JP2007063492A - Polyimide film having little defect - Google Patents

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剛 菊池
Nagayasu Kaneshiro
永泰 金城
Kazuhiro Ono
和宏 小野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyimide film having little gel defects. <P>SOLUTION: This polyimide film obtained by adding/agitating an imide formation-accelerator consisting of a dehydrating agent, an imide-forming catalyst and solvent to the organic solvent solution of a polyamide acid which is a precursor of the polyimide, casting the obtained dope liquid over a supporting body, drying and heat-treating the obtained gel film is characterized by setting 30-75 range weight of the added imide formation-accelerator in the case of setting the weight of the organic solvent solution of the polyamide acid as 100. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリアミド酸の有機溶媒溶液とイミド化促進剤との混合性を向上させ、両者の混合不良に起因する欠陥の発生を抑制したポリイミドフィルムに関する。   The present invention relates to a polyimide film that improves the mixing properties of an organic solvent solution of a polyamic acid and an imidization accelerator and suppresses the occurrence of defects due to poor mixing of the two.

ポリイミドフィルムは、その耐熱性、絶縁性から、フレキシブルプリント配線板(以下、FPCともいう)の基材フィルムとして使用されている。ポリイミドフィルムは一般的に、前駆体であるポリアミド酸の有機溶剤溶液を支持体上に流延、塗布して、ある程度溶媒を揮発させて得られたゲルフィルムを熱処理する熱イミド化法、またはポリアミド酸の有機溶剤溶液に脱水剤、イミド化触媒、溶媒から成るイミド化促進剤を添加した後、同様にゲルフィルムを作製、熱処理する化学イミド化法のいずれかの方法で作製されることが多い。
この二つの方法のうち、イミド化反応が促進されていることによって、生産速度の向上が容易であるという点から、化学イミド化法が好ましく用いられ得る。
A polyimide film is used as a base film of a flexible printed wiring board (hereinafter also referred to as FPC) because of its heat resistance and insulation. A polyimide film is generally a thermal imidation method in which an organic solvent solution of a polyamic acid as a precursor is cast and applied on a support, and the gel film obtained by volatilizing the solvent to some extent is heat-treated, or polyamide It is often produced by any of chemical imidation methods in which a gel film is similarly prepared and heat treated after adding an imidization accelerator consisting of a dehydrating agent, an imidization catalyst, and a solvent to an organic solvent solution of acid. .
Of these two methods, the chemical imidation method can be preferably used because the production rate can be easily improved by promoting the imidization reaction.

しかし、化学イミド化法は、イミド化促進剤を添加しているため、意図しているよりも速くイミド化が進行してしまう場合がある。また、高粘度のポリアミド酸溶液と、低粘度のイミド化促進剤を混合するため、混合不良が発生しやすい。これらが原因となって、完全にイミド化が進行せずに残ってしまったポリアミド酸の微細な粒、もしくは局所的にイミド化が先に進行してしまったポリイミドの微細な粒(以下、これらをまとめてゲル状物、それによる欠陥をゲル欠陥という)が発生する。このゲル欠陥がフィルムに存在すると、フィルムに銅箔を貼り合わせるための接着剤を塗工する際に、接着剤溶液のハジキ等を発生させる原因となる。   However, in the chemical imidization method, since an imidization accelerator is added, imidation may proceed faster than intended. Moreover, since a high-viscosity polyamic acid solution and a low-viscosity imidization accelerator are mixed, poor mixing tends to occur. Because of these, the fine particles of polyamic acid that remain without imidization completely, or the fine particles of polyimide that have been locally imidized (hereinafter these Are formed into a gel-like material, and defects caused thereby are called gel defects). When this gel defect exists in the film, it causes a repellency or the like of the adhesive solution when an adhesive for bonding the copper foil to the film is applied.

上記ゲル欠陥については、ポリアミド酸溶液ならびにイミド化促進剤の温度を低温に保って急激なイミド化を抑制し、両者を混合する撹拌ミキサーの回転数を上げて撹拌効率を向上させることにより、改善することが可能である。しかし、撹拌回転数を上げることは、撹拌により発生する熱を増大させることにも繋がるため、回転数上昇には自ずと限界がある。   The above gel defects are improved by keeping the temperature of the polyamic acid solution and the imidization accelerator at a low temperature to suppress rapid imidization, and increasing the number of revolutions of the stirring mixer that mixes both to improve the stirring efficiency. Is possible. However, increasing the rotation speed of the stirring also leads to an increase in the heat generated by the stirring, so there is a limit to the increase in the rotation speed.

これに対し、ポリアミド酸溶液ならびにイミド化促進剤を混合した溶液をフィルター濾過することにより、フィルム中のゲル欠陥を減らすという試みもなされている(特許文献1参照)。しかし、この方法は、ゲル状物をフィルターで除去しているだけであり、その発生を根本的に抑制しているものではない。そのため、ゲル状物が大量に発生するとフィルターが目詰まりを起こし、フィルムの長期連続生産が困難となる。
特開2002−348388号公報
On the other hand, an attempt has been made to reduce gel defects in the film by filtering the solution in which the polyamic acid solution and the imidization accelerator are mixed (see Patent Document 1). However, this method only removes the gel-like substance with a filter, and does not fundamentally suppress the occurrence thereof. For this reason, when a large amount of gel is generated, the filter is clogged, and long-term continuous production of the film becomes difficult.
JP 2002-348388 A

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ゲル欠陥の少ないポリイミドフィルムを提供することにある。   This invention is made | formed in view of said subject, Comprising: The objective is to provide a polyimide film with few gel defects.

