JPS63172741A - Aromatic polyimide film and its production - Google Patents

Aromatic polyimide film and its production

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JPS63172741A
JPS63172741A JP183987A JP183987A JPS63172741A JP S63172741 A JPS63172741 A JP S63172741A JP 183987 A JP183987 A JP 183987A JP 183987 A JP183987 A JP 183987A JP S63172741 A JPS63172741 A JP S63172741A
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JP
Japan
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aromatic polyimide
metal oxide
sol
formulas
film
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JP183987A
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Japanese (ja)
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Hirotsugu Yamamoto
博嗣 山本
Takao Doi
孝夫 土居
Shigeyuki Ozawa
小沢 茂幸
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the title film in which a metal oxide is uniformly dispersed in a state of fine particles and which is excellent in mechanical strengths and dimensional stability, by casting or applying a composition formed by adding a metal oxide sol to a varnish of, e.g., an aromatic polyimide on or to a base and heating it. CONSTITUTION:A composition is obtained by adding 1-100pts.wt. (in terms of the metal oxide) metal oxide sol such as silica sol, alumina sol, iron oxide sol or titania sol and, optionally, 5wt.% or below silane coupling agent (e.g., methyltrimethoxysilane) to 100pts.wt. (in terms of component (a)) aromatic polyimide (a) having repeating units of formula I (wherein Ar<1> is a group of any one of formulas II-IV, Ar2 is a group of any one of formulas V-VII, R is a 1-3C alkyl, alkoxy or a halogen, X is O, S, SO2, a 1-13C alkylene or a group of formula VIII and m and n are each 0-2) or a varnish (b) of a polyamic acid as a precursor of component (a). This composition is cast on or applied to a base such as glass and either dried at 60-170 deg.C for 30-120min or heated at 200-400 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、金属醸化物が配合され、均一に分散されてな
る芳香族ポリイミド系フィルム及びその製造方法に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an aromatic polyimide film in which a metal compound is blended and uniformly dispersed, and a method for producing the same.

[従来の技術] 芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとか
らなる芳香族ポリイミド樹脂のフィルムは耐熱性に優れ
、しかも高弾性率を有することから例えば、フレキシブ
ルプリント配線基板などの電気回路板用途に広範に使用
されている。
[Prior Art] Aromatic polyimide resin films made of aromatic tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine have excellent heat resistance and high elastic modulus, so they are used for electrical circuits such as flexible printed wiring boards. Widely used for board applications.

しかしながら、有機材料は無機材料に比して一般的に熱
膨張率が大きいという欠点を有していて、ポリイミドフ
ィルムにおいても、その例外ではない、そのため例えば
ポリイミドフィルムと金属箔とを熱によって接着する際
には熱膨張率の差に起因する応力によって生ずるカール
を防ぐため耐熱性の低い接着剤層を必要とじていて、ポ
リイミドフィルムの有する耐熱性を十分に生かすことが
できず、したがって、ポリイミドフィルムの用途が制約
されていた。
However, organic materials generally have the disadvantage of having a higher coefficient of thermal expansion than inorganic materials, and polyimide films are no exception to this.Therefore, for example, polyimide films and metal foils are bonded together by heat. In some cases, an adhesive layer with low heat resistance is required to prevent curling caused by stress caused by differences in thermal expansion coefficients, and the heat resistance of polyimide film cannot be fully utilized. Its use was restricted.

上記の如き現状において、ポリイミドフィルムの熱膨張
率を改善し、無機物との熱膨張率の差を小さくする試み
が最近性なわれつつある。
Under the current situation as described above, attempts have recently been made to improve the coefficient of thermal expansion of polyimide films and to reduce the difference in coefficient of thermal expansion with inorganic materials.

例えば下記式 (但し、式中Ar3は 芳香族基:R′は低級アルキル基、アシル基、ハロゲン
を示し;nは0,1〜4の整数を示す、) の単位構造を含むポリイミドによって低膨張率化を図る
試みが特開昭130−250031号公報に開示されて
いる。
For example, polyimide containing a unit structure of the following formula (where Ar3 is an aromatic group; R' is a lower alkyl group, acyl group, or halogen; n is an integer from 0, 1 to 4) has low expansion. An attempt to improve the efficiency is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 130-250031.

[発明の解決しようとする問題点] 前記の如き改良の試みは1例えばポリイミド単位を構成
するジアミンの構造を変化させることによって低膨張率
化を図るものである。しかしながら、一方ではモノマー
の合成が困難であり、したがって得られる七ツマ−は高
価で極めて入手し難く、汎用用途には不適当であるとい
う問題点を有する。しかも七ツマ−の毒性についても不
明確な点が多く取扱いに対する注意も全く不明である。
[Problems to be Solved by the Invention] One of the above-mentioned attempts at improvement is to lower the expansion coefficient by, for example, changing the structure of the diamine constituting the polyimide unit. However, on the other hand, it is difficult to synthesize the monomer, and therefore the obtained heptamer is expensive and extremely difficult to obtain, making it unsuitable for general use. Moreover, there are many unclear points regarding the toxicity of Nanatsuma, and the precautions for handling it are also completely unknown.

