JP2001115019A - Aqueous solvent solution of polyimide precursor and oriented liquid crystal film - Google Patents

Aqueous solvent solution of polyimide precursor and oriented liquid crystal film

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JP2001115019A
JP2001115019A JP29682099A JP29682099A JP2001115019A JP 2001115019 A JP2001115019 A JP 2001115019A JP 29682099 A JP29682099 A JP 29682099A JP 29682099 A JP29682099 A JP 29682099A JP 2001115019 A JP2001115019 A JP 2001115019A
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polyimide precursor
polyimide
solvent solution
acid
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Yoshihiro Kumagai
吉弘 熊谷
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Original Assignee
Nippon Mitsubishi Oil Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous solvent solution of a polyimide precursor free from polyamic acid. SOLUTION: The aqueous solvent solution of a polyimide precursor is produced by dissolving a compound expressed by general formula (1) (R1 is a bivalent organic group) and a compound expressed by general formula (2) (R2 is a tetravalent organic group; R3 and R4 are each H or a 1-12C alkyl) in an aqueous solvent.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、酸無水物とジアミ
ンとを未反応状態で水に溶解させたポリイミド前駆体水
系溶媒溶液と、この溶液から作製されるポリイミドフィ
ルム及び液晶配向膜に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aqueous solution of a polyimide precursor obtained by dissolving an acid anhydride and a diamine in water in an unreacted state, and to a polyimide film and a liquid crystal alignment film produced from the solution.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリイミドは、通常、ジアミンとテトラ
カルボン酸の二無水物とを開環重付加させて得られるポ
リアミック酸を、熱的に又は化学的に脱水閉環してイミ
ド化することで得ることができる。ポリイミドはその優
れた耐熱性、耐溶剤性、機械特性、電気特性等により、
フィルムや成型体として、エレクトロニクス分野、機械
分野、宇宙航空分野等さまざまな分野で利用されてお
り、特にポリイミドを利用したコーティング剤は、半導
体、液晶配向膜、電子部品の保護膜や絶縁膜等として多
くの需要がある。ポリイミドを用いたコーティング剤
は、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を、N−
メチル−2−ピロリドンやN,N−ジメチルアセトアミ
ド等の有機溶剤に溶解させた前駆体系と、ポリアミック
酸を脱水閉環(イミド化)させて得られるポリイミドを
有機溶剤に溶解させた溶液系に大別される。溶液系のコ
ーティング剤は、貯蔵安定性に優れ、しかも、ポリイミ
ドの皮膜は塗膜を乾燥後、比較的低温度で焼成すること
で得られる利点がある。しかし、溶液系のコーティング
剤から得られる皮膜は、耐溶剤性に劣る欠点がある。ま
た、一般にポリイミドは有機溶剤に難溶ないしは不溶な
ものが多く、溶剤系のコーティング剤に使用可能なポリ
イミドは、その数が少ないという問題もある。ちなみ
に、有機溶剤に可溶性のポリイミドを得るためには、こ
れを合成する過程でその分子構造に特別の工夫を施さな
ければならない。こうしたことから、ポリイミドの皮膜
を得る際には、前駆体系のコーティング剤を使用する場
合が多い。前駆体系のコーティング剤から得られる皮膜
は、耐溶剤性が非常に高い長所を備えている。しかし、
従来の前駆体系コーティング剤は、その分散媒に特殊な
有機溶剤を採用しているため、この有機溶剤に侵されな
い基材にしか塗布できない不都合ある。また、ポリアミ
ック酸をイミド化するためには、塗膜を乾燥後、300
℃以上の高温で長時間焼成しなければならない。加え
て、ポリアミック酸が加水分解を受けやすいことから、
従来の前駆体系コーティング剤は、経時劣化を招き易
く、貯蔵安定性に欠ける憾みもある。
2. Description of the Related Art Polyimides are usually obtained by thermally or chemically dehydrating a polyamic acid obtained by ring-opening polyaddition of a diamine and a dianhydride of a tetracarboxylic acid to obtain imidization. be able to. Polyimide has excellent heat resistance, solvent resistance, mechanical properties, electrical properties, etc.
It is used as a film or molded body in various fields such as electronics, machinery, aerospace, etc.In particular, coatings using polyimide are used as semiconductors, liquid crystal alignment films, protective films for electronic components, insulating films, etc. There is much demand. The coating agent using a polyimide, a polyamic acid that is a precursor of the polyimide, N-
Precursors dissolved in organic solvents such as methyl-2-pyrrolidone and N, N-dimethylacetamide, and solution systems in which polyimides obtained by dehydrating and ring-closing (imidizing) polyamic acid are dissolved in organic solvents. Is done. Solution-based coating agents have excellent storage stability, and the polyimide film has the advantage that it can be obtained by drying the coating film and firing it at a relatively low temperature. However, a film obtained from a solution-based coating agent has a disadvantage of poor solvent resistance. Further, generally, there are many polyimides which are hardly soluble or insoluble in an organic solvent, and there is a problem that the number of polyimides which can be used for a solvent-based coating agent is small. By the way, in order to obtain a polyimide soluble in an organic solvent, it is necessary to give special consideration to the molecular structure in the process of synthesizing the polyimide. For these reasons, when obtaining a polyimide film, a precursor-based coating agent is often used. Films obtained from precursor-based coatings have the advantage of very high solvent resistance. But,
Since the conventional precursor coating agent employs a special organic solvent as a dispersion medium, it can be applied only to a substrate which is not affected by the organic solvent. In addition, in order to imidize the polyamic acid, after drying the coating film, 300
It must be fired at a high temperature of at least ℃ for a long time. In addition, because polyamic acids are susceptible to hydrolysis,
Conventional precursor coating agents are liable to be degraded with time and lack storage stability.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとしている課題】本発明の目的の一
つは、従来のポリイミド前駆体系コーティング剤の長所
を損なうことなく、その欠点を解消し、貯蔵安定性に優
れ、基材を侵すことがなく、比較的低温度での焼成でポ
リイミド皮膜を得ることができる新しいタイプのポリイ
ミド前駆体水系溶媒溶液を提供することにある。本発明
の他の目的は、上記のポリイミド前駆体水系溶媒溶液を
使用して得られるポリイミドフィルムや液晶配向膜を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION One of the objects of the present invention is to eliminate the disadvantages of conventional polyimide precursor-based coating agents without losing their advantages, to provide excellent storage stability, and to attack the substrate. Another object of the present invention is to provide a new type of polyimide precursor aqueous solvent solution that can obtain a polyimide film by firing at a relatively low temperature. Another object of the present invention is to provide a polyimide film or a liquid crystal alignment film obtained by using the above-mentioned polyimide precursor aqueous solvent solution.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明に係るポリイミド
前駆体水系溶媒溶液は、従来のポリイミド前駆体系コー
ティング剤が、ジアミンと酸無水物との反応生成物であ
るポリアミック酸を特殊な有機溶媒に溶解させたもので
あるのとは対照的に、下記の一般式(1)で表わされる
ジアミンと、一般式(2)で表わされるテトラカルボン
酸又はその誘導体を水系溶媒に溶解させてなる。
SUMMARY OF THE INVENTION The polyimide precursor aqueous solvent solution according to the present invention comprises a conventional polyimide precursor-based coating agent comprising a polyamic acid which is a reaction product of a diamine and an acid anhydride in a special organic solvent. In contrast to the solution, a diamine represented by the following general formula (1) and a tetracarboxylic acid or a derivative thereof represented by the following general formula (2) are dissolved in an aqueous solvent.