本発明者らは、上記の課題に鑑み鋭意検討した結果、ポリアミド酸溶液とイミド化促進剤の混合比率を適正化することでゲル欠陥の発生を抑制できることを独自に見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、以下の新規なポリイミドフィルムによって、上記目的を達成しうる。
1)ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸の有機溶媒溶液に、脱水剤、イミド化触媒、溶媒から成るイミド化促進剤を添加、撹拌して得られたドープ液を支持体に流延、乾燥させて得られるゲルフィルムを熱処理することによって得られるポリイミドフィルムであって、ポリアミド酸の有機溶媒溶液の重量を100とした場合に、添加するイミド化促進剤の重量を30〜75の範囲にすることを特徴とする、ポリイミドフィルム。
2)ポリアミド酸の有機溶媒溶液の粘度が1000〜3500ポイズであることを特徴とする、1)記載のポリイミドフィルム。
3)ポリアミド酸の有機溶媒溶液中に存在するアミド酸ユニットのモル数1に対して、イミド化促進剤に使用する脱水剤のモル数を1.0〜3.5とすることを特徴とする、1)または2)記載のポリイミドフィルム。
4)ポリアミド酸の有機溶媒溶液中に存在するアミド酸ユニットのモル数1に対して、イミド化促進剤に使用するイミド化触媒のモル数を0.3〜1.5とすることを特徴とする、1)乃至3)記載のポリイミドフィルム。
5)ポリアミド酸の有機溶媒溶液とイミド化促進剤の混合不良に起因する欠陥の発生数が、2個/1000m2以下であることを特徴とする、1)乃至4)記載のポリイミドフィルム。
As a result of intensive studies in view of the above-mentioned problems, the present inventors have uniquely found that the occurrence of gel defects can be suppressed by optimizing the mixing ratio of the polyamic acid solution and the imidization accelerator, and complete the present invention. It came to. That is, the above object can be achieved by the following novel polyimide film.
1) Add an imidization accelerator consisting of a dehydrating agent, an imidization catalyst, and a solvent to an organic solvent solution of polyamic acid, which is a polyimide precursor, and cast and dry the resulting dope solution on a support. When the weight of the polyamic acid organic solvent solution is 100, the weight of the imidization accelerator to be added is in the range of 30 to 75. A polyimide film characterized by
2) The polyimide film according to 1), wherein the viscosity of the organic solvent solution of the polyamic acid is 1000 to 3500 poise.
3) The number of moles of the dehydrating agent used for the imidization accelerator is 1.0 to 3.5 with respect to 1 mole of the amic acid unit present in the organic solvent solution of the polyamic acid. The polyimide film as described in 1) or 2).
4) The number of moles of the imidization catalyst used for the imidization accelerator is 0.3 to 1.5 with respect to the number of moles 1 of the amic acid unit present in the organic solvent solution of the polyamic acid. The polyimide film according to 1) to 3).
5) The polyimide film as described in 1) to 4), wherein the number of defects caused by poor mixing of the polyamic acid organic solvent solution and imidization accelerator is 2/1000 m 2 or less.

本発明のポリイミドフィルムは、ゲル欠陥の発生が抑えられたことにより、接着剤塗工時にハジキ等の問題が発生せず、フレキシブル銅張積層板を収率良く得ることが可能となる。   In the polyimide film of the present invention, the occurrence of gel defects is suppressed, so that problems such as repellency do not occur during adhesive coating, and a flexible copper-clad laminate can be obtained with high yield.

本発明の実施の形態について、以下に説明する。
本発明に用いられるポリイミドフィルムはポリアミド酸を前駆体として用いて製造される。ポリアミド酸の製造方法としては公知のあらゆる方法を用いることができ、通常、芳香族酸二無水物と芳香族ジアミンを、実質的等モル量を有機溶媒中に溶解させて、得られたポリアミド酸有機溶媒溶液を、制御された温度条件下で、上記酸二無水物とジアミンの重合が完了するまで攪拌することによって製造される。
重合方法としてはあらゆる公知の方法およびそれらを組み合わせた方法を用いることができる。ポリアミド酸の重合における重合方法の特徴はそのモノマーの添加順序にあり、このモノマー添加順序を制御することにより得られるポリイミドの諸物性を制御することができる。従い、本発明においてポリアミド酸の重合にはいかなるモノマーの添加方法を用いても良い。代表的な重合方法として次のような方法が挙げられる。すなわち、
1)芳香族ジアミンを有機極性溶媒中に溶解し、これと実質的に等モルの芳香族テトラカルボン酸二無水物を反応させて重合する方法。
2)芳香族テトラカルボン酸二無水物とこれに対し過小モル量の芳香族ジアミン化合物とを有機極性溶媒中で反応させ、両末端に酸無水物基を有するプレポリマーを得る。続いて、全工程において芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン化合物が実質的に等モルとなるように芳香族ジアミン化合物を用いて重合させる方法。
3)芳香族テトラカルボン酸二無水物とこれに対し過剰モル量の芳香族ジアミン化合物とを有機極性溶媒中で反応させ、両末端にアミノ基を有するプレポリマーを得る。続いてここに芳香族ジアミン化合物を追加添加後、全工程において芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン化合物が実質的に等モルとなるように芳香族テトラカルボン酸二無水物を用いて重合する方法。
4)芳香族テトラカルボン酸二無水物を有機極性溶媒中に溶解及び/または分散させた後、実質的に等モルとなるように芳香族ジアミン化合物を用いて重合させる方法。
5)実質的に等モルの芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンの混合物を有機極性溶媒中で反応させて重合する方法。
などのような方法である。これら方法を単独で用いても良いし、部分的に組み合わせて用いることもできる。
本発明において、上記のいかなる重合方法を用いて得られたポリアミド酸を用いても良く、重合方法は特に限定されるのもではない。
Embodiments of the present invention will be described below.
