JP2002088154A - アルカリ可溶性ポリアミドイミド共重合体 - Google Patents
アルカリ可溶性ポリアミドイミド共重合体Info
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Abstract
れ、また耐熱性も有する、工業的に有用なポリマーを提
供する。 【解決手段】 Tgが200℃以上、5重量%水酸化ナ
トリウム水溶液に対する溶解時間が10分以内、350
nmの光線透過率が5%以上であることを特徴とするア
ルカリ可溶性樹脂。
Description
アルカリ可溶性を有する樹脂関する。特にはアルカリ可
溶性を有するポリアミドイミド共重合体に関する。用途
としては、コーティング分野、塗料分野、光・電子部品
分野、感光性材料分野などが挙げられる。
は、フェノールノボラック樹脂、アルカリ可溶性基を含
有したエポキシ樹脂、側鎖にアルカリ可溶性基を含有し
たアクリル樹脂が挙げられる。これらは、透明性は満足
できるものであったが、ポリマー自体の耐熱性は低いも
のであった。また、ポリアミック酸を利用したアルカリ
可溶性のポリマーが知られているが、透明性が低く、ま
た耐熱性を付与するために300℃以上の高温でイミド
閉環を行う工程を必要とし、生産性に問題を要するもの
であった。このように、アルカリに可溶であり、高い耐
熱性を有していながら同時に透明性にも優れるものは未
だ知られてはいなかった。
扱いが容易で透明性を要求される用途や、耐熱性を要求
される用途に幅広く用いることができる、アルカリに可
溶であり高い耐熱性を有していながら同時に透明性にも
優れるポリマーを提供しようとするものである。
を達成すべく鋭意研究した結果、ポリマー骨格に特定の
ジカルボン酸及びジアミンを導入したポリアミドイミド
共重合体において、透明性とアルカリ溶液に対する溶解
性を向上させる事を見出し本発明に到達した。
5重量%水酸化ナトリウム水溶液に対する溶解時間が1
0分以内、350nmの光線透過率が5%以上であるこ
とを特徴とするアルカリ可溶性樹脂である。また本発明
は、アミン成分として脂環族、または/及び脂肪族ジア
ミン成分、酸性分として水酸基を必須とするジカルボン
酸成分を構成成分として含むことを特徴とするポリアミ
ドイミド共重合体である。さらに、上記記載のポリアミ
ドイミド共重合体であって、一般式(1)で示される反
復単位と一般式(2)で示される反復単位を構成成分と
して含むことを特徴とするポリアミドイミド共重合体で
ある。
の3個のカルボキシ基を除いた3価の残基、R1はジカ
ルボン酸化合物の2個のカルボキシル基を除いた2価の
芳香族残基、複素環残基、脂環族残基、脂肪族残基を示
し、R2はジアミン化合物の2個のアミノ基を除いた2
価の脂環族又は/及び脂肪族残基を示す。nは1又は2
である。)
Tgが200℃以上、5重量%水酸化ナトリウム水溶液
に対する溶解時間が10分以内、350nmの光線透過
率が5%以上である。このような、特性を持つ樹脂によ
って、耐熱性、透明性が要求される広範囲な分野に、ア
ルカリ可溶型樹脂が用いられるようになった。このよう
な優れた特性を持つアルカリ可溶性樹脂は、例えば、ア
ルカリ可溶性ポリアミドイミド樹脂によって達成するこ
とが出きる。
体の製造は通常の方法で合成することができる。例え
ば、イソシアネート法、酸クロリド法などがあるが、工
業的にはイソシアネート法が重合ドープをそのまま使え
るという点で適している。重合溶媒としては、例えば、
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メ
チル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダ
ゾリジノン、スルホラン、テトラメチルウレア、γ−ブ
チロラクトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、
ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、ヘキサメチ
ルホスホアミド、フェノール、クレゾールなどを用いる
ことができる。これらの一部をトルエン、キシレンなど
の炭化水素系有機溶媒、ジグライム、テトラヒドロフラ
ン等のエーテル系有機溶媒、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトンなどのケトン系有機溶媒などで置き
換えることも可能である。中でもジグライム、メチルイ
ソブチルケトン等が、重合性の点から好ましい。
い。また、反応は3級アミン類、アルカリ金属化合物、
アルカリ土類金属化合物などの触媒下で行っても良い。
重合濃度は10〜50重量%で行うのが好ましい。
として、例えばトリメリット酸無水物、ジフェニルエー
テル−3,3‘,4’−トリカルボン酸無水物、ジフェ
ニルスルホン−3,3‘,4’−トリカルボン酸無水
物、ベンゾフェノン−3,3‘,4’−トリカルボン酸
無水物、ナフタレン−1,2,4−トリカルボン酸、ブ
タン−1,2,4−トリカルボン酸無水物などのトリカ
ルボン酸無水物等が挙げられる。
性を向上させる為には、ポリアミドイミド骨格中のイミ
ド環―芳香族環―アミド環の共鳴構造を崩す必要があ
る。また、アルカリ溶液に対する可溶性を向上させるた
