JP2005187727A - Polyimide resin composition, method for producing the same, its film and material for substrate - Google Patents

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Nobuhiro Goto
信弘 後藤
Akihiko Fujiwara
昭彦 藤原
Hidehiro Deguchi
英寛 出口
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyimide resin composition having a low water absorbency and high dimensional stability and to provide a method for producing the same. <P>SOLUTION: The polyimide resin composition comprises a 100 pts. wt. polyimide resin, a 0.1-80 pts. wt. phyllosilicate derived to an organic compound by applying an organic onium ion and a 0.01-20 pts. wt. fatty acid. The method for producing the polyimide resin composition comprises first process to mix the organized phyllosilicate with a solvent, second process to add a fatty acid, third process to remove the solvent and fourth process to mix with a polyimide resin. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ポリイミド樹脂に層状珪酸塩が配合されているポリイミド樹脂組成物に関し、より詳細には、吸水性及び寸法安定性等に優れ、特に吸水性において優れた性能を発現するポリイミド樹脂組成物及びその製造方法、並びに該ポリイミド樹脂組成物を用いたフィルム及び基板用材料に関する。   The present invention relates to a polyimide resin composition in which a layered silicate is blended with a polyimide resin. More specifically, the polyimide resin composition is excellent in water absorption, dimensional stability, etc., and particularly exhibits excellent performance in water absorption. In addition, the present invention relates to a film and a substrate material using the polyimide resin composition.

近年、電子機器の高性能化、高機能化及び小型化が急速に進んでおり、電子機器に用いられる電子部品の小型化及び軽量化の要請が高まっている。これに伴って、電子部品の素材についても、耐熱性、機械的強度及び電気的特性などの諸物性のさらなる改善が求められている。例えば、半導体素子のパッケージ方法や半導体素子を実装する配線板においても、より高密度、より高機能かつより高性能のものが求められている。また、昨今の環境意識の高まりに応じて、低環境負荷性(リサイクル性、ハロゲン元素の未含有、鉛フリー半田の使用)も求められてきている。   2. Description of the Related Art In recent years, high performance, high functionality, and downsizing of electronic devices are rapidly progressing, and there is an increasing demand for downsizing and weight reduction of electronic components used in electronic devices. Along with this, further improvements in various physical properties such as heat resistance, mechanical strength, and electrical characteristics are also demanded for materials of electronic components. For example, semiconductor device packaging methods and wiring boards on which semiconductor devices are mounted are also demanded to have higher density, higher functionality, and higher performance. Further, according to the recent increase in environmental awareness, low environmental load (recyclability, halogen-free content, use of lead-free solder) has been demanded.

電子機器で用いられている多層プリント基板は、複数層の絶縁基板を積層する事により構成されており、従来この層間絶縁基板としては、例えば、熱硬化性樹脂をガラスクロスに含浸させてなる熱硬化性樹脂プリプレグや、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂からなるフィルムが用いられてきた。上記多層プリント基板においても、高密度化及び薄型化を図るために、層間絶縁基板を極めて薄くすることが望まれている。従って、薄型のガラスクロスを用いた層間絶縁基板や、ガラスクロスを用いていないがより薄い層間絶縁基板が求められている。   Multilayer printed circuit boards used in electronic devices are configured by laminating a plurality of insulating substrates. Conventionally, as this interlayer insulating substrate, for example, a glass cloth impregnated with a thermosetting resin is used. A film made of a curable resin prepreg, a thermosetting resin, or a photocurable resin has been used. Also in the multilayer printed circuit board, it is desired to make the interlayer insulating substrate extremely thin in order to achieve high density and thinning. Accordingly, there is a need for an interlayer insulating substrate using a thin glass cloth, and a thinner interlayer insulating substrate that does not use a glass cloth.

このような層間絶縁基板としては、例えば、ゴム(エラストマー)類、及びアクリル樹脂などで変性された熱硬化性樹脂材料、無機充填剤を大量に配合してなる熱可塑性樹脂材料などからなるものが知られている。例えば、下記の特許文献1には、高分子量エポキシ重合体及び多官能エポキシ樹脂などを主成分とするワニスに、所定の粒子径を有する無機充填剤を配合し、支持体に塗布し、絶縁層を形成する多層絶縁基板の製造方法が開示されている。   Examples of such an interlayer insulating substrate include those made of rubber (elastomer), a thermosetting resin material modified with an acrylic resin, a thermoplastic resin material in which a large amount of an inorganic filler is blended, and the like. Are known. For example, in Patent Document 1 below, an inorganic filler having a predetermined particle size is blended in a varnish mainly composed of a high molecular weight epoxy polymer and a polyfunctional epoxy resin, and the insulating layer is applied to a support. A method of manufacturing a multi-layer insulating substrate that forms a substrate is disclosed.

他方、ポリイミドフィルムは、種々の有機ポリマーの中でも、その優れた耐熱性、低温特性、耐薬品性及び電気特性などから、電気・電子機器用材料とし、さらに宇宙・航空分野から電子通信分野まで幅広く用いられている。   On the other hand, among various organic polymers, polyimide film is a material for electrical and electronic equipment due to its excellent heat resistance, low temperature characteristics, chemical resistance and electrical characteristics, and it is also widely used in the space / aerospace field and the electronic communication field. It is used.

しかしながら、ポリイミドにおいても、近年の高い要求性能を十分に満足するものではなく、用途に応じて種々の性能を併せ持つことが強く求められている。特に、電子材料用途では、高機能化及び小型化を果たすために、吸水率の低いポリイミドが望まれている。吸水率を低くすることにより、吸水による誘電率などの電気特性の低下や吸湿膨張による寸法変化といった不具合を抑制することができる。また、吸水以外にもTAB用テープの製造を例にとると、応力を受ける工程、温度変化を受ける工程が数多く存在し、ベース材料としての有機絶縁フィルムには、応力や温度変化による寸法の変化が小さいことが強く望まれる。   However, polyimide does not sufficiently satisfy the recent high required performance, and it is strongly required to have various performances depending on the application. In particular, for electronic materials, a polyimide having a low water absorption rate is desired in order to achieve high functionality and downsizing. By reducing the water absorption rate, it is possible to suppress problems such as a decrease in electrical characteristics such as a dielectric constant due to water absorption and a dimensional change due to hygroscopic expansion. In addition to water absorption, taking TAB tape as an example, there are many processes that undergo stress and processes that undergo temperature changes, and the organic insulating film as the base material has dimensional changes due to stress and temperature changes. It is strongly desired that the

このように、高性能化、高機能化及び小型化に伴って、TAB用テープやフレキシブルプリント基板用ベースフィルム、あるいは積層基板用樹脂材料としては、耐熱性以外に、熱や吸水による寸法変化が少なく、弾性率が高いことが望まれている。しかしながら、これらの性能を十分に満足するポリイミドフィルムは現在のところ得られていない。   As described above, with high performance, high functionality, and downsizing, TAB tape, flexible printed circuit board base film, or laminated board resin material, in addition to heat resistance, changes in dimensions due to heat and water absorption. It is desired that the elastic modulus is small and the elastic modulus is high. However, a polyimide film that sufficiently satisfies these performances has not been obtained at present.

下記の特許文献2には、ポリイミドの構造を規定することにより、低吸水性を発現する方法が開示されている。特定の構造で表されるポリアミド酸共重合体を脱水閉環することにより得られたポリイミド樹脂を含むポリイミド組成物が開示されており、特定の構造のポリイミドを用いることにより、低熱膨張性、低吸水率及び低吸音膨張性が発現されるとされている。
特開2000−183539号公報 特開平10−36506号公報
Patent Document 2 below discloses a method of developing low water absorption by defining the structure of polyimide. A polyimide composition containing a polyimide resin obtained by dehydrating and ring-closing a polyamic acid copolymer represented by a specific structure has been disclosed. By using a polyimide having a specific structure, low thermal expansion and low water absorption are disclosed. It is said that the rate and the low sound absorption expansibility are expressed.
JP 2000-183539 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-36506

上述した特許文献1に記載の製造方法により作製された多層絶縁基板では、機械的強度等の力学的物性を十分に高めたり、線膨張率を低減させるためには、多量の無機充填剤を配合しなければならなかった。そのため、製造工程が増加したりするという加工上の不具合が生じたり、層間を薄くすることが困難であったりするという問題があった。多量の無機充填剤の配合により、樹脂と無機充填剤との界面が増加し、それによって得られた多層絶縁基板が脆くなり、ヒートサイクルが与えられるとクラックが生じる原因となることがあった。   In the multilayer insulating substrate produced by the manufacturing method described in Patent Document 1 described above, a large amount of inorganic filler is blended in order to sufficiently increase mechanical properties such as mechanical strength or reduce the linear expansion coefficient. Had to do. For this reason, there are problems in that a manufacturing defect such as an increase in the manufacturing process occurs and it is difficult to thin the interlayer. When a large amount of the inorganic filler is added, the interface between the resin and the inorganic filler is increased, and the resulting multilayer insulating substrate becomes brittle, which may cause cracks when subjected to a heat cycle.

また、薄型のガラスクロスを用いた層間絶縁基板や、ガラスクロスを用いない薄い層間絶縁基板では、耐熱性や寸法安定性などが不十分であり、脆く割れやすいため、製造工程での歩留まりが低下しがちであった。   In addition, interlayer insulating substrates using thin glass cloth and thin interlayer insulating substrates that do not use glass cloth have insufficient heat resistance, dimensional stability, etc., and are brittle and easily broken, resulting in a decrease in yield in the manufacturing process. Tended to be.

他方、上述した特許文献2に記載の特定の構造のポリイミド樹脂を用いてなるポリイミド組成物では、低吸水性が発現されると記載されているが、非熱可塑型のポリイミドであるため、流延法により製膜されている。このような非熱可塑性樹脂の場合には、設備費や製造コストが高くならざるを得なかった。加えて、熱による成形加工が困難であり、リサイクル使用ができないという問題があった。   On the other hand, in the polyimide composition using the polyimide resin having a specific structure described in Patent Document 2 described above, it is described that low water absorption is expressed, but since it is a non-thermoplastic type polyimide, The film is formed by the rolling method. In the case of such a non-thermoplastic resin, the equipment cost and manufacturing cost have to be high. In addition, there is a problem that it is difficult to perform recycle use because it is difficult to form by heat.