The polyimide film used in the present invention is manufactured using polyamic acid as a precursor. Any known method can be used as a method for producing the polyamic acid. Usually, the polyamic acid obtained by dissolving a substantially equimolar amount of an aromatic dianhydride and an aromatic diamine in an organic solvent is obtained. The organic solvent solution is produced by stirring under controlled temperature conditions until the polymerization of the acid dianhydride and the diamine is completed.
As the polymerization method, any known method and a combination thereof can be used. The characteristic of the polymerization method in the polymerization of polyamic acid is the order of addition of the monomers, and the physical properties of the polyimide obtained can be controlled by controlling the order of addition of the monomers. Therefore, in the present invention, any method of adding monomers may be used for the polymerization of polyamic acid. The following method is mentioned as a typical polymerization method. That is,
1) A method in which an aromatic diamine is dissolved in an organic polar solvent and this is reacted with a substantially equimolar amount of an aromatic tetracarboxylic dianhydride for polymerization.
2) An aromatic tetracarboxylic dianhydride is reacted with a small molar amount of an aromatic diamine compound in an organic polar solvent to obtain a prepolymer having acid anhydride groups at both ends. Then, the method of superposing | polymerizing using an aromatic diamine compound so that an aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine compound may become substantially equimolar in all the processes.
3) An aromatic tetracarboxylic dianhydride and an excess molar amount of the aromatic diamine compound are reacted in an organic polar solvent to obtain a prepolymer having amino groups at both ends. Subsequently, after adding an aromatic diamine compound here, using the aromatic tetracarboxylic dianhydride so that the aromatic tetracarboxylic dianhydride and the aromatic diamine compound are substantially equimolar in all steps. How to polymerize.
4) A method in which an aromatic tetracarboxylic dianhydride is dissolved and / or dispersed in an organic polar solvent and then polymerized using an aromatic diamine compound so as to be substantially equimolar.
5) A method in which a substantially equimolar mixture of aromatic tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine is reacted in an organic polar solvent for polymerization.
And so on. These methods may be used singly or in combination.
In the present invention, the polyamic acid obtained by using any of the above polymerization methods may be used, and the polymerization method is not particularly limited.

本発明において、パラフェニレンジアミンや置換ベンジジンに代表される剛直構造を有するジアミン成分を用いてプレポリマーを得る重合方法を用いることも好ましい。本方法を用いることにより、弾性率が高く、吸湿膨張係数が小さいポリイミドフィルムが得やすくなる傾向にある。本方法においてプレポリマー調製時に用いる剛直構造を有するジアミンと酸二無水物のモル比は100:70〜100:99もしくは70:100〜99:100、さらには100:75〜100:90もしくは75:100〜90:100が好ましい。この比が上記範囲を下回ると弾性率および吸湿膨張係数の改善効果が得られにくく、上記範囲を上回ると線膨張係数が小さくなりすぎたり、引張伸びが小さくなるなどの弊害が生じることがある。
ここで、本発明にかかるポリアミド酸組成物に用いられる材料について説明する。本発明において用いうる適当な酸二無水物は、ピロメリット酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシフタル酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、オキシジフタル酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、エチレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、ビスフェノールAビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)及びそれらの類似物を含み、これらを単独または、任意の割合の混合物が好ましく用い得る。
これら酸二無水物の中で特にはピロメリット酸二無水物及び/又は3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物及び/又は4,4’−オキシフタル酸二無水物及び/又は3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物の使用が好ましい。
