JP2002001804A - Aromatic polyimide film and its manufacturing method - Google Patents
Aromatic polyimide film and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、芳香族ポリイミド
の前駆体フィルムを膨潤状態で延伸することで、機械的
特性が改善された芳香族ポリイミドフィルム及びその製
造方法に関する。The present invention relates to an aromatic polyimide film having improved mechanical properties by stretching an aromatic polyimide precursor film in a swollen state, and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、ポリイミドは耐熱性、機械的
特性、電気的特性に優れるため、宇宙・航空機用材料、
電気電子材料、耐熱繊維材料等の分野において広く使用
されている。特にピロメリット酸二無水物と4,4’−
ジアミノジフェニルエーテルから製造される芳香族ポリ
イミドや、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物とp−フェニレンジアミンから製造され
る芳香族ポリイミドから、優れた耐熱性、機械的特性を
有するフィルムが得られることが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, polyimide has excellent heat resistance, mechanical properties, and electrical properties.
It is widely used in the fields of electric and electronic materials, heat-resistant fiber materials and the like. In particular, pyromellitic dianhydride and 4,4'-
Excellent heat resistance and mechanical properties from aromatic polyimide produced from diaminodiphenyl ether and aromatic polyimide produced from 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and p-phenylenediamine Is known to be obtained.
【0003】これらの芳香族ポリイミドは、モノマー成
分として、剛直性を示す酸(又はアミン)成分と可撓性
を発現するアミン(又は酸)成分とを組み合わせて重合
することにより、薄膜状になる程度の成形性を有せしめ
て、かつ高い弾性率を発現させている。These aromatic polyimides are formed into a thin film by polymerizing a combination of an acid (or amine) component exhibiting rigidity and an amine (or acid) component exhibiting flexibility as monomer components. It has a degree of moldability and expresses a high elastic modulus.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記フ
ィルムの引張弾性率は、せいぜい4〜8GPa程度であ
るため、処理速度の高速化、高画質化が要求されている
画像形成装置の定着ベルト、転写ベルト等では十分に要
求特性を満足する数値には到っていない。つまり、特に
処理速度が高速化した装置や大版印刷用の装置に、薄く
て強い引張り弾性率10GPa以上のベルトが望まれて
いるが、現在、最も弾性率の高い芳香族ポリイミドを用
いてベルトを製造した場合でも、充填剤補強しないで引
張弾性率が9GPaを超えるものは製造が困難であっ
た。However, since the tensile elastic modulus of the film is at most about 4 to 8 GPa, the fixing belt of an image forming apparatus which requires a high processing speed and a high image quality is required. In the case of a belt or the like, the numerical values do not sufficiently satisfy the required characteristics. In other words, a belt having a thin and strong tensile elastic modulus of 10 GPa or more is desired especially for an apparatus having a high processing speed or an apparatus for large-size printing. However, at present, a belt using an aromatic polyimide having the highest elastic modulus is required. Was difficult to manufacture when the tensile modulus exceeded 9 GPa without reinforcing the filler.
【0005】本発明は、かかる要望に応じてなされたも
ので、従来にない引張弾性率が10GPa以上の機械的
特性をもつ芳香族ポリイミドフィルム、及びそのフィル
ムを製造するための製造方法を提供することを目的とす
る。[0005] The present invention has been made in response to such a demand, and provides an aromatic polyimide film having mechanical properties of 10 GPa or more, which is unprecedented, and a method for producing the film. The purpose is to:
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、棒状ポリ
イミド分子の配向性に着目し、それを好適に配向させる
方法を検討した結果、完全なポリイミド前駆体状態でフ
ィルムを作製し、膨潤させて低倍率で延伸することによ
り、配向した引張弾性率の大きなフィルムが得られるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems The present inventors have paid attention to the orientation of rod-like polyimide molecules and studied a method for suitably orienting them. As a result, a film was prepared in a complete polyimide precursor state, and swelled. Then, it was found that an oriented film having a large tensile modulus was obtained by stretching at a low magnification, and the present invention was completed.
【0007】即ち、本発明の製造方法は、溶媒が残存す
る芳香族ポリイミドの前駆体フィルムを膨潤剤で膨潤さ
せる工程と、膨潤したフィルムを少なくとも一軸方向に
延伸する工程と、延伸したフィルムから膨潤剤を除去す
る工程と、そのフィルムを固定して熱イミド化する工程
とを有するものである。That is, the production method of the present invention comprises a step of swelling an aromatic polyimide precursor film in which a solvent remains, with a swelling agent, a step of stretching the swollen film in at least one direction, and a step of swelling the stretched film. It has a step of removing the agent and a step of fixing the film and thermally imidizing the film.
【0008】また、前記前駆体フィルムとしてシームレ
スの管状体を用いると共に、前記延伸を周方向に行うも
のである。Further, a seamless tubular body is used as the precursor film, and the stretching is performed in the circumferential direction.