めにも、以下のような脂環族または/及び脂肪族化合物
を使用する必要がある。
ロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメ
チレンジアミン、ヘキサフルオロイソプロピリデンジア
ミン、ジアミノシロキサン等の脂肪族ジアミン;イソホ
ロンジアミン、4,4‘−ジシクロヘキシルメタンジア
ミン、シクロヘキサン−1,4−ジアミン等の脂環族ジ
アミン、或いはこれらに対応するジイソシアネートなど
の単独或いは2種以上の混合物を用いることができる。
耐熱性等の点から、脂環族ジアミンが好ましい。また、
ポリマーの機械的物性や溶剤溶解性の関係から、これら
のジアミンはジカルボン酸成分に対し、0.9〜1.2
倍量の範囲で用いるのが好ましい。
性を良好とするためには、上記のポリアミドイミド骨格
に水酸基を有するジカルボン酸を共重合すれば良い。
酸としては、2−ヒドロキシフタル酸、3−ヒドロキシ
フタル酸、4−ヒドロキシフタル酸、2−ヒドロキシイ
ソフタル酸、4−ヒドロキシイソフタル酸、5−ヒドロ
キシイソフタル酸、3−ヒドロキシイソフタル酸、ケリ
ダム酸、3,3‘−メチレンビス(6−ヒドロキシベン
ゼン酸)等の芳香族ジカルボン酸;リンゴ酸、酒石酸等
の脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。耐熱性等の点から
芳香族ジカルボン酸が好ましい。
前記一般式(2)で示される反復単位の構成割合は、全
ポリマー中、前記一般式(2)で示される反復単位のモ
ル比で1〜90重量%、好ましくは10〜60重量%で
ある。前記一般式(2)で示される反復単位が1重量%
以下では、アルカリ溶液に対する溶解性、相溶性が不充
分であり、90重量%以上では、耐熱性や耐水性が不充
分となる。
温度(Tg)が200℃以上である必要がある。より好
ましくは220℃以上、さらに好ましくは240℃以
上、特に好ましくは250℃以上である。Tgを200
℃以上にすることによって、耐熱性の要求される様々な
用途に好適に用いることができる。ポリアミドイミド共
重合体の場合、Tgを200℃以上にするには、ジカルボ
ン酸成分、ジアミン成分、トリカルボン酸成分の種類、
量を最適化するにより、得ることが出来る。
合体の分子量は、N−メチル−2−ピロリドン中、30
℃での対数粘度にして0.2から3.0dl/gにある
ものが好ましい。対数粘度が0.2dl/g以下では柔
軟性や機械的特性が不十分であり、また、3.0dl/
g以上では、加工性が低下する。
耐熱性や柔軟性等、本発明の目的を阻害しない範囲で、
酸成分としてイソフタル酸、テレフタル酸、2,6−ナ
フタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン
酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、メチルイソフタ
ル酸、メチルテレフタル酸、ビフェニルー2,2‘−ジ
カルボン酸、ビフェニルー2,3’−ジカルボン酸、ビ
フェニルー4,4‘−ジカルボン酸、ジフェニルメタン
ー4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルエーテルー4,
4‘−ジカルボン酸、ジフェニルプロパンー4,4’−
ジカルボン酸、ジフェニルスルホンー4,4‘−ジカル
ボン酸、オキシジン安息香酸等の芳香族ジカルボン酸、
コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベ
リン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マロン酸、マレイ
ン酸、フマル酸、デカン二酸、ドデカン二酸、ダイマー
酸、シクロヘキサン−4,4,’−ジカルボン酸、ブタ
ン−1,2,4−トリカルボン酸、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、シロキサンジカルボン酸、
シロキサンテロラカルボン酸等の脂肪族や脂環族のジカ
ルボン酸、ポリカルボン酸、及びこれらの一無水物や二
無水物、エステル化物など用いることができる。
アミン、m−フェニレンジアミン、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エ
ーテル、4、4’−ジアミノジフェニルスルホン、3、
3’−ジアミノジフェニルスルホン、3、4’−ジアミ
ノビフエニル、3、3’−ジアミノビフエニル、3,
3’−ジアミノベンズアニリド、4,4’−ジアミノベ
ンズアニリド、4、4’−ジアミノベンゾフエノン、
3、3’−ジアミノベンゾフエノン、3、4’−ジアミ
ノベンゾフエノン、2、6−トリレンジアミン、2、4
−トリレンジアミン、4、4’−ジアミノジフェニルス
ルフィド、3、3’−ジアミノジフェニルスルフィド、
4、4’−ジアミノジフェニルプロパン、3、3’−ジ
アミノジフェニルプロパン、4、4’−ジアミノジフェ
ニルヘキサフルオロプロパン、3、3’−ジアミノジフ
ェニルヘキサフルオロプロパン、3、3’−ジアミノジ
フェニルメタン、4、4’−ジアミノジフェニルメタ
ン、4、4’−ジアミノジフェニルヘキサフルオロイソ
プロピリデン、P−キシレンジアミン、m−キシレンジ
アミン、1,4−ナフタレンジアミン、1,5−ナフタ