本発明者らは上記の問題点に鑑み、現状において容易に
入手し得るポリイミドをベースとして、耐熱性1強度を
損なうことなく、低熱膨張化1寸法安定性などの向上し
たポリイミドフィルムについて種々研究、検討を行なっ
た。その結果、ポリイミドに金属酸化物を配合し均一に
分散させること、特に、特定手段を採用することによっ
て上記の条件を満足し得るポリイミドフィルムが得られ
るという事実を見い出し、本発明を完成するに到ったも
のである。
In view of the above-mentioned problems, the present inventors conducted various research on polyimide films that have low thermal expansion and improved dimensional stability without sacrificing heat resistance, strength, etc., based on polyimide that is easily available at present. We have considered this. As a result, they discovered that a polyimide film that satisfies the above conditions can be obtained by blending a metal oxide into polyimide and uniformly dispersing it, and in particular by adopting specific means, and have completed the present invention. This is what happened.

したがって、本発明は、入手容易なポリイミドに金属酸
化物が均一に分散されてなる耐熱性、強度、寸法安定性
などに優れた芳香族ポリイミド系フィルム及びその製造
方法を提供することを目的とするものである。
Therefore, an object of the present invention is to provide an aromatic polyimide film having excellent heat resistance, strength, dimensional stability, etc., which is made by dispersing metal oxides uniformly in easily available polyimide, and a method for producing the same. It is something.

[問題点を解決するための手段] 即ち、本発明の一つは、ポリイミドに金属酸化物が配合
されてなる芳香族ポリイミド系フィルムにおいて、該芳
香族ポリイミド系フィルムは金属酸化物ゾルに由来する
金属酸化物を含有する芳香族ポリイミドよりなることを
特徴とする芳香族ポリイミド系フィルムを提供するもの
である。
[Means for Solving the Problems] That is, one of the present inventions is an aromatic polyimide film in which a metal oxide is blended with polyimide, wherein the aromatic polyimide film is derived from a metal oxide sol. The present invention provides an aromatic polyimide film characterized by being made of an aromatic polyimide containing a metal oxide.

また1本発明の他の一つは、芳香族ポリイミド系フィル
ムの製法において、芳香族ポリイミドのワニスあるいは
芳香族ポリイミドの先駆体であるポリアミック酸のワニ
スに金属酸化物ゾルを配合してなる組成物を基板上に流
延または塗布した後に加熱して、金属酸化物を含有する
芳香族ポリイミドからなるフィルムとすることを特徴と
する芳香族ポリイミド系フィルムの製造方法を提供する
ものである。
Another aspect of the present invention is a composition in which a metal oxide sol is blended with an aromatic polyimide varnish or a polyamic acid varnish, which is a precursor of aromatic polyimide, in a method for producing an aromatic polyimide film. The present invention provides a method for producing an aromatic polyimide film, which comprises casting or coating the film onto a substrate and then heating the film to obtain a film made of aromatic polyimide containing a metal oxide.

本発明において、芳香族ポリイミドは特に限定されない
が、前記の如く、入手容易なジアミン及び酸無水物から
なるポリイミドとして、一般式CI) 数1〜3のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲンを示L
 ; X バー0−、−9−、−5O2−、−C−、炭
素数 1〜13のフルキレン基を示し、;腸、nはそれ
ぞれO〜2の整数を示す、) で表わされる繰返し単位を有する芳香族ポリイミドであ
るのが好適である。かかるポリイミドは1種あるいは2
種以上を併用してもよい。
In the present invention, the aromatic polyimide is not particularly limited, but as described above, as a polyimide consisting of an easily available diamine and an acid anhydride, aromatic polyimides of the general formula CI) are represented by L
; X represents a fullkylene group having 1 to 13 carbon atoms; Preferably, it is an aromatic polyimide having Such polyimide is one or two types.
You may use more than one species in combination.