【化3】 (式中、R1は2価の有機基を示す。)Embedded image (In the formula, R 1 represents a divalent organic group.)

【化4】 (式中、R2は4価の有機基を示し、R3及びR4はそれ
ぞれ個別に水素又は炭素数1〜12のアルキル基を示
す。)
Embedded image (In the formula, R 2 represents a tetravalent organic group, and R 3 and R 4 each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.)

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明のポリイミド前駆体水系溶
媒溶液は、通常、一般式(1)で表わされるジアミン
と、一般式(2)で表わされるテトラカルボン酸又はそ
の誘導体を、略等モルで、分散媒である水系溶媒に分散
溶解させて調製される。そして、水系溶媒中において、
一般式(1)の化合物と一般式(2)の化合物とは、前
者のアミノ基が−NH3 +となり、後者のカルボキシル基
が−COO―となって塩を形成しているものと推測さ
れ、この塩がポリイミド前駆体の正体であると考えられ
る。本発明のポリイミド前駆体水系溶媒溶液は、アミッ
ク酸単位やイミド基は全く含んでいない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polyimide precursor aqueous solvent solution of the present invention generally comprises a diamine represented by the general formula (1) and a tetracarboxylic acid or a derivative thereof represented by the general formula (2) in substantially equimolar amounts. To dissolve in an aqueous solvent as a dispersion medium. And in an aqueous solvent,
It is presumed that the compound of the general formula (1) and the compound of the general formula (2) form a salt with the former amino group being —NH 3 + and the latter carboxyl group being —COO—. This salt is considered to be the identity of the polyimide precursor. The polyimide precursor aqueous solvent solution of the present invention does not contain any amic acid units or imide groups.

【0006】上記の一般式(1)で表わされるジアミン
には、脂肪族ジアミン、芳香族ジアミン並びに脂肪族芳
香族ジアミンが包含される。脂肪族ジアミンには、例え
ば、1,2−ジアミノエタン、1,2−ジアミノプロパ
ン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタ
ン、1,3−ジアミノペンタン、1,5−ジアミノペン
タン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘ
プタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノ
ノナン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジアミ
ノウンデカン、1,12−ジアミノドデカン、2−メチ
ル−1,5−ジアミノペンタン、4,4−ジメチルヘプ
タメチレンジアミン、ジ(アミノメチル)シクロヘキサ
ン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ジアミノジシク
ロヘキシルエーテル、ジアミノシクロヘキサン、ジアミ
ノヘキサヒドロジフェニル、イソホロンジアミン、m−
キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミンアミノプ
ロピル末端ジメチルシロキサンオリゴマー等が含まれ
る。脂肪族芳香族ジアミンとしては、例えば、4−アミ
ノベンジルアミン等が例示できる。そして、芳香族ジア
ミンには、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェ
ニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−
ジアミノトルエン、3,5−ジアミノトルエン、1,4
−ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノナフタレン、
1,8−ジアミノナフタレン、2,3−ジアミノナフタ
レン、2,6−ジアミノナフタレン、4,4’−ジアミ
ノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニル
エーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,
2’−ジアミノジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ
ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノジフェニルスル
フォン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、
3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミ
ノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノ
ン、4,4’−ジアミノアゾベンゼン、2,4’−ジア
ミノビフェニル、3,3’−4,4’−ジアミノビフェ
ニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェ
ニル、1,2−ジアミノアントラキノン、1,4−ジア
ミノアントラキノン、1,5−ジアミノアントラキノ
ン、2,6−ジアミノアントラキノン、2,7−ジアミ
ノフルオレン、4,4’−ジアミノトリフェニルメタ
ン、4,4’−ジアミノベンズアニリド、5−アミノ−
1−(4’−アミノフェニル)1,3,3−トリメチル
インダン、6−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)
−1,3,3−トリメチルインダン、2,2−ビス[4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,
2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘ
キサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェ
ニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、1,3
−ビス(3−アミノフェニル]ベンゼン、1,3−ビス
(4−アミノフェニル]ベンゼン、1,4−ビス(4−
アミノフェニル]ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノ
フェニル)−10−ヒドロアントラセン、9,9−ビス
(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−メチレ
ン−ビス(2−クロロアニリン)、2,2’,5,5’
−テトラクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、2,
2’,5,5’−テトラクロロ−4,4’−ジアミノ−
5,5’−ジメトキシビフェニル、3,3’−ジメトキ
シ−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−(p−
フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’
−(m−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、
2,2’−ビス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロ
メチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパ
ン、4,4’−ジアミノ− 2,2’−ビス(トリフル
オロメチル)ビフェニル、4,4’−ビス[(4−アミ
ノ−2−トリフルオロメチル)フェノキシ]オクタフル
オロビフェニル、4,4’−ジアミノ−3−ドデシルジ
フェニルエーテル、1−ドデカノキシ−2,4−ジアミ
ノベンゼン、1,1−ビス(4−アミノフェニル)シク
ロヘキサン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル]オクタン等が含まれる。ここで脂肪族ジ
アミンとは、一般式(1)において、アミノ基に直結し
た有機基R1中の2つの炭素が、それぞれ脂肪族系炭素
であるものを言い、芳香族ジアミンとは同じく芳香族系
炭素であることを指し、脂肪族芳香族ジアミンとは、ア
ミノ基に直結した有機基R1中の2つの炭素の一方が脂
肪族系炭素であり、他方が芳香族系炭素であるものを言
う。上に例示した脂肪族ジアミン、芳香族ジアミン並び
に脂肪族芳香族ジアミンは、それぞれ単独又は2種以上
組み合わせて使用でき、異種のジアミン同士を混合して
使用することもできる。しかし、比較的低温度かつ短時
間の焼成でポリイミド皮膜を得られることから、脂肪族
ジアミンの使用が好ましい。
The diamine represented by the general formula (1) includes aliphatic diamines, aromatic diamines, and aliphatic aromatic diamines. Examples of the aliphatic diamine include 1,2-diaminoethane, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,3-diaminopentane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,11-diaminoundecane, 1,12-diaminododecane, 2- Methyl-1,5-diaminopentane, 4,4-dimethylheptamethylenediamine, di (aminomethyl) cyclohexane, diaminodicyclohexylmethane, diaminodicyclohexyl ether, diaminocyclohexane, diaminohexahydrodiphenyl, isophoronediamine, m-
Xylylenediamine, p-xylylenediamine aminopropyl-terminated dimethylsiloxane oligomer, and the like. Examples of the aliphatic aromatic diamine include 4-aminobenzylamine. And, for the aromatic diamine, for example, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,6-
Diaminotoluene, 3,5-diaminotoluene, 1,4
-Diaminonaphthalene, 1,5-diaminonaphthalene,
1,8-diaminonaphthalene, 2,3-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 2,
2′-diaminodiphenylethane, 4,4′-diaminodiphenylethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfide,
3,3'-diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminoazobenzene, 2,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-4,4'- Diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 1,2-diaminoanthraquinone, 1,4-diaminoanthraquinone, 1,5-diaminoanthraquinone, 2,6-diaminoanthraquinone, 2,7- Diaminofluorene, 4,4'-diaminotriphenylmethane, 4,4'-diaminobenzanilide, 5-amino-
1- (4′-aminophenyl) 1,3,3-trimethylindane, 6-amino-1- (4′-aminophenyl)
-1,3,3-trimethylindane, 2,2-bis [4
-(4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,
2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis [4-
(4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1,3
-Bis (3-aminophenyl] benzene, 1,3-bis (4-aminophenyl] benzene, 1,4-bis (4-
Aminophenyl] benzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) -10-hydroanthracene, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 4,4′-methylene-bis (2-chloroaniline), 2,2 ', 5,5'
-Tetrachloro-4,4'-diaminobiphenyl, 2,
2 ', 5,5'-tetrachloro-4,4'-diamino-
5,5'-dimethoxybiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4 '-(p-
Phenyleneisopropylidene) bisaniline, 4,4 '
-(M-phenyleneisopropylidene) bisaniline,
2,2′-bis [4- (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4′-diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 4,4 '-Bis [(4-amino-2-trifluoromethyl) phenoxy] octafluorobiphenyl, 4,4'-diamino-3-dodecyldiphenyl ether, 1-dodecanoxy-2,4-diaminobenzene, 1,1-bis ( 4-aminophenyl) cyclohexane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] octane and the like. Here, the aliphatic diamine means a compound in which two carbons in the organic group R 1 directly bonded to an amino group in the formula (1) are each an aliphatic carbon, and the aromatic diamine is the same as the aromatic diamine. Refers to an aliphatic carbon, and an aliphatic aromatic diamine refers to one in which one of two carbons in an organic group R 1 directly connected to an amino group is an aliphatic carbon and the other is an aromatic carbon. To tell. The aliphatic diamines, aromatic diamines, and aliphatic aromatic diamines exemplified above can be used alone or in combination of two or more, and different diamines can be used in combination. However, the use of an aliphatic diamine is preferred because a polyimide film can be obtained by firing at a relatively low temperature and for a short time.

