可溶型の全脂環型ポリイミドおよびそれを安定的に製造できる方法が強く望まれていた。
For example, when 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride is used for the tetracarboxylic acid component, a reported example of obtaining a tough all-cyclocyclic polyimide resin that can be used as a substrate material is There are almost no reports of polyimide resins consisting of 4,4′-diaminodicyclohexylmethane (Patent Document 4).
However, the polyimide resin composed of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodicyclohexylmethane reacts because the solution thickens and gels rapidly during the imidation reaction. Control tends to be difficult, and there is a problem in industrial production. Further, even if the polyimide resin is tried to be film-formed, there is a problem that workability is remarkably poor.
In addition, although a method of suppressing the thickening by a method using a mixed solvent has been reported (Patent Document 5), there is an adverse effect of decreasing the degree of polymerization, and a satisfactory result is not always obtained.
Therefore, there has been a strong demand for a solvent-soluble fully alicyclic polyimide having heat resistance, transparency and toughness that can be used for a flexible display substrate, and a method capable of stably producing the same.

特開平11−106508号公報JP-A-11-106508 特開2002−146021号公報JP 2002-146021 A 特開2002−348374号公報JP 2002-348374 A 特開2005−15629号公報JP 2005-15629 A 特開2004−359941号公報JP 2004-359941 A

本発明の目的は、フレキシブルディスプレイ基板等に使用できる耐熱性、透明性及び靭性に優れるポリイミド成形体を与えることができる高重合度の溶剤可溶型脂環系ポリイミド共重合体及びそのワニスの提供、耐熱性、透明性及び靭性に優れるポリイミド成形体の提供、該成形体からなるプラスチック基板及び該基板を備えた電気・電子部品の提供、並びに前記ポリイミド共重合体の製造方法の提供にある。   An object of the present invention is to provide a solvent-soluble alicyclic polyimide copolymer having a high degree of polymerization and a varnish capable of providing a polyimide molded body having excellent heat resistance, transparency and toughness that can be used for flexible display substrates and the like. The present invention provides a polyimide molded body having excellent heat resistance, transparency and toughness, a plastic substrate made of the molded body, an electric / electronic component including the substrate, and a method for producing the polyimide copolymer.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、その検討過程において、次の(i)〜(vi)の知見を得た。
(i)(a)1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物と4,4'−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタンとを、N,N−ジメチルアセトアミドの存在下でイミド化反応を行ったとき、多量の塩が析出して十分な重合度のポリイミドが得られないこと(比較例1)。
(b)反応溶媒をN−メチル−ピロリドンに代えて行うと、塩の析出は少なく反応が進行するものの、反応系が急激に増粘して攪拌ができなくなる。即ち、反応の制御が難しく、工業的に製造することが困難であること(比較例2)。
(c)当該テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの仕込みモル比を、1:0.97〜1.05(モル比)の範囲で変化させても、同様の結果しか得られないこと。
(ii)1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物と4,4'−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタンに、下記一般式(1)で表されるジカルボン酸成分を組み合わせ、かつそれらの使用モル比を特定範囲内に限定してイミド化反応を行うと、当該反応中に発生する塩は反応初期段階で反応溶媒へ溶解し、イミド化反応が進行しても反応系の急激な増粘も認められず、安定的に製造を行うことができること。
(iii)前記(ii)の製造方法で得られたポリイミド主鎖の繰り返し単位が脂環系であるポリイミド共重合体は、有機溶剤に可溶であり重合度も高いこと。
(iv)前記ポリイミド共重合体から得られたポリイミドワニスは貯蔵安定性が良好で、濁りもなく透明性が高いこと。
(v)前記ワニスから成形して得られたポリイミド成形体は透明性、耐熱性及び靭性に優れていること。
(vi)前記成形体が前記特性を有することからプラスチック基板に好適であり、液晶ディスプレー、有機エレクトロルミネッセンスディスプレー、電子ペーパー、太陽電池、電気絶縁膜などの電気・電子部品への用途展開ができること。
本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものであり、以下の項目を提供するものである。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have obtained the following findings (i) to (vi) in the examination process.
(I) (a) 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and 4,4′-diamino-dicyclohexylmethane were subjected to imidization reaction in the presence of N, N-dimethylacetamide. When a large amount of salt is precipitated, a polyimide having a sufficient degree of polymerization cannot be obtained (Comparative Example 1).
(B) When the reaction solvent is replaced with N-methyl-pyrrolidone, the reaction proceeds with little salt precipitation, but the reaction system rapidly thickens and cannot be stirred. That is, control of reaction is difficult and it is difficult to manufacture industrially (Comparative Example 2).
(C) Even if the charged molar ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine is changed in the range of 1: 0.97 to 1.05 (molar ratio), only the same result can be obtained.
(Ii) 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and 4,4′-diamino-dicyclohexylmethane combined with a dicarboxylic acid component represented by the following general formula (1), and use thereof When the imidization reaction is performed with the molar ratio limited to a specific range, the salt generated during the reaction dissolves in the reaction solvent at the initial stage of the reaction, and the reaction system rapidly increases in viscosity even if the imidization reaction proceeds. It is not recognized, and it can be manufactured stably.
(Iii) The polyimide copolymer in which the repeating unit of the polyimide main chain obtained by the production method of (ii) is an alicyclic system is soluble in an organic solvent and has a high degree of polymerization.
(Iv) The polyimide varnish obtained from the polyimide copolymer has good storage stability, no turbidity and high transparency.
(V) The polyimide molded body obtained by molding from the varnish is excellent in transparency, heat resistance and toughness.
(Vi) Since the molded body has the above-mentioned properties, it is suitable for plastic substrates, and can be used for electric / electronic parts such as liquid crystal displays, organic electroluminescence displays, electronic paper, solar cells, and electric insulating films.
The present invention has been completed based on such knowledge and provides the following items.

(項1)反応溶媒存在下、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種のテトラカルボン酸成分と下記一般式(1)で表されるジカルボン酸無水物及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種のジカルボン酸成分と下記一般式(2)で表される脂環式ジアミン成分とを、テトラカルボン酸成分100に対してジカルボン酸成分0.1〜10かつ脂環式ジアミン成分97〜105の範囲の仕込みモル比で、加熱脱水してイミド化反応を行うことにより得られる脂環系ポリイミド共重合体。
一般式(1)

Figure 0004802934
[式中、Aは、炭素数2〜13の二価の基を表す。]
一般式(2)
Figure 0004802934
[式中、R、R、R及びRは、同一または異なって、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基又はエトキシ基を表す。Yは、直接結合、−CH−、−O−、−S−、−SO2 −、−C(=O)−NH−、−C(−CH32 −、−C(−CF32 −又は−C(=O)−から選ばれる二価の基を表す。] (Item 1) In the presence of a reaction solvent, at least one tetracarboxylic acid component selected from the group consisting of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and its derivatives and the following general formula (1) Dicarboxylic acid component and at least one dicarboxylic acid component selected from the group consisting of derivatives thereof and an alicyclic diamine component represented by the following general formula (2) with respect to the tetracarboxylic acid component 100: An alicyclic polyimide copolymer obtained by carrying out an imidization reaction by heat dehydration at a charged molar ratio in the range of 0.1 to 10 and an alicyclic diamine component 97 to 105.
General formula (1)
Figure 0004802934
[In formula, A represents a C2-C13 bivalent group. ]
General formula (2)
Figure 0004802934
[Wherein, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a methoxy group or an ethoxy group. Y is a direct bond, —CH 2 —, —O—, —S—, —SO 2 —, —C (═O) —NH—, —C (—CH 3 ) 2 —, —C (—CF 3 ) Represents a divalent group selected from 2- or -C (= O)-. ]

(項2)上記テトラカルボン酸成分のモル数aと上記ジカルボン酸成分のモル数bと上記脂環式ジアミン成分のモル数cが、2a+b≦2cの関係にある上記項1に記載の脂環系ポリイミド共重合体。 (Item 2) The alicyclic structure according to Item 1, wherein the number of moles a of the tetracarboxylic acid component, the number of moles b of the dicarboxylic acid component, and the number of moles c of the alicyclic diamine component are in a relationship of 2a + b ≦ 2c. -Based polyimide copolymer.

(項3)脂環系ポリイミド共重合体の固有粘度が0.5〜1.5dL/gである上記項1又は項2に記載の脂環系ポリイミド共重合体。 (Item 3) The alicyclic polyimide copolymer according to Item 1 or 2, wherein the intrinsic viscosity of the alicyclic polyimide copolymer is 0.5 to 1.5 dL / g.

(項4)上記項1〜3の何れかに記載の脂環系ポリイミド共重合体及び有機溶媒を含有するポリイミドワニス。 (Item 4) A polyimide varnish containing the alicyclic polyimide copolymer according to any one of Items 1 to 3 and an organic solvent.

(項5)上記項4に記載のポリイミドワニスを成形して得られるポリイミド成形体。 (Item 5) A polyimide molded body obtained by molding the polyimide varnish according to Item 4.

(項6)ポリイミド成形体が、膜状、フィルム状又はシート状の形態である上記項5に記載のポリイミド成形体。 (Item 6) The polyimide molded product according to item 5, wherein the polyimide molded product is in the form of a film, a film, or a sheet.

(項7)ポリイミド成形体のガラス転移温度が290℃以上、イミド化率が80%以上である上記項5又は項6に記載のポリイミド成形体。 (Item 7) The polyimide molded product according to item 5 or 6, wherein the polyimide molded product has a glass transition temperature of 290 ° C or higher and an imidization ratio of 80% or higher.

(項8)上記項5〜7の何れかに記載のポリイミド成形体からなるプラスチック基板。 (Item 8) A plastic substrate comprising the polyimide molded body according to any one of Items 5 to 7.

(項9)上記項8に記載のプラスチック基板を備えた電気・電子部品。 (Item 9) An electric / electronic component comprising the plastic substrate according to Item 8.

(項10)電気・電子部品が、液晶ディスプレー、有機エレクトロルミネッセンスディスプレー、電子ペーパー、太陽電池又は電気絶縁膜である上記項9に記載の電気・電子部品。 (Item 10) The electric / electronic component according to Item 9, wherein the electric / electronic component is a liquid crystal display, an organic electroluminescence display, electronic paper, a solar cell, or an electric insulating film.

(項11)反応溶媒存在下、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種のテトラカルボン酸成分と下記一般式(1)で表されるジカルボン酸無水物及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種のジカルボン酸成分と下記一般式(2)で表される脂環式ジアミン成分とを、
テトラカルボン酸成分100に対してジカルボン酸成分0.1〜10かつ脂環式ジアミン成分97〜105の範囲の仕込みモル比で、加熱脱水してイミド化反応を行うことを特徴とする脂環系ポリイミド共重合体の製造方法。
一般式(1)

Figure 0004802934
[式中、Aは、炭素数2〜13の二価の基を表す。]
一般式(2)
Figure 0004802934
[式中、R、R、R及びRは、同一または異なって、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基又はエトキシ基を表す。Yは、直接結合、−CH−、−O−、−S−、−SO2 −、−C(=O)−NH−、−C(−CH32 −、−C(−CF32 −又は−C(=O)−から選ばれる二価の基を表す。] (Item 11) In the presence of a reaction solvent, at least one tetracarboxylic acid component selected from the group consisting of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and derivatives thereof and the following general formula (1) At least one dicarboxylic acid component selected from the group consisting of dicarboxylic acid anhydrides and derivatives thereof, and an alicyclic diamine component represented by the following general formula (2):
An alicyclic system characterized in that an imidization reaction is carried out by heat dehydration at a charged molar ratio in the range of dicarboxylic acid component 0.1 to 10 and alicyclic diamine component 97 to 105 with respect to tetracarboxylic acid component 100. A method for producing a polyimide copolymer.
General formula (1)
Figure 0004802934
[In formula, A represents a C2-C13 bivalent group. ]
General formula (2)
Figure 0004802934
[Wherein, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a methoxy group or an ethoxy group. Y is a direct bond, —CH 2 —, —O—, —S—, —SO 2 —, —C (═O) —NH—, —C (—CH 3 ) 2 —, —C (—CF 3 ) Represents a divalent group selected from 2- or -C (= O)-. ]

(項12)上記テトラカルボン酸成分のモル数aと上記ジカルボン酸成分のモル数bと上記脂環式ジアミン成分のモル数cが、2a+b≦2cの関係にある上記項11に記載の製造方法。 (Item 12) The method according to Item 11, wherein the number of moles a of the tetracarboxylic acid component, the number of moles b of the dicarboxylic acid component, and the number of moles c of the alicyclic diamine component are in a relationship of 2a + b ≦ 2c. .

(項13)反応基質(即ち、上記のテトラカルボン酸成分、ジカルボン酸成分及び脂環式ジアミン成分を指す。)の仕込み順序が、(i)上記一般式(2)で表される脂環式ジアミン成分を反応溶媒に溶解させた後、(ii)1,2,4,5−シクロヘキサンテトラルボン酸二無水物及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種のテトラカルボン酸成分を仕込み(溶解させることが好ましい。)、(iii)次いで上記一般式(1)で表されるジカルボン酸無水物及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種のジカルボン酸成分を仕込む順序である上記項11又は項12に記載の製造方法。 (Item 13) The charging sequence of the reaction substrate (that is, the above-mentioned tetracarboxylic acid component, dicarboxylic acid component and alicyclic diamine component) is (i) the alicyclic represented by the general formula (2). After the diamine component is dissolved in the reaction solvent, (ii) at least one tetracarboxylic acid component selected from the group consisting of 1,2,4,5-cyclohexanetetrarubonic dianhydride and derivatives thereof is charged (dissolved) (Iii) Next, the above item 11 or item 12, which is the order in which at least one dicarboxylic acid component selected from the group consisting of the dicarboxylic acid anhydride represented by the general formula (1) and its derivative is charged. The manufacturing method as described in.