本発明の芳香族ポリイミド系フィルムにおいて、該芳香
族ポリイミドに含有される金属酸化物は金属酸化物ゾル
に由来する金属酸化物である。かかる金属酸化物ゾルと
しては例えば、シリカゾル、アルミナゾル、酸化アンチ
モンゾル、酸化鉄ゾル、ジルコニアゾル、チタニアゾル
、酸化スズゾルなどが挙げられ、特に好ましくは、シリ
カゾル、アルミナゾル、ジルコニアゾル、チタニアゾル
であり、1種あるいは2種以上の混合物でもよい。
In the aromatic polyimide film of the present invention, the metal oxide contained in the aromatic polyimide is a metal oxide derived from a metal oxide sol. Examples of such metal oxide sols include silica sol, alumina sol, antimony oxide sol, iron oxide sol, zirconia sol, titania sol, and tin oxide sol. Particularly preferred are silica sol, alumina sol, zirconia sol, and titania sol. Alternatively, a mixture of two or more types may be used.

従来より有機榴脂中に無機充填剤を配合して機械的強度
や耐熱性を改良する方法は良く知られた方法であるが、
かかる方法をフィルムに応用すると、得られたフィルは
表面平滑性や強度などの特性は大幅な低下を招き易い。
It is a well-known method to improve mechanical strength and heat resistance by adding inorganic fillers to organic shredded oil.
When such a method is applied to a film, the properties of the obtained film such as surface smoothness and strength tend to deteriorate significantly.

例えば、ポリアリーレンポリエーテルポリイミドフィル
ム中に無機質粉末を機械的に混合する方法が特開昭80
−228557号公報に開示されているが、無機質粉末
の量は樹脂に対して10%以下であることが好ましく、
10%を超えると表面平滑性や強度の点に問題を生ずる
ことが明らかにされている。即ち、10%以上を配合し
ても通常二次粒子として存在している粉体が完全に一次
粒子化されないことから、粒子自身がフィルムの欠陥点
となり、このためにフィルムの強度が低下したり、脆く
なるという欠点を生ずるのである。事実、本発明者らに
よるポリイミドフィルムに対して行なった検討結果にお
いても、金属酸化物の微粉末を機械的にポリアミック酸
ワニスに配してイミド化して得られたフィルムにおいて
は柔軟性を有するフィルムを得ることはできず、特に金
属酸化物の量が多くなると自立フィルムを得ることも困
難であった。
For example, a method of mechanically mixing inorganic powder into a polyarylene polyether polyimide film was published in 1980.
Although disclosed in Japanese Patent No. 228557, it is preferable that the amount of inorganic powder is 10% or less based on the resin;
It has been revealed that if it exceeds 10%, problems will occur in terms of surface smoothness and strength. In other words, even if 10% or more is blended, the powder, which normally exists as secondary particles, is not completely converted into primary particles, and the particles themselves become defects in the film, resulting in a decrease in the strength of the film. , which has the disadvantage of becoming brittle. In fact, the results of studies conducted on polyimide films by the present inventors show that the films obtained by mechanically distributing metal oxide fine powder on polyamic acid varnish and imidizing the film have flexibility. In particular, when the amount of metal oxide was large, it was difficult to obtain a self-supporting film.

したがって本発明においては、金属酸化物は金属酸化物
ゾルの形態で芳香族ポリイミドに配合されることが極め
て重要であり、金属酸化物を含有する芳香族ポリイミド
系フィルムの製造方法において、芳香族ポリイミドのワ
ニスあるいは芳香族ポリイミドの前駆体であるポリアミ
ック酸のワニスに金属酸化物ゾルを配合して、キャスト
製膜によりフィルム化することに4′F徴がある。
Therefore, in the present invention, it is extremely important that the metal oxide is blended into the aromatic polyimide in the form of a metal oxide sol. There is a 4'F characteristic in blending a metal oxide sol with a varnish or a varnish of polyamic acid, which is a precursor of aromatic polyimide, and forming it into a film by casting.

本発明の芳香族ポリイミド系フィルムの製造方法におい
て、芳香族ポリイミドのワニスとしては、溶剤可溶型の
ポリイミドが適用され、該ポリイミドを例えば、フェノ
ール、0−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾー
ル、3・5−キシレノールなどのm個フエノール、N−
メチル−2−ピロリドン、 N−N ′−ジメチルフォ
ルムアミドなどの有機溶剤に溶解させた溶液状態で用い
られる。また、芳香族ポリイミドの前駆体であるポリア
ミック酸のワニスとしては、ポリアミック酸を例えば、
N−メチル−2−ピロリドン。
In the method for producing an aromatic polyimide film of the present invention, a solvent-soluble polyimide is used as the aromatic polyimide varnish, and the polyimide is, for example, phenol, 0-cresol, m-cresol, p-cresol, m phenols such as 3,5-xylenol, N-
It is used in the form of a solution dissolved in an organic solvent such as methyl-2-pyrrolidone or N-N'-dimethylformamide. In addition, as a varnish of polyamic acid, which is a precursor of aromatic polyimide, polyamic acid can be used, for example.
N-methyl-2-pyrrolidone.