【0009】上記において、前記前駆体フィルム中の溶
媒残量が25〜40wt%であることが好ましい。ま
た、前記延伸の延伸倍率が5〜20%であることが好ま
しい。一方、本発明の芳香族ポリイミドフィルムは、上
記の製造方法(請求項1)によって製造でき、芳香族酸
二無水物と芳香族ジアミンとをモノマー成分する芳香族
ポリイミドよりなり、延伸方向の引張弾性率が10GP
a以上である芳香族ポリイミドフィルムである。In the above, it is preferable that the remaining amount of the solvent in the precursor film is 25 to 40% by weight. Further, the stretching ratio of the stretching is preferably 5 to 20%. On the other hand, the aromatic polyimide film of the present invention can be produced by the above-mentioned production method (Claim 1), is composed of an aromatic polyimide having an aromatic dianhydride and an aromatic diamine as monomer components, and has a tensile elasticity in a stretching direction. Rate is 10GP
a is an aromatic polyimide film which is not less than a.
【0010】また、本発明の芳香族ポリイミドフィルム
は、上記の別の製造方法(請求項2)によって製造で
き、芳香族酸二無水物と芳香族ジアミンとをモノマー成
分する芳香族ポリイミドよりなり、周方向の引張弾性率
が10GPa以上であるシームレス管状の芳香族ポリイ
ミドフィルムである。Further, the aromatic polyimide film of the present invention can be produced by the above another production method (Claim 2), and comprises an aromatic polyimide having an aromatic dianhydride and an aromatic diamine as monomer components, A seamless tubular aromatic polyimide film having a tensile modulus in the circumferential direction of 10 GPa or more.
【0011】[作用効果]本発明の製造方法によると、
実施例の結果が示すように、芳香族ポリイミドの前駆体
フィルムを膨潤させた状態で延伸するため、得られるフ
ィルムの引張弾性率を大幅に向上させることができる。
膨潤状態で延伸するのが有効な理由の詳細は明らかでは
ないが、溶媒量を増加して分子鎖の可動性を高める場合
に比べて、膨潤状態の方がミクロ構造的に延伸による分
子鎖の配向効果が高いためと推測される。なお、溶媒が
残存する前駆体フィルムを用いるのは、置換による膨潤
を容易化するのに有効であり、熱イミド化する前に膨潤
剤を除去するのは、得られるフィルムの機械的特性の向
上に有効であると考えられる。[Effects] According to the production method of the present invention,
As shown in the results of the examples, since the precursor film of the aromatic polyimide is stretched in a swollen state, the tensile modulus of the obtained film can be significantly improved.
Although the details of the reason why stretching in the swollen state is effective are not clear, the swollen state has a microstructure in which the molecular chains are stretched in a microstructure compared to the case where the amount of the solvent is increased to increase the mobility of the molecular chains. It is assumed that the orientation effect is high. The use of the precursor film in which the solvent remains is effective in facilitating the swelling due to substitution, and removing the swelling agent before thermal imidization improves the mechanical properties of the obtained film. Is considered to be effective.
【0012】また、前記前駆体フィルムとしてシームレ
スの管状体を用いると共に、前記延伸を周方向に行う場
合、引張弾性率が大幅に向上したシームレスの管状の芳
香族ポリイミドフィルムを製造することができる。When a seamless tubular body is used as the precursor film and the stretching is performed in the circumferential direction, a seamless tubular aromatic polyimide film having significantly improved tensile modulus can be manufactured.
【0013】前記前駆体フィルム中の溶媒残量が25〜
40wt%である場合、溶媒と膨潤剤との置換がより容
易に行え、しかも前駆体フィルムの強度等が適度にな
り、取り扱いがより容易になる。The residual amount of the solvent in the precursor film is 25 to
When the content is 40% by weight, the replacement between the solvent and the swelling agent can be performed more easily, and the strength and the like of the precursor film become moderate, and the handling becomes easier.
【0014】前記延伸の延伸倍率が5〜20%である場
合、延伸による弾性率の向上効果が十分得られ、しかも
過度の延伸による横方向(非延伸方向)の脆弱化がより
生じにくくなる。When the stretching ratio of the stretching is 5 to 20%, the effect of improving the elastic modulus by the stretching is sufficiently obtained, and the brittleness in the transverse direction (non-stretching direction) due to excessive stretching is less likely to occur.
【0015】一方、本発明の芳香族ポリイミドフィルム
は、上記の製造方法によって得られるような、適度に分
子鎖が配向した構造を有するため、延伸方向の引張弾性
率が10GPa以上と高く、しかも非延伸方向の強度も
ある程度維持されたものとなる。On the other hand, since the aromatic polyimide film of the present invention has a structure in which the molecular chains are appropriately oriented as obtained by the above-mentioned production method, the tensile elastic modulus in the stretching direction is as high as 10 GPa or more, and the The strength in the stretching direction is also maintained to some extent.