またこれら酸二無水物の中で3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物及び/又は4,4’−オキシフタル酸二無水物及び/又は3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物の好ましい使用量は、全酸二無水物に対して、60mol%以下、好ましくは55mol%以下、更に好ましくは50mol%以下である。3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物及び/又は4,4’−オキシフタル酸二無水物及び/又は3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物の使用量がこの範囲を上回るとポリイミドフィルムのガラス転移温度が低くなりすぎたり、熱時の貯蔵弾性率が低くなりすぎて製膜そのものが困難になったりすることがあるため好ましくない。
また、ピロメリット酸二無水物を用いる場合、好ましい使用量は40〜100mol%、更に好ましくは45〜100mol%、特に好ましくは50〜100mol%である。ピロメリット酸二無水物をこの範囲で用いることによりガラス転移温度および熱時の貯蔵弾性率を使用または製膜に好適な範囲に保ちやすくなる。
本発明にかかるポリイミド前駆体ポリアミド酸組成物において使用し得る適当なジアミンとしては、4,4’−ジアミノジフェニルプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ベンジジン、3,3’−ジクロロベンジジン、3,3‘−ジメチルベンジジン、2,2’−ジメチルベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、2,2’−ジメトキシベンジジン、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ホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−オキシジアニリン、3,3’−オキシジアニリン、3,4’−オキシジアニリン、1,5−ジアミノナフタレン、4,4’−ジアミノジフェニルジエチルシラン、4,4’−ジアミノジフェニルシラン、4,4’−ジアミノジフェニルエチルホスフィンオキシド、4,4’−ジアミノジフェニルN−メチルアミン、4,4’−ジアミノジフェニル N−フェニルアミン、1,4−ジアミノベンゼン(p−フェニレンジアミン)、1,3−ジアミノベンゼン、1,2−ジアミノベンゼン、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、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、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、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4'−ジアミノベンゾフェノン及びそれらの類似物などが挙げられる。
これらジアミン類をジアミノベンゼン類、ベンジジン類などに代表されるいわゆる剛直構造のジアミンとエーテル基、スルホン基、ケトン基、スルフィド基など柔構造を有するジアミンとに分類して考えると、剛構造と柔構造のジアミンの使用比率はモル比で80/20〜20/80、好ましくは70/30〜30/70、特に好ましくは60/40〜30/70である。剛構造のジアミンの使用比率が上記範囲を上回ると得られるフィルムの引張伸びが小さくなる傾向にあり、またこの範囲を下回るとガラス転移温度が低くなりすぎたり、熱時の貯蔵弾性率が低くなりすぎて製膜が困難になるなどの弊害を伴うことがあるため好ましくない。
本発明において用いられるポリイミドフィルムは、上記の範囲の中で所望の特性を有するフィルムとなるように適宜芳香族酸二無水物および芳香族ジアミンの種類、配合比を決定して用いることにより得ることができる。
ポリアミド酸を合成するための好ましい溶媒は、ポリアミド酸を溶解する溶媒であればいかなるものも用いることができるが、アミド系溶媒すなわちN,N−ジメチルフォルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンなどであり、N,N−ジメチルフォルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドが特に好ましく用い得る。
合成時のポリアミド酸溶液の濃度については、濃度が低い方がポリアミド酸溶液に含まれる溶媒量が多くなり、イミド化促進剤との混合性が向上するため好ましい。しかし、濃度が低すぎると、厚めのフィルムを作製することが困難となる。ポリアミド酸溶液の濃度は、5〜30wt%が好ましく、10〜20wt%がより好ましい。
また、ポリアミド酸溶液の粘度については、低い方がイミド化促進剤との混合性が向上するため好ましい。しかし、粘度を低くすることは、ポリアミド酸の分子量を低下させることに繋がるため、得られるフィルが所望の物性を発現しなくなる場合がある。フィルム物性の確保と混合性の両立を考えた場合、ポリアミド酸溶液の粘度は、1000〜3500ポイズが好ましく、1500〜3000ポイズがより好ましい。一方、ポリアミド酸の粘度は濃度にも左右され、同じ分子量ならば、濃度が低い方が粘度も低くなる。そのため、所望の粘度となるように、ポリアミド酸の濃度を調整して対応しても良い。但し、十分な強度を有するフィルムを得るためには、ポリアミド酸の重量平均分子量は最低でも10万以上にしておくことが好ましい。
また、摺動性、熱伝導性、導電性、耐コロナ性、ループスティフネス等のフィルムの諸特性を改善する目的でフィラーを添加することもできる。フィラーとしてはいかなるものを用いても良いが、好ましい例としてはシリカ、酸化チタン、アルミナ、窒化珪素、窒化ホウ素、リン酸水素カルシウム、リン酸カルシウム、雲母などが挙げられる。
フィラーの粒子径は改質すべきフィルム特性と添加するフィラーの種類によって決定されるため、特に限定されるものではないが、一般的には平均粒径が0.05〜100μm、好ましくは0.1〜75μm、更に好ましくは0.1〜50μm、特に好ましくは0.1〜25μmである。粒子径がこの範囲を下回ると改質効果が現れにくくなり、この範囲を上回ると表面性を大きく損なったり、機械的特性が大きく低下したりする可能性がある。また、フィラーの添加部数についても改質すべきフィルム特性やフィラー粒子径などにより決定されるため特に限定されるものではない。一般的にフィラーの添加量はポリイミド100重量部に対して0.01〜100重量部、好ましくは0.01〜90重量部、更に好ましくは0.02〜80重量部である。フィラー添加量がこの範囲を下回るとフィラーによる改質効果が現れにくく、この範囲を上回るとフィルムの機械的特性が大きく損なわれる可能性がある。フィラーの添加は、
1.重合前または途中に重合反応液に添加する方法
2.重合完了後、3本ロールなどを用いてフィラーを混錬する方法
3.フィラーを含む分散液を用意し、これをポリアミド酸有機溶媒溶液に混合する 方法
などいかなる方法を用いてもよいが、フィラーを含む分散液をポリアミド酸溶液に混合する方法、特に製膜直前に混合する方法が製造ラインのフィラーによる汚染が最も少なくすむため、好ましい。フィラーを含む分散液を用意する場合、ポリアミド酸の重合溶媒と同じ溶媒を用いるのが好ましい。また、フィラーを良好に分散させ、また分散状態を安定化させるために分散剤、増粘剤等をフィルム物性に影響を及ぼさない範囲内で用いることもできる。
これらポリアミド酸溶液からポリイミドフィルムを製造する方法については従来公知の方法を用いることができ、その方法としては、熱イミド化法と化学イミド化法が挙げられるが、生産性の点から化学イミド化のほうが優れている。
本発明において特に好ましい化学イミド化法によるポリイミドフィルムの製造工程は、
a)有機溶剤中で芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物を反応させてポ リアミド酸溶液を得る工程、
b)上記ポリアミド酸溶液とイミド化促進剤を含むドープ液を支持体上に流延する工程、
c)支持体上で加熱した後、支持体からゲルフィルムを引き剥がす工程、