N−N’−ジメチルホルムアミド、N−N′−ジメチル
アセトアミド、ジメチルスルホキシドなどの極性溶剤中
で公知の方法によって合成されるものが用いられる。芳
香族ポリイミドのワニスとして、ポリイミドの濃度はポ
リマーの粘度からは特に限定されないが、通常5〜30
重量%であるのが好ましい、また、ポリアミック酸のフ
ェノとして、ポリアミック酸の濃度はポリマーの粘度に
より特に限定されないが、通常5〜30重量%であるの
が好ましく、さらに、ポリアミック酸は25℃、濃度0
.2g/100+5lN−メチルー2−ピロリドンにお
ける対数粘度が0.2以上、特に0.5以上であるもの
が好ましい。
Those synthesized by known methods in a polar solvent such as N-N'-dimethylformamide, N-N'-dimethylacetamide, and dimethyl sulfoxide are used. As an aromatic polyimide varnish, the concentration of polyimide is not particularly limited depending on the viscosity of the polymer, but is usually 5 to 30%.
The concentration of polyamic acid is preferably 5% to 30% by weight, and the concentration of polyamic acid is not particularly limited depending on the viscosity of the polymer, but it is preferably 5 to 30% by weight. Concentration 0
.. It is preferable that the logarithmic viscosity in 2g/100+5lN-methyl-2-pyrrolidone is 0.2 or more, particularly 0.5 or more.

本発明において使用する金属酸化物ゾルは前記の如きゾ
ルが挙げられ1通常水性ゾルあるいはアルコール性ゾル
の形態のものを入手し得るが、特にアルコール性ゾルが
好適である。金属酸化物の水性ゾルあるいはアルコール
性ゾルは、ポリイミド及びポリアミック酸を沈殿させる
ことのない溶剤を加えた後、水またはアルコールの一部
あるいは全部を蒸留留去して金属酸化物ゾルの有機性ゾ
ルとして調製する。これらに使用される溶剤としてはN
−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチル
アセトアミド、ジメチルスルホキシド 4ーoラクトン、クレゾール、フェノール、ハロゲン化
フェノールなどである.上記の方法によって得られる有
機ゾルの平均粒径は通常3μ以下であるが、特に好まし
くは1濤以下のものである.有機性ゾルにおいてゾルの
固形分濃度はゾルの安定性という点から 1〜50重量
%であるのが好ましく、特に5〜30重量%であるのが
好適である。
The metal oxide sol used in the present invention includes the above-mentioned sols, and is usually available in the form of an aqueous sol or an alcoholic sol, with alcoholic sol being particularly preferred. An aqueous sol or an alcoholic sol of a metal oxide is prepared by adding a solvent that does not precipitate polyimide and polyamic acid, and then distilling off some or all of the water or alcohol to obtain an organic sol of a metal oxide sol. Prepare as The solvent used for these is N
-Methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide 4-o-lactone, cresol, phenol, halogenated phenol, etc. The average particle size of the organic sol obtained by the above method is usually 3 μm or less, and particularly preferably 1 μm or less. In the organic sol, the solid content concentration of the sol is preferably 1 to 50% by weight, particularly preferably 5 to 30% by weight, from the viewpoint of sol stability.

芳香族ポリイミドのフェノあるいはポリアミック酸のフ
ェノに対して金属酸化物ゾルの有機性ゾルを配合した組
成物としての有機性ゾルの配合割合は、芳香族ポリイミ
ドあるいは該ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸
からなる芳香族ポリイミド成分100重量部に対して金
属酸化物ゾルに由来する金属酸化物の量が1〜100重
量部、好ましくは10〜50重量部、特に好ましくは1
5〜30重量部となるように配合される.上記の如き組
成物において、組成物中の全固形成分濃度は基板上に流
延または塗布してキャスト製膜する際の作業性に影響を
与える粘度、あるいは得られるフィルムの所望の厚さな
どによって適宜決定されるが5〜40重量%であるのが
好適である。
In a composition in which an organic sol of metal oxide sol is blended with pheno of aromatic polyimide or pheno of polyamic acid, the blending ratio of the organic sol is as follows: The amount of metal oxide derived from the metal oxide sol is 1 to 100 parts by weight, preferably 10 to 50 parts by weight, particularly preferably 1 to 100 parts by weight of the aromatic polyimide component.
It is blended in an amount of 5 to 30 parts by weight. In the above-mentioned composition, the total concentration of solid components in the composition depends on the viscosity, which affects workability when forming a cast film by casting or coating on a substrate, or the desired thickness of the resulting film. Although it is determined as appropriate, it is preferably 5 to 40% by weight.