【0007】上記の一般式(2)で表わされるテトラカ
ルボン酸又はその誘導体には、例えば、ピロメリット
酸、ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸、
ナフタレン−2、3、6、7−テトラカルボン酸、2,
2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸、3,
3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,
3,5,6−ビフェニルテトラカルボン酸、2,2’,
3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,3,
3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,
3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、
3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボ
ン酸、3,3’,4,4’−ジフェニルスルフォンテト
ラカルボン酸、3,3’’,4,4’’−ターフェニル
テトラカルボン酸、ペリレン−3,4,9,10−テト
ラカルボン酸、フェナンスレン−1,8,9,10−テ
トラカルボン酸、アントラセン−2,3,6,7−テト
ラカルボン酸、p−ベンゾキノン−2,3,5,6−テ
トラカルボン酸、アゾベンゼン−3,3’,4,4’−
テトラカルボン酸、2,2−ビス(3,4−ジカルボキ
シフェニル)プロパン、2,2−ビス(2,3−ジカル
ボキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(2,3−ジ
カルボキシフェニル)エタン、1,1−ビス(3,4−
ジカルボキシフェニル)エタン、ビス(2,3−ジカル
ボキシフェニル)メタン、ビス(3,4−ジカルボキシ
フェニル)メタン、2,2−ビス(3,4−ジカルボキ
シフェニル)ヘキサフルオロプロパン、チオフェン−
2,3,4,5−テトラカルボン酸、フラン−2,3,
4,5−テトラカルボン酸、ピリジン−2,3,5,6
−テトラカルボン酸、4,4’−ビス(3,4−ジカル
ボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,4’−
ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプ
ロパン、3,3’,4,4’−パーフルオロイソプロピ
リデンジフタル酸、ブタン−1,2,3,4−テトラカ
ルボン酸、ペンタン−1,2,4,5−テトラカルボン
酸、シクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン
酸、シクロペンタン−1,2,3,4−テトラカルボン
酸、シクロヘキサン−1,2,3,4−テトラカルボン
酸、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸、
3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ
−1−ナフタレンコハク酸、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、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボ
ン酸、3,5,6−トリカルボキシノルボルナン−2−
酢酸、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、
1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−メチ
ル−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、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8
−メチル−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、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラ
ル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカ
ルボン酸等が含まれる。これらのテトラカルボン酸およ
びその誘導体は、単独でも2種以上組み合わせても使用
できる。なお、一般式(2)におけるR3とR4が水素で
ある場合がテトラカルボン酸であり、その誘導体には、
3またはR4の一方が水素で、もう一方がアルキル基で
あるトリカルボン酸モノエステルと、R3とR4の両方が
アルキル基で置換されたジカルボン酸ジエステルが包含
される。一般式(2)におけるR3またはR4がアルキル
基である場合、そのアルキル基の炭素数は1〜12であ
ることが好ましいが、中でもメチル基またはエチル基で
あることが、本発明のポリイミド前駆体水系溶媒溶液を
安価に製造できる点で好ましい。また、R3とR4が同一
の炭素数のアルキル基で置換されたジカルボン酸ジエス
テルは、テトラカルボン酸の二無水物とアルコールを反
応させることで容易に得られることから好ましい。すな
わちテトラカルボン酸及びその誘導体として好ましいの
は、テトラカルボン酸、ジカルボン酸ジメチルエステ
ル、ジカルボン酸ジエチルエステルである。そして、上
記した4種の好ましいテトラカルボン酸およびその誘導
体の中でも、特に芳香族テトラカルボン酸およびその誘
導体を用いることが、最終的に得られるポリイミド皮膜
に高い耐熱性を付与できる点で好ましい。ここで芳香族
テトラカルボン酸およびその誘導体とは、一般式(2)
中の有機基R2が、少なくとも1つの芳香族環を有して
いる化合物をいう。
The tetracarboxylic acid represented by the general formula (2) or a derivative thereof includes, for example, pyromellitic acid, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid,
Naphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid, 2,
2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic acid, 3,
3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, 2,
3,5,6-biphenyltetracarboxylic acid, 2,2 ′,
3,3′-benzophenonetetracarboxylic acid, 2,3
3 ′, 4′-benzophenonetetracarboxylic acid, 3,
3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid,
3,3 ′, 4,4′-diphenylethertetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic acid, 3,3 ″, 4,4 ″ -terphenyltetracarboxylic acid, perylene -3,4,9,10-tetracarboxylic acid, phenanthrene-1,8,9,10-tetracarboxylic acid, anthracene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid, p-benzoquinone-2,3,5 , 6-tetracarboxylic acid, azobenzene-3,3 ', 4,4'-
Tetracarboxylic acid, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) Ethane, 1,1-bis (3,4-
Dicarboxyphenyl) ethane, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane, thiophene-
2,3,4,5-tetracarboxylic acid, furan-2,3
4,5-tetracarboxylic acid, pyridine-2,3,5,6
-Tetracarboxylic acid, 4,4'-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylsulfone, 4,4'-
Bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylpropane, 3,3 ′, 4,4′-perfluoroisopropylidene diphthalic acid, butane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, pentane-1,2 , 4,5-tetracarboxylic acid, cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, cyclopentane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, cyclohexane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid Acid, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid,
3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic acid, bicyclo [2.2.2]-
Oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic acid, 3,5,6-tricarboxynorbornane-2-
Acetic acid, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5
-(Tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)
-Naphtho- [1,2-c] -furan-1,3-dione,
1,3,3a, 4,5,9b-Hexahydro-5-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho- [1,2-c] -furan-1,3- Dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8
-Methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3
-Furanyl) -naphtho- [1,2-c] -furan-1,
3-dione, 5- (2,5-dioxotetrahydrofural) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, and the like. These tetracarboxylic acids and derivatives thereof can be used alone or in combination of two or more. The case where R 3 and R 4 in the general formula (2) are hydrogen is a tetracarboxylic acid, and derivatives thereof include:
Tricarboxylic acid monoesters in which one of R 3 or R 4 is hydrogen and the other is an alkyl group, and dicarboxylic acid diesters in which both R 3 and R 4 are substituted with an alkyl group are included. When R 3 or R 4 in the general formula (2) is an alkyl group, the alkyl group preferably has 1 to 12 carbon atoms, and among them, a methyl group or an ethyl group is preferred. This is preferable in that a precursor aqueous solvent solution can be produced at low cost. Further, dicarboxylic acid diesters in which R 3 and R 4 are substituted with an alkyl group having the same carbon number are preferable because they can be easily obtained by reacting a dicarboxylic acid of tetracarboxylic acid with an alcohol. That is, preferred tetracarboxylic acids and derivatives thereof are tetracarboxylic acid, dicarboxylic acid dimethyl ester, and dicarboxylic acid diethyl ester. Among the above-mentioned four preferable tetracarboxylic acids and derivatives thereof, it is particularly preferable to use aromatic tetracarboxylic acids and derivatives thereof in that high heat resistance can be imparted to the finally obtained polyimide film. Here, the aromatic tetracarboxylic acid and its derivative are represented by the general formula (2)
The compound in which the organic group R 2 has at least one aromatic ring.