【0016】また、本発明の別の芳香族ポリイミドフィ
ルムは、上記と同様に適度に分子鎖が配向した構造を有
するため、周方向の引張弾性率が10GPa以上と高
く、しかも非延伸方向の強度もある程度維持されたシー
ムレス管状体となる。Further, another aromatic polyimide film of the present invention has a structure in which the molecular chains are appropriately oriented in the same manner as described above, so that the tensile modulus in the circumferential direction is as high as 10 GPa or more, and the strength in the non-stretching direction is high. Also becomes a seamless tubular body maintained to some extent.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明では、溶媒が残存する芳香族ポリイ
ミドの前駆体フィルムを用いるが、かかる前駆体フィル
ムは、以下のような芳香族酸二無水物と芳香族ジアミン
とを用いて、常法にて製造することができる。Embodiments of the present invention will be described below. In the present invention, a precursor film of an aromatic polyimide in which a solvent remains is used, but such a precursor film is produced by an ordinary method using an aromatic dianhydride and an aromatic diamine as described below. be able to.
【0018】芳香族酸酸無水物としては、ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物、及び/又はピロメリット酸二
無水物等が挙げられる。ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物としては、3,3’,4,4’−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4―ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。Examples of the aromatic acid anhydride include biphenyltetracarboxylic dianhydride and / or pyromellitic dianhydride. Examples of the biphenyltetracarboxylic dianhydride include 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 2,3,3 ′, 4-biphenyltetracarboxylic dianhydride.
【0019】また、芳香族ジアミンとしては、p−フェ
ニレンジアミン、2,2’−ジメチルベンジジン、3,
3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、
4,4’−ジアミノベンズアニリド等の直線構造を持つ
ものが挙げられる。As the aromatic diamine, p-phenylenediamine, 2,2'-dimethylbenzidine, 3,3
3'-dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl,
Those having a linear structure such as 4,4'-diaminobenzanilide are exemplified.
【0020】上記の芳香族酸二無水物と芳香族ジアミン
の組合せとしては、ビフェニルテトラカルボン酸二無水
物と、p−フェニレンジアミン、2,2’−ジメチルベ
ンジジン、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミ
ノビフェニルとの組合せが、分子鎖の配向性の点で好ま
しい。なお、上記の芳香族酸二無水物と芳香族ジアミン
とは、各々2種以上併用してもよく、その場合、得られ
る芳香族ポリイミドは共重合体となる。Examples of the combination of the aromatic dianhydride and the aromatic diamine include biphenyltetracarboxylic dianhydride, p-phenylenediamine, 2,2'-dimethylbenzidine, and 3,3'-dihydroxy-4. The combination with 4,4'-diaminobiphenyl is preferred in view of the orientation of the molecular chain. The aromatic acid dianhydride and the aromatic diamine may be used in combination of two or more, and in that case, the obtained aromatic polyimide is a copolymer.
【0021】合成には、N,N−ジアルキルアミド類等
の有機極性溶媒が好適に用いられ、例えば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,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジエチルアセ
トアミド、N,N−ジメチルメトキシアセトアミド、ジ
メチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリアミ
ド、N−メチル−2−ピロリドン、ピリジン、ジメチル
スルホキシド、テトラメチレンスルホン、ジメチルテト
ラメチレンスルホン等が使用される。これらは単独で用
いてもよいし、併せて用いてもよい。さらに、上記有機
極性溶媒中にクレゾール、フェノール、キシレノール等
のフェノール類、ベンゾニトリル、ジオキサン、ブチロ
ラクトン、キシレン、シクロヘキサン、ヘキサン、ベン
ゼン、トルエン等を単独でもしくは併せて混合すること
もできる。なお、水の存在によって生成するポリアミド
酸が加水分解して低分子量化するため、ポリアミド酸の
合成は実質上無水条件下で行うことが好ましい。In the synthesis, organic polar solvents such as N, N-dialkylamides are suitably used. For example, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide,
N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphortriamide, N-methyl-2-pyrrolidone, pyridine, dimethylsulfoxide, tetramethylenesulfone, dimethyltetra Methylene sulfone or the like is used. These may be used alone or in combination. Furthermore, phenols such as cresol, phenol and xylenol, benzonitrile, dioxane, butyrolactone, xylene, cyclohexane, hexane, benzene, toluene and the like can be used alone or in combination in the organic polar solvent. Since the polyamic acid produced by the presence of water is hydrolyzed to have a low molecular weight, the synthesis of the polyamic acid is preferably performed under substantially anhydrous conditions.
【0022】以上のような芳香族酸二無水物(a)と芳
香族ジアミン(b)を有機極性溶媒中で反応させること
により、ポリアミド酸が得られるが、その際のモノマー
濃度は(溶媒中における(a)+(b)の濃度)は、種
々の条件に応じて設定される。また、反応温度は80℃
以下に設定することが好ましく、特に好ましくは5〜5
0℃である。反応の進行に伴い、溶液粘度が上昇する
が、加工性等の点からB型粘度計における25℃の粘度
を0. 01〜1000Pa・sに調整することが好まし
い。なお溶液粘度は、加熱下での攪拌やモノマー濃度に
よっても調整可能である。By reacting the aromatic dianhydride (a) and the aromatic diamine (b) in an organic polar solvent as described above, a polyamic acid can be obtained. In (a) + (b)) are set according to various conditions. The reaction temperature is 80 ° C.