上記の如き組成物としての配合において、芳香族ポリイ
ミド成分と金属酸化物成分との配合性を改良し、均一な
分散性を得るため、シランカンカップリング剤を5重量
%以下の割合で配合してもよい。特に少なくとも2重量
%配合することが有効である.而して、シランカップリ
ング剤はポリイミド成分とゾル粒子の単なる分散改良剤
、分散安定剤として作用するばかりでなく、適当な官能
基を有するシランカップリング剤を選択することによっ
てポリイミド成分の有する官能基と結合させることが可
能であって、得られるフィルムの物性を著しく向上させ
ることができる.使用し得るシランカップリング剤を例
示すると、メチルトリメトキシシランの如きアルキル系
シランカップリング剤、γークロロプロピルトリトメキ
シシランの如きハロゲン系シランカップリング剤,ビニ
ルトリエトキシシランの如きビニル系シランカップリン
グ剤、γーメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
の如きメタクリル系シランカップリング剤、γーグリシ
ドキシプロビルトリメトキシシランの如きエポキシ系シ
ランカップリング剤、γーメルカプトプロピルトリエト
キシシランの如きメルカプト系シランカフプリング剤、
ト(ジェタノールアミン)プロピルトリエトキシシラン
の如きヒドロキシ系シランカップリング剤,γーインシ
アナートプロピルトリメトキシランの如きインシアネー
ト系シランカップリング剤、γーアミノプロピルトリメ
トキシシランの如きアミン系シランカップリング剤、あ
るいはそれらの塩タイプなどが挙げられ、かかるシラン
カップリング剤は単独でも2種類以上を併用してもよい
.シランカップリング剤の配合は製膜時あるいは、金属
酸化物ゾルの配合時に単に混合するのみでもよいが、ポ
リイミド成分が官能基を有し、シランカップリング剤と
何らかの相互作用あるいは結合形成が期待される場合は
、予めポリイミド成分と混合するか、加熱などの前処理
をしてもよい。
In formulating the composition as described above, in order to improve the compatibility between the aromatic polyimide component and the metal oxide component and obtain uniform dispersibility, a silancan coupling agent is blended at a ratio of 5% by weight or less. It's okay. It is particularly effective to incorporate at least 2% by weight. Therefore, the silane coupling agent not only acts as a dispersion improver and dispersion stabilizer for the polyimide component and sol particles, but also acts as a dispersion stabilizer and dispersion improver for the polyimide component and sol particles. It can be combined with other groups, and the physical properties of the resulting film can be significantly improved. Examples of usable silane coupling agents include alkyl silane coupling agents such as methyltrimethoxysilane, halogen silane coupling agents such as γ-chloropropyltritomexysilane, and vinyl silane coupling agents such as vinyltriethoxysilane. ring agents, methacrylic silane coupling agents such as γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, epoxy silane coupling agents such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and mercapto-based silane coupling agents such as γ-mercaptopropyltriethoxysilane. silane cuff pulling agent,
Hydroxy-based silane coupling agents such as (jetanolamine)propyltriethoxysilane, incyanate-based silane coupling agents such as γ-incyanatopropyltrimethoxylane, and amine-based silanes such as γ-aminopropyltrimethoxysilane. Examples include coupling agents and their salt types, and such silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more types. The silane coupling agent may be simply mixed during film formation or when blending the metal oxide sol, but the polyimide component has a functional group and some interaction or bond formation with the silane coupling agent is expected. If the polyimide component is used, the polyimide component may be mixed with the polyimide component in advance, or pretreatment such as heating may be performed.

本発明のフィルムの製造方法において、上記の如く配合
された組成物の基板上への流延または塗布した後の加熱
によるキャスト製膜法は特に限定されることなく、公知
の方法が採用される0例えば、基板としてガラス板にア
プリケータを用いて均一に塗布した後、60〜170℃
の温度で30分〜120分間乾燥して形成されたフィル
ムを剥離して、自立フィルムを得る。而して、ポリアミ
ック酸からなる組成物による場合、イミド化処理として
、上記の方法によって得られた自立フィルムを鉄製の枠
体に固定し、200〜400℃にて加熱処理することに
よって金属酸化物ゾルに由来する金属酸化物を含有する
芳香族ポリイミドからなる芳香族ボリミイドフィルムを
得ることができる。
In the method for producing the film of the present invention, the cast film forming method by casting or applying the composition onto a substrate and then heating is not particularly limited, and any known method may be employed. 0 For example, after applying it uniformly to a glass plate as a substrate using an applicator,
After drying at a temperature of 30 to 120 minutes, the formed film is peeled off to obtain a self-supporting film. In the case of a composition made of polyamic acid, the metal oxide is imidized by fixing the self-supporting film obtained by the above method to an iron frame and heat-treating it at 200 to 400°C. An aromatic borimide film made of aromatic polyimide containing a metal oxide derived from a sol can be obtained.