レンジアミン、2,6−ナフタレンジアミン、2,7−
ナフタレンジアミン、O−トリジン、2、2’−ビス
(4−アミノフェニル)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、1,3−
ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス
(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4
−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2−ビス[4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス
[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、
ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホ
ン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プ
ロパン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニ
ル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ビス(4−ア
ミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−ア
ミノフェノキシ)ビフェニル、2、2−ビス[4−(4
−アミノフェノキシ)フエニル]ヘキサフルオロプロパ
ン等の芳香族ジアミン或いはこれらに対応するジイソシ
アネートなどの単独或いは2種以上の混合物を用いるこ
とができる。また、これら酸成分、アミン成分の組み合
わせで別途重合した樹脂を混合して使用することもでき
る。
は、透明性に優れ、可視光域での透過率が50%以上あ
る事はもちろんのこと、紫外線領域においても高い光透
過性をもつ。例えば、350nmで光の透過率が5%以
上である。好ましくは10%以上、より好ましくは15
%以上、さらに好ましくは20%以上である。350n
mでの透過率を5%以上にすることによって、光・電子
部品分野、感光性材料分野等、透明性を要求される用途
にも用いることができる。
は、用途に応じて様々な形態で使用することができる。
重合溶媒のまま溶液として使用する事も可能であり、ま
た、水等を用いてポリマーを析出させ粉体として使用す
ることも可能であり、また、この粉体を他の有機溶剤等
に再溶解させ溶液として使用することも可能である。上
記の使用形態は、様々な用途に応じて決定することがで
きる。
ては、N−メチル−2ーピロリドン、N、N’−ジメチ
ルホルムアミド、N、N’−ジメチルアセトアミド、
1、3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、テトラメチ
ルウレア、スルホラン、ジメチルスルホオキシド、γ−
ブチロラクトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン
などで、好ましくはN−メチル−2−ピロリドンある。
また、これらの一部をトルエン、キシレンなどの炭化水
素系有機溶剤、ジグライム、トリグライム、テトラヒド
ロフラン、などのエーテル系有機溶剤、メチルエチルケ
トン、メチルイソブチルケトン、イソホロンなどのケト
ン系有機溶剤等で置き換えることも可能である。
方法としては、従来から公知の方法を適用できる。例え
ば、スクリーン印刷やオフセット印刷などの印刷法、ロ
ールコート、ナイフコート、ドクターコート、ブレード
コート、グラビアコート、ダイコート、リバースコー
ト、スピンコート、カーテンコート、スプレーコートな
どの塗工方法がある
う、徐々に温度を上げていく。好ましくはタックフリー
な状態になるまで初期乾燥した後、更に温度を上げ、完
全に脱溶剤する。
は、使用する溶剤に応じて決まる。50℃〜210℃が
好ましい。210℃以上では、初期乾燥をした時点での
印刷板に気泡等の発生が起こる可能性がある。又、50
℃以下では、乾燥時間が長くなり生産性が低下する。
酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケ
イ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水
等の無機アルカリ水溶液、エチルアミン、n−プロピル
アミン、ジエチルアミン、ジn−ブチルアミン、トリエ
チルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノー
ルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロ
キシド、トリメチルアンモニウムヒドロキシド、ピロー
ル、ピペリジン等の有機アルカリ水溶液、また、必要に
応じて前記アルカリ水溶液にアルコール類、界面活性剤
等を添加することができる。アルコールの例として、メ
タノール、エタノール、イソプロピルアルコール等を挙
げられるが、これらに限定されものではない。また、ア
ルカリ濃度、アルコール添加量、界面活性剤添加量はポ
リアミドイミドの構造、溶解速度等によって任意に調整