本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、ポリイミド樹脂に層状珪酸塩が分散されているポリイミド樹脂組成物において、層状珪酸塩の分散性を大幅に高めることにより、吸水率及び線膨張率が十分に低められているポリイミド樹脂組成物及びその製造方法を提供することにある。   The object of the present invention is to provide a polyimide resin composition in which a layered silicate is dispersed in a polyimide resin in view of the current state of the prior art described above. An object of the present invention is to provide a polyimide resin composition having a sufficiently low rate and a method for producing the same.

本発明の他の目的は、吸水率及び線膨張率が低く、かつ薄型化に適したポリイミド樹脂組成物よりなるフィルム及び基板用材料を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a film and substrate material comprising a polyimide resin composition having a low water absorption rate and linear expansion coefficient and suitable for thinning.

本願発明者らは、上記課題を鋭意検討した結果、ポリイミド樹脂中に有機化処理された層状珪酸塩をナノスケールで分散させることにより、ポリイミド樹脂組成物の吸水率及び線膨張率を低め得ることを見出し、本発明をなすに至った。すなわち、層状珪酸塩に有機化処理と脂肪酸による処理を併用すれば、層状珪酸塩の層間距離がさらに大きくなり、ポリイミド樹脂中への分散性を大幅に高めることができ、それによって吸水率及び線膨張率をより一層低め得ることを見出した。   As a result of earnestly examining the above problems, the inventors of the present application can lower the water absorption rate and the linear expansion coefficient of the polyimide resin composition by dispersing the layered silicate that has been organically treated in the polyimide resin at a nanoscale. The present invention has been found and the present invention has been made. That is, when the organic treatment and the treatment with fatty acid are used in combination with the layered silicate, the interlayer distance of the layered silicate is further increased, and the dispersibility in the polyimide resin can be greatly increased, thereby increasing the water absorption rate and the linearity. It has been found that the expansion rate can be further reduced.

本発明のポリイミド樹脂組成物は、ポリイミド樹脂100重量部と、有機オニウムイオンにより有機化された層状珪酸塩0.1〜80重量部と、脂肪酸0.01〜20重量部とからなることを特徴とする。   The polyimide resin composition of the present invention comprises 100 parts by weight of a polyimide resin, 0.1 to 80 parts by weight of a layered silicate that has been organicized with an organic onium ion, and 0.01 to 20 parts by weight of a fatty acid. And

本発明に係るポリイミド樹脂組成物では、好ましくは、上記有機オニウムイオンにより
有機化された層状珪酸塩はさらに上記脂肪酸により前処理されている。
In the polyimide resin composition according to the present invention, preferably, the layered silicate organized by the organic onium ions is further pretreated with the fatty acid.

本発明に係るポリイミド樹脂組成物では、上記脂肪酸の炭素数は、好ましくは12〜24の範囲にある。   In the polyimide resin composition according to the present invention, the carbon number of the fatty acid is preferably in the range of 12-24.

本発明に係るポリイミド樹脂組成物において、上記層状珪酸塩としては、特に限定されないが、好ましくは、モンモリロナイト、ヘクトライト、膨潤性マイカ及びバーミキュライトからなる群から選択された少なくとも1種である。   In the polyimide resin composition according to the present invention, the layered silicate is not particularly limited, but is preferably at least one selected from the group consisting of montmorillonite, hectorite, swellable mica and vermiculite.

本発明に係るポリイミド樹脂組成物では、好ましくは、広角X線回折測定法により測定された(001)面の平均層間距離が3nm以上であり、かつ、一部または全部の層状珪酸塩の積層体が5層以下であるように分散されている。   In the polyimide resin composition according to the present invention, preferably, an average interlayer distance of (001) plane measured by a wide-angle X-ray diffraction measurement method is 3 nm or more, and a laminate of a part or all of a layered silicate Is dispersed so that there are 5 layers or less.

本発明に係るポリイミド樹脂組成物の製造方法は、有機化処理された層状珪酸塩を溶媒と混合する第1の工程と、第1の工程後に脂肪酸を添加する第2の工程と、溶媒を除去する第3の工程と、ポリイミド樹脂をさらに混合する第4の工程とを備えることを特徴とする。   The method for producing a polyimide resin composition according to the present invention includes a first step of mixing an organically treated layered silicate with a solvent, a second step of adding a fatty acid after the first step, and removing the solvent. And a fourth step of further mixing the polyimide resin.

本発明に係るフィルム及び基板材料は、本発明に従って構成されたポリイミド樹脂組成物を用いて構成されていることを特徴とする。   The film and the substrate material according to the present invention are characterized by being configured using a polyimide resin composition configured according to the present invention.

本発明に係るポリイミド樹脂組成物では、ポリイミド樹脂100重量部に対し、有機オニウムイオンにより有機化された層状珪酸塩0.1〜80重量部と、脂肪酸0.01〜20重量部とが配合されているので、該層状珪酸塩が脂肪酸により処理され、有機化された層状珪酸塩の層間が脂肪酸処理で更に広げられ、層状珪酸塩の薄片状結晶のポリイミド樹脂中への分散性を高めることができる。その結果、吸水率及び線膨張率が十分に低いポリイミド樹脂組成物を得ることができる。従って、吸水率及び線膨張率が十分に低いため、吸水による誘電率などの電気特性の低下や、吸湿膨張による寸法変化が生じがたく、また熱や温度変化を受けた場合の寸法変化の小さいポリイミド樹脂組成物を提供することができる。   In the polyimide resin composition according to the present invention, 0.1 to 80 parts by weight of a layered silicate organized with an organic onium ion and 0.01 to 20 parts by weight of a fatty acid are blended with 100 parts by weight of the polyimide resin. Therefore, the layered silicate is treated with a fatty acid, and the layer of the layered silicate that has been organized is further expanded by the fatty acid treatment, so that the dispersibility of the lamellar crystals of the layered silicate in the polyimide resin can be improved. it can. As a result, a polyimide resin composition having a sufficiently low water absorption rate and linear expansion coefficient can be obtained. Therefore, since the water absorption rate and the linear expansion coefficient are sufficiently low, electrical characteristics such as dielectric constant due to water absorption are not easily reduced, and dimensional changes due to hygroscopic expansion are not likely to occur. A polyimide resin composition can be provided.

特に、上記有機オニウムイオンにより有機化された層状珪酸塩が、予め上記脂肪酸により処理されている場合には、有機化された層状珪酸塩の層間が脂肪酸処理により、より一層確実に広げられる。従って、層状珪酸塩の薄片状結晶のポリイミド樹脂中への分散性をより一層効果的に高めることができる。   In particular, when the layered silicate organized by the organic onium ion is previously treated with the fatty acid, the layer of the organized layered silicate is more reliably expanded by the fatty acid treatment. Therefore, the dispersibility of the lamellar silicate flake crystals in the polyimide resin can be further effectively improved.

また、脂肪酸の炭素数が12〜24の範囲にある場合には、層状珪酸塩の分散性をより一層効果的に高めることができる。   Moreover, when carbon number of a fatty acid exists in the range of 12-24, the dispersibility of a layered silicate can be improved much more effectively.

本発明においては、有機化された層状珪酸塩及び脂肪酸がポリイミド樹脂に対して上記特定の割合で配合されているため、得られたポリイミド樹脂組成物では、好ましくは、広角X線回折測定法により測定された(001)面の平均層間距離が3nm以上であり、かつ、一部または全部の層状珪酸塩の積層体が5層以下であるように分散している。従って、層状珪酸塩が高度に分散しているため、吸水率及び線膨張係数が小さいポリイミド樹脂組成物を提供することが可能となる。   In the present invention, since the organically layered silicate and fatty acid are blended in the above-mentioned specific ratio with respect to the polyimide resin, the obtained polyimide resin composition is preferably obtained by a wide-angle X-ray diffraction measurement method. The measured (001) plane average interlaminar distance is 3 nm or more, and some or all of the layered silicate laminates are dispersed in 5 layers or less. Therefore, since the layered silicate is highly dispersed, it is possible to provide a polyimide resin composition having a low water absorption rate and a low linear expansion coefficient.

本発明に係る製造方法では、まず有機化処理された層状珪酸塩が溶媒と混合され、第2の工程において脂肪酸が添加される。そして、第3の工程において溶媒を除去した後、第4の工程においてポリイミド樹脂が混合される。従って、有機化処理された層状珪酸塩が
予め脂肪酸により処理され、ポリイミド樹脂と混合されるため、得られたポリイミド樹脂組成物では、層状珪酸塩の層間が高度に分散される。従って、吸水率及び線膨張係数が小さいポリイミド樹脂組成物を提供することが可能となる。
In the production method according to the present invention, the organically treated layered silicate is first mixed with a solvent, and a fatty acid is added in the second step. And after removing a solvent in a 3rd process, a polyimide resin is mixed in a 4th process. Therefore, since the organically treated layered silicate is previously treated with a fatty acid and mixed with the polyimide resin, the layer of the layered silicate is highly dispersed in the obtained polyimide resin composition. Accordingly, it is possible to provide a polyimide resin composition having a small water absorption rate and a small linear expansion coefficient.

本発明に係るフィルム及び基板用材料は、本発明に従って構成されたポリイミド樹脂組成物を用いて構成されている。従って、上記フィルム及び基板用材料は、吸水率が低く、線膨張係数が十分に低い。   The film and substrate material according to the present invention are configured using a polyimide resin composition configured according to the present invention. Therefore, the film and substrate material have a low water absorption rate and a sufficiently low linear expansion coefficient.

以下、本発明の詳細を説明する。   Details of the present invention will be described below.