[実施例] 本発明を実施例によって、さらに具体的に説明するが、
先ず金属酸化物ゾルについて有機性ゾルの調製から説明
する。
[Example] The present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
First, the preparation of an organic sol regarding the metal oxide sol will be explained.

調製例1 シリカゾルの調製 攪拌機、滴下ロート及び還流コンデンサーを装着した反
応器に、トメチル−2−ピロリドン100gを仕込み、
激しく攪拌しながら滴下ロートよりシリカ30%イソプ
ロピルアルコールゾル(”03CAL−1432”:触
媒化成工業社製)83gを室温で10分間を費やして滴
下した。次に装着しである還流コンデンサーを蒸留装置
に交換して反応器を油浴にて加熱し 100〜130℃
にてイソプロピルアルコール58gを留去し、冷却して
透明で均一なシリカ18.9%を含むN−メチル−2−
ピロリドンゾルを得た。このゾルの平均粒子径は、コー
ルタ−カウンター(”N−4°゛:コールタ−社製)に
て25℃で測定したところ120人であった。
Preparation Example 1 Preparation of Silica Sol 100 g of tomethyl-2-pyrrolidone was charged into a reactor equipped with a stirrer, a dropping funnel, and a reflux condenser.
While vigorously stirring, 83 g of 30% silica isopropyl alcohol sol ("03CAL-1432", manufactured by Catalysts & Chemicals Co., Ltd.) was added dropwise from the dropping funnel at room temperature over 10 minutes. Next, the attached reflux condenser was replaced with a distillation device, and the reactor was heated in an oil bath to 100-130℃.
58 g of isopropyl alcohol was distilled off and cooled to give a transparent and uniform N-methyl-2-2-
Pyrrolidone sol was obtained. The average particle diameter of this sol was 120 when measured at 25°C using a Coulter Counter ("N-4°", manufactured by Coulter Inc.).

調製例2 シリカ−チタニア混合ゾルの調製 調製例1におけるシリカゾルに代えて、酸化チタン10
%水溶液ゾル(多本化学社製) 100gとシリカ30
%メタノールゾル(“03CAL−1132” :触媒
化成工業社製)50gを用い、調製例1と同様にして、
加熱することにより水−メタノール125gを留去し、
冷却して、シリカ−チタニア20%N−メチル−2−ピ
ロリドンゾルを得た。このゾルの平均粒子径は 180
人であった。
Preparation Example 2 Preparation of silica-titania mixed sol Instead of the silica sol in Preparation Example 1, titanium oxide 10
% aqueous solution sol (manufactured by Tamoto Chemical Co., Ltd.) 100g and silica 30
% methanol sol (“03CAL-1132” manufactured by Catalysts Kasei Kogyo Co., Ltd.) in the same manner as in Preparation Example 1.
125 g of water-methanol was distilled off by heating,
After cooling, a silica-titania 20% N-methyl-2-pyrrolidone sol was obtained. The average particle size of this sol is 180
It was a person.

実施例1〜8 攪拌機、滴下ロート、還流コンデンサー及び窒素ガス導
入管を装着した反応器に第1表に示すジアミン及びアミ
ノシランを仕込み、ポリアミック酸の固形分濃度が20
重量%となるようにN−メチル−2−ピロリドンを加え
て均一になるまで攪拌した0次いで、この溶液を水浴下
に5℃に冷却しながら、第1表に示すテトラカルボン酸
二無水物を添加して、攪拌しながらテトラカルボン酸二
無水物を溶解させた。溶解後、水浴を取り除き、室温に
て約5時間反応させて、第1表に示す対数粘度を有する
ポリアミック醜ワニスを得た。
Examples 1 to 8 A reactor equipped with a stirrer, a dropping funnel, a reflux condenser, and a nitrogen gas introduction tube was charged with diamines and aminosilanes shown in Table 1, and the solid concentration of polyamic acid was 20.
N-methyl-2-pyrrolidone was added in an amount of % by weight and stirred until homogeneous.Next, while cooling this solution to 5°C in a water bath, the tetracarboxylic dianhydride shown in Table 1 was added. and the tetracarboxylic dianhydride was dissolved with stirring. After dissolution, the water bath was removed and the mixture was reacted at room temperature for about 5 hours to obtain a polyamic varnish having the logarithmic viscosity shown in Table 1.

得られたポリアミック酸ワニス中の固形分100重量部
に対し調製例1で得られた金属酸化物の有機性ゾルを第
1表に示すように添加してポリアミック酸−金属酸化物
ゾルの混合ワニスを調製した。
The organic sol of the metal oxide obtained in Preparation Example 1 was added to 100 parts by weight of the solid content in the obtained polyamic acid varnish as shown in Table 1 to prepare a mixed varnish of polyamic acid-metal oxide sol. was prepared.