【0008】本発明のポリイミド前駆体水系溶媒溶液で
は、その分散媒が水系溶媒である。水系溶媒とは水単独
または水と少なくとも1種の親水性有機溶媒からなる混
合溶媒を意味し、一般式(1)及び(2)で表される化
合物及びその塩が溶存できるものであれば、特に限定さ
れない。混合溶媒は水を通常10質量%以上、好ましく
は20重量%以上、さらに好ましくは30重量%以上含
有する。混合溶媒を使用する場合、水と混合する有機溶
媒としては、アルコール類、グリコール類、ケトン類、
エステル類、エーテル類、アミド系溶媒等を使用するこ
とができる。このような有機溶媒の例としては、メチル
アルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコー
ル、n−プロピルアルコール、ブタノール、シクロヘキ
サノール、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオー
ル、2−メチル2,4−ペンタンジオール、グリセリ
ン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2
−イソプロポキシエタノール、2−ブトキシエタノー
ル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレ
ングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコ
ールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメ
チルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエー
テル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、エ
チレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレ
ングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリ
コールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエ
ーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、
ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチ
レングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコ
ールモノアリルエーテル、アセトン、メチルエチルケト
ン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、トリオキサン、
1,2−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメ
チルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテ
ル、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルア
セトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等を挙げる
ことができる。本発明において特に好ましい水系溶媒と
しては、水単独、水/メタノール、水/エタノール、水
/イソプロパノール、水/ジメトキシエタン、水/メト
キシエタノール等が挙げられる。
In the polyimide precursor aqueous solvent solution of the present invention, the dispersion medium is an aqueous solvent. The aqueous solvent means water alone or a mixed solvent composed of water and at least one hydrophilic organic solvent, provided that the compounds represented by the general formulas (1) and (2) and the salts thereof can be dissolved therein. There is no particular limitation. The mixed solvent generally contains water at 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more. When a mixed solvent is used, alcohols, glycols, ketones,
Esters, ethers, amide solvents and the like can be used. Examples of such organic solvents include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, butanol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, , 3-butanediol, 1,5-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, glycerin, diethylene glycol, triethylene glycol,
2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2
-Isopropoxyethanol, 2-butoxyethanol, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol mono Isopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether,
Diethylene glycol monoisobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monoallyl ether, acetone, methyl ethyl ketone, dioxane, tetrahydrofuran, trioxane,
Examples thereof include 1,2-dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, and N, N-dimethylformamide. Particularly preferred aqueous solvents in the present invention include water alone, water / methanol, water / ethanol, water / isopropanol, water / dimethoxyethane, water / methoxyethanol, and the like.