(ポリイミド樹脂)
本発明において、ポリイミド樹脂としては、熱硬化性ポリイミド樹脂及び熱可塑性ポリイミド樹脂のいずれをも用いることができる。硬化性ポリイミド樹脂の場合には、ポリアミック酸溶液を溶媒除去し、イミド化することにより得られる。有機化処理された層状珪酸塩を予め脂肪酸で処理しておき、上記ポリアミック酸溶液に添加すれば良い。分散効果は落ちるが、有機化層状珪酸塩を含むポリアミック酸溶液に脂肪酸を添加してもよい。
(Polyimide resin)
In the present invention, as the polyimide resin, any of a thermosetting polyimide resin and a thermoplastic polyimide resin can be used. In the case of a curable polyimide resin, the polyamic acid solution is obtained by removing the solvent and imidizing. The organically treated layered silicate may be previously treated with a fatty acid and added to the polyamic acid solution. Although the dispersion effect is reduced, a fatty acid may be added to the polyamic acid solution containing the organically modified layered silicate.

熱可塑性ポリイミドの場合には、予め有機化された層状珪酸塩を溶媒中で脂肪酸処理してよいし、脂肪酸溶液と層状珪酸塩をヘンシェルミキサーなどでドライブレンドして処理しても良い。層状珪酸塩の処理を効果的に行うには、予め有機化された層状珪酸塩を溶媒中で脂肪酸処理する方法が望ましい。これは、脂肪酸が予め層状珪酸塩に吸着することにより、加熱による蒸発が抑制され、層状珪酸塩の熱可塑性ポリイミド中への分散性を高め得るからである。   In the case of thermoplastic polyimide, the layered silicate that has been organized in advance may be treated with a fatty acid in a solvent, or the fatty acid solution and the layered silicate may be dry blended with a Henschel mixer or the like. In order to effectively treat the layered silicate, a method of treating the layered silicate that has been organized in advance with a fatty acid in a solvent is desirable. This is because when the fatty acid is previously adsorbed on the layered silicate, evaporation due to heating is suppressed, and the dispersibility of the layered silicate in the thermoplastic polyimide can be improved.

なお、ポリイミドとして、熱可塑性ポリイミドを用いた場合には、得られたポリイミド樹脂組成物は、熱による成形等が容易となる。   In addition, when a thermoplastic polyimide is used as the polyimide, the obtained polyimide resin composition is easily molded by heat.

(層状珪酸塩)
上記層状珪酸塩としては、例えば、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、バイデライト、スティブンサイト及びノントロナイト等のスメクタイト系粘土鉱物、膨潤性マイカ、バーミキュライト、ハロイサイト等が挙げられる。なかでも、モンモリロナイト、ヘクトライト、膨潤性マイカ、及び、バーミキュライトからなる群より選択される少なくとも1種が好適に用いられる。これらの層状珪酸塩は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(Layered silicate)
Examples of the layered silicate include smectite clay minerals such as montmorillonite, hectorite, saponite, beidellite, stevensite and nontronite, swelling mica, vermiculite, and halloysite. Among these, at least one selected from the group consisting of montmorillonite, hectorite, swellable mica, and vermiculite is preferably used. These layered silicates may be used alone or in combination of two or more.

上記層状珪酸塩の結晶形状としては特に限定されないが、平均長さの好ましい下限は0.01μm、上限は3μm、厚さの好ましい下限は0.0004μm、上限は0.5μm、アスペクト比の好ましい下限は20、上限は5000であり、平均長さのより好ましい下限は0.05μm、上限は2μm、厚さのより好ましい下限は0.0004μm、上限は0.1μm、アスペクト比のより好ましい下限は50、上限は3000である。なお、アスペクト比とは、長辺/短辺により表される値である。   The crystal form of the layered silicate is not particularly limited, but the preferable lower limit of the average length is 0.01 μm, the upper limit is 3 μm, the preferable lower limit of the thickness is 0.0004 μm, the upper limit is 0.5 μm, and the preferable lower limit of the aspect ratio. The upper limit is 5000, the more preferable lower limit of the average length is 0.05 μm, the upper limit is 2 μm, the more preferable lower limit of the thickness is 0.0004 μm, the upper limit is 0.1 μm, and the more preferable lower limit of the aspect ratio is 50 The upper limit is 3000. The aspect ratio is a value represented by long side / short side.

上記層状珪酸塩は、下記式(1)で定義される形状異方性効果が大きいことが好ましい。形状異方性効果の大きい層状珪酸塩を用いることにより、本発明の樹脂組成物から得られる樹脂は優れた力学的物性を有するものとなる。   The layered silicate preferably has a large shape anisotropy effect defined by the following formula (1). By using a layered silicate having a large shape anisotropy effect, the resin obtained from the resin composition of the present invention has excellent mechanical properties.

形状異方性効果=薄片状結晶の積層面の表面積/薄片状結晶の積層体側面の表面積
…式(1)
上記層状珪酸塩の層間に存在する交換性金属カチオンとは、層状珪酸塩の薄片状結晶表
面に存在するナトリウムやカルシウム等の金属イオンを意味し、これらの金属イオンは、カチオン性物質とのカチオン交換性を有するため、カチオン性を有する種々の物質を上記層状珪酸塩の結晶層間に挿入(インターカレート)することができる。
Shape anisotropy effect = surface area of laminar crystal laminate surface / surface area of laminar crystal laminate surface
... Formula (1)
The exchangeable metal cation existing between the layers of the layered silicate means a metal ion such as sodium or calcium existing on the surface of the lamellar crystal of the layered silicate, and these metal ions are cations with the cationic substance. Since it has exchangeability, various substances having cationic properties can be inserted (intercalated) between the crystal layers of the layered silicate.

上記層状珪酸塩のカチオン交換容量としては特に限定されないが、好ましい下限は50ミリ等量/100g、上限は200ミリ等量/100gである。50ミリ等量/100g未満であると、カチオン交換により層状珪酸塩の結晶層間にインターカレートされるカチオン性物質の量が少なくなるために、結晶層間が充分に非極性化(疎水化)されないことがある。200ミリ等量/100gを超えると、層状珪酸塩の結晶層間の結合力が強固になりすぎて、結晶薄片が剥離し難くなることがある。   Although it does not specifically limit as a cation exchange capacity | capacitance of the said layered silicate, A preferable minimum is 50 milliequivalent / 100g, and an upper limit is 200 milliequivalent / 100g. When the amount is less than 50 milliequivalents / 100 g, the amount of the cationic substance intercalated between the crystal layers of the layered silicate is reduced by cation exchange, so that the crystal layers are not sufficiently depolarized (hydrophobized). Sometimes. When it exceeds 200 milliequivalents / 100 g, the bonding force between the crystal layers of the layered silicate becomes too strong, and the crystal flakes may be difficult to peel off.

上記の層状珪酸塩は有機オニウムイオンで処理されている。このような有機オニウムイオンを生じる有機オニウム塩としては、例えば、4級アンモニウム塩、4級ホスホニウム塩、イミダゾリウム塩などが挙げられる。耐熱性の観点から、4級ホスホニウム塩、イミダゾリウム塩が好適に用いられる。   The layered silicate is treated with organic onium ions. Examples of organic onium salts that generate such organic onium ions include quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, and imidazolium salts. From the viewpoint of heat resistance, quaternary phosphonium salts and imidazolium salts are preferably used.

上記4級ホスホニウム塩としては特に限定されず、例えば、ドデシルトリフェニルホスホニウム塩、メチルトリフェニルホスホニウム塩、ラウリルトリメチルホスホニウム塩
、ステアリルトリメチルホスホニウム塩、トリオクチルホスホニウム塩、ジステアリルジリルジメチルホスホニウム塩、ジステアリルジベンジルホスホニウム塩等が挙げられる。これらの4級ホスホニウム塩は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
The quaternary phosphonium salt is not particularly limited. For example, dodecyl triphenyl phosphonium salt, methyl triphenyl phosphonium salt, lauryl trimethyl phosphonium salt, stearyl trimethyl phosphonium salt, trioctyl phosphonium salt, distearyl dilyl dimethyl phosphonium salt, di Examples include stearyl dibenzylphosphonium salt. These quaternary phosphonium salts may be used alone or in combination of two or more.

上記イミダゾリウム塩としては特に限定されず、例えば、ジメチルブチルイミダゾリウム塩、ジメチルオクチルイミダゾリウム塩、ジメチルデシルイミダゾリウム塩、ジメチルドデシルイミダゾリウム塩、ジメチルヘキサデシルイミダゾリウム塩等が挙げられる。これらのイミダゾリウム塩は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。   The imidazolium salt is not particularly limited, and examples thereof include dimethylbutylimidazolium salt, dimethyloctylimidazolium salt, dimethyldecylimidazolium salt, dimethyldodecylimidazolium salt, and dimethylhexadecylimidazolium salt. These imidazolium salts may be used alone or in combination of two or more.

上記4級アンモニウム塩としては、層状珪酸塩の結晶層間を十分に疎水化できることから、炭素数6以上のアルキル鎖を有する4級アンモニウム塩が好適に用いられる。   As the quaternary ammonium salt, a quaternary ammonium salt having an alkyl chain having 6 or more carbon atoms is preferably used because the crystal layer of the layered silicate can be sufficiently hydrophobized.