d)更に加熱して、残ったアミド酸をイミド化し、かつ乾燥させる工程、
を含むことが好ましい。
上記工程において、イミド化促進剤は、酸無水物に代表される脱水剤と、第三級アミン類等に代表されるイミド化触媒、ならびに希釈用の溶媒から成る。
脱水剤としては、脂肪族酸無水物、芳香族酸無水物、N,N’−ジアルキルカルボジイミド、低級脂肪族ハロゲン化物、ハロゲン化低級脂肪族ハロゲン化物、ハロゲン化低級脂肪酸無水物、アリールホスホン酸ジハロゲン化物、チオニルハロゲン化物等が用いられ得る。それらのうち、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水ラク酸等の脂肪族無水物が好ましく用い得る。
イミド化触媒としては、脂肪族第三級アミン、芳香族第三級アミン、複素環式第三級アミン等が用いられ得る。それらのうち、複素環式第三級アミンから選択されるものが特に好ましく用い得る。具体的にはキノリン、イソキノリン、β−ピコリン、ピリジン等が好ましく用いられる。
希釈用の溶剤としては、脱水剤ならびにイミド化触媒の両方が溶解する溶媒ならば特に限定されないが、ポリアミド酸溶液との混合性の点から、ポリアミド酸の重合に用いている溶媒と同じものを用いた方が好ましい。
上記ポリアミド酸溶液とイミド化促進剤を混合することでドープ液が得られ、これを支持体にキャスト、乾燥させることで、ポリイミドフィルムが得られる。ポリアミド酸溶液とイミド化促進剤を混合する際に使用する装置については特に限定されないが、気泡の混入によって、得られるフィルムに穴空き等の欠陥が発生するのを防ぐため、密閉系のミキサーを使用した方が好ましい。混合時のミキサー回転数については、ミキサーの容量、ワニスの流速によって適宜調整すればよいが、撹拌熱によってイミド化が促進されない程度の回転数に留める。
高粘度溶液と低粘度溶液を混合する場合、低粘度溶液の割合が多くなるほど、混合後の溶液の粘度を下げる方向に作用するため、混合しやすくなる傾向に有る。しかし本発明者らは鋭意検討を行った結果、ポリアミド酸溶液とイミド化促進剤を混合する際において、低粘度溶液の割合がある割合を超えると、時間内に均一に混合せず、逆に混合不良を発生しやすくなることを見出した。
ここで、本発明における混合不良に起因する欠陥とは、前述のように、完全にイミド化が進行せずに残ってしまったポリアミド酸の微細な粒、もしくは局所的にイミド化が先に進行してしまったポリイミドの微細な粒のことである。
即ち、本発明においては、ポリアミド酸とイミド化促進剤の混合性を向上させるため、ポリアミド酸の有機溶媒溶液の重量を100とした場合に、添加するイミド化促進剤の重量を30〜75の範囲に抑えることが重要である。更には、イミド化促進剤の重量を45〜70の範囲に抑えることが好ましく、50〜65の範囲に抑えることが特に好ましい。イミド化促進剤の割合が上記範囲よりも少ない場合、イミド化促進剤に含有される脱水剤や触媒の量が少ないため、フィルム焼成工程でイミド化が十分に進行しない場合がある。もしくは、脱水剤や触媒の量を減らさずに溶媒を減らすことになるため、イミド化促進剤の濃度が高すぎて、局所的にイミド化が急速に進行し、得られるポリイミドフィルムにゲル欠陥が多発したり、最悪の場合固化したりする場合がある。逆にイミド化促進剤の割合が上記範囲よりも多い場合、ポリアミド酸溶液との混合に要する時間が長くなるため、均一に混合されないままのドープ液が支持体にキャストされることとなり、得られるポリイミドフィルムにゲル欠陥が多発する場合がある。
イミド化促進剤に使用する脱水剤の量については、ポリアミド酸の有機溶媒溶液中に存在するアミド酸ユニットのモル数1に対して、脱水剤のモル数を1.0〜3.5とすることが好ましく、1.5〜3.0とすることが更に好ましい。脱水剤の量が上記範囲を下回ると、イミド化が十分に進行せず、焼成途中で破断したり、機械強度が低下したりする場合がある。脱水剤を添加すると、ポリアミド酸溶液の粘度は上昇する傾向にあるため、脱水剤の量が上記範囲を上回ると、ドープ液の粘度が上がりすぎてしまい、混合不良が発生して、得られるポリイミドフィルムにゲル欠陥が多発する場合がある。
イミド化促進剤に使用する触媒の量については、ポリアミド酸の有機溶媒溶液中に存在するアミド酸ユニットのモル数1に対して、触媒のモル数を0.3〜1.5とすることが好ましく、0.4〜1.0とすることが更に好ましい。触媒の量が上記範囲を下回ると、イミド化が十分に進行せず、焼成途中で破断したり、機械強度が低下したりする場合がある。逆に上記範囲を上回ると、混合中でもイミド化反応が急速に進行し、それに伴うゲル欠陥が発生したり、最悪の場合、ドープ液が固化してキャスト不可能となってしまう場合がある。イミド化触媒については、構造によって触媒能が異なるため、触媒の種類によって最適な添加量は異なるが、どの構造の触媒を用いても、上記範囲になるように添加量を調整すれば、問題無く使用することが可能である。
以下、本発明におけるポリイミドフィルムの好ましい製造工程を説明する。ただし、本発明は以下の例により限定されるものではない。また、製膜条件や加熱条件は、ポリアミド酸の種類、フィルムの厚さ等により、変動し得る。
まず、イミド化促進剤を低温でポリアミド酸溶液中に混合して製膜ドープを得る。引き続いてこの製膜ドープをガラス板、アルミ箔、エンドレスステンレスベルト、ステンレスドラムなどの支持体上にフィルム状にキャストし、支持体上で80℃〜200℃、好ましくは100℃〜180℃の温度領域で加熱することで脱水剤及びイミド化触媒を活性化することによって部分的に硬化及び/または乾燥した後支持体から剥離してポリアミド酸フィルム(以下、ゲルフィルムという)を得る。
ゲルフィルムは、ポリアミド酸からポリイミドへの硬化の中間段階にあり、自己支持性を有し、式(1)
(A−B)×100/B・・・・(1)
(式(1)中、A、Bは以下のものを表す。
A:ゲルフィルムの重量
B:ゲルフィルムを450℃で20分間加熱した後の重量)
から算出される揮発分含量は5〜500重量%の範囲、好ましくは5〜200重量%、より好ましくは5〜150重量%の範囲にある。この範囲のフィルムを用いることが好適であり、この範囲を逸脱した場合は、焼成過程でフィルム破断、乾燥ムラによるフィルムの色調ムラ、特性ばらつき等の不具合が起こることがある。
In the present invention, it is also preferable to use a polymerization method for obtaining a prepolymer using a diamine component having a rigid structure typified by paraphenylenediamine or substituted benzidine. By using this method, a polyimide film having a high elastic modulus and a small hygroscopic expansion coefficient tends to be easily obtained. The molar ratio of the diamine having a rigid structure and the acid dianhydride used in preparing the prepolymer in the present method is 100: 70 to 100: 99 or 70: 100 to 99: 100, and further 100: 75 to 100: 90 or 75: 100-90: 100 is preferable. When this ratio is less than the above range, it is difficult to obtain the effect of improving the elastic modulus and the hygroscopic expansion coefficient, and when it exceeds the above range, there are cases where the linear expansion coefficient becomes too small or the tensile elongation becomes small.