【0009】先に説明した通り、本発明のポリイミド前
駆体水系溶媒溶液は、一般式(1)の化合物と一般式
(2)の化合物を、上記した水系溶媒に分散溶解させる
ことで調製することができる。この場合、水系溶媒に対
する各化合物の添加手順は特に限定されない。水系溶媒
に溶解させる一般式(1)の化合物と一般式(2)の化
合物の量的関係は、モル比で1:1の関係にあることが
理想的である。しかし、一般式(1)の化合物1モル当
り、一般式(2)の化合物が0.8〜1.2モルの比率
で、両者が水系溶媒に溶存している限り、その溶液はポ
リイミド前駆体水系溶媒溶液として使用することができ
る。ちなみに、水系溶媒に溶存する一般式(1)の化合
物と一般式(2)の化合物の比率が、上記の比率範囲を
逸脱した場合には、十分な重合度のポリイミド皮膜が得
られない可能性がある。本発明のポリイミド前駆体水系
溶媒溶液における上記化合物の濃度は、特には限定され
ないが、通常は一般式(1)の化合物と一般式(2)の
化合物の合計量基準で、1〜60重量%の範囲で、より
好ましくは2〜50重量%の範囲で選ばれる。1重量%
未満では製膜性が悪くなることがあり、60重量%以上
では溶質化合物の溶解性に問題が生じる場合がある。ポ
リイミド前駆体水系溶媒溶液調製時の温度は、−20℃
〜100℃であることが好ましく、0℃〜60℃である
ことがより好ましい。−20℃より温度が低い場合はポ
リイミド前駆体を形成する化合物が析出する場合があ
り、100℃より温度が高い場合は液中で化合物がイミ
ド化する可能性がある。
As described above, the polyimide precursor aqueous solvent solution of the present invention is prepared by dispersing and dissolving the compound of the general formula (1) and the compound of the general formula (2) in the above-mentioned aqueous solvent. Can be. In this case, the procedure for adding each compound to the aqueous solvent is not particularly limited. Ideally, the quantitative relationship between the compound of the general formula (1) and the compound of the general formula (2) to be dissolved in the aqueous solvent is 1: 1 in molar ratio. However, as long as the compound of the general formula (2) is dissolved in the aqueous solvent at a ratio of 0.8 to 1.2 moles per mole of the compound of the general formula (1), the solution is a polyimide precursor. It can be used as an aqueous solvent solution. Incidentally, when the ratio of the compound of the general formula (1) and the compound of the general formula (2) dissolved in the aqueous solvent deviates from the above-mentioned ratio range, a polyimide film having a sufficient degree of polymerization may not be obtained. There is. The concentration of the above compound in the polyimide precursor aqueous solvent solution of the present invention is not particularly limited, but is usually 1 to 60% by weight based on the total amount of the compound of the general formula (1) and the compound of the general formula (2). And more preferably in the range of 2 to 50% by weight. 1% by weight
If it is less than 60%, the film-forming property may be deteriorated. The temperature at the time of preparing the polyimide precursor aqueous solvent solution is -20 ° C.
To 100 ° C, more preferably 0 ° C to 60 ° C. When the temperature is lower than −20 ° C., the compound forming the polyimide precursor may be precipitated, and when the temperature is higher than 100 ° C., the compound may be imidized in the liquid.

【0010】本発明のポリイミド前駆体水系溶媒溶液に
は、最終的に得られるポリイミドの重合度の調節、物性
改善等のため、モノアミン化合物、ジカルボン酸および
その誘導体を添加することができる。添加するモノアミ
ン化合物は、特に限定されず、例えば、n−ブチルアミ
ン、n−ペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、n−ヘ
プチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミ
ン、n−デシルアミン、n−ウンデシルアミン、n−ド
デシルアミン、n−トリデシルアミン、n−テトラデシ
ルアミン、n−ペンタデシルアミン、n−ヘキサデシル
アミン、n−ヘプタデシルアミン、n−オクタデシルア
ミン、n−エイコシルアミン、シクロヘキシルアミン、
アニリン等が使用できる。ジカルボン酸およびその誘導
体としては、例えば、マレイン酸、フタル酸、ナジック
酸およびそれらのモノエステル等が添加可能である。モ
ノエステルとしては、炭素数1〜12のアルキルエステ
ルが好ましく、なかでもメチルエステル、エチルエステ
ルが好ましい。また、本発明のポリイミド前駆体水系溶
媒溶液には、必要に応じて、当該溶液の表面張力を調整
するための界面活性剤や、イミド化反応を促進するため
の触媒、密着性向上剤、ポリビニルアルコールや部分ア
セタール化ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミ
ド、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、カルボ
キシメチルセルロース等の水溶性ポリマー、他の添加剤
等を加えても良い。
A monoamine compound, a dicarboxylic acid and a derivative thereof can be added to the polyimide precursor aqueous solvent solution of the present invention in order to control the degree of polymerization of the finally obtained polyimide, improve physical properties, and the like. The monoamine compound to be added is not particularly limited. For example, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, n-undecylamine N-dodecylamine, n-tridecylamine, n-tetradecylamine, n-pentadecylamine, n-hexadecylamine, n-heptadecylamine, n-octadecylamine, n-eicosylamine, cyclohexylamine,
Aniline and the like can be used. As the dicarboxylic acid and its derivative, for example, maleic acid, phthalic acid, nadic acid and their monoesters can be added. As the monoester, an alkyl ester having 1 to 12 carbon atoms is preferable, and among them, a methyl ester and an ethyl ester are preferable. Further, the polyimide precursor aqueous solvent solution of the present invention, if necessary, a surfactant for adjusting the surface tension of the solution, a catalyst for accelerating the imidization reaction, an adhesion promoter, polyvinyl Alcohol, partially acetalized polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyethylene glycol, polyacrylic acid, water-soluble polymers such as carboxymethyl cellulose, and other additives may be added.