It is preferable to set the following, particularly preferably 5 to 5
0 ° C. Although the solution viscosity increases with the progress of the reaction, the viscosity at 25 ° C. in the B-type viscometer is preferably adjusted to 0.01 to 1000 Pa · s from the viewpoint of processability and the like. The solution viscosity can also be adjusted by stirring under heating or the monomer concentration.
【0023】前駆体フィルムをシート状フィルムやシー
ムレス管状体として成形するには、公知の方法を採用す
ることができる。具体的には、シート状フィルムの場
合、ガラス板、ステンレス基板、ステンレスベルト等の
基材上に流延した後、加熱乾燥させる方法が一般的であ
る。一方、シームレス管状体は、円筒状金型の内面や外
面に浸潰塗布、スプレー塗布等の方法で塗布した後、膜
厚精度を出すために管状外型、弾丸状走行体及びスクレ
ーパ等で余計なポリアミド前駆体溶液を除去したり、遠
心成形法等により成形される。For forming the precursor film into a sheet-like film or a seamless tubular body, a known method can be adopted. Specifically, in the case of a sheet-like film, a method of casting on a substrate such as a glass plate, a stainless steel substrate, or a stainless steel belt, and then drying by heating is common. On the other hand, the seamless tubular body is applied to the inner surface and the outer surface of the cylindrical mold by immersion coating, spray coating, or the like, and then, using a tubular outer mold, a bullet-shaped traveling body, a scraper, etc. It is molded by removing a polyamide precursor solution or by a centrifugal molding method.
【0024】この時、モノマー濃度や溶液粘度等により
膜厚精度が決まり、また金型内面の表面粗さが管状体の
表面精度を決定するため、管状体の設計に応じてこれら
を決定できるが、ポリイミド前駆体溶液のモノマー濃度
は3〜50wt%、好ましくは5〜40wt%である。
また、溶液粘度は0. 01〜1000Pa・s、好まし
くは0. 05〜700Pa・s、より好ましくは0. 1
〜500Pa・sである。溶液粘度は管状体の膜厚精度
等の寸法精度に影響を与える大きな要因であり、上記粘
度未満であると偏肉が生じやすくなる傾向があり、上記
粘度を超えると製造の際の成形性に乏しくなる傾向があ
る。At this time, since the film thickness accuracy is determined by the monomer concentration and the solution viscosity, and the surface roughness of the inner surface of the mold determines the surface accuracy of the tubular body, these can be determined according to the design of the tubular body. The monomer concentration of the polyimide precursor solution is 3 to 50 wt%, preferably 5 to 40 wt%.
Further, the solution viscosity is 0.01 to 1000 Pa · s, preferably 0.05 to 700 Pa · s, and more preferably 0.1.
500500 Pa · s. Solution viscosity is a major factor that affects dimensional accuracy such as film thickness accuracy of the tubular body.If the viscosity is less than the above viscosity, there is a tendency that uneven wall thickness tends to occur. Tends to be scarce.
【0025】また、導電性、半導電性、高熱伝導性、高
強度等要求される特性により所望の有機粉体、無機粉
体、無機酸化物、金属、金属酸化物、界面活性剤や繊維
等の充填剤を使用できる。Depending on the required properties such as conductivity, semi-conductivity, high thermal conductivity and high strength, desired organic powders, inorganic powders, inorganic oxides, metals, metal oxides, surfactants, fibers, etc. Can be used.
【0026】本発明では、溶媒が残存する前駆体フィル
ムを使用するが、上記塗布されたポリイミド前駆体溶液
を80℃以下の温度(例えば60℃)で適当な時間だけ
加熱乾燥し、基材や金型等から剥離することにより、イ
ミド化の進んでいない溶媒が残存する前駆体フィルムを
得ることができる。本発明では、溶剤残量が25〜40
%の前駆体フィルムを用いるのが好ましいが、加熱温度
や時間によって溶剤残量を調整することができる。な
お、溶剤残量が25%未満であると、後工程で膨潤し難
く、延伸のばらつきを生じる傾向があり、40%を超え
るとフィルムが柔かく剥離時に変形するという障害が生
じる傾向がある。In the present invention, a precursor film in which a solvent remains is used, and the applied polyimide precursor solution is heated and dried at a temperature of 80 ° C. or less (for example, 60 ° C.) for an appropriate time to form a base material or the like. By peeling from a mold or the like, a precursor film in which a solvent in which imidization has not progressed remains can be obtained. In the present invention, the remaining amount of the solvent is 25 to 40.
% Of the precursor film is preferably used, but the remaining amount of the solvent can be adjusted by heating temperature and time. If the remaining amount of the solvent is less than 25%, swelling is difficult in a subsequent step, and stretching tends to occur. If it exceeds 40%, the film tends to be soft and deformed during peeling.