することができる。
リアミドイミドを溶解し、前述の塗布方法で塗布するこ
とも可能である。
く説明する。なお、本発明は実施例により、特に制限さ
れるものではない。又、各実施例における特性値の評価
方法は以下の通りである。
−2−ピロリドンに溶解し、測定溶液温度30℃で、そ
の溶液の溶液粘度及び溶媒粘度をウベローゼ型の粘度管
により測定して、下記の式で計算した。対数粘度=ln
(溶液粘度/溶媒粘度)/溶液濃度
り、以下の条件で測定した。サンプルフィルムは、窒素
中、昇温速度10℃/分で、一旦、変曲点まで昇温し、
その後室温まで冷却したフィルムについて測定を行っ
た。 荷重:1g サンプルサイズ:4(幅)×20(長さ)mm 昇温速度:10℃/分 雰囲気:窒素 尚、サンプルは以下により作成した。ポリアミドイミド
溶液を100μmのPETフィルムに、乾燥後の厚みが
20μmになる様に塗布し、100℃で10分加熱す
る。次いで、PETフィルムを除去し、金枠に固定後、
更に、真空中、200℃で20時間加熱して作成した。
0.5cm×1cmに切り取り、これを100mlビー
カーに入れた5重量%水酸化ナトリウム水溶液50ml
に浸漬させ静かに攪拌(長さ3cmの棒状マグネット攪
拌チップにて60rpmで攪拌)して溶解するまでの時
間を観察した(25℃)。 ○:10分以内に完全に溶解 △:10分以上24時間以内に溶解 ×:24時間放置後も未溶解部分が残った。
いて、分光光度計(日立製 U−3210)を用い、3
50〜500nmの領域で透過率を測定した。
シイソフタル酸55g、イソホロンジイソシアネート2
29g、フッ化カリウム1.2g、及びN−メチル−2
−ピロリドン375gを加え、130℃で1hr反応さ
せ、190℃に昇温し、さらに190℃で5hr反応さ
せ、対数粘度0.50dl/gのポリアミドイミド樹脂
を得た。また、このポリマーのTgは258℃であっ
た。
シイソフタル酸55g、ジシクロヘキシルメタン4,4
−ジイソシアネート273g、フッ化カリウム1.2
g、及びN−メチル−2−ピロリドン375gを加え、
130℃で1hr反応させ、190℃に昇温し、さらに
190℃で6hr反応させ、対数粘度0.41dl/g
のポリアミドイミド樹脂を得た。また、このポリマーの
Tgは260℃であった。
シイソフタル酸18g、イソホロンジイソシアネート2
29g、フッ化カリウム1.2g、及びN−メチル−2
−ピロリドン333gを加え、130℃で1hr反応さ
せ、190℃に昇温し、さらに190℃で4hr反応さ
せ、対数粘度0.40dl/gのポリアミドイミド樹脂
を得た。また、このポリマーのTgは269℃であっ
た。
シイソフタル酸55g、イソホロンジイソシアネート2
07g、ジフェニルメタンジイソシアネート25g、フ
ッ化カリウム1.1g、及びN−メチル−2−ピロリド
ン334gを加え、130℃で1hr反応させ、190
℃に昇温し、さらに190℃で5hr反応させ、対数粘
度0.45dl/gのポリアミドイミド樹脂を得た。ま
た、このポリマーのTgは264℃であった。
ロキシイソフタル酸8.19g、4,4‘−ジフェニル
メタンジイソシアネート37.54g、及びN−メチル
−2−ピロリドン89.95gを加え、100℃で4h
r反応させ、190℃に昇温し、さらに190℃で50
min反応させ、対数粘度0.49dl/gのポリアミ
ドイミド樹脂を得た。また、このポリマーのTgは27
6℃であった。
ガラス転移温度(Tg)、透過率、アルカリ溶解性に関
しての結果を示す。
ミドは、ポリマー骨格に水酸基を有するジカルボン酸、
脂環族又は/及び脂肪族ジアミンを導入させることによ
り、透明性とアルカリ溶液に対する溶解性を向上させる
事を満足し、また耐熱性も有するポリマーとして、工業
的に有用である。
Claims (3)
- 【請求項1】 Tgが200℃以上、5重量%水酸化ナ
トリウム水溶液に対する溶解時間が10分以内、350
nmの光線透過率が5%以上であることを特徴とするア
ルカリ可溶性樹脂。 - 【請求項2】 アミン成分として脂環族、または/及び
脂肪族ジアミン成分、酸性分として水酸基を必須とする
ジカルボン酸成分を構成成分として含むことを特徴とす
るポリアミドイミド共重合体。 - 【請求項3】 請求項2に記載のポリアミドイミド共重
合体であって、一般式(1)で示される反復単位と一般
式(2)で示される反復単位を構成成分として含むこと
を特徴とするポリアミドイミド共重合体。 【化1】 【化2】 (式(1)〜(2)において、Ar1はトリカルボン酸
の3個のカルボキシ基を除いた3価の残基、R1はジカ
ルボン酸化合物の2個のカルボキシル基を除いた2価の
芳香族残基、複素環残基、脂環族残基、脂肪族残基を示
し、R2はジアミン化合物の2個のアミノ基を除いた2
価の脂環族又は/及び脂肪族残基を示す。nは1又は2
である。)
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JP2000279972A JP4792626B2 (ja) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | アルカリ可溶性ポリアミドイミド共重合体 |
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