本発明によれば、高重合度で溶剤可溶型のポリイミド主鎖の繰り返し単位が脂環系であるポリイミド共重合体(高重合度の溶剤可溶型脂環系ポリイミド共重合体)を得ることができる。そのポリイミド共重合体から得られるポリイミドワニスは経時安定性が高く、室温で長期に保存してもゲル化するなど性質の変化が殆ど認められない(高品質のポリイミドワニスである)。
さらに、前記ワニスから製造されたポリイミド成形体(フィルム、シート、膜等)は、高透明及び高耐熱性を示し、さらには高靭性を有する。それら性能を有しているので、フレキシブルディスプレイ基板等として好適に用いることができる。
又、本製造方法によれば、アミド酸と脂環式ジアミンとの塩の析出も殆どなく反応系の急激な粘度変化(粘度上昇)を制御(若しくは抑制)することができるので、安定してイミド化反応を行うことができる。その結果、高重合度の溶剤可溶型脂環系ポリイミド共重合体を効率よく製造できる。
According to the present invention, a polyimide copolymer having a high polymerization degree and a solvent-soluble polyimide main chain repeating unit of an alicyclic system (a high polymerization degree solvent-soluble alicyclic polyimide copolymer) is obtained. be able to. The polyimide varnish obtained from the polyimide copolymer is highly stable over time, and hardly changes in properties such as gelation even when stored at room temperature for a long time (a high-quality polyimide varnish).
Furthermore, the polyimide molded body (film, sheet, membrane, etc.) produced from the varnish exhibits high transparency and high heat resistance, and further has high toughness. Since it has these performances, it can be suitably used as a flexible display substrate or the like.
Moreover, according to this production method, since there is almost no precipitation of a salt of amic acid and an alicyclic diamine, a sudden change in viscosity (viscosity increase) of the reaction system can be controlled (or suppressed). An imidization reaction can be performed. As a result, a solvent-soluble alicyclic polyimide copolymer having a high degree of polymerization can be efficiently produced.

<テトラカルボン酸成分>
本発明に係るテトラカルボン酸成分は、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種である。
上記1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物は、例えば特開平8−325196や特開平8−325201などに開示されている製造方法で得られる1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸を、無水酢酸中、40℃で2〜5時間無水化反応し、次いで得られたスラリー状の無水酢酸溶液をろ別して湿結晶を減圧下乾燥することで、高純度の白色の固体として得ることができる。この方法で得られた1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物は着色成分を殆ど含有していないので本発明の脂環系ポリイミド共重合体の原料として好適に用いることができる。
<Tetracarboxylic acid component>
The tetracarboxylic acid component according to the present invention is at least one selected from the group consisting of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and derivatives thereof.
The 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride can be obtained by, for example, 1,2,4,5-cyclohexane obtained by a production method disclosed in JP-A-8-325196 and JP-A-8-325201. Tetracarboxylic acid is dehydrated in acetic anhydride at 40 ° C. for 2 to 5 hours, and then the obtained slurry-like acetic anhydride solution is filtered off and the wet crystals are dried under reduced pressure to obtain a high-purity white solid. Can be obtained as Since 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride obtained by this method contains almost no coloring component, it can be suitably used as a raw material for the alicyclic polyimide copolymer of the present invention. .

上記「1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物の誘導体」とは、テトラカルボン酸二無水物の有水酸である1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸、該テトラカルボン酸の酸塩化物、該テトラカルボン酸と炭素数1〜4の低級アルコールとのエステル等の誘導体である。これら誘導体も、単独で又は2種を混合して使用することもできる。   The “derivative of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride” means 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid, which is a hydrous acid of tetracarboxylic dianhydride, Derivatives such as acid chlorides of carboxylic acids and esters of the tetracarboxylic acids and lower alcohols having 1 to 4 carbon atoms. These derivatives can also be used alone or in admixture of two.

上記テトラカルボン酸成分の中でも、重合性、純度及び色相(色数)の観点から、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物が特に推奨される。   Among the above tetracarboxylic acid components, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride is particularly recommended from the viewpoints of polymerizability, purity, and hue (number of colors).

<ジカルボン酸成分>
本発明に係るジカルボン酸成分は、上記一般式(1)で表されるジカルボン酸無水物及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種である。一般式(1)におけるAは、炭素数2〜13であり、好ましくは炭素数6〜8の二価の基が推奨される。その二価の基の種類としては、好ましくは脂肪族有機基又は脂環族有機基、より好ましくは脂環族有機基、特に下記の一般式(a)〜(d)で表される脂環族有機基が推奨される。
<Dicarboxylic acid component>
The dicarboxylic acid component according to the present invention is at least one selected from the group consisting of the dicarboxylic acid anhydride represented by the general formula (1) and derivatives thereof. A in the general formula (1) has 2 to 13 carbon atoms, preferably a divalent group having 6 to 8 carbon atoms. The divalent group is preferably an aliphatic organic group or an alicyclic organic group, more preferably an alicyclic organic group, particularly an alicyclic ring represented by the following general formulas (a) to (d). Group organic groups are recommended.

一般式(a)

Figure 0004802934
[式中、Xは、メチル基、エチル基、メトキシ基又はエトキシ基を表す。nは、0〜2の整数を表す。n個のXは、互いに同一又は異なっても良い。] Formula (a)
Figure 0004802934
[Wherein, X represents a methyl group, an ethyl group, a methoxy group or an ethoxy group. n represents an integer of 0 to 2. The n Xs may be the same or different from each other. ]

一般式(b)

Figure 0004802934

[式中、X及びnは、一般式(a)におけると同義である。] General formula (b)
Figure 0004802934

[Wherein, X and n are as defined in general formula (a). ]

一般式(c)

Figure 0004802934

[式中、X及びnは、一般式(a)におけると同義である。] Formula (c)
Figure 0004802934

[Wherein, X and n are as defined in general formula (a). ]

一般式(d)

Figure 0004802934

[式中、X及びnは、一般式(a)におけると同義である。]
General formula (d)
Figure 0004802934

[Wherein, X and n are as defined in general formula (a). ]

具体的には、脂肪族ジカルボン酸成分としてコハク酸無水物、マレイン酸無水物などが例示され、脂環族ジカルボン酸成分として1,2−シクロペンタンジカルボン酸無水物、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、3−メチル−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、4−メチル−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、1−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3−メチル−1−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−メチル−1シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3−メチル−4−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−メチル−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸無水物、5−メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、5−メチレンノルボルナン−2,3−ジカルボン酸無水物、5−メチルノルボルナン−2,3−ジカルボン酸無水物、ビシクロ〔2.2.2〕オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、ビシクロ〔2.2.2〕オクタン−2,3−ジカルボン酸無水物などが例示され、芳香族のジカルボン酸成分として2,3−ベンゾフェノンジカルボン酸無水物、3,4−ベンゾフェノンジカルボン酸無水物、2,3−ジカルボキシフェニルフェニルエーテル無水物、2,3−ビフェニルジカルボン酸無水物、3,4−ビフェニルジカルボン酸無水物、1,2−ナフタレンジカルボン酸無水物、2,3−ナフタレンジカルボン酸無水物、1,8−ナフタレンジカルボン酸無水物などが例示される。
これらジカルボン酸成分は、単独で使用してもよいし2種以上混合して用いてもよい。
Specific examples of the aliphatic dicarboxylic acid component include succinic anhydride and maleic anhydride, and examples of the alicyclic dicarboxylic acid component include 1,2-cyclopentanedicarboxylic anhydride, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid. Anhydride, 3-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid anhydride, 4-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid anhydride, 1-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride, 3-methyl-1- Cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride, 4-methyl-1 cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride, 3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride, 3-methyl-3-cyclohexene-1, 2-dicarboxylic anhydride, 4-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 4-cyclohexene-1, -Dicarboxylic anhydride, 3-methyl-4-cyclohexane-1,2-dicarboxylic anhydride, 4-methyl-4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid Anhydride, norbornane-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 5-methyl-5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 5-methylenenorbornane-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 5-methylnorbornane- 2,3-dicarboxylic acid anhydride, bicyclo [2.2.2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, bicyclo [2.2.2] octane-2,3-dicarboxylic acid anhydride Examples of the aromatic dicarboxylic acid component include 2,3-benzophenone dicarboxylic acid anhydride, 3,4-benzophenone dicarboxylic acid anhydride, 2,3-dicar Xiphenylphenyl ether anhydride, 2,3-biphenyl dicarboxylic acid anhydride, 3,4-biphenyl dicarboxylic acid anhydride, 1,2-naphthalenedicarboxylic acid anhydride, 2,3-naphthalenedicarboxylic acid anhydride, 1,8 -Naphthalene dicarboxylic acid anhydride etc. are illustrated.
These dicarboxylic acid components may be used alone or in combination of two or more.

上記の中でも、脂環族及び脂肪族ジカルボン酸成分が好ましく、特に脂環族ジカルボン酸成分が好ましい。
具体的には、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、3−メチル−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、4−メチル−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸無水物、5−メチルノルボルナン−2,3−ジカルボン酸無水物、1−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3−メチル−1−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−メチル−1−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3−メチル−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−メチル−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物などが例示され、特に1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、3−メチル−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、4−メチル−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物が推奨される。
これらジカルボン酸成分は、単独で使用してもよいし2種以上混合して用いてもよい。
Among the above, alicyclic and aliphatic dicarboxylic acid components are preferable, and alicyclic dicarboxylic acid components are particularly preferable.
Specifically, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid anhydride, 3-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid anhydride, 4-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid anhydride, norbornane-2,3-dicarboxylic acid Acid anhydride, 5-methylnorbornane-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 1-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride, 3-methyl-1-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride, 4- Methyl-1-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 3-methyl-4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 4-methyl-4 -Cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride and the like are exemplified, in particular, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid anhydride, 3-methyl-1 2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, 4-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride is recommended.
These dicarboxylic acid components may be used alone or in combination of two or more.

上記「一般式(1)で表されるジカルボン酸無水物の誘導体」とは、その酸無水物の有水酸であるジカルボン酸、該ジカルボン酸の酸塩化物、該ジカルボン酸と炭素数1〜4の低級アルコールとのエステル等の誘導体である。これら誘導体も、単独で又は2種を混合して使用することもできる。   The above-mentioned “derivative of a dicarboxylic acid anhydride represented by the general formula (1)” refers to a dicarboxylic acid that is a hydrous acid of the acid anhydride, an acid chloride of the dicarboxylic acid, the dicarboxylic acid and 1 to 1 carbon atoms. 4 is a derivative such as an ester with a lower alcohol. These derivatives can also be used alone or in admixture of two.

<脂環式ジアミン成分>
本脂環系ポリイミド共重合体に使用されるジアミンは、上記一般式(2)で表される脂環式ジアミン成分である。一般式(2)におけるR、R、R及びRは、同一または異なってもよく、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基又はエトキシ基であり、好ましくは水素原子、メチル基、エチル基、より好ましくは水素原子又はメチル基が推奨される。一般式(2)におけるYは、直接結合、−CH−、−O−、−S−、−SO2 −、−C(=O)−NH−、−C(−CH32 −、−C(−CF32 −又は−C(=O)−から選ばれる二価の基であり、好ましくは直接結合、−CH−、−O−、−C(−CH32 −、より好ましくは−CH−が推奨される。
<Alicyclic diamine component>
The diamine used in the alicyclic polyimide copolymer is an alicyclic diamine component represented by the general formula (2). R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the general formula (2) may be the same or different and are a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a methoxy group or an ethoxy group, preferably a hydrogen atom or a methyl group. An ethyl group, more preferably a hydrogen atom or a methyl group is recommended. Y in the general formula (2) is a direct bond, —CH 2 —, —O—, —S—, —SO 2 —, —C (═O) —NH—, —C (—CH 3 ) 2 —, A divalent group selected from —C (—CF 3 ) 2 — or —C (═O) —, preferably a direct bond, —CH 2 —, —O—, —C (—CH 3 ) 2 —; More preferably, —CH 2 — is recommended.

上記脂環式ジアミン成分としては、4,4’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン、3,3’,5,5’−テトラエチル−4,4’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン、3,5−ジエチル−3’,5’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタンなどが具体例として挙げることができる。
これらジアミン成分は、単独で使用してもよいし2種以上混合して用いてもよい。
Examples of the alicyclic diamine component include 4,4′-diamino-dicyclohexylmethane, 3,3′-dimethyl-4,4′-diamino-dicyclohexylmethane, 3,3′-diethyl-4,4′-diamino- Dicyclohexylmethane, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4,4′-diamino-dicyclohexylmethane, 3,3 ′, 5,5′-tetraethyl-4,4′-diamino-dicyclohexylmethane, 3, Specific examples include 5-diethyl-3 ′, 5′-dimethyl-4,4′-diaminodicyclohexylmethane.
These diamine components may be used alone or in combination of two or more.