【0027】このように製造されたポリイミド前駆体フ
ィルムは、延伸前に膨潤剤で膨潤される。膨潤剤として
は、前記溶媒と置換して芳香族ポリイミドの前駆体フィ
ルムを膨潤(溶解せずに体積増加)させるものであれば
何れでもよいが、例えばエチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、グリセリン等の高沸点アルコール類など
が挙げられ、特にエチレングリコールが好ましい。膨潤
は、前駆体フィルムを膨潤剤に浸漬したり、膨潤剤を塗
布するなどして行うことができる。また、膨潤を効率良
く行う上で、80℃以下の加熱下で膨潤を行うのが好ま
しい。膨潤を行う時間は、膨潤剤や溶媒の種類にもよる
が、1〜10分間程度が好ましい。The polyimide precursor film thus manufactured is swollen with a swelling agent before stretching. Any swelling agent may be used as long as it replaces the solvent and swells (increases the volume without dissolving) the precursor film of the aromatic polyimide. Examples thereof include high boiling alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, and glycerin. And ethylene glycol is particularly preferred. Swelling can be performed by immersing the precursor film in a swelling agent or applying a swelling agent. For efficient swelling, swelling is preferably performed under heating at 80 ° C. or lower. The time for swelling depends on the type of swelling agent and solvent, but is preferably about 1 to 10 minutes.
【0028】本発明では、膨潤したフィルムを少なくと
も一軸方向に延伸するが、この延伸は膨潤剤中で、又は
膨潤剤への浸漬後に行われる。延伸方法としては、複数
の金属ロールの回転速度差を利用する方法、ピンチロー
ル間の回転速度差を利用する方法、テンター式延伸機を
用いる方法(2軸延伸可能)が挙げられる。前駆体フィ
ルムとしてシームレスの管状体を用いる場合、延伸は少
なくとも周方向に行う。いずれの延伸法においても、室
温〜50℃までの低温で行うのが好ましい。50℃を超
えるとフィルムの剛性がなくなり、成形性が乏しくなる
傾向がある。In the present invention, the swollen film is stretched at least uniaxially, and this stretching is performed in the swelling agent or after immersion in the swelling agent. Examples of the stretching method include a method using a rotation speed difference between a plurality of metal rolls, a method using a rotation speed difference between pinch rolls, and a method using a tenter type stretching machine (biaxial stretching is possible). When a seamless tubular body is used as the precursor film, the stretching is performed at least in the circumferential direction. In any stretching method, the stretching is preferably performed at a low temperature from room temperature to 50 ° C. When the temperature exceeds 50 ° C., the rigidity of the film is lost, and the moldability tends to be poor.
【0029】その際の延伸倍率は、各延伸方向について
5〜20%が好ましい。5%未満だと延伸による弾性率
の向上効果が不十分になる傾向あり、20%を超える
と、配向が強すぎて、たて裂けが弱いフィルムとなる傾
向がある。The stretching ratio at that time is preferably 5 to 20% in each stretching direction. If it is less than 5%, the effect of improving the elastic modulus by stretching tends to be insufficient. If it exceeds 20%, the film tends to have too strong an orientation and weakly tear.
【0030】本発明では、このようにして延伸したフィ
ルムから膨潤剤を除去する。膨潤剤の除去は、常温乾
燥、加熱乾燥等により行ってもよいが、液体を用いた抽
出により除去するのが、加熱せずに短時間で膨潤剤を除
去できるため好ましい。その際用いる液体としては、
水、エタノール、イソプルピルアルコール等を使用する
ことができる。In the present invention, the swelling agent is removed from the thus stretched film. The swelling agent may be removed by drying at room temperature, drying by heating, or the like, but removal by extraction with a liquid is preferable because the swelling agent can be removed in a short time without heating. As the liquid used at that time,
Water, ethanol, isopropyl alcohol and the like can be used.
【0031】本発明では、膨潤剤が除去されたフィルム
を固定して熱イミド化する。フィルムの固定は、延伸方
向と逆方向の収縮を防止できればよく、両端部を固定す
る方法、定速でロール搬送する方法、ロール間に保持す
る方法、円柱状金型に被覆固定する方法などが挙げられ
る。In the present invention, the film from which the swelling agent has been removed is fixed and thermally imidized. The film may be fixed as long as it can prevent shrinkage in the direction opposite to the stretching direction.Examples include a method of fixing both ends, a method of conveying a roll at a constant speed, a method of holding between rolls, and a method of coating and fixing to a cylindrical mold. No.
【0032】また、熱イミド化は、従来のポリイミドフ
ィルムと同様にして行うことができ、例えば100℃前
後から400℃前後までの段階的加熱により、イミド化
を進行させて完結させることができる。The thermal imidization can be performed in the same manner as a conventional polyimide film. For example, the imidization can be advanced and completed by stepwise heating from about 100 ° C. to about 400 ° C.
【0033】なお、膨潤剤の除去に使用した液体は、使
用直後に乾燥等してもよく、また、熱イミド化の際の加
熱によって蒸発除去するなどしてもよい。The liquid used for removing the swelling agent may be dried immediately after use, or may be removed by evaporation by heating during thermal imidization.