Here, the material used for the polyamic acid composition concerning this invention is demonstrated. Suitable acid dianhydrides that can be used in the present invention are pyromellitic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid. Dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetra Carboxylic dianhydride, 4,4′-oxyphthalic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride , Bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,1-bis (3,4-dicarboxyphenyl) Ethane dianhydride, bis (2,3 -Dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, oxydiphthalic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, p-phenylenebis (Trimellitic acid monoester acid anhydride), ethylene bis (trimellitic acid monoester acid anhydride), bisphenol A bis (trimellitic acid monoester acid anhydride) and the like, these alone or Any proportion of the mixture can be preferably used.
Among these acid dianhydrides, especially pyromellitic dianhydride and / or 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and / or 4,4′-oxyphthalic dianhydride and It is preferable to use 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride.
Among these acid dianhydrides, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and / or 4,4′-oxyphthalic dianhydride and / or 3,3 ′, 4,4 The preferred amount of '-biphenyltetracarboxylic dianhydride is 60 mol% or less, preferably 55 mol% or less, more preferably 50 mol% or less, based on the total acid dianhydride. 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and / or 4,4′-oxyphthalic dianhydride and / or 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride If the amount of use exceeds this range, the glass transition temperature of the polyimide film becomes too low, or the storage elastic modulus at the time of heating becomes too low and the film formation itself becomes difficult, which is not preferable.
Moreover, when using pyromellitic dianhydride, the preferable usage-amount is 40-100 mol%, More preferably, it is 45-100 mol%, Most preferably, it is 50-100 mol%. By using pyromellitic dianhydride in this range, the glass transition temperature and the storage elastic modulus at the time of heating can be easily maintained in a range suitable for use or film formation.
Suitable diamines that can be used in the polyimide precursor polyamic acid composition according to the present invention include 4,4′-diaminodiphenylpropane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, benzidine, 3,3′-dichlorobenzidine, 3, 3'-dimethylbenzidine, 2,2'-dimethylbenzidine, 3,3'-dimethoxybenzidine, 2,2'-dimethoxybenzidine, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 4, 4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-oxydianiline, 3,3'-oxydianiline, 3,4'-oxydianiline, 1,5-diaminonaphthalene, 4,4'-diaminodiphenyldiethylsilane 4,4′-diaminodiphenylsilane, 4,4′-diaminodiphenylethylphosphineoxy 4,4′-diaminodiphenyl N-methylamine, 4,4′-diaminodiphenyl N-phenylamine, 1,4-diaminobenzene (p-phenylenediamine), 1,3-diaminobenzene, 1,2- Diaminobenzene, bis {4- (4-aminophenoxy) phenyl} sulfone, bis {4- (3-aminophenoxy) phenyl} sulfone, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′- Bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1, 3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 3,3′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone and the like Something similar.
If these diamines are classified into so-called rigid diamines such as diaminobenzenes and benzidines and diamines having flexible structures such as ether groups, sulfone groups, ketone groups and sulfide groups, rigid structures and flexible diamines are considered. The use ratio of the structural diamine is 80/20 to 20/80, preferably 70/30 to 30/70, particularly preferably 60/40 to 30/70, in molar ratio. If the use ratio of the rigid diamine exceeds the above range, the tensile elongation of the resulting film tends to be small, and if it falls below this range, the glass transition temperature becomes too low or the storage modulus during heat decreases. This is not preferable because it may cause adverse effects such as difficulty in film formation.
The polyimide film used in the present invention is obtained by appropriately determining the type and blending ratio of the aromatic dianhydride and aromatic diamine so as to be a film having desired characteristics within the above range. Can do.
As the preferred solvent for synthesizing the polyamic acid, any solvent can be used as long as it dissolves the polyamic acid. However, amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N- Examples thereof include methyl-2-pyrrolidone, and N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide can be particularly preferably used.
Regarding the concentration of the polyamic acid solution at the time of synthesis, a lower concentration is preferable because the amount of the solvent contained in the polyamic acid solution increases and the mixing property with the imidization accelerator is improved. However, if the concentration is too low, it is difficult to produce a thick film. The concentration of the polyamic acid solution is preferably 5 to 30 wt%, and more preferably 10 to 20 wt%.