上記の中でも、4,4’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタンが好ましい。   Among the above, 4,4′-diamino-dicyclohexylmethane, 3,3′-dimethyl-4,4′-diamino-dicyclohexylmethane, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4,4′-diamino -Dicyclohexylmethane is preferred.

これら脂環式ジアミン成分は、その製造方法に特に制限はなく、市販品や従来公知の製造方法により得られるものが使用できる。
従来公知の製造方法としては、例えば、所望の脂環式ジアミンに対応する芳香族ジアミンをルテニウム/アルミナ触媒などを用い接触水素化を行い、触媒をろ別した後、(減圧)蒸留する方法などが例示される。その蒸留された脂環式ジアミンは無色透明で着色不純物を含まないので、透明性ポリイミド原料として好適に用いることができる。
These alicyclic diamine components are not particularly limited in their production methods, and commercially available products or those obtained by a conventionally known production method can be used.
Conventionally known production methods include, for example, a method in which an aromatic diamine corresponding to a desired alicyclic diamine is subjected to catalytic hydrogenation using a ruthenium / alumina catalyst or the like, and the catalyst is filtered off, followed by (vacuum) distillation. Is exemplified. Since the distilled alicyclic diamine is colorless and transparent and does not contain colored impurities, it can be suitably used as a transparent polyimide raw material.

<仕込み量>
本発明に係る各成分(反応基質)の仕込みモル比は、テトラカルボン酸成分100に対して、脂環式ジアミン成分が97〜105の範囲であり、好ましくは99〜103の範囲、且つジカルボン酸成分が0.1〜10の範囲であり、好ましくは1〜5の範囲が推奨される。これらの範囲内でのイミド化反応で、十分な重合度の脂環系ポリイミド共重合体を得ることができ、反応時の急激な増粘がみられずに安定的に該反応を行うことができる。 又、前記テトラカルボン酸成分のモル数aと前記ジカルボン酸成分のモル数bと前記脂環式ジアミン成分のモル数cが、2a+b≦2cの関係にあることが好ましい(これは、無水酸基(或いは2個のカルボキシル基の組)の合計モル数とアミノ基のモル数が等モル若しくはアミノ基が過剰の関係がある。)。
<Amount of preparation>
The charged molar ratio of each component (reaction substrate) according to the present invention is in the range of 97 to 105, preferably 99 to 103, and dicarboxylic acid for the alicyclic diamine component with respect to the tetracarboxylic acid component 100. Ingredients are in the range of 0.1-10, preferably in the range of 1-5. An alicyclic polyimide copolymer having a sufficient degree of polymerization can be obtained by an imidization reaction within these ranges, and the reaction can be stably performed without a sharp increase in viscosity during the reaction. it can. Further, the number of moles a of the tetracarboxylic acid component, the number of moles b of the dicarboxylic acid component, and the number of moles c of the alicyclic diamine component are preferably in a relationship of 2a + b ≦ 2c (this is a hydroxyl-free ( Alternatively, the total number of moles of a group of two carboxyl groups) and the number of moles of amino groups are equimolar or there is an excess of amino groups.

<反応溶媒>
本発明に係るイミド化反応で使用される反応溶媒は、イミド化反応を阻害しなく、生成する脂環系ポリイミド共重合体を溶解できるものであれば何れの反応溶媒でも良い。例えば、非プロトン性溶媒、フェノール系溶媒、エーテル及びグリコール系溶媒などが好ましい例として挙げられる。
<Reaction solvent>
The reaction solvent used in the imidization reaction according to the present invention may be any reaction solvent as long as it does not inhibit the imidization reaction and can dissolve the produced alicyclic polyimide copolymer. For example, preferred examples include aprotic solvents, phenol solvents, ethers and glycol solvents.

非プロトン性溶媒の具体例としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルカプロラクタム、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、テトラメチル尿素等のアミド系溶剤、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等のラクトン系溶剤、ヘキサメチルホスホリックアミド、ヘキサメチルホスフィントリアミド等の含りん系アミド系溶剤、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄系溶剤、アセトン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等のケトン系溶剤、ピコリン、ピリジンなどのアミン系溶剤、酢酸(2−メトキシ−1−メチルエチル)などのエステル系溶剤など、
フェノール系溶剤の具体例としては、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キシレノールなど、
エーテル及びグリコール系溶剤の具体例としては、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、1,2−ビス(2−メトキシエトキシ)エタン、ビス〔2−(2−メトキシエトキシ)エチル〕エーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンなどが挙げられる。
これらの反応溶媒は単独で又は2種類以上混合して用いてもよい。
Specific examples of the aprotic solvent include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, 1,3-dimethylimidazolidinone, tetramethylurea and the like. Amide solvents, lactone solvents such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, phosphorus-containing amide solvents such as hexamethylphosphoric amide, hexamethylphosphine triamide, sulfur-containing dimethylsulfone, dimethylsulfoxide, sulfolane, etc. Solvents, ketone solvents such as acetone, cyclohexane and methylcyclohexane, amine solvents such as picoline and pyridine, ester solvents such as acetic acid (2-methoxy-1-methylethyl),
Specific examples of the phenol solvent include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,4 -Xylenol, 3,5-xylenol, etc.
Specific examples of ether and glycol solvents include 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, 1,2-bis (2-methoxyethoxy) ethane, and bis [2- (2-methoxyethoxy). Ethyl] ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like.
These reaction solvents may be used alone or in combination of two or more.

これらの反応溶媒の中でも、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ビス(2−メトキシエチル)エーテルが推奨される。   Among these reaction solvents, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, and bis (2-methoxyethyl) ether are recommended.

反応溶媒の使用量としては、生成するポリイミド共重合体を溶解できる量であれば良い。具体的には、全ての反応基質と反応溶媒の合計量に対して、好ましくは5〜50重量%、より好ましくは10〜40重量%、さらに好ましくは20〜30重量%となるように調整することが推奨される。   The amount of reaction solvent used may be an amount that can dissolve the polyimide copolymer to be produced. Specifically, it is preferably adjusted to 5 to 50% by weight, more preferably 10 to 40% by weight, and even more preferably 20 to 30% by weight with respect to the total amount of all reaction substrates and reaction solvents. It is recommended.

反応溶媒は、ポリイミドワニスを構成する有機溶媒と同一でも異なってもよいが、溶媒置換の作業等の煩雑さを考慮すると同一であることが好ましい。反応溶媒がポリイミドワニスの有機溶媒と同一である場合、成形加工(フィルム・シート成形加工、塗膜の形成など)しやすいように脂環系ポリイミド共重合体の製造後にワニス濃度を調整すること(粘度調整)が好ましい。   The reaction solvent may be the same as or different from the organic solvent constituting the polyimide varnish, but is preferably the same in consideration of the complexity of the solvent replacement operation. When the reaction solvent is the same as the organic solvent of the polyimide varnish, the varnish concentration should be adjusted after the production of the alicyclic polyimide copolymer so that it can be easily molded (film / sheet molding, coating film formation, etc.) ( Viscosity adjustment) is preferred.

<イミド化反応>
一般に全脂環型ポリイミド樹脂は、上述で説明したように、アミド酸と脂環式ジアミン間で形成する強固な塩が発生し、該塩が析出して反応の進行を著しく阻害し、反応濃度によっては擬似的な架橋により撹拌が不可能になる場合が殆どである。その結果、溶剤可溶性の全脂環型ポリイミド樹脂を得ることが容易ではなかった。
しかしながら、本製造方法によれば、上記の反応基質を選択し、かつそれら使用モル比を特定範囲内とすることにより、目的の脂環系ポリイミド共重合体を製造することができる。
<Imidation reaction>
In general, as described above, the fully alicyclic polyimide resin generates a strong salt formed between amic acid and an alicyclic diamine, and the salt precipitates to significantly inhibit the progress of the reaction. In some cases, stirring is impossible due to pseudo-crosslinking. As a result, it was not easy to obtain a solvent-soluble fully alicyclic polyimide resin.
However, according to the present production method, the desired alicyclic polyimide copolymer can be produced by selecting the above reaction substrates and setting their use molar ratio within a specific range.

上記イミド化反応に係る具体的な方法としては、(i)所定量の全ての反応基質と反応溶媒を反応器に仕込み、室温〜80℃で0.5〜30時間撹拌した後、イミド化反応の反応温度でイミド化反応を行う方法、(ii)所定量のテトラカルボン酸成分と脂環式ジアミン及び反応溶媒を反応器に仕込み、室温〜80℃で0.5〜30時間撹拌した後、ジカルボン酸成分を仕込み、イミド化反応の反応温度でイミド化反応を行う方法、(iii)所定量の脂環式ジアミン及び反応溶媒を反応器に仕込んで溶解させた後、所定量のテトラカルボン酸成分を仕込み、室温〜80℃で0.5〜30時間撹拌した後、ジカルボン酸成分を仕込み、イミド化反応の反応温度でイミド化反応を行う方法、
(iv)所定量の全ての反応基質及び反応溶媒を反応器に仕込み、直ちにイミド化反応の反応温度まで昇温してイミド化反応を行う方法、(v)基質濃度(又は樹脂濃度)が25重量%を超える場合、テトラカルボン酸成分100に対して脂環式ジアミン成分50及びジカルボン酸成分0.1〜10の仕込みモル比で仕込み、室温で1〜2時間攪拌し、次いで反応温度60〜120℃で残量の脂環式ジアミン成分を仕込み(又は滴下し)、仕込み終了後にイミド化反応の反応温度まで昇温してイミド化反応を行う方法(高濃度反応方法)などが例示される。
As a specific method related to the imidization reaction, (i) a predetermined amount of all reaction substrates and reaction solvents are charged into a reactor, stirred at room temperature to 80 ° C. for 0.5 to 30 hours, and then imidized. (Ii) A predetermined amount of a tetracarboxylic acid component, an alicyclic diamine, and a reaction solvent are charged into a reactor and stirred at room temperature to 80 ° C. for 0.5 to 30 hours. A method in which a dicarboxylic acid component is charged and an imidization reaction is performed at the reaction temperature of the imidization reaction, (iii) a predetermined amount of tetracarboxylic acid is charged after dissolving a predetermined amount of alicyclic diamine and reaction solvent in a reactor A method in which components are charged and stirred at room temperature to 80 ° C. for 0.5 to 30 hours, and then a dicarboxylic acid component is charged and an imidization reaction is performed at a reaction temperature of the imidization reaction,
(iv) A method in which a predetermined amount of all the reaction substrate and reaction solvent are charged into a reactor and immediately heated to the reaction temperature of the imidization reaction to carry out the imidization reaction. (v) The substrate concentration (or resin concentration) is 25. When the weight percentage is exceeded, the alicyclic diamine component 50 and the dicarboxylic acid component 0.1 to 10 are charged in a molar ratio to the tetracarboxylic acid component 100, stirred at room temperature for 1 to 2 hours, and then the reaction temperature 60 to Examples include a method (high concentration reaction method) in which the remaining amount of the alicyclic diamine component is charged (or dropped) at 120 ° C. and the temperature is raised to the reaction temperature of the imidization reaction after the completion of the charging, and the imidization reaction is performed. .

イミド化反応の反応温度は、通常160〜190℃で行われ、好ましくは170〜180℃が推奨される。160℃よりも反応温度が低い場合、イミド化率が低くなる傾向がある。又、190℃よりも反応温度が高い場合、部分的に熱架橋体を形成して増粘の原因やゲル状物の発生原因となることがある。   The reaction temperature of the imidation reaction is usually 160 to 190 ° C, and preferably 170 to 180 ° C. When the reaction temperature is lower than 160 ° C., the imidization rate tends to be low. Moreover, when reaction temperature is higher than 190 degreeC, a thermal bridge | crosslinking body may be partially formed and it may become a cause of thickening and generation | occurrence | production of a gel-like substance.

イミド化反応の反応時間は、基質濃度(又は樹脂濃度)にもよるが、 生成水の留出開始後、通常2〜10時間程度である。反応時間が短すぎる場合、イミド化率が低くなる傾向がある。又、反応時間が長すぎる場合、部分的に熱架橋反応を起こして反応系が増粘したりゲル状物が副生したりすること、或いは反応溶媒の熱劣化により反応系が着色することがある。   Although the reaction time of the imidation reaction depends on the substrate concentration (or resin concentration), it is usually about 2 to 10 hours after the start of distillation of the produced water. If the reaction time is too short, the imidization rate tends to be low. In addition, if the reaction time is too long, the reaction system may partially cause a thermal crosslinking reaction to thicken the reaction system or a gel-like product may be produced as a by-product, or the reaction system may be colored due to thermal degradation of the reaction solvent. is there.