【0034】本発明の芳香族ポリイミドフィルムは、以
上のような製造方法によって製造でき、芳香族酸二無水
物と芳香族ジアミンとをモノマー成分する芳香族ポリイ
ミドよりなり、延伸方向の引張弾性率が10GPa以上
のものである。また、周方向の引張弾性率が10GPa
以上であるシームレス管状の芳香族ポリイミドフィルム
である。The aromatic polyimide film of the present invention can be produced by the above-described production method, is composed of an aromatic polyimide having an aromatic dianhydride and an aromatic diamine as monomer components, and has a tensile modulus in the stretching direction. It is 10 GPa or more. The tensile modulus in the circumferential direction is 10 GPa.
The above is a seamless tubular aromatic polyimide film.
【0035】また、非延伸方向の引き裂き強度(JIS
K 7128−3に準じる)は、150〜600N/
mmが好ましい。150N/mm未満では、ベルト等に
使用する場合の耐久性が不十分になる傾向がある。Further, the tear strength in the non-stretching direction (JIS
K 7128-3) is 150 to 600 N /
mm is preferred. If it is less than 150 N / mm, the durability when used for a belt or the like tends to be insufficient.
【0036】本発明にかかる芳香族ポリイミド樹脂製フ
ィルムは、用途として特に限定されないが、FPCの回
路基板や耐熱テープの基材等に好適に用いられる。ま
た、本発明にかかる芳香族ポリイミドのシームレス管状
体は、幅広い分野で使用が可能であるが、特に複写機、
レーザービームプリンター等の画像形成装置に用いられ
る定着ベルト、転写ベルト、搬送ベルト、感光体ベルト
等の機能性ベルトや、ATMや公衆電話等の紙葉・カー
ド搬送用の搬送ベルト或いはこれらの基材として好適に
用いることができる。特に、本発明によれば、コピー機
や複写機の定着ベルトとして従来以上の機械的強度を有
するため、従来のものより薄膜化が可能となる。そのた
め熱伝導が有利となり、定着時間の短縮により高速化が
可能となる。また、従来通りの厚みであれば、従来以上
の機械的強度を有するため、広幅化が可能となり大版印
刷用に使用できるようになる。The aromatic polyimide resin film according to the present invention is not particularly limited in use, but is suitably used for a circuit board of an FPC, a base material of a heat-resistant tape, and the like. In addition, the seamless tubular body of the aromatic polyimide according to the present invention can be used in a wide range of fields, particularly a copying machine,
Functional belts such as fixing belts, transfer belts, transport belts, and photoreceptor belts used in image forming apparatuses such as laser beam printers; transport belts for transporting paper and cards such as ATMs and public telephones; Can be suitably used. In particular, according to the present invention, the fixing belt of a copying machine or a copying machine has a mechanical strength higher than that of a conventional fixing belt. Therefore, heat conduction is advantageous, and the speed can be increased by shortening the fixing time. Further, if the thickness is the same as before, it has higher mechanical strength than before, so that it can be widened and used for large-size printing.
【0037】[0037]
【実施例】以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実
施例等について説明する。なお、実施例、比較例におけ
る物性の評価は次のようにして行った。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments and the like specifically showing the configuration and effects of the present invention will be described below. In addition, evaluation of the physical property in an Example and a comparative example was performed as follows.
【0038】1)引張弾性率 JIS K 7127(1999) に基づき、試験片
の幅10mm、長さ250mmになるようにとり、つか
み具間距離150mmとし、テンシロンにて引張速度1
mm/分にて測定・算出した。1) Tensile modulus According to JIS K 7127 (1999), the test piece was taken to have a width of 10 mm and a length of 250 mm.
It was measured and calculated at mm / min.
【0039】2)引裂強度 JIS K 7128−3に基づき、試験速度200m
m/分で測定し、得られた結果より計算により引裂強度
を算出した。2) Tear strength Test speed 200 m based on JIS K 7128-3
The measurement was performed at m / min, and the tear strength was calculated from the obtained result.
【0040】[実施例1]窒素置換した500mL4つ
口フラスコにジメチルアセトアミド(380g)とp−
フェニレンジアミン(25. 5g)を仕込み、常温で攪
拌させながら溶解した。次いで、3,3’,4,4’−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(69.4g)を
添加し、一定時間攪拌しながら25℃で重合反応を行っ
た結果、徐々に粘度が上昇した。得られたポリアミド酸
溶液を75℃で24時間加熱しながら攪拌することによ
り、B型粘度計による溶液粘度が250Pa・sのポリ
イミド前駆体溶液(固形分濃度20wt%)を得た。Example 1 Dimethylacetamide (380 g) and p-
Phenylenediamine (25.5 g) was charged and dissolved with stirring at room temperature. Then, 3,3 ', 4,4'-
Biphenyltetracarboxylic dianhydride (69.4 g) was added, and a polymerization reaction was performed at 25 ° C. with stirring for a certain period of time. As a result, the viscosity gradually increased. The obtained polyamic acid solution was heated and stirred at 75 ° C. for 24 hours to obtain a polyimide precursor solution (solid content concentration: 20 wt%) having a solution viscosity of 250 Pa · s measured by a B-type viscometer.