上記4級アンモニウム塩としては特に限定されず、例えば、トリメチルアルキルアンモニウム塩、トリエチルアルキルアンモニウム塩、トリブチルアルキルアンモニウム塩、ジメチルジアルキルアンモニウム塩、ジブチルジアルキルアンモニウム塩、メチルベンジルジアルキルアンモニウム塩、ジベンジルジアルキルアンモニウム塩、トリアルキルメチルアンモニウム塩、トリアルキルエチルアンモニウム塩、トリアルキルブチルアンモニウム塩、芳香環を有する4級アンモニウム塩、トリメチルフェニルアンモニウム等の芳香族アミン由来の4級アンモニウム塩、ポリエチレングリコール鎖を2つ有するジアルキル4級アンモニウム塩、ポリプロピレングリコール鎖を2つ有するジアルキル4級アンモニウム塩、ポリエチレングリコール鎖を1つ有するトリアルキル4級アンモニウム塩、ポリプロピレングリコール鎖を1つ有するトリアルキル4級アンモニウム塩等が挙げられる。なかでも、ラウリルトリメチルアンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム塩、トリオクチルメチルアンモニウム塩、ジステアリルジメチルアンモニウム塩、ジ硬化牛脂ジメチルアンモニウム塩、ジステアリルジベンジルアンモニウム塩、N−ポリオキシエチレン−N−ラウリルN,N−ジメチルアンモニウム塩等が好適である。これらの4級アンモニウム塩は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。   The quaternary ammonium salt is not particularly limited. For example, trimethylalkylammonium salt, triethylalkylammonium salt, tributylalkylammonium salt, dimethyldialkylammonium salt, dibutyldialkylammonium salt, methylbenzyldialkylammonium salt, dibenzyldialkylammonium salt. , Trialkylmethylammonium salt, trialkylethylammonium salt, trialkylbutylammonium salt, quaternary ammonium salt having an aromatic ring, quaternary ammonium salt derived from aromatic amines such as trimethylphenylammonium, and two polyethylene glycol chains Dialkyl quaternary ammonium salt, dialkyl quaternary ammonium salt having two polypropylene glycol chains, polyethylene glycol chain One having trialkyl quaternary ammonium salt, trialkyl quaternary ammonium salt having one polypropylene glycol chain. Among them, lauryl trimethyl ammonium salt, stearyl trimethyl ammonium salt, trioctyl methyl ammonium salt, distearyl dimethyl ammonium salt, di-cured tallow dimethyl ammonium salt, distearyl dibenzyl ammonium salt, N-polyoxyethylene-N-lauryl N, N-dimethylammonium salt and the like are preferred. These quaternary ammonium salts may be used alone or in combination of two or more.

上記層状珪酸塩を用いて本発明の樹脂組成物を製造する場合、層状珪酸塩を化学修飾して樹脂との親和性を高めることにより樹脂中への分散性を向上されたものが好ましく、このような化学処理により樹脂中に層状珪酸塩を大量に分散することができる。本発明に用
いられる樹脂、あるいは本発明の樹脂組成物を製造する際に用いられる溶媒に適した化学修飾を層状珪酸塩に施さない場合、層状珪酸塩は凝集しやすくなるので大量に分散させることができないが、樹脂あるいは溶媒に適した化学修飾を施すことにより、層状珪酸塩は10重量部以上添加した場合においても、樹脂中に凝集することなく分散させることができる。上記化学修飾としては、例えば、以下に示す化学修飾法によって実施することができる。
When the resin composition of the present invention is produced using the above layered silicate, it is preferable that the dispersibility in the resin is improved by chemically modifying the layered silicate to increase the affinity with the resin. A large amount of layered silicate can be dispersed in the resin by such chemical treatment. If the layered silicate is not subjected to chemical modification suitable for the resin used in the present invention or the solvent used in the production of the resin composition of the present invention, the layered silicate tends to aggregate and be dispersed in large quantities. However, by applying a chemical modification suitable for the resin or solvent, the layered silicate can be dispersed in the resin without agglomeration even when added in an amount of 10 parts by weight or more. As said chemical modification, it can implement by the chemical modification method shown below, for example.

上記化学修飾法は、カチオン性界面活性剤によるカチオン交換法ともいい、予め層状珪酸塩の層間をカチオン性界面活性剤でカチオン交換し、疎水化しておく方法である。予め層状珪酸塩の層間を疎水化しておくことにより、層状珪酸塩とポリイミド樹脂との親和性が高まり、層状珪酸塩を均一に微分散させることができる。   The chemical modification method is also referred to as a cation exchange method using a cationic surfactant, and is a method in which cation exchange between layers of a layered silicate is performed with a cationic surfactant in advance to make it hydrophobic. By making the layers of the layered silicate hydrophobic in advance, the affinity between the layered silicate and the polyimide resin is increased, and the layered silicate can be uniformly finely dispersed.

本発明では、脂肪酸により有機化層状珪酸塩が処理される。脂肪酸による処理は、以下の第1〜第3の効果を発揮する。   In the present invention, the organically modified layered silicate is treated with a fatty acid. The treatment with a fatty acid exhibits the following first to third effects.

第1の効果は、有機化処理された層状珪酸塩の層間が脂肪酸処理によりさらに広げられることにある。従って、ポリイミド樹脂が層間に侵入しやすくなり、層状珪酸塩の分散性及び層状珪酸塩とポリイミド樹脂による界面の密着性の向上が期待される。そして、有機化処理された層状珪酸塩は塩基性を有するため、酸性である脂肪酸が吸着されやすくなる。   The first effect is that the layer of the organically treated layered silicate is further expanded by the fatty acid treatment. Therefore, it becomes easy for the polyimide resin to penetrate between layers, and the improvement of the dispersibility of the layered silicate and the adhesion of the interface between the layered silicate and the polyimide resin are expected. Since the organically treated layered silicate has basicity, acidic fatty acids are easily adsorbed.

第2の効果は、脂肪酸が介在することにより、無機物である層状珪酸塩の分散性が高められることにある。   The second effect is that the dispersibility of the layered silicate which is an inorganic substance is enhanced by the presence of the fatty acid.

第3の効果は、層状珪酸塩に脂肪酸が吸着することにより、層状珪酸塩の耐熱性の向上が期待できることにある。特に、熱可塑性ポリイミド樹脂の場合には、層状珪酸塩との溶融混練温度は300℃以上となるため、層状珪酸塩にカチオン交換された有機化合物が分解することが懸念される。従って、有機脂肪酸による処理を行うことが非常に効果的であると考えられる。   The third effect is that the heat resistance of the layered silicate can be expected by adsorbing the fatty acid to the layered silicate. In particular, in the case of a thermoplastic polyimide resin, the melt-kneading temperature with the layered silicate is 300 ° C. or higher, so there is a concern that the organic compound cation-exchanged into the layered silicate will be decomposed. Therefore, it is thought that it is very effective to perform the treatment with the organic fatty acid.

以上のように、層状珪酸塩に有機化処理を行うことに加えて脂肪酸による処理を行うことにより、層状珪酸塩をポリイミド樹脂中においてより高度に、すなわち層間がナノメータ単位となるように分散させることができる。   As described above, the layered silicate is dispersed in the polyimide resin to a higher degree, that is, the interlayer is in nanometer units by performing the treatment with the fatty acid in addition to the organic treatment on the layered silicate. Can do.

本発明で用いられる脂肪族は特に限定されないが、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、キツロウ酸、カプロン酸、ヘプタン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデシル酸、アラキン酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヒマシ油脂肪酸、イソヘプタン酸、イソミリスチン酸、イソパルミチン酸、イソステアリン酸、イソアラキン酸などの飽和脂肪酸、アクリル酸、クロトン酸、アンゲリカ酸、ブレンツテレビン酸、シトロネル酸、ウンデシレン酸、リンデル酸、抹香酸、ゾマーリン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ヒマシ油脂肪酸、モロクチン酸、ガドレイン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルカ酸、ドコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸などの不飽和脂肪酸が挙げられる。また、脂肪酸を含んでいるヤシ油、パーム核油、牛脂、木蝋、米ぬか油、オリーブ油、綿実油、大豆油、落花生油、豚脂、魚油、鯨油、アマニ油、ヒマシ油を添加することも本発明の範囲に含まれる。   Aliphatics used in the present invention are not particularly limited, but for example, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, kilauric acid, caproic acid, heptanoic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, undecylic acid, lauric acid, tridecylic acid , Myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, nonadecylic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, serotic acid, castor oil fatty acid, isoheptanoic acid, isomyristic acid, isopalmitic acid, isostearic acid, isoarachin Saturated fatty acids such as acids, acrylic acid, crotonic acid, angelic acid, brentzuric acid, citronellic acid, undecylenic acid, Linderic acid, perfume acid, zomer phosphoric acid, palmitoleic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, castor oil Fatty acid, moroctic acid, gado Ynoic acid, arachidonic acid, eicosapentaenoic acid, erucic acid, docosapentaenoic acid, unsaturated fatty acids such as docosahexaenoic acid. In addition, it is also possible to add coconut oil, palm kernel oil, beef tallow, wood wax, rice bran oil, olive oil, cottonseed oil, soybean oil, peanut oil, pork fat, fish oil, whale oil, flaxseed oil, castor oil containing fatty acids. Included in the range.

脂肪酸の炭素数は12〜24の範囲が好ましい。炭素数が12より小さいと、層状珪酸塩の層間に吸着されたとしても、層間を広げる効果が十分に得られないことがあり、炭素
数が24より大きいと、層状珪酸塩の層間距離よりも脂肪酸の分子サイズが大きくなり、層間に吸着されないことがあるからである。
The carbon number of the fatty acid is preferably in the range of 12-24. If the carbon number is less than 12, even if adsorbed between the layers of the layered silicate, the effect of expanding the layer may not be sufficiently obtained. This is because the fatty acid has a large molecular size and may not be adsorbed between layers.

上記脂肪酸の添加量は、一般的には、層状珪酸塩がポリイミド樹脂に分散された際の比表面積及び脂肪酸の単分子被覆面積から求めることができる。しかしながら、溶液の濃度及びpHなどにより、脂肪酸の層状珪酸塩に対する吸着形態は大きく変わる。従って、所望の物性が得られる最適な添加量となるように脂肪酸添加量を調整すればよい。層状珪酸塩を前処理する場合の溶媒を選定する際には、層状珪酸塩が良好に分散すること、脂肪酸が溶解することの両方を満足し得る溶媒を選定すればよい。   The addition amount of the fatty acid can be generally determined from the specific surface area and the monomolecular coverage area of the fatty acid when the layered silicate is dispersed in the polyimide resin. However, the adsorption form of fatty acids on the layered silicate varies greatly depending on the concentration and pH of the solution. Therefore, what is necessary is just to adjust a fatty-acid addition amount so that it may become the optimal addition amount from which a desired physical property is obtained. When selecting the solvent for pretreating the layered silicate, a solvent that can satisfy both the satisfactory dispersion of the layered silicate and the dissolution of the fatty acid may be selected.