イミド化反応ではディーンスターク装置などを用いて、反応系からイミド閉環時に生成する水を除去しながら反応を行うことが好ましい。このような操作を行うことで、重合度(及びイミド化率)をより上昇させることができる。このとき、効率よく生成水を除去する目的で水と同伴する液体又はガス体を使用することが推奨される。その同伴する液体又はガス体は、一般に還流液、共沸剤、同伴剤或いは同伴ガス等と称されるものである。
当該還流液としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、テトラリン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサンなどが挙げられる。これらの還流液は、通常反応溶媒に対して5〜25重量%使用される。添加時期は、特に制限はなく、反応溶媒を仕込む時から反応系に加えてもよく、またイミド化反応の直前に加えてもよい。
In the imidation reaction, it is preferable to perform the reaction using a Dean-Stark apparatus or the like while removing water generated during imide ring closure from the reaction system. By performing such an operation, the degree of polymerization (and the imidization ratio) can be further increased. At this time, it is recommended to use a liquid or a gas body accompanied with water for the purpose of efficiently removing generated water. The accompanying liquid or gas body is generally called a reflux liquid, an azeotropic agent, an accompanying agent or an accompanying gas.
Examples of the reflux liquid include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, tetralin, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, dimethylcyclohexane, and trimethylcyclohexane. These reflux solutions are usually used in an amount of 5 to 25% by weight based on the reaction solvent. The addition time is not particularly limited, and may be added to the reaction system from the time when the reaction solvent is charged, or may be added immediately before the imidization reaction.

反応系内は、その反応系の着色防止及び安全性の観点から、不活性ガス雰囲気とすることが望ましい。通常、不活性ガスで反応系内を置換した後、反応中は不活性ガスを流通させるおく方法が使用される。不活性ガスとしては、窒素、アルゴンなどを例示される。   The inside of the reaction system is desirably an inert gas atmosphere from the viewpoint of preventing coloration and safety of the reaction system. Usually, after replacing the inside of the reaction system with an inert gas, a method of circulating an inert gas during the reaction is used. Examples of the inert gas include nitrogen and argon.

上記イミド化反応におけるイミド化率は100%であることが好ましいが、工業的な観点から有効なイミド化率は、通常60%以上、好ましくは60〜95%、より好ましくは70〜90%、特に80〜90%が推奨される。これは、イミド化率を100%に近づける操作は、該イミド化反応の反応時間の超過(即ち、生産性の低下が生じる。)を招くばかりか、その反応時間の超過により反応系の増粘やゲル状物の副生を助長することがある。
尚、上記イミド化率が60%を下回ることは、ポリイミドワニスの長期安定性が損なわれ、ポリイミドワニスをフィルム状成形体に成形するときに生成水の蒸発に伴い表面の欠陥やボイドの発生原因、特に成形体の透明性の低下原因となることがあるので好ましくない。
The imidation rate in the imidation reaction is preferably 100%, but the imidation rate effective from an industrial viewpoint is usually 60% or more, preferably 60 to 95%, more preferably 70 to 90%, In particular, 80 to 90% is recommended. This is because the operation of bringing the imidization rate close to 100% not only causes the reaction time of the imidization reaction to be exceeded (that is, the productivity is lowered), but also the reaction system is thickened due to the excess of the reaction time. And may promote the by-product of gel.
The imidation rate of less than 60% impairs the long-term stability of the polyimide varnish, and causes the generation of surface defects and voids as the generated water evaporates when the polyimide varnish is formed into a film-like molded product. In particular, this is not preferable because it may cause a decrease in transparency of the molded body.

脂環系ポリイミド共重合体の固有粘度は、好ましくは0.5〜1.5dL/g、より好ましくは0.6〜1.2dL/gであることが望ましい。固有粘度が0.5dL/g未満の場合、シートやフィルムなどの成形体が脆くなる傾向があり実用性に乏しい。また、固有粘度が1.5dL/gを超えようとする場合、脂環系ポリイミド共重合体が反応溶媒(有機溶剤)に溶解しにくくなる傾向がある。   The intrinsic viscosity of the alicyclic polyimide copolymer is preferably 0.5 to 1.5 dL / g, more preferably 0.6 to 1.2 dL / g. When the intrinsic viscosity is less than 0.5 dL / g, a molded article such as a sheet or a film tends to be brittle, and is impractical. Moreover, when an intrinsic viscosity tends to exceed 1.5 dL / g, there exists a tendency for an alicyclic polyimide copolymer to become difficult to melt | dissolve in a reaction solvent (organic solvent).

上記固有粘度は、ポリイミド成形体の物性への影響の度合いの指標及び脂環系ポリイミド共重合体の製造上の重要な指標となる。この製造上の指標とは、固有粘度を測定することによりイミド化反応の進行状態を判断できることを意味している。そして、イミド化反応の終点を所望の固有粘度に設定し、その経過変化を評価することにより、効率よく或いは再現性良く、所望の脂環系ポリイミド共重合体が得ることができる。   The intrinsic viscosity is an index of the degree of influence on the physical properties of the polyimide molded body and an important index in the production of the alicyclic polyimide copolymer. This production index means that the progress of the imidization reaction can be determined by measuring the intrinsic viscosity. Then, by setting the end point of the imidization reaction to a desired intrinsic viscosity and evaluating the course change, a desired alicyclic polyimide copolymer can be obtained efficiently or with good reproducibility.

脂環系ポリイミド共重合体のガラス転移温度は、好ましくは280℃以上、より好ましくは290℃以上である。該ポリイミド共重合体のガラス転移温度は、後述のような成形加工することにより、さらに上昇する傾向がある。   The glass transition temperature of the alicyclic polyimide copolymer is preferably 280 ° C or higher, more preferably 290 ° C or higher. The glass transition temperature of the polyimide copolymer tends to be further increased by molding as described below.

<ポリイミドワニス>
本発明のポリイミドワニスは、上記ポリイミド共重合体と有機溶剤とを含有することを特徴とする。
<Polyimide varnish>
The polyimide varnish of the present invention contains the above polyimide copolymer and an organic solvent.

ポリイミドワニスの調製方法としては、(i)得られる脂環系ポリイミド共重合体の反応溶媒溶液をそのままポリイミドワニスとする方法、(ii)得られる脂環系ポリイミド共重合体の反応溶媒溶液から脂環系ポリイミド共重合体を単離し、次いで所望の有機溶剤に単離した脂環系ポリイミド共重合体を溶解させてポリイミドワニスを得る方法などが例示される。   The polyimide varnish is prepared by (i) a method in which the reaction solvent solution of the obtained alicyclic polyimide copolymer is used as it is as a polyimide varnish, and (ii) a reaction solvent solution of the obtained alicyclic polyimide copolymer from the reaction solvent solution. Examples thereof include a method of obtaining a polyimide varnish by isolating a cyclic polyimide copolymer and then dissolving the isolated alicyclic polyimide copolymer in a desired organic solvent.

ポリイミドワニスの溶液粘度は、通常0.5〜20Pa・s(測定条件;樹脂濃度20重量%,25℃)であることが好ましい。該粘度は、ワニスの成形方法やポリイミド成形体の使用用途などにより適宜調整することが望ましい。
ポリイミドワニスの樹脂濃度は、後述の実施例のように、TG−DTA装置(示差熱熱重量同時測定装置)を用いて加熱前後の重量の減少量を測定することにより求めることができる。
The solution viscosity of the polyimide varnish is usually preferably 0.5 to 20 Pa · s (measurement conditions; resin concentration 20% by weight, 25 ° C.). The viscosity is preferably adjusted as appropriate depending on the method of forming the varnish, the intended use of the polyimide molded body, and the like.
The resin concentration of the polyimide varnish can be determined by measuring the weight decrease before and after heating using a TG-DTA device (differential thermothermal weight simultaneous measurement device) as in the examples described later.

有機溶剤は、本脂環系ポリイミド共重合体を溶解させることができる有機溶剤であれば特に限定されず、目的・用途に合わせて選択ができる。具体例としては、上記反応溶媒と同種のものが挙げられる。   The organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the alicyclic polyimide copolymer, and can be selected according to the purpose and application. Specific examples include the same type as the reaction solvent.

<その他の成分>
本発明の脂環系ポリイミド共重合体は、所望の物性を損なわない範囲で、テトラカルボン酸成分の一部として、「他の芳香族及び/又は脂環式テトラカルボン酸ニ無水物」を用いることができる。
<Other ingredients>
The alicyclic polyimide copolymer of the present invention uses “other aromatic and / or alicyclic tetracarboxylic dianhydride” as a part of the tetracarboxylic acid component as long as the desired physical properties are not impaired. be able to.

他の芳香族テトラカルボン酸ニ無水物としては、分子内に少なくとも1個の芳香環を含む炭素数10〜30のテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
具体的には、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸ニ無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ニ無水物、4,4’−オキシジフタル酸ニ無水物、ピロメリット酸ニ無水物、2,2’ ,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ニ無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物、2,2’ ,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパンニ無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパンニ無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタンニ無水物、1,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタンニ無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタンニ無水物、1,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタンニ無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタンニ無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタンニ無水物、4,4’−(p−フェニレンジオキシ)ジフタル酸ニ無水物、4,4’−(m−フェニレンジオキシ)ジフタル酸ニ無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸ニ無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸ニ無水物、1,2−エチレンビス(アンヒドロトリメリテート)、1,4−フェニレンビス(アンヒドロトリメリテート)、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)ナフト〔1,2−c〕フラン−1.3−ジオン等が例示される。これらの芳香族テトラカルボン酸二無水物は、単独で又は2種以上を混合して当該イミド化反応に供することができる。
又、他の脂環式テトラカルボン酸二無水物としては、分子内に少なくとも1個の脂環構造を有する炭素数8〜30のテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。脂環構造は、単環、多環、縮合環のいずれの構造であってもよい。
係る脂環式テトラカルボン酸の具体例としては、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸ニ無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸ニ無水物、3−カルボキシメチルシクロペンタン−1,2,4−トリカルボン酸ニ無水物、1,2,3,4−シクロヘキサンテトラカルボン酸ニ無水物、ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタンテトラカルボン酸ニ無水物、ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン−5−カルボキシメチル−2,3,6−トリカルボン酸ニ無水物、ビシクロ〔2.2.2〕オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸ニ無水物、ビシクロ〔2.2.2〕オクタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸ニ無水物、ペンタシクロ〔8.2.1.14,7.02,9.03,8〕テトラデカン−5,6,11,12−テトラカルボン酸ニ無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン−2−カルボキシメチル−2,5,6−トリカルボン酸ニ無水物、ビシクロ〔2.2.2〕オクタン−2−カルボキシエチル−2,5,6−トリカルボン酸ニ無水物、3,3’,4,4’−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸ニ無水物などが挙げられる。これらの脂環式テトラカルボン酸二無水物は、単独で又は2種以上を混合して当該イミド化反応に供することができる。
Other aromatic tetracarboxylic dianhydrides include tetracarboxylic dianhydrides having 10 to 30 carbon atoms and containing at least one aromatic ring in the molecule.
Specifically, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 4,4′-oxydiphthalic acid dianhydride Anhydride, pyromellitic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′ , 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane anhydride, 1,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane anhydride, 1,1-bis (3,4-dicarboxyphenyl) Ethani anhydride, 1,2- (3,4-dicarboxyphenyl) ethane anhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane anhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane anhydride, 4,4 '-(p- Phenylenedioxy) diphthalic dianhydride, 4,4 '-(m-phenylenedioxy) diphthalic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5 8-Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2-ethylenebis (anhydrotrimellitate), 1,4-phenylenebis (anhydrotrimellitate), 1,3,3a, 4,5,9b- Examples include hexahydro-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) naphtho [1,2-c] furan-1.3-dione. These aromatic tetracarboxylic dianhydrides can be used alone or in combination of two or more for the imidization reaction.
Moreover, as another alicyclic tetracarboxylic dianhydride, C8-C30 tetracarboxylic dianhydride which has at least 1 alicyclic structure in a molecule | numerator is mentioned. The alicyclic structure may be a monocyclic structure, a polycyclic structure, or a condensed ring structure.
Specific examples of the alicyclic tetracarboxylic acid include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, and 3-carboxymethyl. Cyclopentane-1,2,4-tricarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.1] heptanetetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2 2.1] heptane-5-carboxymethyl-2,3,6-tricarboxylic acid dianhydride, bicyclo [2.2.2] oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid Anhydride, Bicyclo [2.2.2] octane-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, Pentacyclo [8.2.14, 7.02, 9.03,8] tetradecane- 5, 6, 11 12-tetracarboxylic dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuryl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, bicyclo [2.2.1] heptane-2 -Carboxymethyl-2,5,6-tricarboxylic acid dianhydride, bicyclo [2.2.2] octane-2-carboxyethyl-2,5,6-tricarboxylic acid dianhydride, 3,3 ', 4 Examples include 4'-dicyclohexyltetracarboxylic dianhydride. These alicyclic tetracarboxylic dianhydrides may be used alone or in combination of two or more for the imidization reaction.

他の芳香族及び/又は脂環式テトラカルボン酸二無水物を使用する場合には、その使用量はテトラカルボン酸成分全モル数に対して、好ましくは5モル%以下、より好ましくは3モル%以下、特に1モル%以下が推奨される。   When other aromatic and / or alicyclic tetracarboxylic dianhydrides are used, the amount used is preferably 5 mol% or less, more preferably 3 mol, based on the total number of moles of the tetracarboxylic acid component. % Or less, particularly 1 mol% or less is recommended.

本発明の脂環系ポリイミド共重合体は、所望の物性を損なわない範囲で、一般式(2)で表される脂環式ジアミン成分の一部として、「他のジアミン成分」を用いることができる。他のジアミン成分としては、芳香族ジアミン、脂肪族ジアミンおよび脂環式ジアミンの何れのジアミン成分でもよい。   In the alicyclic polyimide copolymer of the present invention, “other diamine component” may be used as a part of the alicyclic diamine component represented by the general formula (2) as long as desired physical properties are not impaired. it can. As another diamine component, any diamine component of aromatic diamine, aliphatic diamine, and alicyclic diamine may be used.