【0041】このポリイミド前駆体溶液をガラス板上に
塗布し、60℃で90分加熱した後剥離し、溶剤残量3
2%で厚み120μmのポリイミド前駆体フィルムを得
た。ここで溶剤残量は、次式の通り、ポリイミドの重量
からポリイミド前駆体の重量を算出し計算した。This polyimide precursor solution was applied on a glass plate, heated at 60 ° C. for 90 minutes, and peeled off.
A 2% polyimide precursor film having a thickness of 120 μm was obtained. Here, the solvent remaining amount was calculated by calculating the weight of the polyimide precursor from the weight of the polyimide as in the following equation.
【0042】溶剤残量(%)=(乾燥試料重量−ポリイ
ミド前駆体重量)/試料重量×100ここで、ポリイミ
ド前駆体重量=ポリイミド重量+(ポリイミド重量/ポ
リイミド分子量)×2×(H2 Oの分子量)である。Solvent residual amount (%) = (dry sample weight−polyimide precursor weight) / sample weight × 100 where polyimide precursor weight = polyimide weight + (polyimide weight / polyimide molecular weight) × 2 × (H 2 O Molecular weight).
【0043】このポリイミド前駆体フィルムを50℃の
エチレングリコール中に5分間浸漬して膨潤させ、引き
上げてから一軸方向に10%延伸したあと、イソプロピ
ルアルコールでエチレングリコールを除去した。その
後、両端を固定し、130℃から360℃まで段階的に
加熱(加熱中にイソプロピルアルコールは蒸発した)
し、熱イミド化を行ない、58μmの芳香族延伸ポリイ
ミドフィルムを得た。このフィルムは、表面精度が良好
であり、JIS K 7127(1999)に準じ、延
伸方向の引張弾性率を測定したところ13. 5GPaで
あり、延び13%であった。また、非延伸方向の引き裂
き強度は、440N/mmであった。This polyimide precursor film was dipped in ethylene glycol at 50 ° C. for 5 minutes to swell, pulled up, stretched 10% in one axis direction, and then ethylene glycol was removed with isopropyl alcohol. After that, both ends are fixed and heated stepwise from 130 ° C. to 360 ° C. (isopropyl alcohol evaporates during heating)
Then, thermal imidization was carried out to obtain a 58 μm aromatic stretched polyimide film. The film surface precision is good, according to JIS K 7127 (1999), a 13. 5 GPa was measured tensile modulus in the stretching direction, was extended 13%. Further, the tear strength in the non-stretching direction was 440 N / mm.
【0044】[実施例2]実施例1にて得られた芳香族
ポリイミド前駆体溶液を内径約φ40mm、長さ500
mmの円筒状金型の内面にディスペンサーで上から15
0mm程塗布した。次いで弾丸状走行体を上部より金型
内部に自重により落下させ、均一な膜厚(600μm)
とした。この金型を60℃で90分加熱した。円筒状金
型より離型しポリイミド前駆体のシームレス管状体(膜
厚120μm、溶剤残量35%)を得た。[Example 2] The aromatic polyimide precursor solution obtained in Example 1 was coated with an inner diameter of about φ40 mm and a length of 500
15 mm from the top with a dispenser on the inner surface of a cylindrical mold
About 0 mm was applied. Next, the bullet-shaped traveling body is dropped from the upper part into the mold by its own weight, and a uniform film thickness (600 μm) is obtained.
And The mold was heated at 60 ° C. for 90 minutes. The mold was released from the cylindrical mold to obtain a seamless tubular body of the polyimide precursor (film thickness: 120 μm, solvent remaining: 35%).
【0045】このシームレス管状体を50℃のエチレン
グリコール中に5分間浸漬して膨潤させ、引き上げてか
らロール間で周方向に5%延伸したあとイソプロピルア
ルコールでエチレングリコールを除去した。その後、円
柱状の金型に固定し、130℃から360℃まで段階的
に加熱し、熱イミド化を行ない、58μmの延伸ポリイ
ミドシームレス管状体を得た。This seamless tubular body was dipped in ethylene glycol at 50 ° C. for 5 minutes to swell, pulled up, stretched 5% in the circumferential direction between rolls, and then ethylene glycol was removed with isopropyl alcohol. Then, it was fixed to a cylindrical mold and heated stepwise from 130 ° C. to 360 ° C. to perform thermal imidization to obtain a 58 μm stretched polyimide seamless tubular body.
【0046】このシームレス管状体は、表面精度が良好
であり、これを切り関いてJISK 7127(199
9)に準じ、周方向の引張弾性率を測定したところ11
.0GPaであり、延び17%であった。また、非延伸
方向の引き裂き強度は、490N/mmであった。This seamless tubular body has a good surface accuracy, and the JISK 7127 (199)
According to 9), the tensile modulus in the circumferential direction was measured.