【0011】本発明のポリイミド前駆体水系溶媒溶液
は、これを基材上に塗布、乾燥、焼成することでポリイ
ミドフィルムを与える。このポリイミドフィルムは、基
材と共に使用しても良いし、基材から剥離して単独で使
用しても良いし、他の基材に転写して使用しても良い。
前記基材は特に限定されず、ガラス、セラミック、コン
クリート、プラスチック、金属、半導体、木材、紙、皮
革等がいずれも基材として使用可能である。基材の形状
は、粉体状、線状、平面状、曲面状、立体形状のいずれ
であって差し支えない。平板状基材の具体例としては、
例えば、ガラス基板、プラスチック基板、アルミ箔、銅
箔、ステンレスベルトやステンレスドラム等の金属基
板、シリコン等の半導体基板等が挙げられる。また、液
晶表示装置に利用される透明電極付き基板にも、本発明
のポリイミド前駆体水系溶媒溶液は塗布することができ
る。この場合、本発明のポリイミド前駆体水系溶媒溶液
は分散媒が水系溶媒であるため、プラスチック基板を使
用した場合でも、基板が化学的に侵食される心配を軽減
させることができる。前記プラスチック基板としては、
具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(4
−メチルペンテン−1)などのポリオレフィン、ポリイ
ミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエーテルイ
ミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケト
ン、ポリケトンサルファイド、ポリエーテルスルフォ
ン、ポリスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポ
リフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタ
レート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリ
レート、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリプ
ロピレン、トリアセチルセルロース等のセルロース系プ
ラスチックス、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等から形
成されるフィルムを挙げることができる。
The polyimide precursor aqueous solvent solution of the present invention is applied to a substrate, dried and fired to give a polyimide film. This polyimide film may be used together with the base material, may be separated from the base material and used alone, or may be transferred to another base material and used.
The substrate is not particularly limited, and any of glass, ceramic, concrete, plastic, metal, semiconductor, wood, paper, leather and the like can be used as the substrate. The shape of the substrate may be any of a powder, a line, a plane, a curved surface, and a three-dimensional shape. As a specific example of the flat base material,
For example, a glass substrate, a plastic substrate, an aluminum foil, a copper foil, a metal substrate such as a stainless steel belt or a stainless steel drum, a semiconductor substrate such as silicon, and the like can be given. The polyimide precursor aqueous solvent solution of the present invention can also be applied to a substrate with a transparent electrode used for a liquid crystal display device. In this case, since the dispersion medium of the polyimide precursor aqueous solvent solution of the present invention is an aqueous solvent, even when a plastic substrate is used, the concern that the substrate is chemically eroded can be reduced. As the plastic substrate,
Specifically, polyethylene, polypropylene, poly (4
Polyolefin such as methylpentene-1), polyimide, polyamideimide, polyamide, polyetherimide, polyetheretherketone, polyetherketone, polyketonesulfide, polyethersulfone, polysulfone, polyphenylenesulfide, polyphenyleneoxide, polyethyleneterephthalate, poly Examples include films formed from cellulose-based plastics such as butylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyacetal, polycarbonate, polyarylate, acrylic resin, polyvinyl alcohol, polypropylene, and triacetyl cellulose; epoxy resins; and phenolic resins.

【0012】本発明のポリイミド前駆体水系溶媒溶液を
基材上に塗布する方法は特に限定されず、公知の方法、
例えば、スピンコート法、バーコート法、ロールコート
法、プリント法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法、
マイヤーバーコート法、ドクターブレード法、ナイフコ
ート法、ダイコート法、グラビアコート法、マイクログ
ラビアコート法、オフセットグラビアコート法、リップ
コート法、スプレーコート法等を任意に採用することが
できる。もちろん筆やはけ等で塗布することもできる。
所望の膜厚で基材上に塗布されたポリイミド前駆体水系
溶媒溶液は、次いで乾燥される。乾燥温度は、溶液中に
含まれるジアミンやテトラカルボン酸またはその誘導体
の種類、水系溶媒の構成等に応じて適宜選択されするの
が好ましいので一概には規定できないが、通常は室温以
上200℃以下、好ましくは50℃以上150℃以下が
選ばれる。また乾燥は、一定温度下において行っても良
いし、段階的に温度を上昇させながら行っても良い。乾
燥した塗膜を焼成することで、ジアミンとテトラカルボ
ン酸またはその誘導体はイミド化し、ポリイミド皮膜を
得ることができる。焼成温度は特に限定されないが、1
00℃以上400℃以下が好ましく、120℃以上35
0℃以下がより好ましく、150℃以上300℃以下が
さらに好ましい。100℃以下ではイミド化が進行しな
い可能性があり、400℃以上では、熱分解が生じる可
能性がある。なお、乾燥、焼成プロセスを工夫すること
で乾燥と焼成をほぼ同時に行っても良い。こうして得ら
れたポリイミドフィルムは、必要に応じて水や有機溶媒
でその表面を洗浄することができる。本発明のポリイミ
ド前駆体水系溶媒溶液から得られるポリイミドフィルム
は、耐熱性フィルム、液晶配向膜、半導体やコンデンサ
ー等の絶縁膜、位相差フィルム、光導波路、回折素子等
の光学素子、封止材、耐熱接着剤、太陽電池の被覆材、
気体分離膜、逆浸透膜、限外ろ過膜等として利用できる
ほか、電線、繊維、紙,織物、不織布等の被覆材として
も利用できる。また、本発明のポリイミド前駆体水系溶
媒溶液は、エレクトロニクス分野、半導体分野、機械分
野、航空宇宙分野等での皮膜形成材料として活用するこ
とができる。特に本発明のポリイミドフィルムは、液晶
配向膜として好ましく使用することができる。本発明の
ポリイミド前駆体水系溶媒溶液から得られるポリイミド
フィルムはそのまま液晶配向膜に使用することができる
が、当該フィルムにさらに配向処理を施すことで、良好
な液晶配向膜を得ることができる。配向処理の方法は特
に限定されず、公知の方法、例えば、ラビング法、延伸
高分子膜法、マイクログルーブ法、転写法、光照射法等
が採用可能である。本発明のポリイミドフィルムを液晶
配向膜に利用した液晶表示装置は、ポリイミドフィルム
を調製するに際して、高温長時間という過酷な熱履歴が
ないため、カラーフィルター等がダメージを受けること
が少なく、有利な条件で液晶表示装置を製造することが
できる。
The method of applying the polyimide precursor aqueous solvent solution of the present invention on a substrate is not particularly limited, and a known method,
For example, spin coating, bar coating, roll coating, printing, immersion pulling, curtain coating,
A Meyer bar coating method, a doctor blade method, a knife coating method, a die coating method, a gravure coating method, a microgravure coating method, an offset gravure coating method, a lip coating method, a spray coating method, or the like can be arbitrarily adopted. Of course, it can also be applied with a brush or brush.
The polyimide precursor aqueous solvent solution applied on the substrate with a desired film thickness is then dried. The drying temperature cannot be specified unconditionally because it is preferable to appropriately select according to the type of diamine or tetracarboxylic acid or a derivative thereof contained in the solution, the configuration of the aqueous solvent, etc., but it is usually room temperature or higher and 200 ° C. or lower. Preferably, a temperature of 50 ° C. or more and 150 ° C. or less is selected. Drying may be performed at a constant temperature or may be performed while increasing the temperature stepwise. By baking the dried coating film, diamine and tetracarboxylic acid or a derivative thereof are imidized, and a polyimide film can be obtained. The firing temperature is not particularly limited.
The temperature is preferably from 00 ° C to 400 ° C, and from 120 ° C to 35 ° C.
0 ° C or lower is more preferable, and 150 ° C or higher and 300 ° C or lower is further preferable. At 100 ° C. or lower, imidization may not proceed, and at 400 ° C. or higher, thermal decomposition may occur. The drying and firing may be performed almost simultaneously by devising the drying and firing processes. The surface of the polyimide film thus obtained can be washed with water or an organic solvent as needed. The polyimide film obtained from the polyimide precursor aqueous solvent solution of the present invention is a heat-resistant film, a liquid crystal alignment film, an insulating film such as a semiconductor or a capacitor, a retardation film, an optical waveguide, an optical element such as a diffraction element, a sealing material, Heat-resistant adhesives, solar cell coatings,
It can be used as a gas separation membrane, reverse osmosis membrane, ultrafiltration membrane, etc., and also can be used as a coating material for electric wires, fibers, paper, woven fabric, nonwoven fabric, etc. In addition, the polyimide precursor aqueous solvent solution of the present invention can be used as a film-forming material in the fields of electronics, semiconductors, machinery, aerospace, and the like. In particular, the polyimide film of the present invention can be preferably used as a liquid crystal alignment film. The polyimide film obtained from the polyimide precursor aqueous solvent solution of the present invention can be used as it is for a liquid crystal alignment film, but a good liquid crystal alignment film can be obtained by further performing an alignment treatment on the film. The method of the alignment treatment is not particularly limited, and a known method, for example, a rubbing method, a stretched polymer film method, a microgroove method, a transfer method, a light irradiation method, or the like can be adopted. The liquid crystal display device using the polyimide film of the present invention for the liquid crystal alignment film, when preparing the polyimide film, because there is no severe heat history of high temperature and long time, less damage to the color filter, etc., advantageous conditions Thus, a liquid crystal display device can be manufactured.