他の芳香族ジアミンとしては、分子内に少なくとも1個の芳香環を有する炭素数6〜30ジアミンが挙げられる。
具体的には、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、m−アミノベンジルアミン、p−アミノベンジルアミン、4、4’−ジアミノビフェニル、4、4’−ジアミノジフェニルメタン、1,1−ビス(4−アミノフェニル)エタン、1,2−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、ビス(4−アミノフェニル)スルフィド、ビス(4−アミノフェニル)スルホキシド、ビス(4−アミノフェニル)スルホン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4、4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、1,3−ビス(3−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、1,4−ビス〔1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル〕ベンゼン、1,4−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル〕ベンゼン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、1,1−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エタン、1,1−ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エタン、1,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エタン、1,2−ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エタン、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〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)−3−メチルフェニル〕プロパン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、
4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)−3,3’−メチルビフェニル、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホキシド、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホキシド、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、
ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン等が例示される。これらの芳香族ジアミンは、単独で又は2種以上を混合して当該イミド化反応に供することができる。
又、他の脂環式および脂肪族ジアミンの例示としては、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、2,2−ビス(4,4’−ジアミノシクロヘキシル)プロパン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、1,4−ビスアミノメチルシクロヘキサン、2,3−ジアミノビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、2,5−ジアミノビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、2,6−ジアミノビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、2,7−ジアミノビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、2,5−ビス(アミノメチル)−ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、2,6−ビス(アミノメチル)−ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、2,3−ビス(アミノメチル)−ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、3(4),8(9)−ビス(アミノメチル)−トリシクロ〔5.2.1.02.6〕デカン
エチレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,5−ヘブタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン等のアルキレンジアミン、オキシジ(2−アミノエタン)、オキシジ(2−アミノプロパン)、2−(2−アミノエトキシ)エトキシアミノエタン等のポリオキシアルキレンジアミンなどが挙げられる。これらの脂環式及び脂肪族ジアミンは単独または2種以上混合して当該イミド化反応に供することができる。
Examples of other aromatic diamines include C6-C30 diamines having at least one aromatic ring in the molecule.
Specifically, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-aminobenzylamine, p-aminobenzylamine, 4,4′-diaminobiphenyl, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 1, 1-bis (4-aminophenyl) ethane, 1,2-bis (4-aminophenyl) ethane, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, bis (4-aminophenyl) sulfide, bis (4- Aminophenyl) sulfoxide, bis (4-aminophenyl) sulfone, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone, 1,3- Bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) ben 1,4-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, bis [4- (4-amino Phenoxy) phenyl] methane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,1-bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] ethane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2- Bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) -3-methylphenyl] propane, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) Phenyl,
4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) -3,3′-methylbiphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, bis [4- (4-aminophenoxy) ) Phenyl] sulfone,
Bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-amino Illustrative examples include phenoxy) phenyl] ketone and bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone. These aromatic diamines can be used alone or in combination of two or more for the imidization reaction.
Examples of other alicyclic and aliphatic diamines include 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 1-amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane, 2, 2-bis (4,4′-diaminocyclohexyl) propane, 1,3-bisaminomethylcyclohexane, 1,4-bisaminomethylcyclohexane, 2,3-diaminobicyclo [2.2.1] heptane, 2,5 -Diaminobicyclo [2.2.1] heptane, 2,6-diaminobicyclo [2.2.1] heptane, 2,7-diaminobicyclo [2.2.1] heptane, 2,5-bis (aminomethyl ) -Bicyclo [2.2.1] heptane, 2,6-bis (aminomethyl) -bicyclo [2.2.1] heptane, 2,3-bis (aminomethyl) -bi Cyclo [2.2.1] heptane, 3 (4), 8 (9) -bis (aminomethyl) -tricyclo [5.2.1.02.6] decane ethylenediamine, 1,3-propanediamine, 1, 4-butanediamine, 1,5-heptanediamine, 1,6-hexanediamine, 1,7-heptanediamine, 1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, 1,10-decanediamine, 1,12 Examples include alkylene diamines such as -dodecane diamine, and polyoxyalkylene diamines such as oxydi (2-aminoethane), oxydi (2-aminopropane), and 2- (2-aminoethoxy) ethoxyaminoethane. These alicyclic and aliphatic diamines can be used alone or in combination of two or more for the imidation reaction.

その他のジアミン成分を使用する場合には、その使用量はジアミン成分全モル数に対して、好ましくは 40モル%以下、より好ましくは20モル%以下、特に10モル%以下が推奨される。   When other diamine components are used, the amount used is preferably 40 mol% or less, more preferably 20 mol% or less, and particularly preferably 10 mol% or less, based on the total number of moles of the diamine component.

<脂環系ポリイミド共重合体の製造方法>
本発明の脂環系ポリイミド共重合体の製造方法は、上述の「本発明の脂環系ポリイミド共重合体」に係る説明と同様に説明することができる。
本発明の脂環系ポリイミド共重合体の製造方法によれば、アミド酸と脂環式ジアミンとの塩の析出も殆どなく反応系の急激な粘度変化(粘度上昇)を抑制できるので、安定してイミド化反応を行うことができ、高重合度の溶剤可溶型の全脂環型脂環系ポリイミド共重合体を効率よく得るできるという特徴を有する。これは上記ジカルボン酸成分が主に関与しているものと考えられる。
<Method for producing alicyclic polyimide copolymer>
The manufacturing method of the alicyclic polyimide copolymer of this invention can be demonstrated similarly to description concerning the above-mentioned "alicyclic polyimide copolymer of this invention."
According to the method for producing an alicyclic polyimide copolymer of the present invention, since there is almost no precipitation of a salt of amic acid and an alicyclic diamine, a rapid change in viscosity (viscosity increase) of the reaction system can be suppressed. Thus, an imidization reaction can be performed, and a solvent-soluble all-alicyclic alicyclic polyimide copolymer having a high degree of polymerization can be efficiently obtained. This is considered that the dicarboxylic acid component is mainly involved.

本発明に係るイミド化反応において、公知の触媒を使用することができる。しかし、後処理の煩雑、ポリイミドワニスの貯蔵安定性(着色等)及びポリイミド成形体の用途制限の観点から、無触媒で該反応を行うことが最良である。
触媒を使用する場合には、例えば、塩基触媒としてはピリジン、キノリン、イソキノリン、α−ピコリン、β−ピコリン、ピペリジン、2,4−ルチジン、2,6−ルチジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、イミダゾール、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン等の有機塩基、水酸化カリウムや水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウムで代表される無機塩基が挙げられる。また、酸触媒としてクロトン酸、アクリル酸、トランス−3−ヘキセノイック酸、桂皮酸、安息香酸、メチル安息香酸、オキシ安息香酸、テレフタル酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等が挙げられる。さらに、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトンなどのラクトンを用いても良い。
In the imidization reaction according to the present invention, a known catalyst can be used. However, it is best to carry out the reaction without a catalyst from the viewpoint of complicated post-treatment, storage stability of the polyimide varnish (coloring and the like), and restrictions on the use of the polyimide molded body.
When a catalyst is used, for example, pyridine, quinoline, isoquinoline, α-picoline, β-picoline, piperidine, 2,4-lutidine, 2,6-lutidine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, Organic bases such as tributylamine, imidazole, N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, inorganic bases represented by potassium hydroxide, sodium hydroxide, potassium carbonate, sodium carbonate, potassium bicarbonate, sodium bicarbonate Is mentioned. Examples of the acid catalyst include crotonic acid, acrylic acid, trans-3-hexenoic acid, cinnamic acid, benzoic acid, methylbenzoic acid, oxybenzoic acid, terephthalic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, and naphthalenesulfonic acid. It is done. Furthermore, lactones such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone may be used.

<ポリイミド成形体>
本発明のポリイミド成形体は、従来公知の成形方法により、膜状、フィルム状、シート状等の所望の形態として得ることができる。
成形方法としては、例えば、(i)比較的樹脂濃度が低いポリイミドワニスを、支持体に塗布し(塗布工程)、乾燥・硬化させ(乾燥・硬化工程)、次いでその支持体からポリイミド成形体を剥離させる(剥離工程)ことにより、フィルム状のポリイミド成形体を得る方法、(ii)比較的樹脂濃度の高いポリイミドワニスを、前記(i)の手順で成形することにより、シート状のポリイミド成形体を得る方法、(iii)樹脂濃度が低いポリイミドワニスを、被コーティング材料にスピンコート等で塗布した後、乾燥・硬化させことにより、膜状のポリイミド成形体を得る方法などが例示される。
<Polyimide molded product>
The polyimide molded body of the present invention can be obtained in a desired form such as a film shape, a film shape, or a sheet shape by a conventionally known molding method.
As a molding method, for example, (i) a polyimide varnish having a relatively low resin concentration is applied to a support (application process), dried and cured (drying / curing process), and then a polyimide molded body is formed from the support. A method of obtaining a film-like polyimide molded body by peeling (peeling step), (ii) a sheet-like polyimide molded body by molding a polyimide varnish having a relatively high resin concentration in the procedure of (i) And (iii) a method in which a polyimide varnish having a low resin concentration is applied to a material to be coated by spin coating or the like, and then dried and cured to obtain a film-like polyimide molded body.

上記支持体としては、通常ガラス基板、ステンレス、アルミナ、銅、ニッケルなどの金属基板を用いられる。
連続塗布を実施する場合には樹脂基板が用いられる。該樹脂基板としては、ポリエチレングリコールテレフタレート、ポリエチレングリコールナフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリフェニレンスルフィドなどを挙げることができる。
As the support, a metal substrate such as a glass substrate, stainless steel, alumina, copper, or nickel is usually used.
When continuous coating is performed, a resin substrate is used. Examples of the resin substrate include polyethylene glycol terephthalate, polyethylene glycol naphthalate, polycarbonate, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenylenesulfone, and polyphenylenesulfide.

支持体への塗布方法は、スプレーコート、スピンコート、デップコートなどを挙げることができる。
フレキシブルディスプレイ基板に適した膜厚(通常0.1〜500μm、好ましくは50〜300μmである。)を得るためにはキャスティング法を用いられる。
キャスティングの方法は、テープシールなどで両端にギャップを形成したガラス棒で流延してもよいし、各種コーターを使用してもよい。コーターの種類としては、バーコーター、ナイフコーター、エアナイフコーター、ダイコーター、ロールコーターなどが挙げられる。該コーターを用いるときの支持体の移送速度は、通常0.1〜5m/sである。
Examples of the coating method on the support include spray coating, spin coating, and dip coating.
In order to obtain a film thickness suitable for a flexible display substrate (usually 0.1 to 500 μm, preferably 50 to 300 μm), a casting method is used.
The casting method may be cast with a glass rod having gaps formed at both ends with a tape seal or the like, or various coaters may be used. Examples of the coater include a bar coater, a knife coater, an air knife coater, a die coater, and a roll coater. The transfer rate of the support when using the coater is usually 0.1 to 5 m / s.

塗布されるポリイミドワニスは、室温のまま使用してもよいし、溶液粘度を低減するため30〜80℃程度まで加熱してもよし、ポリイミドワニスの有機溶剤を加えてもよい。また、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール−モノブチルエーテル等のセロソルブ系有機溶媒などを加えて、溶液粘度を再調整してもよい。   The applied polyimide varnish may be used as it is at room temperature, may be heated to about 30 to 80 ° C. in order to reduce the solution viscosity, or an organic solvent for polyimide varnish may be added. Alternatively, the solution viscosity may be readjusted by adding a cellosolve organic solvent such as diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, or ethylene glycol monobutyl ether.

上記乾燥・硬化する工程は、本ポリイミドワニスから有機溶媒を揮発させ、同時にイミド化を完了させる(イミド化率を100%に近づける)工程である。
乾燥方法としては、ポリイミド成形体のバッチ生産においては所望の乾燥温度下で真空乾燥(減圧度;通常1〜10mmHg)させる方法が推奨される。
また、ポリイミド成形体の連続生産においては、常圧条件下で、温風ヒータやIRヒータなどを使用して乾燥する方法が例示される。その常圧乾燥する場合には、成形体の黄変を抑制するために不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。不活性ガスとしては、窒素やアルゴンなどが挙げられる。
乾燥温度としては、成形体の表面温度が100℃〜500℃、好ましくは180℃〜400℃、より好ましくは200℃〜350℃となるように調節することが推奨される。乾燥温度が低い場合、イミド化率が低い状態となりアミド酸と溶媒和した有機溶剤が成形体中に残存する為にポリイミド成形体のガラス転移温度が低下する傾向がある。一方、乾燥温度が高すぎる場合、該成形体の黄変が起こりやすくなり透明性が損なわれる傾向がある。
The drying / curing step is a step of volatilizing the organic solvent from the polyimide varnish and simultaneously completing imidization (making the imidization rate close to 100%).
As a drying method, in a batch production of polyimide molded bodies, a method of vacuum drying at a desired drying temperature (decompression degree: usually 1 to 10 mmHg) is recommended.
Moreover, in the continuous production of a polyimide molded body, a method of drying using a warm air heater, an IR heater or the like under normal pressure conditions is exemplified. In the case of drying at normal pressure, it is preferably performed in an inert gas atmosphere in order to suppress yellowing of the molded body. Examples of the inert gas include nitrogen and argon.
It is recommended that the drying temperature be adjusted so that the surface temperature of the molded body is 100 ° C to 500 ° C, preferably 180 ° C to 400 ° C, more preferably 200 ° C to 350 ° C. When the drying temperature is low, the imidation rate is low, and the organic solvent solvated with amic acid remains in the molded product, so that the glass transition temperature of the polyimide molded product tends to decrease. On the other hand, when the drying temperature is too high, yellowing of the molded body tends to occur and the transparency tends to be impaired.