Moreover, about the viscosity of a polyamic-acid solution, since the lower one improves a miscibility with an imidation promoter, it is preferable. However, lowering the viscosity leads to lowering the molecular weight of the polyamic acid, so that the obtained fill may not exhibit desired physical properties. In consideration of ensuring both film properties and mixing properties, the viscosity of the polyamic acid solution is preferably 1000 to 3500 poise, and more preferably 1500 to 3000 poise. On the other hand, the viscosity of polyamic acid depends on the concentration. If the molecular weight is the same, the lower the concentration, the lower the viscosity. For this reason, the concentration of the polyamic acid may be adjusted to achieve a desired viscosity. However, in order to obtain a film having sufficient strength, the weight average molecular weight of the polyamic acid is preferably at least 100,000 or more.
In addition, a filler can be added for the purpose of improving various film properties such as slidability, thermal conductivity, conductivity, corona resistance, and loop stiffness. Any filler may be used, but preferred examples include silica, titanium oxide, alumina, silicon nitride, boron nitride, calcium hydrogen phosphate, calcium phosphate, mica and the like.
The particle size of the filler is not particularly limited because it is determined by the film characteristics to be modified and the kind of filler to be added, but generally the average particle size is 0.05 to 100 μm, preferably 0.1. It is -75 micrometers, More preferably, it is 0.1-50 micrometers, Most preferably, it is 0.1-25 micrometers. If the particle size is below this range, the modification effect is less likely to appear. If the particle size is above this range, the surface properties may be greatly impaired or the mechanical properties may be greatly deteriorated. Further, the number of added parts of the filler is not particularly limited because it is determined by the film properties to be modified, the filler particle diameter, and the like. Generally, the addition amount of the filler is 0.01 to 100 parts by weight, preferably 0.01 to 90 parts by weight, and more preferably 0.02 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyimide. If the amount of filler added is less than this range, the effect of modification by the filler hardly appears, and if it exceeds this range, the mechanical properties of the film may be greatly impaired. Addition of filler
1. 1. A method of adding to a polymerization reaction solution before or during polymerization 2. A method of kneading fillers using three rolls after completion of polymerization. Any method such as preparing a dispersion containing filler and mixing it with a polyamic acid organic solvent solution may be used. However, a method of mixing a dispersion containing filler with a polyamic acid solution, particularly mixing immediately before film formation. This method is preferable because the contamination by the filler in the production line is minimized. When preparing a dispersion containing a filler, it is preferable to use the same solvent as the polymerization solvent for the polyamic acid. Further, in order to disperse the filler satisfactorily and stabilize the dispersion state, a dispersant, a thickener and the like can be used within a range not affecting the film physical properties.
As a method for producing a polyimide film from these polyamic acid solutions, conventionally known methods can be used, and examples thereof include a thermal imidization method and a chemical imidation method. Is better.
The production process of the polyimide film by the chemical imidization method particularly preferable in the present invention is as follows.
a) a step of reacting an aromatic diamine and an aromatic tetracarboxylic dianhydride in an organic solvent to obtain a polyamic acid solution;
b) a step of casting a dope solution containing the polyamic acid solution and the imidization accelerator on a support;
c) a step of peeling the gel film from the support after heating on the support;
d) further heating to imidize and dry the remaining amic acid,
It is preferable to contain.
In the above step, the imidization accelerator comprises a dehydrating agent typified by an acid anhydride, an imidization catalyst typified by a tertiary amine, and a solvent for dilution.
Examples of the dehydrating agent include aliphatic acid anhydrides, aromatic acid anhydrides, N, N′-dialkylcarbodiimides, lower aliphatic halides, halogenated lower aliphatic halides, halogenated lower fatty acid anhydrides, and arylphosphonic acid dihalogens. , Thionyl halides and the like can be used. Of these, aliphatic anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and acetic anhydride can be preferably used.
As the imidization catalyst, an aliphatic tertiary amine, an aromatic tertiary amine, a heterocyclic tertiary amine, or the like can be used. Among them, those selected from heterocyclic tertiary amines can be particularly preferably used. Specifically, quinoline, isoquinoline, β-picoline, pyridine and the like are preferably used.
The solvent for dilution is not particularly limited as long as both the dehydrating agent and the imidization catalyst are soluble, but the same solvent as used for the polymerization of the polyamic acid is used from the viewpoint of the miscibility with the polyamic acid solution. It is preferable to use it.
A dope solution is obtained by mixing the polyamic acid solution and the imidization accelerator, and a polyimide film is obtained by casting and drying the solution on a support. There is no particular limitation on the apparatus used when mixing the polyamic acid solution and the imidization accelerator, but in order to prevent defects such as perforations from occurring in the resulting film due to the mixing of bubbles, a closed mixer is used. It is preferable to use it. About the mixer rotation speed at the time of mixing, what is necessary is just to adjust suitably with the capacity | capacitance of a mixer and the flow rate of a varnish, but it keeps at the rotation speed of the grade which imidation is not accelerated | stimulated by heat of stirring.
When a high-viscosity solution and a low-viscosity solution are mixed, the larger the ratio of the low-viscosity solution, the lower the viscosity of the solution after mixing, so that the mixing tends to be easier. However, as a result of intensive studies, the present inventors have found that when the polyamic acid solution and the imidization accelerator are mixed, if the ratio of the low-viscosity solution exceeds a certain ratio, the mixture does not mix uniformly in time, It has been found that poor mixing tends to occur.
Here, the defect caused by the poor mixing in the present invention is, as described above, the fine particles of the polyamic acid remaining without the complete imidization or the local imidization first. It is the fine grain of the polyimide which has been done.