本発明のポリイミド樹脂組成物の製造に際して脂肪酸を添加するタイミングは特に限定されないが、溶媒中に層状珪酸塩を分散させた状態で脂肪酸を添加することが最も望ましい。すなわち、有機化処理された層状珪酸塩は、特に溶融成形法を用いる場合、剪断などによりポリイミド中に一旦分散したとしても、再凝集する。これは、層状珪酸塩の相互添加によりお互いに層間が引かれ合うためであり、層間距離を完全にナノメーターレベルとし、高度に分散させることが困難となるからである。そこで、本願発明者らは、有機処理された層状珪酸塩の層間が良好にデラミネーションする溶媒を選定し、溶媒中で有機処理された層状珪酸塩をデラミネーション状態としておき、脂肪酸を添加し、層状珪酸塩の層間に脂肪酸を吸着させることを考えた。   The timing of adding the fatty acid in the production of the polyimide resin composition of the present invention is not particularly limited, but it is most desirable to add the fatty acid in a state where the layered silicate is dispersed in the solvent. That is, the organically treated layered silicate reaggregates even if it is once dispersed in the polyimide by shearing or the like, particularly when a melt molding method is used. This is because the layers are attracted to each other by mutual addition of layered silicates, and the distance between the layers is completely set to the nanometer level, and it is difficult to disperse the layers highly. Therefore, the inventors of the present application select a solvent in which the layer of the organically treated layered silicate is well delaminated, leave the layered silicate organically treated in the solvent in a delaminated state, add a fatty acid, We considered adsorption of fatty acids between layers of layered silicate.

吸着された脂肪酸は、層状珪酸塩の層間で分子化反発や立体障害の役割を果たし、層状珪酸塩の再凝集を防止するように機能する。すなわち、層状珪酸塩がナノ分散したポリイミドを用いたナノコンポジットを得ることができる。特に、熱可塑性ポリイミド樹脂を用いたナノコンポジットでは、溶融混練ではポリマー分子が大きい上、モビリティーが小さいので、従来法では、層状珪酸塩を十分に高度に、すなわち層間をナノメートルオーダーとするように分散させることは困難であった。しかも、一旦ナノメートルオーダーで層状珪酸塩の層間が分散された状態から再溶融すると、層状珪酸塩が再凝集するという問題があった。これに対して、本発明によれば、上記のように、脂肪酸による処理により、層状珪酸塩の層間が十分に広げられ、層間距離が確実にナノメートルオーダーとされているナノコンポジットを得ることができ、しかも再溶融状態における層状珪酸塩の再凝集を確実に抑制することができる。なお、本明細書において、上記ナノコンポジットとは、層状珪酸塩の層間距離がナノメートルオーダーとなるように層状珪酸塩が高度に分散されている複合材料をいうものとする。   The adsorbed fatty acid plays a role of molecular repulsion and steric hindrance between the layered silicate layers, and functions to prevent reaggregation of the layered silicate. That is, a nanocomposite using polyimide in which layered silicate is nano-dispersed can be obtained. In particular, nanocomposites using thermoplastic polyimide resin have large polymer molecules and low mobility in melt-kneading, so the conventional method is such that the layered silicate is sufficiently high, that is, the interlayer is on the nanometer order. It was difficult to disperse. Moreover, there is a problem that once the layered silicate layers are dispersed on the nanometer order and then remelted, the layered silicate reaggregates. On the other hand, according to the present invention, as described above, by treatment with fatty acid, it is possible to obtain a nanocomposite in which the interlayer of the layered silicate is sufficiently widened and the interlayer distance is reliably in the order of nanometers. In addition, reaggregation of the layered silicate in the remelted state can be reliably suppressed. In the present specification, the nanocomposite refers to a composite material in which the layered silicate is highly dispersed so that the interlayer distance of the layered silicate is on the order of nanometers.

また、脂肪酸により層状珪酸塩を処理することにより、層状珪酸塩の分散性が高められるため、ポリイミドを用いたナノコンポジットの耐水性も高められ、線膨張率も低くなる。   Moreover, since the dispersibility of the layered silicate is enhanced by treating the layered silicate with a fatty acid, the water resistance of the nanocomposite using polyimide is also increased, and the linear expansion coefficient is lowered.

上記層状珪酸塩は、本発明の樹脂組成物中に、広角X線回折測定法により測定した(001)面の平均層間距離が3nm以上であり、かつ、一部又は全部の積層体が5層以下であるように分散していることが好ましい。上記平均層間距離が3nm以上であり、かつ、一部又は全部の積層体が5層以下であるように層状珪酸塩が分散していることにより、樹脂と層状珪酸塩との界面面積は充分に大きく、かつ、層状珪酸塩の薄片状結晶間の距離は適度なものとなり、高温物性、力学的物性、耐熱性、寸法安定性等において分散による改善効果を充分に得ることができる。   In the resin composition of the present invention, the layered silicate has an average interlayer distance of (001) plane measured by a wide angle X-ray diffraction measurement method of 3 nm or more, and a part or all of the laminate is 5 layers. The dispersion is preferably as follows. The interfacial area between the resin and the layered silicate is sufficiently large because the layered silicate is dispersed such that the average interlayer distance is 3 nm or more and a part or all of the laminate is 5 layers or less. The distance between the flaky crystals of the layered silicate is large, and a sufficient improvement effect due to dispersion can be obtained in high-temperature properties, mechanical properties, heat resistance, dimensional stability, and the like.

上記平均層間距離の好ましい上限は5nmである。5nmを超えると、層状珪酸塩の結晶薄片が層毎に分離して相互作用が無視できるほど弱まるので、高温での束縛強度が弱くなり、充分な寸法安定性が得られないことがある。   A preferable upper limit of the average interlayer distance is 5 nm. If it exceeds 5 nm, the lamellar silicate crystal flakes are separated into layers and the interaction becomes so weak that the interaction is negligible. Therefore, the binding strength at high temperatures becomes weak, and sufficient dimensional stability may not be obtained.

なお、本明細書において、層状珪酸塩の平均層間距離とは、層状珪酸塩の薄片状結晶を層とみなした場合における層間の距離の平均を意味し、X線回折ピーク及び透過型電子顕微鏡撮影、すなわち、広角X線回折測定法により算出することができるものである。   In the present specification, the average interlayer distance of the layered silicate means the average distance between layers when the flaky crystal of the layered silicate is regarded as a layer, and X-ray diffraction peak and transmission electron microscope photography That is, it can be calculated by a wide-angle X-ray diffraction measurement method.

上記一部又は全部の積層体が5層以下であるように層状珪酸塩が分散しているとは、具体的には、層状珪酸塩の薄片状結晶間の相互作用が弱められて薄片状結晶の積層体の一部又は全部が分散していることを意味する。好ましくは、層状珪酸塩の積層体の10%以上が5層以下にして分散されており、層状珪酸塩の積層体の20%以上が5層以下にして分散されていることがより好ましい。   Specifically, the layered silicate is dispersed so that the part or all of the laminate is 5 layers or less. Specifically, the interaction between the flaky crystals of the layered silicate is weakened and the flaky crystals This means that a part or all of the laminate is dispersed. Preferably, 10% or more of the layered silicate laminate is dispersed in 5 layers or less, and 20% or more of the layered silicate laminate is dispersed in 5 layers or less.

なお、5層以下の積層体として分散している層状珪酸塩の割合は、樹脂組成物を透過型電子顕微鏡により5万〜10万倍に拡大して観察し、一定面積中において観察できる層状珪酸塩の積層体の全層数X及び5層以下の積層体として分散している積層体の層数Yを計測することにより、下記式(2)から算出することができる。   In addition, the ratio of the layered silicate dispersed as a laminate of 5 layers or less is a layered silicic acid that can be observed in a fixed area by observing the resin composition at a magnification of 50,000 to 100,000 times with a transmission electron microscope. It can be calculated from the following formula (2) by measuring the total number of layers X of the salt laminate and the number Y of layers dispersed as a laminate of 5 or less layers.

5層以下の積層体として分散している層状珪酸塩の割合(%)=(Y/X)×100
…式(2)
また、層状珪酸塩の積層体における積層数としては、層状珪酸塩の分散による効果を得るためには5層以下であることが好ましく、より好ましくは3層以下であり、さらに好ましくは1層である。
Ratio of layered silicate dispersed as a laminate of 5 layers or less (%) = (Y / X) × 100
... Formula (2)
The number of layers in the layered silicate laminate is preferably 5 layers or less, more preferably 3 layers or less, and even more preferably 1 layer in order to obtain the effect of dispersion of the layered silicate. is there.

本発明に係るポリイミド樹脂組成物では、広角X線回折測定法により測定された層状珪酸塩の(001)面の平均層間距離が3nm以上であり、かつ、一部または全部の積層体が5層以下である層状珪酸塩が分散していることが望ましい。その場合には、ポリイミド樹脂と層状珪酸塩との界面の面積が十分に大きくなり、樹脂と層状珪酸塩の表面との相互作用が大きくなり、溶融粘度が高まり、成形性が向上する。加えて、常温から高温までの広い温度範囲で弾性率などの力学的物性が高められ、樹脂のガラス転移点Tgまたは融点以上の高温下においても、力学的物性を保持することができる。しかも、高温時の線膨張率も低く抑えられる。このような優れた効果が得られる理由は明らかではないが、ガラス転移点Tgまたは融点以上の温度領域においても、層状珪酸塩が微分散状態であるため、一種の疑似架橋点として作用しているため、これらの優れた物性が発現すると考えられる。他方、層状珪酸塩の薄片状結晶間の距離、すなわち層間距離も適度なものとなるため、燃焼時に、層状珪酸塩の薄片状結晶が移動し、難燃被膜となる焼結体を形成しやすくなる。この焼結体は、燃焼時の早い段階で形成されるので、外界からの酸素の供給を遮断するだけでなく、燃焼により発生した可燃性ガスをも遮断する。従って、本発明に係るポリイミド樹脂組成物は、優れた難燃性も発現する。   In the polyimide resin composition according to the present invention, the average interlayer distance of the (001) plane of the layered silicate measured by the wide-angle X-ray diffraction measurement method is 3 nm or more, and a part or all of the laminate is five layers. It is desirable that the following layered silicate is dispersed. In that case, the area of the interface between the polyimide resin and the layered silicate is sufficiently large, the interaction between the resin and the surface of the layered silicate is increased, the melt viscosity is increased, and the moldability is improved. In addition, mechanical properties such as elastic modulus are enhanced over a wide temperature range from room temperature to high temperature, and the mechanical properties can be maintained even at high temperatures above the glass transition point Tg or the melting point of the resin. Moreover, the coefficient of linear expansion at high temperatures can be kept low. The reason why such an excellent effect is obtained is not clear, but even in the temperature range above the glass transition point Tg or the melting point, since the layered silicate is in a finely dispersed state, it acts as a kind of pseudo-crosslinking point. Therefore, it is considered that these excellent physical properties are expressed. On the other hand, since the distance between the lamellar crystals of the layered silicate, that is, the interlayer distance is also appropriate, the lamellar crystals of the lamellar silicate move during combustion, and it is easy to form a sintered body that becomes a flame retardant coating. Become. Since this sintered body is formed at an early stage during combustion, it not only blocks the supply of oxygen from the outside, but also blocks the combustible gas generated by the combustion. Therefore, the polyimide resin composition according to the present invention also exhibits excellent flame retardancy.