支持体からポリイミド成形体を剥離する工程は、乾燥、硬化を完了させてから行ってもよいし、支持体に十分な耐熱性がない場合には、脂環系ポリイミド共重合体が自立膜として十分な強度を有する程度まで乾燥させた後に支持体から剥離させ、次いで乾燥・硬化を継続してもよい。通常、ポリイミド成形体中の溶剤含有量が20〜25重量%程度から自立膜としての強度を有するようとなる。   The step of peeling the polyimide molded body from the support may be performed after drying and curing are complete. If the support does not have sufficient heat resistance, the alicyclic polyimide copolymer is used as a self-supporting film. After drying to the extent that it has sufficient strength, it may be peeled off from the support and then dried and cured. Usually, the solvent content in the polyimide molded body has strength as a self-supporting film from about 20 to 25% by weight.

剥離したポリイミド成形体は、目的・用途に応じて、異方性を与えない無延伸成形体としてもよいし、一軸延伸若しくは二軸延伸を施して延伸の成形体としてもよい。
無色透明性を重視する用途にポリイミド成形体を使用する場合には、無延伸の成形体とすることが好ましい。
二軸延伸加工する場合には、通常テンターと呼ばれ装置でフィルム端を固定クリップで引き伸ばしながら実施する。二軸延伸の温度条件はフィルムのガラス転移点温度付近で行う。
The peeled polyimide molded body may be an unstretched molded body that does not give anisotropy, or may be a uniaxially stretched or biaxially stretched molded body, depending on the purpose and application.
When a polyimide molded body is used for applications in which colorless transparency is important, an unstretched molded body is preferable.
When biaxial stretching is performed, it is usually called a tenter, and the film end is stretched by a fixed clip with an apparatus. The temperature condition for biaxial stretching is performed near the glass transition temperature of the film.

ポリイミド成形体のイミド化率は、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上が推奨される。イミド化率は、本明細書及び特許請求の範囲において、後述の実施例に記載した方法にて得られる値である。
イミド化率の低いポリイミド成形体は、使用用途にもよるが高温の加工条件に曝された場合イミド化反応が再進行して基板表面の欠陥が発生する虞や寸法安定性を損なう虞がある。
The imidation ratio of the polyimide molded body is preferably 80% or more, more preferably 90% or more. The imidization rate is a value obtained by the method described in Examples described later in the present specification and claims.
Although the polyimide molded body having a low imidization rate depends on the intended use, when exposed to high-temperature processing conditions, the imidization reaction may re-progress to cause defects on the substrate surface and may impair dimensional stability. .

ポリイミド成形体のガラス転移温度は耐熱性の指標の一つであり、そのガラス転移温度は好ましくは290℃以上、より好ましくは300℃以上が推奨される。ガラス転移温度は、本明細書及び特許請求の範囲において、後述の実施例に記載した方法にて得られる値である。   The glass transition temperature of the polyimide molded body is one of heat resistance indicators, and the glass transition temperature is preferably 290 ° C. or higher, more preferably 300 ° C. or higher. The glass transition temperature is a value obtained by the method described in Examples described later in the present specification and claims.

ポリイミド成形体の全光線透過率(膜厚;100μm)は、通常85%以上、好ましくは90%以上である。全光線透過率は、本明細書及び特許請求の範囲において、後述の実施例に記載した方法にて得られる値である。この範囲は、特にディスプレー基板などの無色透明性を重視する用途では有効な範囲である。   The total light transmittance (film thickness: 100 μm) of the polyimide molded body is usually 85% or more, preferably 90% or more. The total light transmittance is a value obtained by the method described in Examples described later in this specification and claims. This range is an effective range particularly in applications that place importance on colorless transparency such as a display substrate.

ポリイミド成形体の黄色度は、通常10以下、好ましくは4以下である。黄色度は、本明細書及び特許請求の範囲において、後述の実施例に記載した方法にて得られる値である。この範囲は、特にディスプレー基板などの無色透明性を重視する用途では有効な範囲である。   The yellowness of the polyimide molded body is usually 10 or less, preferably 4 or less. The yellowness is a value obtained by the method described in Examples described later in the present specification and claims. This range is an effective range particularly in applications that place importance on colorless transparency such as a display substrate.

ポリイミド成形体の靭性は、引張試験による「破断伸び」と「破断強さ」で評価することができる。破断伸びは、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上が推奨される。破断強さは、好ましくは60MPa以上、より好ましくは80MPa以上が推奨される。その破断伸びと破断強さは、本明細書及び特許請求の範囲において、後述の実施例に記載した方法にて得られる値である。   The toughness of the polyimide molded body can be evaluated by “breaking elongation” and “breaking strength” by a tensile test. The elongation at break is preferably 5% or more, more preferably 10% or more. The breaking strength is preferably 60 MPa or more, more preferably 80 MPa or more. The elongation at break and the strength at break are values obtained by the methods described in the examples described later in the present specification and claims.

<プラスチック基板>
本発明のプラスチック基板は、上記ポリイミド成形体からなることを特徴とする。その製造方法は、従来公知の製造方法より得ることができ、例えば上記成形方法などがそれに相当する。
<Plastic substrate>
The plastic substrate of the present invention is characterized by comprising the polyimide molded body. The manufacturing method can be obtained from a conventionally known manufacturing method, for example, the above-mentioned forming method.

プラスチック基板は、本ポリイミド成形体の耐熱性、透明性及び靭性を有することから、フレキシブルディスプレイ基板として好適である。フレキシブルディスプレイの種類としては、液晶ディスプレー、有機エレクトロルミネッセンスディスプレー、フィールドエミッションディスプレイ、電気泳動型・ツイストボール型・電子紛流体型・磁気泳動型など各種電子ペーパーなどを挙げることができる。
これらのディスプレーは、カラー映像を扱ったり、動画を扱ったり高機能なものも含まれる。
The plastic substrate is suitable as a flexible display substrate because it has the heat resistance, transparency and toughness of the polyimide molded body. Examples of the flexible display include a liquid crystal display, an organic electroluminescence display, a field emission display, and various electronic papers such as an electrophoretic type, a twist ball type, an electronic powder fluid type, and a magnetophoretic type.
These displays include color images, moving images, and other sophisticated functions.

フレキシブルディスプレイ基板上には、通常ITO(Indium Tin Oxide)などの電極が形成される。より高精細な映像を得るためにITOの電気抵抗を小さくする努力がなされている。このため、高温での電極蒸着が必要となり加工時の温度は200〜250℃となる。フレキシブルディスプレイ基板はこの工程に耐える耐熱性を有している必要がある。
本発明のプラスチック基板(ポリイミド成形体)は、高いガラス転移温度を示す(250℃を越えるものである。)ので、フレキシブルディスプレイ基板として十分な耐熱性を有している。
An electrode such as ITO (Indium Tin Oxide) is usually formed on the flexible display substrate. Efforts are being made to reduce the electrical resistance of ITO in order to obtain higher definition images. For this reason, electrode deposition at a high temperature is required, and the processing temperature is 200 to 250 ° C. The flexible display substrate needs to have heat resistance that can withstand this process.
Since the plastic substrate (polyimide molded product) of the present invention exhibits a high glass transition temperature (exceeds 250 ° C.), it has sufficient heat resistance as a flexible display substrate.

プラスチック基板は、電気・電子部品分野で使用されている、液晶ディスプレー用、有機エレクトロルミネッセンスディスプレー用、電子ペーパー用、太陽電池用、電子デバイスの電気絶縁膜用などのプラスチック基板として好適に用いることができる。前記プラスチック基板(例えば、フレキシブルディスプレイ基板)以外にも、太陽電池保護膜、カラーフィルター用保護膜などガラス基板代替プラスチック、透明伝導フィルム基板、TFT基板、光ディスク基板、電子デバイスの電気絶縁膜、光ファイバー、レンズ、タッチパネルなどの光学材料としても使用することができる。   The plastic substrate is preferably used as a plastic substrate used in the field of electrical and electronic components, such as for liquid crystal displays, organic electroluminescence displays, electronic paper, solar cells, and electrical insulating films of electronic devices. it can. In addition to the plastic substrate (for example, flexible display substrate), a glass substrate substitute plastic such as a solar cell protective film, a color filter protective film, a transparent conductive film substrate, a TFT substrate, an optical disk substrate, an electrical insulating film of an electronic device, an optical fiber, It can also be used as an optical material for lenses, touch panels and the like.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明がこれら実施例に限定されるものではない。尚、各実施例及び比較例における分析値は以下の方法により求めた。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these Examples. In addition, the analytical value in each Example and a comparative example was calculated | required with the following method.

[脂環系ポリイミド共重合体及びポリイミドワニスに係る評価]
(i)固有粘度
本発明に係る脂環系ポリイミド共重合体の固有粘度(dL/g)は、次の方法に従って求めた。
下記(ii)の樹脂濃度の測定結果を用いて、ポリイミドワニスの樹脂濃度が0.5g/dLとなるように該ワニスに用いている有機溶媒で希釈して、固有粘度測定用溶液を調製した。次に、オストワルド粘度計を用いて該溶液の落下時間と有機溶媒の落下時間を求めた。得られた落下時間を用いて、下記の計算式(1)に従って算出し、脂環系ポリイミド共重合体の固有粘度(dL/g)を求めた。
(計算式)
固有粘度(dL/g)=[ln(T1/T0)]/0.5 (1)
1:固有粘度測定用溶液の落下時間(秒)
0:有機溶媒の落下時間(秒)
[Evaluation of Alicyclic Polyimide Copolymer and Polyimide Varnish]
(I) Intrinsic viscosity The intrinsic viscosity (dL / g) of the alicyclic polyimide copolymer according to the present invention was determined according to the following method.
Using the measurement result of the resin concentration in (ii) below, an intrinsic viscosity measurement solution was prepared by diluting with an organic solvent used in the varnish so that the resin concentration of the polyimide varnish was 0.5 g / dL. . Next, the drop time of the solution and the drop time of the organic solvent were determined using an Ostwald viscometer. Using the obtained dropping time, the intrinsic viscosity (dL / g) of the alicyclic polyimide copolymer was calculated according to the following calculation formula (1).
(a formula)
Intrinsic viscosity (dL / g) = [ln (T 1 / T 0 )] / 0.5 (1)
T 1 : Dropping time of solution for measuring intrinsic viscosity (seconds)
T 0 : organic solvent falling time (seconds)

(ii)ポリイミドワニスの樹脂濃度
本発明に係るポリイミドワニスの樹脂濃度(重量%)は、次の方法に従って求めた。
ポリイミドワニス10mgを精秤し、TG−DTA装置(セイコーインスツル株式会社製 EXSTAR 6000、TG−DTA 6200)にセットし、下記の測定条件下で、400℃における重量を測定した。得られた測定値を用いて、下記の計算式(2)に従って算出し、ポリイミドワニスの樹脂濃度(重量%)を求めた。
測定条件;
昇温速度:5℃/分
流通窒素量:100ml/分
測定開始温度:25℃
(計算式)
樹脂濃度(重量%)=(W/W)×100 (2)
:400℃における測定サンプルの重量(g)
:測定開始前の測定サンプルの重量(g)
(Ii) Resin concentration of polyimide varnish The resin concentration (% by weight) of the polyimide varnish according to the present invention was determined according to the following method.
10 mg of polyimide varnish was precisely weighed and set in a TG-DTA apparatus (EXSTAR 6000, TG-DTA 6200 manufactured by Seiko Instruments Inc.), and the weight at 400 ° C. was measured under the following measurement conditions. Using the obtained measured value, the resin concentration (% by weight) of the polyimide varnish was calculated according to the following calculation formula (2).
Measurement condition;
Temperature rising rate: 5 ° C / min Flowing nitrogen amount: 100ml / min Measurement start temperature: 25 ° C
(a formula)
Resin concentration (% by weight) = (W 1 / W 0 ) × 100 (2)
W 1 : Weight of measurement sample at 400 ° C. (g)
W 0 : Weight of measurement sample before measurement (g)

(iii)ポリイミドワニスの貯蔵安定性
本発明に係るポリイミドワニスの貯蔵安定性は、次の方法に従って評価した。
密封できるサンプル瓶にポリイミドワニスを入れた後、窒素で封入して室温で4ヶ月間貯蔵した。貯蔵安定性の評価前後の固有粘度を比較することで評価した。
<判定基準>
◎;固有粘度の変化量が5%以下。
○;固有粘度の変化量が10%以下。
△;固有粘度の変化量が20%以下。
×;固有粘度の変化量が20%より大きい。
(Iii) Storage stability of polyimide varnish
The storage stability of the polyimide varnish according to the present invention was evaluated according to the following method.
The polyimide varnish was placed in a sealable sample bottle, which was then sealed with nitrogen and stored at room temperature for 4 months. It evaluated by comparing the intrinsic viscosity before and after evaluation of storage stability.
<Criteria>
A: Change in intrinsic viscosity is 5% or less.
○: Change amount of intrinsic viscosity is 10% or less.
Δ: Change amount of intrinsic viscosity is 20% or less.
X: Change amount of intrinsic viscosity is larger than 20%.