【0013】[0013]

【実施例】以下に実施例を述べるが、本発明はこれらに
限定されるものではない。なお実施例で用いた各分析法
は以下の通りである。 (赤外分光測定)日本分光製FT/IR−7000を使
用した。 (膜厚測定)日本真空技術社製表面形状測定装置Dek
tak 3030ST型を使用した。実施例1 1,12−ジアミノドデカン4.01g(20mmo
l)とピロメリット酸のジエチルエステル6.20g
(20mmol)を水50g、エタノール50gからな
る水系溶媒に50℃で溶かし、室温まで冷却してポリイ
ミド前駆体溶液を得た。このポリイミド前駆体溶液を、
厚み1.1mmのガラス基板にスピンコート法で塗布
し、60℃で10分乾燥後、200℃で10分焼成して
イミド化した。焼成後のフィルムを赤外分光測定した結
果、図1に示す通り1774、1716cm-1にポリイ
ミドの特性ピークが見られ、ポリイミドフィルムとなっ
ていることが分かった。本ポリイミドフィルムの膜厚を
測定したところ0.5μmであることが分かった。本ポ
リイミドフィルムを水、イソプロパノール及びアセトン
中に1時間浸漬したが、変化は見られなかった。実施例2 実施例1と同様にして、1,6−ジアミノヘキサン2.
32g(20mmol)と3,3’,4,4’−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸のジメチルエステル7.73
g(20mmol)を水30g、エタノール50gから
なる水系溶媒に50℃で溶かし、室温まで冷却してポリ
イミド前駆体溶液を得た。このポリイミド前駆体溶液
を、厚み1.1mmのガラス基板にスピンコート法で塗
布し、60℃で10分乾燥後、200℃で10分焼成し
てイミド化した。焼成後のフィルムを赤外分光測定した
結果、図2に示す通り1775、1714cm-1にポリ
イミドの特性ピークが見られ、ポリイミドフィルムとな
っていることが分かった。本ポリイミドフィルムの膜厚
を測定したところ0.6μmであることが分かった。本
ポリイミドフィルムを水、イソプロパノール及びアセト
ン中に1時間浸漬したが、変化は見られなかった。実施例3 実施例1と同様にして、1,9−ジアミノノナン3.1
7g(20mmol)とピロメリット酸5.08g(2
0mmol)を水50g、イソプロパノール50gから
なる水系溶媒に50℃で溶かし、室温まで冷却してポリ
イミド前駆体溶液を得た。このポリイミド前駆体溶液
を、厚み1.1mmのガラス基板にスピンコート法で塗
布し、60℃で10分乾燥後、250℃で10分焼成、
イミド化した。焼成後のフィルムを赤外分光測定した結
果、1774、1714cm-1にポリイミドの特性ピー
クが見られ、ポリイミドフィルムとなっていることが分
かった。本ポリイミドフィルムの膜厚を測定したところ
0.5μmであることが分かった。本ポリイミドフィル
ムを水、イソプロパノール及びアセトン中に1時間浸漬
したが、変化は見られなかった。実施例4 実施例1で使用したポリイミド前駆体溶液を、厚み75
μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム
(帝人製HSL−PET)基板上にバーコート法で塗布
し、60℃で10分乾燥後、200℃で10分焼成して
イミド化した。焼成後のフィルムを赤外分光測定した結
果、1774、1716cm-1にポリイミドの特性ピー
クが見られ、ポリイミドフィルムとなっていることが分
かった。本ポリイミドフィルムの膜厚を測定したところ
0.5μmであることが分かった。本ポリイミドフィル
ムを水、イソプロパノール及びアセトン中に1時間浸漬
したが、変化は見られなかった。実施例5 実施例1で作製したガラス基板上のポリイミドフィルム
2枚を、レーヨン製の布でラビングし、5μmのスペー
サーを用いてラビング方向を反平行にして貼り合わせ、
液晶(メルク社製ZLI−4792)を注入して液晶セ
ルを作製した。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡で
観察したところ、全面にわたり均一に配向をしているこ
とが確認できた。
EXAMPLES Examples will be described below, but the present invention is not limited to these examples. In addition, each analysis method used in the Example is as follows. (Infrared spectrometry) FT / IR-7000 manufactured by JASCO was used. (Film thickness measurement) Surface shape measuring device Dek manufactured by Japan Vacuum Engineering Co., Ltd.
tk 3030ST type was used. Example 1 4.01 g of 1,12-diaminododecane (20 mmo
l) and 6.20 g of diethyl ester of pyromellitic acid
(20 mmol) was dissolved at 50 ° C. in an aqueous solvent composed of 50 g of water and 50 g of ethanol, and cooled to room temperature to obtain a polyimide precursor solution. This polyimide precursor solution,
It was applied to a 1.1 mm thick glass substrate by spin coating, dried at 60 ° C. for 10 minutes, and baked at 200 ° C. for 10 minutes to imidize. As a result of infrared spectroscopy of the fired film, polyimide characteristic peaks were observed at 1774 and 1716 cm -1 as shown in FIG. 1, indicating that the film was a polyimide film. The thickness of the polyimide film was measured and found to be 0.5 μm. The polyimide film was immersed in water, isopropanol and acetone for 1 hour, but no change was observed. Example 2 In the same manner as in Example 1, 1,6-diaminohexane
32 g (20 mmol) of dimethyl ester of 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid 7.73
g (20 mmol) was dissolved at 50 ° C. in an aqueous solvent composed of 30 g of water and 50 g of ethanol, and cooled to room temperature to obtain a polyimide precursor solution. This polyimide precursor solution was applied to a glass substrate having a thickness of 1.1 mm by a spin coating method, dried at 60 ° C. for 10 minutes, and baked at 200 ° C. for 10 minutes to imidize. As a result of infrared spectroscopic measurement of the fired film, polyimide characteristic peaks were observed at 1775 and 1714 cm -1 as shown in FIG. 2, indicating that the film was a polyimide film. The thickness of the polyimide film was measured and found to be 0.6 μm. The polyimide film was immersed in water, isopropanol and acetone for 1 hour, but no change was observed. Example 3 As in Example 1, 1,9-diaminononane 3.1
7 g (20 mmol) and pyromellitic acid 5.08 g (2
0 mmol) was dissolved in an aqueous solvent composed of 50 g of water and 50 g of isopropanol at 50 ° C., and cooled to room temperature to obtain a polyimide precursor solution. This polyimide precursor solution is applied to a glass substrate having a thickness of 1.1 mm by spin coating, dried at 60 ° C. for 10 minutes, and baked at 250 ° C. for 10 minutes.
It was imidized. As a result of infrared spectroscopic measurement of the fired film, characteristic peaks of polyimide were observed at 1774 and 1714 cm −1 , indicating that the film was a polyimide film. The thickness of the polyimide film was measured and found to be 0.5 μm. The polyimide film was immersed in water, isopropanol and acetone for 1 hour, but no change was observed. Example 4 The polyimide precursor solution used in Example 1 was coated to a thickness of 75
A μm polyethylene terephthalate (PET) film (HSL-PET manufactured by Teijin) was applied by a bar coating method, dried at 60 ° C. for 10 minutes, and baked at 200 ° C. for 10 minutes to imidize. As a result of infrared spectroscopic measurement of the fired film, characteristic peaks of polyimide were observed at 1774 and 1716 cm −1 , indicating that the film was a polyimide film. The thickness of the polyimide film was measured and found to be 0.5 μm. The polyimide film was immersed in water, isopropanol and acetone for 1 hour, but no change was observed. Example 5 Two polyimide films on the glass substrate produced in Example 1 were rubbed with a rayon cloth, and the rubbing directions were antiparallel using a 5 μm spacer, and were bonded together.
Liquid crystal (ZLI-4792 manufactured by Merck) was injected to prepare a liquid crystal cell. Observation of the alignment state of the liquid crystal cell with a polarizing microscope confirmed that the liquid crystal cell was uniformly aligned over the entire surface.