さらに、本発明に係るポリイミド樹脂組成物では、ナノメートルサイズで層状珪酸塩の薄片状結晶が微分散しているため、本発明のポリイミド樹脂組成物を用いて構成されたフィルムや基板用材料などに炭酸ガスレーザーなどのレーザーにより穿孔加工を施した場合、樹脂成分と層状珪酸塩とが同時に分解蒸発する。すなわち、部分的に残存する層状珪酸塩残渣も数μm以下の小さなもののみとなり、デスミア加工により容易に除去され得る。従って、穿孔加工により発生する残渣を著しく低減することができ、それによってメッキ不良等の発生を効果的に抑制することができる。   Furthermore, in the polyimide resin composition according to the present invention, since the flaky crystals of the layered silicate are finely dispersed in a nanometer size, a film or a substrate material constituted by using the polyimide resin composition of the present invention, etc. When drilling is performed with a laser such as a carbon dioxide laser, the resin component and the layered silicate are simultaneously decomposed and evaporated. That is, the partially remaining layered silicate residue is only a small one of several μm or less and can be easily removed by desmearing. Therefore, the residue generated by the drilling process can be remarkably reduced, and the occurrence of defective plating can be effectively suppressed.

本発明においては、好ましくは、上記ポリイミド樹脂100重量部に対し、脂肪酸処理がされた有機化層状珪酸塩の配合割合が0.1〜80重量部である。0.1重量部未満では、吸湿性や線膨張率を低下する効果が十分でない。80重量部を超えると、本発明の樹脂組成物の密度(比重)が高くなり、機械的強度が低下し、実用性が低下する。層状珪酸塩の配合割合のより好ましい下限は1重量部、上限は50重量部である。1重量部未満で
は、本発明のポリイミド樹脂組成物を薄く成形した際に十分な高温物性改善効果が得られないことがあり、50重量部を超えると成形性が低下することがある。さらに好ましい下限は1.5重量部、上限は25重量部である。1.5〜25重量部の範囲とすることにより、力学的物性及び工程適性において問題となることがなくなるからである。
In the present invention, the blending ratio of the organically modified layered silicate subjected to the fatty acid treatment is preferably 0.1 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyimide resin. If it is less than 0.1 part by weight, the effect of reducing the hygroscopicity and the linear expansion coefficient is not sufficient. When it exceeds 80 parts by weight, the density (specific gravity) of the resin composition of the present invention is increased, the mechanical strength is lowered, and the practicality is lowered. The more preferable lower limit of the mixing ratio of the layered silicate is 1 part by weight, and the upper limit is 50 parts by weight. If it is less than 1 part by weight, a sufficient high-temperature property improving effect may not be obtained when the polyimide resin composition of the present invention is thinly formed, and if it exceeds 50 parts by weight, moldability may be reduced. A more preferred lower limit is 1.5 parts by weight and an upper limit is 25 parts by weight. It is because it will become a problem in a mechanical physical property and process suitability by setting it as the range of 1.5-25 weight part.

なお、本発明においては、層状珪酸塩以外に、他の充填剤を添加してもよい。このような充填剤としては、無機系充填剤及び有機系充填剤のいずれであってもよい。無機系充填剤の例としては、鉄、銅、青銅、チタン、ステンレス、ニッケル、金、銀、アルミニウム、鉛、タングステン等の金属、カーボンブラック、グラファイト、活性炭、炭素バルーン等の炭素、シリカ、シリカバルーン、アルミナ、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化すず、酸化アンチモン、酸化ベリリウム、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト等の無機酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の無機水酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素ナトリウム等の無機炭酸塩、硫酸カルシウム等の無機硫酸塩、タルク、カオリン、フライアッシュ、ケイ酸カルシウム、ガラス、ガラスバルーン等の無機ケイ酸塩、チタン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、熱膨張性塩化ビニリデン粒子、ウィスカー等が挙げられる。また、有機系では、木粉、デンプン、有機顔料、ポリスチレン、ナイロン、ポリエレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン、塩化ビニル、各種エラストマー、廃プラスチック等が挙げられる。   In the present invention, other fillers may be added in addition to the layered silicate. Such a filler may be either an inorganic filler or an organic filler. Examples of inorganic fillers include metals such as iron, copper, bronze, titanium, stainless steel, nickel, gold, silver, aluminum, lead, tungsten, carbon such as carbon black, graphite, activated carbon, carbon balloon, silica, silica Balloon, alumina, titanium oxide, iron oxide, zinc oxide, magnesium oxide, tin oxide, antimony oxide, beryllium oxide, barium ferrite, strontium ferrite and other inorganic oxides, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide and other inorganic hydroxides, Inorganic carbonates such as calcium carbonate, magnesium carbonate and sodium hydrogen carbonate, inorganic sulfates such as calcium sulfate, talc, kaolin, fly ash, calcium silicate, glass, glass balloons and other inorganic silicates, calcium titanate, titanium Lead zirconate, aluminum nitride , Silicon carbide, heat-expandable vinylidene chloride particles, whiskers, and the like. In the organic system, wood flour, starch, organic pigments, polystyrene, nylon, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, vinyl chloride, various elastomers, waste plastics and the like can be mentioned.

上記充填剤は1種のみが添加されていてもよく、2種以上が添加されていてもよい。   As for the said filler, only 1 type may be added and 2 or more types may be added.

さらに、本発明に係るポリイミド樹脂組成物では、補強材を添加してもよい。補強材としては、ガラス繊維、カーボン繊維,金属繊維等の無機繊維あるいはアラミド繊維、ナイロン繊維、ジュート繊維、ケナフ繊維、竹繊維、ポリエチレン繊維、延伸ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、延伸ポリプロピレン繊維等の有機繊維が挙げられる。   Furthermore, in the polyimide resin composition according to the present invention, a reinforcing material may be added. Reinforcing materials include inorganic fibers such as glass fibers, carbon fibers and metal fibers, or aramid fibers, nylon fibers, jute fibers, kenaf fibers, bamboo fibers, polyethylene fibers, stretched polyethylene fibers, polypropylene fibers, stretched polypropylene fibers and other organic fibers. Is mentioned.

さらに、本発明に係るポリイミド樹脂組成物では、本発明の目的を阻害しない範囲で、酸化防止剤、補強材、分散剤、発泡剤、消泡剤、界面活性剤、カップリング剤、揺変性付与剤、帯電防止剤、分子量調整剤、高分子改質剤、難燃剤、可塑剤、顔料、染料、着色剤、エラストマー、紫外線吸収剤、離型剤等の種々の添加剤を配合することができる。   Furthermore, in the polyimide resin composition according to the present invention, an antioxidant, a reinforcing material, a dispersant, a foaming agent, an antifoaming agent, a surfactant, a coupling agent, and thixotropic addition are provided within a range not impairing the object of the present invention. Various additives such as an agent, an antistatic agent, a molecular weight modifier, a polymer modifier, a flame retardant, a plasticizer, a pigment, a dye, a colorant, an elastomer, an ultraviolet absorber, and a release agent can be blended. .

本発明のポリイミド樹脂組成物の製造方法は特に限定されないが、好ましくは、有機化処理された層状珪酸塩を分散性が良好な溶媒と第1の工程で混合され、該層状珪酸塩が分散される。次に、第2の工程において、脂肪酸が添加される。それによって脂肪酸により有機化処理された層状珪酸塩が前処理される。しかる後、第3の工程で溶媒が除去される。そして、上記のようにして処理された層状珪酸塩がポリイミド樹脂と第4の工程で混合される。上記第1〜第4の工程を有する製造方法は、本発明に係るポリイミド樹脂組成物の製造方法に適した製造方法であり、特に、熱可塑性ポリイミド樹脂を用いたポリイミド樹脂組成物の場合に最も適した製造方法である。   The method for producing the polyimide resin composition of the present invention is not particularly limited. Preferably, the organically treated layered silicate is mixed with a solvent having good dispersibility in the first step to disperse the layered silicate. The Next, in the second step, fatty acids are added. Thereby, the layered silicate organically treated with fatty acid is pretreated. Thereafter, the solvent is removed in the third step. Then, the layered silicate treated as described above is mixed with the polyimide resin in the fourth step. The manufacturing method which has the said 1st-4th process is a manufacturing method suitable for the manufacturing method of the polyimide resin composition which concerns on this invention, especially in the case of the polyimide resin composition using a thermoplastic polyimide resin. It is a suitable manufacturing method.

次に、具体的な実施例を挙げることにより、本発明の効果を明らかにする。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Next, the effects of the present invention will be clarified by giving specific examples. In addition, this invention is not limited to a following example.

(実施例1)
1,2−ジメチル−3−デシルイミダゾリウムで処理された合成スメクタイトを溶媒としてのエタノールに攪拌しながら5重量部混合し、1,2−ジメチル−3−デシルイミダゾリウムで処理された合成スメクタイトのエタノール溶液を得た。1日間放置してからステアリン酸(東京化成工業社製)をエタノールに対して1重量部混合し、1日放置してからろ過を行った。そして150℃で2時間乾燥した後、さらに真空乾燥を行い、脂肪酸処
理された合成スメクタイトを得た。
(Example 1)
The synthetic smectite treated with 1,2-dimethyl-3-decylimidazolium was mixed with ethanol as a solvent while stirring for 5 parts by weight, and the synthetic smectite treated with 1,2-dimethyl-3-decylimidazolium was mixed. An ethanol solution was obtained. After left standing for 1 day, 1 part by weight of stearic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was mixed with ethanol. And after drying at 150 degreeC for 2 hours, it vacuum-dried and obtained the synthetic smectite processed with the fatty acid.