[イミド化率]
イミド化率(%)は、次の方法に従って求めた。
ポリイミド成形体(フィルム形態)及びポリイミド標品の1350cm−1と1470cm−1の吸光度を、FT−IRスペクトルワン(パーキンエルマー製)を用いて、ATR法(全拡散反射法)で測定した。得られた吸光度を用いて、下記の計算式(3)に従って算出し、該成形体のイミド化率(%)を求めた。
(計算式)
イミド化率(%)=[(A/B)/(A/B)]X100 (3)
:ポリイミド成形体の1470cm−1の吸光度
:ポリイミド成形体の1350cm−1の吸光度
:ポリイミド標品の1470cm−1の吸光度
:ポリイミド標品の1350cm−1の吸光度
前記ポリイミド標品とは、イミド化率100%のものであり、測定対象のポリイミド成形体を、真空下、表面温度360℃で、1時間熱処理して調製したものである。
尚、1350cm−1の赤外外吸収はイミド環の特性吸収を示し、1470cm−1の赤外吸収は、脂環式化合物の特性吸収を表す。
[Imidation rate]
The imidization rate (%) was determined according to the following method.
The absorbances of the polyimide molded body (film form) and the polyimide preparation at 1350 cm −1 and 1470 cm −1 were measured by ATR method (total diffuse reflection method) using FT-IR Spectrum One (manufactured by PerkinElmer). Using the obtained absorbance, calculation was performed according to the following calculation formula (3) to determine the imidization ratio (%) of the molded article.
(a formula)
Imidation ratio (%) = [(A 1 / B 1 ) / (A 0 / B 0 )] X100 (3)
A 1 : Absorbance of polyimide molded body at 1470 cm −1 B 1 : Absorbance of polyimide molded body at 1350 cm −1 A 0 : Absorbance of polyimide standard at 1470 cm −1 B 0 : Absorbance of polyimide standard at 1350 cm −1 The polyimide The standard is one having an imidization rate of 100%, and is prepared by heat-treating a polyimide molded body to be measured at a surface temperature of 360 ° C. for 1 hour under vacuum.
Incidentally, infrared ray absorption of 1350 cm -1 indicates the characteristic absorption of an imide ring, the infrared absorption of 1470 cm -1 represents the characteristic absorption of the alicyclic compound.

[耐熱性評価]
(i)ガラス転移温度
本発明に係るポリイミド成形体(脂環系ポリイミド共重合体)のガラス転移温度(℃)は、次の方法に従って求めた。
動的粘弾性測定装置 RHEOGEL-E4000(ユーピーエム製)を用いて、下記の測定条件下、ポリイミド成形体のtanδを測定した。そのtanδの極大値をガラス転移温度(℃)とした。
測定条件;
測定モード:引張モード
正弦波:10Hz
昇温速度:5℃/分
[Heat resistance evaluation]
(I) Glass transition temperature The glass transition temperature (° C) of the polyimide molded body (alicyclic polyimide copolymer) according to the present invention was determined according to the following method.
Using a dynamic viscoelasticity measuring device RHEOGEL-E4000 (manufactured by UPM), tan δ of the polyimide molded body was measured under the following measurement conditions. The maximum value of tan δ was defined as the glass transition temperature (° C.).
Measurement condition;
Measurement mode: Tensile mode Sine wave: 10 Hz
Temperature increase rate: 5 ° C / min

[透明性評価]
(i)全光線透過率
本発明に係るポリイミド成形体(脂環系ポリイミド共重合体)の全光線透過率(%)は、ヘイズメーター HAZE GARD II(東洋精機社製)を用い、JIS K-7361-1に準じて測定した。
[Transparency evaluation]
(I) Total light transmittance The total light transmittance (%) of the polyimide molded body (alicyclic polyimide copolymer) according to the present invention is determined by using a haze meter HAZE GARD II (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.). It measured according to 7361-1.

(ii)イエローインデックス(黄色度)
本発明に係るポリイミド成形体(脂環系ポリイミド共重合体)のイエローインデックスは、測色計CM−3500d(ミノルタ製)を用い、光源Cを使用してJISK7105に準じて測定した。
(Ii) Yellow index (yellowness)
The yellow index of the polyimide molded body (alicyclic polyimide copolymer) according to the present invention was measured according to JIS K7105 using a colorimeter CM-3500d (manufactured by Minolta) and using a light source C.

[機械的物性評価]
(i)破断伸び及び破断強さ(靭性評価)
本発明に係るポリイミド成形体(脂環系ポリイミド共重合体)の「破断伸び」と「破断強さ」は、万能材料試験機5565(インストロン製)を用い、JIS K-7127に準じて測定した。
25℃、RH60%の条件下、厚さ80μm、幅10mmの試験片を長さ50mmとなるように上下を試験機に固定した後、10mm/minの速度で引っ張り測定した。
[Mechanical properties evaluation]
(I) Elongation at break and strength at break (toughness evaluation)
The “breaking elongation” and “breaking strength” of the polyimide molded body (alicyclic polyimide copolymer) according to the present invention are measured according to JIS K-7127 using a universal material testing machine 5565 (manufactured by Instron). did.
Under the conditions of 25 ° C. and RH 60%, a test piece having a thickness of 80 μm and a width of 10 mm was fixed to the tester so that the length was 50 mm, and then tensile measurement was performed at a speed of 10 mm / min.

(実施例1)
温度計、撹拌機、窒素導入管、分液デカンタ、冷却管を備えた2L4つ口フラスコの系内を窒素置換した後、窒素気流下で、脂環式ジアミン成分として4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン(以下、「HDAM」という。)122.60g(0.5827モル)、反応溶媒として1,3−ジメチルイミダゾリジノン(以下、「DMI」という。)1017gを仕込み、室温で15分間攪拌して、該ジアミンを溶解させた。次いで、50℃まで昇温した後、テトラカルボン酸成分として粉末状の1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸ニ無水物(以下、「HPMDA」という。)128.69g(0.5741モル)を添加した。添加終了後に80℃まで昇温し、15分間攪拌した。このとき、塩が少量析出した。次に、ジカルボン酸成分として4−メチル−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物(以下、「MH」という。)2.90g(0.0172モル)を加えた後、120℃まで昇温し、15分間攪拌した。このとき塩は完全に溶解した。
次に、還流液としてキシレンを179g添加した後、180℃まで昇温し、その反応温度でイミド化反応を3時間行った。該反応に伴い、生成水がキシレンと共沸したので、分液デカンタで留出水を分離した。留出水は19.1gであった。
反応終了後、0.5時間、180℃で撹拌を続けてキシレンを留去させて、本発明の脂環系ポリイミド共重合体のDMI溶液(本ポリイミドワニス)を得た。得られた脂環系ポリイミド共重合体の固有粘度及びポリイミドワニスに係る評価結果を表1に示した。
Example 1
After substituting the inside of a 2 L four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introducing tube, a separator decanter, and a cooling tube with nitrogen, 4,4′-diaminodicyclohexyl was used as an alicyclic diamine component under a nitrogen stream. Methane (hereinafter referred to as “HDAM”) 122.60 g (0.5827 mol) and 1,17-dimethylimidazolidinone (hereinafter referred to as “DMI”) 1017 g as a reaction solvent were charged and stirred at room temperature for 15 minutes. The diamine was dissolved. Next, after heating up to 50 ° C., 128.69 g (0.5741 mol) of powdered 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride (hereinafter referred to as “HPMDA”) as a tetracarboxylic acid component. ) Was added. After completion of the addition, the temperature was raised to 80 ° C. and stirred for 15 minutes. At this time, a small amount of salt precipitated. Next, after adding 2.90 g (0.0172 mol) of 4-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride (hereinafter referred to as “MH”) as a dicarboxylic acid component, the temperature was raised to 120 ° C., Stir for 15 minutes. At this time, the salt was completely dissolved.
Next, after adding 179 g of xylene as a reflux liquid, the temperature was raised to 180 ° C., and an imidization reaction was performed at the reaction temperature for 3 hours. Along with this reaction, the produced water azeotroped with xylene, so the distilled water was separated with a liquid separation decanter. Distilled water was 19.1 g.
After completion of the reaction, stirring was continued at 180 ° C. for 0.5 hours to distill off xylene, thereby obtaining a DMI solution (present polyimide varnish) of the alicyclic polyimide copolymer of the present invention. Table 1 shows the intrinsic viscosity of the obtained alicyclic polyimide copolymer and the evaluation results relating to the polyimide varnish.

(実施例2)
温度計、撹拌機、窒素導入管、分液デカンタ、冷却管を備えた0.2L4つ口フラスコの系内を窒素置換した後、窒素気流下で、脂環式ジアミン成分として3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン(以下、「2MeHDAM」という。)12.32g(0.05167モル)、反応溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(以下、「NMP」という。)96.6gを仕込み、室温で15分間攪拌して、該ジアミンを溶解させた。次いで、50℃まで昇温した後、テトラカルボン酸成分として粉末状のHPMDA11.35g(0.05064モル)を添加した。添加終了後に80℃まで昇温し、15分間攪拌した。このとき、塩が少量析出した。次に、MH0.348g(0.00207モル)を加えた後、120℃まで昇温し、15分間攪拌した。このとき塩は完全に溶解した。
次に、還流液としてキシレンを19.8g添加した後、180℃まで昇温し、その反応温度でイミド化反応を4時間行った。該反応に伴い、生成水がキシレンと共沸したので、分液デカンタで留出水を分離した。留出水は1.9gであった。
反応終了後、0.5時間、180℃で撹拌を続けてキシレンを留去させ、本発明の脂環系ポリイミド共重合体のNMP溶液(本ポリイミドワニス)を得た。得られた脂環系ポリイミド共重合体の固有粘度及びポリイミドワニスに係る評価結果を表1に示した。
(Example 2)
The inside of a 0.2 L four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introducing tube, a separator decanter, and a cooling tube was purged with nitrogen, and then 3,3′- as an alicyclic diamine component under a nitrogen stream 12.32 g (0.05167 mol) of dimethyl-4,4′-diamino-dicyclohexylmethane (hereinafter referred to as “2MeHDAM”), N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as “NMP”) 96 as a reaction solvent. .6 g was charged and stirred at room temperature for 15 minutes to dissolve the diamine. Subsequently, after heating up to 50 degreeC, powdery HPMDA 11.35g (0.05064 mol) was added as a tetracarboxylic-acid component. After completion of the addition, the temperature was raised to 80 ° C. and stirred for 15 minutes. At this time, a small amount of salt precipitated. Next, after adding 0.348 g (0.00207 mol) of MH, it heated up to 120 degreeC and stirred for 15 minutes. At this time, the salt was completely dissolved.
Next, after 19.8 g of xylene was added as a reflux liquid, the temperature was raised to 180 ° C., and an imidization reaction was performed at that reaction temperature for 4 hours. Along with this reaction, the produced water azeotroped with xylene, so the distilled water was separated with a liquid separation decanter. Distilled water was 1.9 g.
After completion of the reaction, stirring was continued at 180 ° C. for 0.5 hours to distill off xylene, and an NMP solution (present polyimide varnish) of the alicyclic polyimide copolymer of the present invention was obtained. Table 1 shows the intrinsic viscosity of the obtained alicyclic polyimide copolymer and the evaluation results relating to the polyimide varnish.

(実施例3)
2MeHDAMの代わりに、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン(以下、「4MeHDAM」という。)13.77g(0.0517モル)を使用した他は実施例2と同様に行い、本発明のポリイミドのNMP溶液(本ポリイミドワニス)を得た。得られた脂環系ポリイミド共重合体の固有粘度及びポリイミドワニスに係る評価結果を表1に示した。
(Example 3)
In place of 2MeHDAM, 13.77 g (0.0517 mol) of 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4,4′-diamino-dicyclohexylmethane (hereinafter referred to as “4MeHDAM”) was used. It carried out similarly to Example 2 and obtained the NMP solution (this polyimide varnish) of the polyimide of this invention. Table 1 shows the intrinsic viscosity of the obtained alicyclic polyimide copolymer and the evaluation results relating to the polyimide varnish.