【0014】[0014]

【発明の効果】本発明のポリイミド前駆体水系溶媒溶液
は、ジアミン化合物、テトラカルボン酸またはその誘導
体化合物を水系溶媒に溶解させてなり、ポリイミドやポ
リアミック酸を含まないので、経時劣化がなく、また分
散媒が水系溶媒であることから、これが塗布される基材
のダメージを軽減することができ、また環境へも配慮す
ることができる等極めて有用である。また、ポリイミド
前駆体水系溶媒溶液から得られるポリイミドフィルム
は、過酷な熱履歴を受けることがないので、これを液晶
配向膜に使用すれば、液晶作製時に使用する基材へのダ
メージを低減させることができる。加えて、上記のポリ
イミドフィルムは耐溶剤性にも優れている。
The polyimide precursor aqueous solvent solution of the present invention is obtained by dissolving a diamine compound, a tetracarboxylic acid or a derivative thereof in an aqueous solvent, and does not contain polyimide or polyamic acid. Since the dispersion medium is an aqueous solvent, it is extremely useful because it can reduce damage to the substrate on which the dispersion medium is applied and can also consider the environment. In addition, since the polyimide film obtained from the polyimide precursor aqueous solvent solution does not receive a severe heat history, if this is used for the liquid crystal alignment film, it is possible to reduce damage to the base material used during liquid crystal production. Can be. In addition, the above-mentioned polyimide film has excellent solvent resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1における赤外分光測定の結果
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a result of infrared spectroscopy measurement in Example 1 of the present invention.

【図2】本発明の実施例2における赤外分光測定の結果
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a result of infrared spectroscopy measurement in Example 2 of the present invention.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の一般式(1)で表される化合物
と、一般式(2)で表される化合物を水系溶媒に溶解さ
せてなるポリイミド前駆体水系溶媒溶液。 【化1】 (式中、R1は2価の有機基を示す。) 【化2】 (式中、R2は4価の有機基を示し、R3及びR4はそれ
ぞれ個別に水素または炭素数1から12のアルキル基を
示す。)
An aqueous solution of a polyimide precursor obtained by dissolving a compound represented by the following general formula (1) and a compound represented by the following general formula (2) in an aqueous solvent. Embedded image (In the formula, R 1 represents a divalent organic group.) (In the formula, R 2 represents a tetravalent organic group, and R 3 and R 4 each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.)
【請求項2】 一般式(1)で表される化合物が、脂肪
族ジアミンであることを特徴とする請求項1記載のポリ
イミド前駆体水系溶媒溶液。
2. The polyimide precursor aqueous solvent solution according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (1) is an aliphatic diamine.
【請求項3】 一般式(2)の化合物が、芳香族テトラ
カルボン酸またはその誘導体であることを特徴する請求
項1または2記載のポリイミド前駆体水系溶媒溶液。
3. The polyimide precursor aqueous solvent solution according to claim 1, wherein the compound of the general formula (2) is an aromatic tetracarboxylic acid or a derivative thereof.
【請求項4】 請求項1から3記載のポリイミド前駆体
水系溶媒溶液から作製されるポリイミドフィルム。
4. A polyimide film produced from the polyimide precursor aqueous solvent solution according to claim 1.
【請求項5】 請求項1から3記載のポリイミド前駆体
水系溶媒溶液から作製される液晶配向膜。
5. A liquid crystal alignment film produced from the polyimide precursor aqueous solvent solution according to claim 1.
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