次に、小型押出機(日本製鋼所社製、TEX30)中に、熱可塑性ポリイミド(三井化学社製、オーラムPD−450M)90重量部と、上記のようにして処理された合成スメクタイト10重量部とを、窒素気流下で、330℃で溶融混練して押出し、押出されたストランドをペレタイザーによりペレット化することにより樹脂組成物のペレットを得た。次いで、得られた樹脂組成物のペレットを窒素気流下、上型及び下型がそれぞれ340℃に温度調節された熱プレスでプレスし、圧延し、厚さ100μmの板状成形体を作製した。   Next, 90 parts by weight of thermoplastic polyimide (Mitsui Chemicals, Aurum PD-450M) and 10 parts by weight of the synthetic smectite processed as described above in a small extruder (manufactured by Nippon Steel Works, TEX30). Were extruded by melting and kneading at 330 ° C. under a nitrogen stream, and the extruded strand was pelletized by a pelletizer to obtain pellets of a resin composition. Next, the obtained resin composition pellets were pressed with a hot press in which the temperature of the upper mold and the lower mold was adjusted to 340 ° C. in a nitrogen stream, and rolled to produce a plate-shaped molded body having a thickness of 100 μm.

(実施例2)
1,2−ジメチル−3−デシルイミダゾリウムで処理されたモンモリロナイトを溶媒としてのエタノールに攪拌しながら5重量部混合し、1,2−ジメチル−3−デシルイミダゾリウムで処理されたモンモリロナイトのエタノール溶液を得た。1日間放置してからイソステアリン酸(日産化学工業社製)をエタノールに対して1重量部混合し、1日放置してからろ過を行った。そして150℃で2時間乾燥した後、さらに真空乾燥を行い、脂肪酸処理されたモンモリロナイトを得た。
(Example 2)
Montmorillonite treated with 1,2-dimethyl-3-decylimidazolium was mixed with 5 parts by weight of ethanol as a solvent while stirring, and ethanol solution of montmorillonite treated with 1,2-dimethyl-3-decylimidazolium. Got. After being allowed to stand for 1 day, 1 part by weight of isostearic acid (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was mixed with ethanol, and allowed to stand for 1 day, followed by filtration. And after drying at 150 degreeC for 2 hours, vacuum drying was performed and the montmorillonite processed with the fatty acid was obtained.

次に、小型押出機(日本製鋼所社製、TEX30)中に、熱可塑性ポリイミド(三井化学社製、オーラムPD−450M)90重量部と、上記のようにして処理されたモンモリロナイト10重量部とを、窒素気流下で、330℃で溶融混練して押出し、押出されたストランドをペレタイザーによりペレット化することにより樹脂組成物のペレットを得た。次いで、得られた樹脂組成物のペレットを窒素気流下、上型及び下型がそれぞれ340℃に温度調節された熱プレスでプレスし、圧延し、厚さ100μmの板状成形体を作製した。   Next, in a small extruder (manufactured by Nippon Steel Works, TEX30), 90 parts by weight of thermoplastic polyimide (Mitsui Chemicals, Aurum PD-450M) and 10 parts by weight of montmorillonite treated as described above, This was melt-kneaded and extruded at 330 ° C. under a nitrogen stream, and the extruded strand was pelletized with a pelletizer to obtain resin composition pellets. Next, the obtained resin composition pellets were pressed with a hot press in which the temperature of the upper mold and the lower mold was adjusted to 340 ° C. in a nitrogen stream, and rolled to produce a plate-shaped molded body having a thickness of 100 μm.

(実施例3)
N−ヘキサデシルトリ−N−ブチルホスホニウムで処理された合成スメクタイトを溶媒としてのエタノールに攪拌しながら5重量部混合し、N−ヘキサデシルトリ−N−ブチルホスホニウムで処理された合成スメクタイトのエタノール溶液を得た。1日間放置してからステアリン酸(東京化成工業社製)をエタノールに対して1重量部混合し、1日放置してからろ過を行った。そして150℃で2時間乾燥した後、さらに真空乾燥を行い、脂肪酸処理された合成スメクタイトを得た。
(Example 3)
Synthetic smectite treated with N-hexadecyltri-N-butylphosphonium was mixed with 5 parts by weight of ethanol as a solvent with stirring, and an ethanol solution of synthetic smectite treated with N-hexadecyltri-N-butylphosphonium. Got. After left standing for 1 day, 1 part by weight of stearic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was mixed with ethanol. And after drying at 150 degreeC for 2 hours, it vacuum-dried and obtained the synthetic smectite processed with the fatty acid.

次に、小型押出機(日本製鋼所社製、TEX30)中に、熱可塑性ポリイミド(三井化学社製、オーラムPD−450M)90重量部と、上記のようにして処理されたスメクタイト10重量部とを、窒素気流下で、330℃で溶融混練して押出し、押出されたストランドをペレタイザーによりペレット化することにより樹脂組成物のペレットを得た。次いで、得られた樹脂組成物のペレットを窒素気流下、上型及び下型がそれぞれ340℃に温度調節された熱プレスでプレスし、圧延し、厚さ100μmの板状成形体を作製した。   Next, in a small extruder (manufactured by Nippon Steel Works, TEX30), 90 parts by weight of thermoplastic polyimide (Mitsui Chemicals, Aurum PD-450M) and 10 parts by weight of smectite treated as described above, This was melt-kneaded and extruded at 330 ° C. under a nitrogen stream, and the extruded strand was pelletized with a pelletizer to obtain resin composition pellets. Next, the obtained resin composition pellets were pressed with a hot press in which the temperature of the upper mold and the lower mold was adjusted to 340 ° C. in a nitrogen stream, and rolled to produce a plate-shaped molded body having a thickness of 100 μm.

(実施例4)
N−ヘキサデシルトリ−N−ブチルホスホニウムで処理されたモンモリロナイトを溶媒としてのエタノールに攪拌しながら5重量部混合し、N−ヘキサデシルトリ−N−ブチルホスホニウムで処理されたモンモリロナイトのエタノール溶液を得た。1日間放置してからイソステアリン酸(日産化学工業社製)をエタノールに対して1重量部混合し、1日放置してからろ過を行った。そして150℃で2時間乾燥した後、さらに真空乾燥を行い、脂肪酸処理されたモンモリロナイトを得た。
Example 4
5 parts by weight of montmorillonite treated with N-hexadecyltri-N-butylphosphonium was mixed with ethanol as a solvent while stirring to obtain an ethanol solution of montmorillonite treated with N-hexadecyltri-N-butylphosphonium. It was. After being allowed to stand for 1 day, 1 part by weight of isostearic acid (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was mixed with ethanol, and allowed to stand for 1 day, followed by filtration. And after drying at 150 degreeC for 2 hours, vacuum drying was performed and the montmorillonite processed with the fatty acid was obtained.

次に、小型押出機(日本製鋼所社製、TEX30)中に、熱可塑性ポリイミド(三井化
学社製、オーラムPD−450M)90重量部と、上記のようにして処理されたモンモリロナイト10重量部とを、窒素気流下で、330℃で溶融混練して押出し、押出されたストランドをペレタイザーによりペレット化することにより樹脂組成物のペレットを得た。次いで、得られた樹脂組成物のペレットを窒素気流下、上型及び下型がそれぞれ340℃に温度調節された熱プレスでプレスし、圧延し、厚さ100μmの板状成形体を作製した。
Next, in a small extruder (manufactured by Nippon Steel Works, TEX30), 90 parts by weight of thermoplastic polyimide (Mitsui Chemicals, Aurum PD-450M) and 10 parts by weight of montmorillonite treated as described above, This was melt-kneaded and extruded at 330 ° C. under a nitrogen stream, and the extruded strand was pelletized with a pelletizer to obtain resin composition pellets. Next, the obtained resin composition pellets were pressed with a hot press in which the temperature of the upper mold and the lower mold was adjusted to 340 ° C. in a nitrogen stream, and rolled to produce a plate-shaped molded body having a thickness of 100 μm.

(比較例1)
小型押出機(日本製鋼所社製、TEX30)中に、熱可塑性ポリイミド(三井化学社製、オーラムPD−450M)を窒素気流下で、330℃で溶融混練して押出し、押出されたストランドをペレタイザーによりペレット化することにより樹脂組成物のペレットを得た。次いで、得られた樹脂組成物のペレットを窒素気流下、上型及び下型がそれぞれ340℃に温度調節された熱プレスでプレスし、圧延し、厚さ100μmの板状成形体を作製した。
(Comparative Example 1)
In a small extruder (Nippon Steel Works, TEX30), thermoplastic polyimide (Mitsui Chemicals, Aurum PD-450M) was melted and kneaded at 330 ° C under a nitrogen stream, and the extruded strand was pelletized. The pellet of the resin composition was obtained by pelletizing. Next, the obtained resin composition pellets were pressed with a hot press in which the temperature of the upper mold and the lower mold was adjusted to 340 ° C. in a nitrogen stream, and rolled to produce a plate-shaped molded body having a thickness of 100 μm.

(比較例2)
小型押出機(日本製鋼所社製、TEX30)中に、熱可塑性ポリイミド(三井化学社製、オーラムPD−450M)90重量部と、合成スメクタイトSWN(コープケミカル社製、合成スメクタイト)10重量部とを、窒素気流下で、330℃で溶融混練して押出し、押出されたストランドをペレタイザーによりペレット化することにより樹脂組成物のペレットを得た。次いで、得られた樹脂組成物のペレットを窒素気流下、上型及び下型がそれぞれ340℃に温度調節された熱プレスでプレスし、圧延し、厚さ100μmの板状成形体を作製した。
(Comparative Example 2)
In a small extruder (Nippon Steel Works, TEX30), 90 parts by weight of thermoplastic polyimide (Mitsui Chemicals, Aurum PD-450M) and 10 parts by weight of synthetic smectite SWN (Coop Chemical Co., synthetic smectite) This was melt-kneaded and extruded at 330 ° C. under a nitrogen stream, and the extruded strand was pelletized with a pelletizer to obtain resin composition pellets. Next, the obtained resin composition pellets were pressed with a hot press in which the temperature of the upper mold and the lower mold was adjusted to 340 ° C. in a nitrogen stream, and rolled to produce a plate-shaped molded body having a thickness of 100 μm.