(比較例1)
温度計、撹拌機、窒素導入管、分液デカンタ、冷却管を備えた2L4つ口フラスコの系内を窒素置換後、窒素気流下で、HPMDA11.2g(0.05モル)とNMP40.0g仕込み、HPMDAを溶解させた。次に、HDAM10.5g(0.05モル)をN,N−ジメチルアセトアミド45.0gに溶解した溶液を滴下ロートから2時間かけて滴下しながら、室温で反応させた。このとき、粒径の大きな塩が大量に生成し、撹拌が困難となった。
次に、還流液としてキシレンを30.0g添加して、170℃に昇温して塩を完全に溶解した後、分液デカンタでキシレンと共沸してくる水を分離しながら3時間反応を行った。留出水は3.3gであった。さらに、反応終了後、0.5h、190℃で撹拌を続けてキシレンを留去し、本発明外のポリイミド樹脂のNMP溶液(本発明外のポリイミドワニス)を得た。得られた本発明外の脂環系ポリイミド共重合体の固有粘度及び本発明外のポリイミドワニスに係る評価結果を表1に示した。
(Comparative Example 1)
After replacing the inside of a 2 L four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, nitrogen inlet tube, separator decanter, and cooling tube with nitrogen, 11.2 g (0.05 mol) of HPMDA and 40.0 g of NMP were charged under a nitrogen stream. HPMDA was dissolved. Next, a solution obtained by dissolving 10.5 g (0.05 mol) of HDAM in 45.0 g of N, N-dimethylacetamide was reacted at room temperature while dropping over 2 hours from the dropping funnel. At this time, a large amount of salt having a large particle size was generated, making stirring difficult.
Next, 30.0 g of xylene was added as a refluxing liquid, the temperature was raised to 170 ° C. to completely dissolve the salt, and then the reaction was performed for 3 hours while separating water azeotroped with xylene with a separating decanter. went. Distilled water was 3.3 g. Furthermore, after completion | finish of reaction, stirring was continued at 190 degreeC for 0.5 h, xylene was distilled off, and the NMP solution (polyimide varnish outside this invention) of the polyimide resin outside this invention was obtained. Table 1 shows the intrinsic viscosity of the obtained alicyclic polyimide copolymer outside the present invention and the evaluation results relating to the polyimide varnish outside the present invention.

(比較例2)
N,N−ジメチルアセトアミド45.0gをNMP45.0gに代えた他は比較例1と同様に行った。反応初期には少量の塩が析出したが、120℃まで昇温すると溶解した。さらに、170℃まで昇温し、1時間後急激に増粘して攪拌が不可能となり、反応を中止した。反応物から一部分を採取して、固有粘度及び樹脂濃度を測定し、その結果を表1に記載した。
(Comparative Example 2)
The same procedure as in Comparative Example 1 was conducted except that 45.0 g of N, N-dimethylacetamide was replaced with 45.0 g of NMP. A small amount of salt precipitated at the beginning of the reaction, but dissolved when the temperature was raised to 120 ° C. Furthermore, the temperature was raised to 170 ° C., and after 1 hour, the viscosity rapidly increased and stirring was impossible, and the reaction was stopped. A portion was collected from the reaction product, and the intrinsic viscosity and resin concentration were measured. The results are shown in Table 1.

(比較例3)
温度計、撹拌機、窒素導入管、分液デカンタ、冷却管を備えた2L4つ口フラスコの系内を窒素置換後に、窒素気流下で、HPMDA11.2g(0.05モル)とNMP40.0g仕込み、HPMDAを溶解させた。次に、HDAM10.5g(0.05モル)をN,N−ジメチルアセトアミド45.0gに溶解した溶液を滴下ロートから2時間かけて滴下しながら、室温で反応させた。更に、室温で2時間撹拌を続けてポリアミド酸ワニスを得た。得られたポリアミド酸の固有粘度を表1の脂環系ポリイミド共重合体の欄に、又得られたポリアミド酸ワニスに係る評価結果を表1のポリイミドワニスの欄にそれぞれ記載した。
(Comparative Example 3)
After replacing the inside of a 2 L four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, nitrogen inlet tube, separator decanter, and cooling tube with nitrogen, 11.2 g (0.05 mol) of HPMDA and 40.0 g of NMP were charged under a nitrogen stream. HPMDA was dissolved. Next, a solution obtained by dissolving 10.5 g (0.05 mol) of HDAM in 45.0 g of N, N-dimethylacetamide was reacted at room temperature while dropping over 2 hours from the dropping funnel. Furthermore, stirring was continued at room temperature for 2 hours to obtain a polyamic acid varnish. The intrinsic viscosity of the obtained polyamic acid was listed in the column of alicyclic polyimide copolymer in Table 1, and the evaluation results relating to the obtained polyamic acid varnish were listed in the column of polyimide varnish in Table 1, respectively.

Figure 0004802934
Figure 0004802934

表1から、本発明の脂環系ポリイミド共重合体は、溶剤溶解性及び貯蔵安定性に優れていることが判る。又、固有粘度が高いことから、フィルム等のポリイミド成形体を与えることができる程の高い重合度を有していることが判る。   From Table 1, it can be seen that the alicyclic polyimide copolymer of the present invention is excellent in solvent solubility and storage stability. Moreover, since intrinsic viscosity is high, it turns out that it has a high polymerization degree which can give polyimide molded objects, such as a film.

(実施例4〜6)及び(比較例4〜6)
実施例1〜3で得られた本発明のポリイミドワニス、比較例1及び2で得られた本発明外のポリイミドワニス及び比較例3で得られたポリアミド酸ワニスを、テープシールで700μmのギャップを作ったガラス棒を用いてガラス基板上に流延した。次いで、真空乾燥機内で室温下1時間脱気し、さらに2時間で310℃まで昇温し、その温度で1時間熱処理をした。室温まで冷却し、基板からフィルムを剥離した。得られた各フィルム(ポリイミド成形体)のイミド化率、全光線透過率、黄色度及びガラス転移温度、並びに靭性の評価結果を表2に示した。
尚、比較例2で得られたポリイミドワニスはフィルム成形加工ができなかったので、物性評価を行えなかった。
(Examples 4 to 6) and (Comparative Examples 4 to 6)
The polyimide varnish of the present invention obtained in Examples 1 to 3, the polyimide varnish of the present invention obtained in Comparative Examples 1 and 2 and the polyamic acid varnish obtained in Comparative Example 3 were sealed with a tape seal of 700 μm. The produced glass rod was used to cast on a glass substrate. Subsequently, it deaerated in room temperature for 1 hour in a vacuum dryer, and also heated up to 310 degreeC in 2 hours, and heat-processed at that temperature for 1 hour. It cooled to room temperature and peeled the film from the board | substrate. Table 2 shows the evaluation results of the imidization rate, total light transmittance, yellowness and glass transition temperature, and toughness of each film (polyimide molded product) obtained.
In addition, since the polyimide varnish obtained in Comparative Example 2 could not be formed into a film, the physical properties could not be evaluated.

Figure 0004802934
Figure 0004802934

表2から判るように、本発明のポリイミドワニスから得られたポリイミド成形体(フィルム形態)は、高透明性、高耐熱性及び高い靭性を有している。又、該成形体は、その特性を有することから、フレキシブルディスプレイ用基板等のプラスチック基板として特に有用であることも判る。
そして、本発明の製造法は、前記イミド化反応の制御を非常に容易となり、工業的に前記性能を有する脂環系ポリイミド共重合体を得ることができる方法であることが判る。
As can be seen from Table 2, the polyimide molded body (film form) obtained from the polyimide varnish of the present invention has high transparency, high heat resistance and high toughness. Further, since the molded article has the characteristics, it can be seen that the molded article is particularly useful as a plastic substrate such as a flexible display substrate.
And it turns out that the manufacturing method of this invention becomes control of the said imidation reaction very easily, and can obtain the alicyclic polyimide copolymer which has the said performance industrially.

本発明の脂環系ポリイミド共重合体は、耐熱性かつ透明性を有する溶剤可溶型である。該ポリイミド共重合体から得られるポリイミドワニスを成形して得られるポリイミド成形体(フィルム等)は、前記特性に加えて靭性も高く、フレキシブルディスプレイ基板などに好適に用いることができる。

The alicyclic polyimide copolymer of the present invention is a solvent-soluble type having heat resistance and transparency. A polyimide molded body (film or the like) obtained by molding a polyimide varnish obtained from the polyimide copolymer has high toughness in addition to the above characteristics, and can be suitably used for a flexible display substrate and the like.

Claims (10)

反応溶媒存在下、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種のテトラカルボン酸成分と下記一般式(1)で表されるジカルボン酸無水物及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種のジカルボン酸成分と下記一般式(2)で表される脂環式ジアミン成分とを、テトラカルボン酸成分100に対してジカルボン酸成分0.1〜10かつ脂環式ジアミン成分97〜105の範囲の仕込みモル比で、加熱脱水してイミド化反応を行うことにより得られる脂環系ポリイミド共重合体。
一般式(1)
Figure 0004802934
[式中、Aは、炭素数2〜13の二価の基を表す。]
一般式(2)
Figure 0004802934
[式中、R、R、R及びRは、同一または異なって、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基又はエトキシ基を表す。Yは、直接結合、−CH−、−O−、−S−、−SO2 −、−C(=O)−NH−、−C(−CH32 −、−C(−CF32 −又は−C(=O)−から選ばれる二価の基を表す。]
In the presence of a reaction solvent, at least one tetracarboxylic acid component selected from the group consisting of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and derivatives thereof and a dicarboxylic acid anhydride represented by the following general formula (1) At least one dicarboxylic acid component selected from the group consisting of a product and derivatives thereof and an alicyclic diamine component represented by the following general formula (2) with respect to the tetracarboxylic acid component 100: An alicyclic polyimide copolymer obtained by carrying out an imidization reaction by heating dehydration at a charging molar ratio in the range of 10 and alicyclic diamine components 97 to 105.
General formula (1)
Figure 0004802934
[In formula, A represents a C2-C13 bivalent group. ]
General formula (2)
Figure 0004802934
[Wherein, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a methoxy group or an ethoxy group. Y is a direct bond, —CH 2 —, —O—, —S—, —SO 2 —, —C (═O) —NH—, —C (—CH 3 ) 2 —, —C (—CF 3 ) Represents a divalent group selected from 2- or -C (= O)-. ]
脂環系ポリイミド共重合体の固有粘度が0.5〜1.5dL/gである請求項1に記載の脂環系ポリイミド共重合体。 The alicyclic polyimide copolymer according to claim 1, wherein the alicyclic polyimide copolymer has an intrinsic viscosity of 0.5 to 1.5 dL / g. 請求項1又は請求項2に記載の脂環系ポリイミド共重合体及び有機溶媒を含有するポリイミドワニス。   A polyimide varnish containing the alicyclic polyimide copolymer according to claim 1 or 2 and an organic solvent. 請求項3に記載のポリイミドワニスを成形して得られるポリイミド成形体。   A polyimide molded body obtained by molding the polyimide varnish according to claim 3. ポリイミド成形体が、膜状、フィルム状又はシート状の形態である請求項4に記載のポリイミド成形体。   The polyimide molded body according to claim 4, wherein the polyimide molded body is in the form of a film, a film, or a sheet. ポリイミド成形体のガラス転移温度が290℃以上、イミド化率が80%以上である請求項4又は請求項5に記載のポリイミド成形体。   The polyimide molded body according to claim 4 or 5, wherein the polyimide molded body has a glass transition temperature of 290 ° C or higher and an imidization ratio of 80% or higher. 請求項4〜6の何れかに記載のポリイミド成形体からなるプラスチック基板。   The plastic substrate which consists of a polyimide molded body in any one of Claims 4-6. 請求項7に記載のプラスチック基板を備えた電気・電子部品。   An electrical / electronic component comprising the plastic substrate according to claim 7. 電気・電子部品が、液晶ディスプレー、有機エレクトロルミネッセンスディスプレー、電子ペーパー、太陽電池又は電気絶縁膜である請求項8に記載の電気・電子部品。   The electrical / electronic component according to claim 8, wherein the electrical / electronic component is a liquid crystal display, an organic electroluminescence display, electronic paper, a solar cell, or an electrical insulating film. 反応溶媒存在下、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種のテトラカルボン酸成分と一般式(1)で表されるジカルボン酸無水物及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種のジカルボン酸成分と一般式(2)で表される脂環式ジアミン成分とを、テトラカルボン酸成分100に対してジカルボン酸成分0.1〜10かつ脂環式ジアミン成分97〜105の仕込みモル比で、加熱脱水してイミド化反応を行うことを特徴とする脂環系ポリイミド共重合体の製造方法。
一般式(1)
Figure 0004802934
[式中、Aは、炭素数2〜13の二価の基を表す。]
Figure 0004802934
[式中、R、R、R及びRは、同一または異なって、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基又はエトキシ基を表す。Yは、直接結合、−CH−、−O−、−S−、−SO2 −、−C(=O)−NH−、−C(−CH32 −、−C(−CF32 −又は−C(=O)−から選ばれる二価の基を表す。]

In the presence of a reaction solvent, at least one tetracarboxylic acid component selected from the group consisting of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and derivatives thereof and a dicarboxylic acid anhydride represented by the general formula (1) And at least one dicarboxylic acid component selected from the group consisting of derivatives thereof, and an alicyclic diamine component represented by the general formula (2), with respect to the tetracarboxylic acid component 100, the dicarboxylic acid component 0.1 to 10 and A method for producing an alicyclic polyimide copolymer, wherein the imidization reaction is carried out by heat dehydration at a charged molar ratio of the alicyclic diamine components 97 to 105.
General formula (1)
Figure 0004802934
[In formula, A represents a C2-C13 bivalent group. ]
Figure 0004802934
[Wherein, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a methoxy group or an ethoxy group. Y is a direct bond, —CH 2 —, —O—, —S—, —SO 2 —, —C (═O) —NH—, —C (—CH 3 ) 2 —, —C (—CF 3 ) Represents a divalent group selected from 2- or -C (= O)-. ]

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