かくして調製されたポリアミック酸−金属酸化物ゾルの
混合ワニスをガラス板上にアプリケータを用いて均一に
塗布し、50〜60℃にて60分間、次いで170℃に
て60分間保持して乾燥した後、ガラス板から形成され
たフィルムを剥離した。このフィルムを鉄製の枠に固定
して320℃に120分間、続いて400℃に 120
分間保持して、冷却後、金属酸化物を均一に分散含有し
た芳香族ポリイミドよりなる厚さ50鉢のフィルムを得
た。
The mixed varnish of polyamic acid-metal oxide sol thus prepared was applied uniformly onto a glass plate using an applicator, and dried by holding at 50 to 60°C for 60 minutes and then at 170°C for 60 minutes. Afterwards, the film formed from the glass plate was peeled off. The film was fixed in a steel frame and heated to 320°C for 120 minutes, then to 400°C for 120 minutes.
After cooling, a film having a thickness of 50 mm and made of aromatic polyimide containing a metal oxide uniformly dispersed therein was obtained.

得られたフィルムについて、物性を次の如く測定した。The physical properties of the obtained film were measured as follows.

[引張り強度、引張弾性率]  :ASTM−D−88
2−80に示される方法に準拠して23℃にて測定。
[Tensile strength, tensile modulus]: ASTM-D-88
Measured at 23°C according to the method shown in 2-80.

[屈曲性] : A S TM−D−2178−83T
(MIT法)によって23℃にて測定。
[Flexibility]: AS TM-D-2178-83T
(MIT method) at 23°C.

[線膨張係数]:TMA法(高滓製作所製D T −4
0)により測定し、50〜250℃における傾きの平均
値を線膨張係数とした。
[Coefficient of linear expansion]: TMA method (DT-4 manufactured by Takasugi Seisakusho)
0), and the average value of the slope at 50 to 250°C was taken as the linear expansion coefficient.

上記の方法によるフィルム特性の測定結果を第1表に示
す。
Table 1 shows the results of measuring film properties using the above method.

比較例1〜3 実施例1〜8におけるポリアミック酸ワニスに金属酸化
物の有機性ゾルを添加しない他は、実施例1〜8と同様
にして、芳香族ポリイミドよりなる厚さ50JLの透明
なフィルムを得た。
Comparative Examples 1 to 3 A transparent film with a thickness of 50 JL made of aromatic polyimide was prepared in the same manner as in Examples 1 to 8, except that the organic sol of metal oxide was not added to the polyamic acid varnish in Examples 1 to 8. I got it.

得られたフィルムの特性を実施例1〜8と同様に測定し
た。その結果を第2表に示す。
The properties of the obtained film were measured in the same manner as in Examples 1-8. The results are shown in Table 2.

比較例4〜6 第2表に示すポリアミック酸ワニスに金属酸化物の有機
性ゾルを用いることなく、金属酸化物の微粒子を直接添
加し、全固形分濃度が20重量%になるよノに調製した
後、ミキサーにて激しく攪拌混合して半透明の粘稠ワニ
スを得た。
Comparative Examples 4 to 6 Fine particles of metal oxide were directly added to the polyamic acid varnish shown in Table 2 without using an organic sol of metal oxide, and the total solid concentration was adjusted to 20% by weight. After that, the mixture was vigorously stirred and mixed using a mixer to obtain a translucent viscous varnish.

このようにして得られたワニスを実施例1〜8と同様に
フィルム化した。
The varnish thus obtained was formed into a film in the same manner as in Examples 1-8.

得られたフィルムについては実施例1〜8と同様に特性
を測定したが、比較例5及び6ではフィルム化時に多数
のクラックが発生し、フィルムは得られなかった。
The properties of the obtained films were measured in the same manner as in Examples 1 to 8, but in Comparative Examples 5 and 6, many cracks occurred during film formation, and no films were obtained.