0 GPa, and the elongation was 17%. Further, the tear strength in the non-stretching direction was 490 N / mm.
【0047】[比較例1]実施例1にて得られた芳香族
ポリイミド前駆体溶液を内径約φ40mm、長さ500
mmの円筒状金型の内面にディスペンサーで上から15
0mm程塗布した。次いで弾丸状走行体を上部より金型
内部に自重により落下させ、均一な膜厚(600μm)
とした。この金型を室温から段階的に360℃まで加熱
硬化させ、溶媒の除去、脱水閉環水の除去及びイミド転
化の完結反応を行い、次いで室温まで冷却した。円筒状
金型より硬化したシームレス管状体(膜厚74μm)を
得た。この管状体は内表面・外表面とも表面精度が良好
であり、これを切り関いてJIS K 7127(19
99)に準じ周方向の引張弾性率を測定したところ6.
8GPaであり、延び20%でであった。また、幅方向
の引き裂き強度は、509N/mmであった。[Comparative Example 1] The aromatic polyimide precursor solution obtained in Example 1 was coated with an inner diameter of about φ40 mm and a length of 500
15 mm from the top with a dispenser on the inner surface of a cylindrical mold
About 0 mm was applied. Next, the bullet-shaped traveling body is dropped from the upper part into the mold by its own weight, and a uniform film thickness (600 μm) is obtained.
And The mold was heated and cured stepwise from room temperature to 360 ° C. to remove the solvent, remove the dehydrated ring-closing water and complete the imide conversion, and then cooled to room temperature. A cured seamless tubular body (film thickness: 74 μm) was obtained from a cylindrical mold. This tubular body has good surface accuracy on both the inner surface and the outer surface, and JIS K 7127 (19)
5. The tensile modulus in the circumferential direction was measured according to 99).
8 GPa and elongation was 20%. The tear strength in the width direction was 509 N / mm.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29L 23:00 B29L 23:00 C08L 79:08 C08L 79:08 Fターム(参考) 4F071 AA60 AF20Y BB07 BC01 4F210 AA40 AB01 AG01 QC01 QC03 QC05 QG01 QG02 QG18 QW11 QW31 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B29L 23:00 B29L 23:00 C08L 79:08 C08L 79:08 F term (Reference) 4F071 AA60 AF20Y BB07 BC01 4F210 AA40 AB01 AG01 QC01 QC03 QC05 QG01 QG02 QG18 QW11 QW31
Claims (6)
体フィルムを膨潤剤で膨潤させる工程と、膨潤したフィ
ルムを少なくとも一軸方向に延伸する工程と、延伸した
フィルムから膨潤剤を除去する工程と、そのフィルムを
固定して熱イミド化する工程とを有する芳香族ポリイミ
ドフィルムの製造方法。1. a step of swelling a precursor film of an aromatic polyimide in which a solvent remains with a swelling agent, a step of stretching the swollen film in at least one axial direction, and a step of removing the swelling agent from the stretched film; Fixing the film and thermally imidizing the film.
管状体を用いると共に、前記延伸を周方向に行う請求項
1記載の芳香族ポリイミドフィルムの製造方法。2. The method for producing an aromatic polyimide film according to claim 1, wherein a seamless tubular body is used as the precursor film, and the stretching is performed in a circumferential direction.
〜40wt%である請求項1又は2に記載の芳香族ポリ
イミドフィルムの製造方法。3. The residual amount of the solvent in the precursor film is 25.
3. The method for producing an aromatic polyimide film according to claim 1, wherein the amount is from 40 to 40 wt%.
請求項1〜3いずれかに記載の芳香族ポリイミドフィル
ムの製造方法。4. The method for producing an aromatic polyimide film according to claim 1, wherein the stretching ratio of the stretching is 5 to 20%.
き、芳香族酸二無水物と芳香族ジアミンとをモノマー成
分する芳香族ポリイミドよりなり、延伸方向の引張弾性
率が10GPa以上である芳香族ポリイミドフィルム。5. An aromatic material which can be produced by the production method according to claim 1 and is composed of an aromatic polyimide having an aromatic dianhydride and an aromatic diamine as monomer components, and having a tensile modulus in the stretching direction of 10 GPa or more. Polyimide film.
き、芳香族酸二無水物と芳香族ジアミンとをモノマー成
分する芳香族ポリイミドよりなり、周方向の引張弾性率
が10GPa以上であるシームレス管状の芳香族ポリイ
ミドフィルム。6. A seamless tube which can be produced by the production method according to claim 2, is made of an aromatic polyimide having an aromatic dianhydride and an aromatic diamine as monomer components, and has a tensile modulus in the circumferential direction of 10 GPa or more. Aromatic polyimide film.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005338793A (en) * | 2004-04-26 | 2005-12-08 | Ricoh Co Ltd | Endless intermediate transfer belt for forming electrophotographic image, image forming apparatus equipped with the intermediate transfer belt, and image forming method using the intermediate transfer belt |
JP2006348259A (en) * | 2005-05-16 | 2006-12-28 | Toyobo Co Ltd | Polyimide film and method for producing the same |
-
2000
- 2000-06-19 JP JP2000182577A patent/JP2002001804A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4510685B2 (en) * | 2004-04-26 | 2010-07-28 | 株式会社リコー | Endless electrophotographic image forming intermediate transfer belt, image forming apparatus having the intermediate transfer belt, and image forming method using the intermediate transfer belt |
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