(比較例3)
層状珪酸塩をモンモリロナイトNa+(サザンクレイ社製)に変更した以外は比較例2
と同様にして、樹脂組成物からなる厚さ100μmの板状成形体を作製した。
(Comparative Example 3)
Comparative Example 2 except that the layered silicate was changed to montmorillonite Na + (manufactured by Southern Clay)
In the same manner as described above, a plate-like molded body having a thickness of 100 μm made of the resin composition was produced.

(比較例4)
小型押出機(日本製鋼所社製、TEX30)中に、熱可塑性ポリイミド(三井化学社製、オーラムPD−450M)90重量部と、1,2-ジメチル-3-デシルイミダゾリウム
で処理された合成スメクタイト10重量部とを、窒素気流下で、330℃で溶融混練して押出し、押出されたストランドをペレタイザーによりペレット化することにより樹脂組成物のペレットを得た。次いで、得られた樹脂組成物のペレットを窒素気流下、上型及び下型がそれぞれ340℃に温度調節された熱プレスでプレスし、圧延し、厚さ100μmの板状成形体を作製した。
(Comparative Example 4)
In a small extruder (Nippon Steel Works, TEX30), 90 parts by weight of thermoplastic polyimide (Mitsui Chemicals, Aurum PD-450M) and 1,2-dimethyl-3-decylimidazolium-treated synthesis 10 parts by weight of smectite was melt kneaded and extruded at 330 ° C. under a nitrogen stream, and the extruded strand was pelletized with a pelletizer to obtain pellets of a resin composition. Next, the obtained resin composition pellets were pressed with a hot press in which the temperature of the upper mold and the lower mold was adjusted to 340 ° C. in a nitrogen stream, and rolled to produce a plate-shaped molded body having a thickness of 100 μm.

(比較例5)
小型押出機(日本製鋼所社製、TEX30)中に、熱可塑性ポリイミド(三井化学社製、オーラムPD−450M)90重量部と、N-ヘキサデシルトリ-N-ブチルホスホニウ
ムで処理されたモンモリロナイト10重量部とを、窒素気流下で、330℃で溶融混練して押出し、押出されたストランドをペレタイザーによりペレット化することにより樹脂組成物のペレットを得た。次いで、得られた樹脂組成物のペレットを窒素気流下、上型及び下型がそれぞれ340℃に温度調節された熱プレスでプレスし、圧延し、厚さ100μmの板状成形体を作製した。
(Comparative Example 5)
Montmorillonite 10 treated with 90 parts by weight of thermoplastic polyimide (Mitsui Chemicals, Aurum PD-450M) and N-hexadecyltri-N-butylphosphonium in a small extruder (manufactured by Nippon Steel Works, TEX30) Part by weight was melt kneaded and extruded at 330 ° C. under a nitrogen stream, and the extruded strand was pelletized with a pelletizer to obtain pellets of a resin composition. Next, the obtained resin composition pellets were pressed with a hot press in which the temperature of the upper mold and the lower mold was adjusted to 340 ° C. in a nitrogen stream, and rolled to produce a plate-shaped molded body having a thickness of 100 μm.

(1)熱膨張係数の測定
板状成形体を裁断して3mm×25mmにした試験片を、TMA(Thermomechanical Analysys)装置(セイコー電子社製、TMA/SS120C)
を用いて、昇温速度5℃/分で昇温し、引張モードで25〜150℃の平均線膨張率(以
下、「CTE」と記載することがある)の測定を行った。
(1) Measurement of coefficient of thermal expansion A test piece cut to 3 mm × 25 mm by cutting a plate-like molded product was used as a TMA (Thermal Mechanical Analysis) apparatus (manufactured by Seiko Denshi, TMA / SS120C).
Was used, and the average linear expansion coefficient (hereinafter sometimes referred to as “CTE”) of 25 to 150 ° C. was measured in a tensile mode.

(2)吸水率の測定
厚さ100μmの板状成形体を3×5cmの短冊状にした試験片を作製し、80℃で5時間乾燥させた後の重さ(W1)を測定した。次いで、試験片を水に浸漬し、25℃の雰囲気下で24時間放置した後取り出し、ウエスで丁寧に拭き取った後の重さ(W2)を測定した。下記式により吸水率を求めた。
吸水率(%)=(W2−W1)/W1×100
(2) Measurement of water absorption The test piece which made the plate-shaped molded object of thickness 100 micrometers into the strip shape of 3x5 cm was produced, and the weight (W1) after making it dry at 80 degreeC for 5 hours was measured. Next, the test piece was immersed in water, left for 24 hours in an atmosphere at 25 ° C., then taken out, and the weight (W2) after carefully wiping with a waste was measured. The water absorption was determined by the following formula.
Water absorption (%) = (W2−W1) / W1 × 100

(3)層状珪酸塩の平均層間距離
X線回折測定装置(リガク社製、RINT1100)を用いて、厚さ2mmの板状成形体中の層状珪酸塩の積層面の回折より得られる回折ピークの2θを測定し、下記式(X)のブラックの回折式により、層状珪酸塩の(001)面間隔dを算出し、得られたdを平均層間距離(nm)とした。
(3) Average interlayer distance of layered silicate Using an X-ray diffractometer (RINT1100, manufactured by Rigaku Corporation), a diffraction peak obtained from diffraction of the layered surface of the layered silicate in a 2 mm thick plate-shaped body 2θ was measured, the (001) plane distance d of the layered silicate was calculated by the black diffraction formula of the following formula (X), and the obtained d was defined as the average interlayer distance (nm).

λ=2dsinθ …式(X)
上記式(X)中、λは0.154であり、θは回折角を表す。
λ = 2 d sin θ: Formula (X)
In the above formula (X), λ is 0.154, and θ represents a diffraction angle.

(4)5層以下の積層体として分散している層状珪酸塩の割合厚さ100μmの板状成形体を透過型電子顕微鏡により10万倍で観察し、一定面積中において観察できる層状珪酸塩の積層体の全層数X及び5層以下で分散している層状珪酸塩の層数Yを計測し、下記式(XX)により5層以下の積層体として分散している層状珪酸塩の割合(%)を算出した。
5層以下の積層体として分散している層状珪酸塩の割合(%)=(Y/X)×100
…式(XX)
(4) Ratio of layered silicate dispersed as a laminate of 5 layers or less A plate-shaped molded body having a thickness of 100 μm is observed with a transmission electron microscope at a magnification of 100,000 times. The total number of layers X in the laminate and the number Y of layered silicate dispersed in 5 layers or less are measured, and the ratio of the layered silicate dispersed as a laminate of 5 layers or less according to the following formula (XX) ( %) Was calculated.
Ratio of layered silicate dispersed as a laminate of 5 layers or less (%) = (Y / X) × 100
... Formula (XX)

(5)誘電率の測定
インピーダンス測定器(HP社製、HP4291B)を用いて、周波数1MHz付近の誘電率を測定した。
(5) Measurement of dielectric constant A dielectric constant in the vicinity of a frequency of 1 MHz was measured using an impedance measuring instrument (HP 4291B, manufactured by HP).

Figure 2005187727
Figure 2005187727

Claims (8)

ポリイミド樹脂100重量部と、有機オニウムイオンにより有機化された層状珪酸塩0.1〜80重量部と、脂肪酸0.01〜20重量部とからなることを特徴とするポリイミド樹脂組成物。   A polyimide resin composition comprising 100 parts by weight of a polyimide resin, 0.1 to 80 parts by weight of a layered silicate organized by an organic onium ion, and 0.01 to 20 parts by weight of a fatty acid. 前記有機オニウムイオンにより有機化された層状珪酸塩がさらに前記脂肪酸により前処理されている請求項1に記載のポリイミド樹脂組成物。   The polyimide resin composition according to claim 1, wherein the layered silicate organized by the organic onium ions is further pretreated with the fatty acid. 前記脂肪酸の炭素数が12〜24の範囲にある請求項1または2に記載のポリイミド樹脂組成物。   The polyimide resin composition according to claim 1 or 2, wherein the fatty acid has 12 to 24 carbon atoms. 層状珪酸塩が、モンモリロナイト、ヘクトライト、膨潤性マイカ及びバーミキュライトからなる群から選択された少なくとも1種である請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリイミド樹脂組成物。   The polyimide resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the layered silicate is at least one selected from the group consisting of montmorillonite, hectorite, swellable mica, and vermiculite. 広角X線回折測定法により測定された(001)面の平均層間距離が3nm以上であり、かつ、一部または全部の層状珪酸塩の積層体が5層以下であるように分散されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリイミド樹脂組成物。   The average interlaminar distance of the (001) plane measured by wide-angle X-ray diffraction measurement method is 3 nm or more, and part or all of the layered silicate laminates are dispersed so as to be 5 layers or less. The polyimide resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein: 有機化処理された層状珪酸塩を溶媒と混合する第1の工程と、第1の工程後に脂肪酸を添加する第2の工程と、溶媒を除去する第3の工程と、ポリイミド樹脂をさらに混合する第4の工程とからなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリイミド樹脂組成物の製造方法。   A first step of mixing the organically treated layered silicate with a solvent, a second step of adding a fatty acid after the first step, a third step of removing the solvent, and a polyimide resin are further mixed. It consists of a 4th process, The manufacturing method of the polyimide resin composition of any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリイミド樹脂組成物を用いて構成されていることを特徴とするフィルム。   It is comprised using the polyimide resin composition of any one of Claims 1-5, The film characterized by the above-mentioned. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリイミド樹脂組成物を用いて構成されていることを特徴とする基板用材料。
It is comprised using the polyimide resin composition of any one of Claims 1-5, The board | substrate material characterized by the above-mentioned.
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