第1.2表の略号の説明 DADE:4.4−ジアミノジフェニルエーテルγ−A
PTS:3−アミノピロピルトリエトキシシラン ρ−PDA : ハラフェニレンジアミンBAPS:ピ
ス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフォ
ン PDA  :ピロメリット酸二無水物 日P D A: 3,3’・4,4゛−ビフェニルテト
ラカルボンa)A:調整例1の有機性ゾルを使用 B:調整例2の有機性ゾルを使用 C:a微粒子状無水シリカ(日本アエロジル社5iり使
用 DJ微粒子状無水チタン(日本アエロジル社製)使用 E:タルク使用 本フィルム化できず [発明の効果] 本発明は芳香族ポリイミド系重合体に金属酸化物を配合
した組成物とするに際し、ゾル状の金属酸化物を巧みに
利用することに特徴があり、かかる手段によって微細な
粒子の状態で、金属酸化物を均一に分散させることが回
走になる。
Explanation of abbreviations in Table 1.2 DADE: 4,4-diaminodiphenyl ether γ-A
PTS: 3-Aminopropyltriethoxysilane ρ-PDA: Halaphenylenediamine BAPS: Pis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)sulfone PDA: Pyromellitic dianhydride PDA: 3,3'・4 , 4'-biphenyltetracarboxylic a) A: Using the organic sol of Preparation Example 1 B: Using the organic sol of Preparation Example 2 C: a Fine particulate anhydrous silica (using Nippon Aerosil Co., Ltd. 5i DJ fine particulate anhydrous titanium) (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) Use E: Use of talc could not be made into a film [Effects of the invention] When preparing a composition in which a metal oxide is blended with an aromatic polyimide polymer, the present invention uses a sol-like metal oxide. It is characterized by its skillful use, and circulation is the uniform dispersion of metal oxides in the form of fine particles by such means.

この組成物は製膜することによってフィルム化され得ら
れたフィルムは単なる重合体のフィルムに比して機械的
強度や熱膨張率等の寸法安定性に優れているという効果
が認められる。
This composition is formed into a film by forming a film, and the resulting film is recognized to be superior in mechanical strength, thermal expansion coefficient, and other dimensional stability as compared to a simple polymer film.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ポリイミドに金属酸化物が配合されてなる芳香族
ポリイミド系フィルムにおいて、該芳香族ポリイミド系
フィルムは金属酸化物ゾルに由来する金属酸化物を含有
する芳香族ポリイミドよりなることを特徴とする芳香族
ポリイミド系フィルム。
(1) An aromatic polyimide film made of polyimide mixed with a metal oxide, characterized in that the aromatic polyimide film is made of an aromatic polyimide containing a metal oxide derived from a metal oxide sol. Aromatic polyimide film.
(2)芳香族ポリイミドが、一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 (但し、式中Ar^1は▲数式、化学式、表等がありま
す▼、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化
学式、表等があります▼より選ばれ;Ar^2は▲数式
、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等が
あります▼、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数
式、化学式、表等があります▼より選ばれ;Rは炭素 数1〜3のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲンを示し
;Xは−O−、−S−、−SO_2−、▲数式、化学式
、表等があります▼、炭素数1〜13のアルキレン基を
示し、;m、nはそれぞれ0〜2の整数を示す。) で表わされる繰返し単位を有する芳香族ポリイミドであ
る特許請求の範囲第1項記載の芳香族ポリイミド系フィ
ルム。
(2) Aromatic polyimide has the general formula [I] ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼[I] (However, Ar^1 in the formula ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲mathematical formulas, chemical formulas) , there are tables, etc. ▼, ▲ there are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼; Ar^2 is selected from ▲ there are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ there are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ mathematical formulas, Selected from chemical formulas, tables, etc.▼, ▲numerical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼; R represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group, or a halogen; X is -O-, -S-, -SO_2-, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ indicates an alkylene group having 1 to 13 carbon atoms; m and n each indicate an integer of 0 to 2.) Aromatic having a repeating unit represented by The aromatic polyimide film according to claim 1, which is polyimide.
(3)金属酸化物を含む芳香族ポリイミドが芳香族ポリ
イミド成分100重量部に対して金属酸化物成分1〜1
00重量部が含有されてなる特許請求の範囲第1項記載
の芳香族ポリイミド系フィルム。
(3) The aromatic polyimide containing a metal oxide contains 1 to 1 part of the metal oxide component per 100 parts by weight of the aromatic polyimide component.
2. The aromatic polyimide film according to claim 1, wherein the aromatic polyimide film contains 0.00 parts by weight.
(4)芳香族ポリイミド系フィルムの製法において、芳
香族ポリイミドのワニスあるいは芳香族ポリイミドの先
駆体であるポリアミック酸のワニスに金属酸化物ゾルを
配合してなる組成物を基板上に流延または塗布した後に
加熱して、金属酸化物を含有する芳香族ポリイミドから
なるフィルムとすることを特徴とする芳香族ポリイミド
系フィルムの製造方法。
(4) In the method of manufacturing an aromatic polyimide film, a composition obtained by blending a metal oxide sol with an aromatic polyimide varnish or a polyamic acid varnish, which is a precursor of aromatic polyimide, is cast or applied onto a substrate. 1. A method for producing an aromatic polyimide film, which comprises heating the aromatic polyimide film after heating to obtain a film made of aromatic polyimide containing a metal oxide.
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