That is, in the present invention, in order to improve the mixing property of the polyamic acid and the imidization accelerator, the weight of the imidization accelerator to be added is 30 to 75 when the weight of the polyamic acid organic solvent solution is 100. It is important to keep it within range. Furthermore, it is preferable to suppress the weight of the imidization accelerator in the range of 45 to 70, and it is particularly preferable to suppress the weight in the range of 50 to 65. When the ratio of the imidization accelerator is less than the above range, the amount of the dehydrating agent or catalyst contained in the imidization accelerator is small, and thus imidation may not sufficiently proceed in the film baking step. Or, since the solvent is reduced without reducing the amount of the dehydrating agent and the catalyst, the concentration of the imidization accelerator is too high, the imidization proceeds locally, and the resulting polyimide film has gel defects. It may occur frequently or solidify in the worst case. On the contrary, when the ratio of the imidization accelerator is larger than the above range, the time required for mixing with the polyamic acid solution becomes long, so that the dope solution that is not uniformly mixed is cast on the support, and thus obtained. Gel defects may occur frequently in the polyimide film.
Regarding the amount of the dehydrating agent used for the imidization accelerator, the number of moles of the dehydrating agent is 1.0 to 3.5 with respect to the number of moles of the amic acid unit existing in the organic solvent solution of the polyamic acid. It is preferable to set it as 1.5-3.0. When the amount of the dehydrating agent is less than the above range, imidization does not proceed sufficiently and may break during firing or mechanical strength may decrease. When the dehydrating agent is added, the viscosity of the polyamic acid solution tends to increase. Therefore, if the amount of the dehydrating agent exceeds the above range, the viscosity of the dope solution increases excessively, resulting in poor mixing and resulting polyimide. Gel defects may occur frequently in the film.
Regarding the amount of the catalyst used for the imidization accelerator, the number of moles of the catalyst may be 0.3 to 1.5 with respect to the number of moles 1 of the amic acid unit present in the organic solvent solution of the polyamic acid. Preferably, it is 0.4 to 1.0. When the amount of the catalyst is less than the above range, imidization does not proceed sufficiently, and it may break during firing or mechanical strength may decrease. On the other hand, if the above range is exceeded, the imidization reaction proceeds rapidly even during mixing, and the accompanying gel defects may occur, or in the worst case, the dope solution may solidify and become impossible to cast. As for the imidation catalyst, the catalyst capacity varies depending on the structure, so the optimum addition amount varies depending on the type of catalyst, but no matter what catalyst is used, if the addition amount is adjusted to be within the above range, there is no problem. It is possible to use.
Hereafter, the preferable manufacturing process of the polyimide film in this invention is demonstrated. However, the present invention is not limited to the following examples. The film forming conditions and heating conditions can vary depending on the type of polyamic acid, the thickness of the film, and the like.
First, a film-forming dope is obtained by mixing an imidization accelerator in a polyamic acid solution at a low temperature. Subsequently, this film-forming dope is cast into a film on a support such as a glass plate, an aluminum foil, an endless stainless steel belt, or a stainless drum, and the temperature on the support is 80 ° C. to 200 ° C., preferably 100 ° C. to 180 ° C. By heating in the region, the dehydrating agent and imidization catalyst are activated to partially cure and / or dry and then peel from the support to obtain a polyamic acid film (hereinafter referred to as a gel film).
The gel film is in the intermediate stage of curing from polyamic acid to polyimide, has self-supporting properties, and has the formula (1)
(AB) × 100 / B (1)
(In Formula (1), A and B represent the following.
A: Weight of the gel film B: Weight after heating the gel film at 450 ° C. for 20 minutes)
The volatile content calculated from is in the range of 5 to 500% by weight, preferably 5 to 200% by weight, more preferably 5 to 150% by weight. It is preferable to use a film in this range. If the film deviates from this range, problems such as film breakage, film color unevenness due to uneven drying, and characteristic variations may occur in the baking process.

前記ゲルフィルムの端部を固定して硬化時の収縮を回避して乾燥し、水、残留溶媒、残存脱水剤及びイミド化触媒を除去し、そして残ったアミド酸を完全にイミド化して、本発明のポリイミドフィルムが得られる。
この時、最終的に400〜650℃の温度で5〜400秒加熱するのが好ましい。この温度より高い及び/または時間が長いと、フィルムの熱劣化が起こり問題が生じることがある。逆にこの温度より低い及び/または時間が短いと所定の効果が発現しないことがある。
また、フィルム中に残留している内部応力を緩和させるためにフィルムを搬送するに必要最低限の張力下において加熱処理をすることもできる。この加熱処理はフィルム製造工程において行ってもよいし、また、別途この工程を設けても良い。加熱条件はフィルムの特性や用いる装置に応じて変動するため一概に決定することはできないが、一般的には200℃以上500℃以下、好ましくは250℃以上500℃以下、特に好ましくは300℃以上450℃以下の温度で、1〜300秒、好ましくは2〜250秒、特に好ましくは5〜200秒程度の熱処理により内部応力を緩和することができる。
The end of the gel film is fixed and dried while avoiding shrinkage during curing, water, residual solvent, residual dehydrating agent and imidization catalyst are removed, and the remaining amic acid is completely imidized, The polyimide film of the invention is obtained.
At this time, it is preferable to finally heat at a temperature of 400 to 650 ° C. for 5 to 400 seconds. Above this temperature and / or for a long time, the film may suffer from thermal degradation and may cause problems. Conversely, if the temperature is lower than this temperature and / or the time is shorter, the predetermined effect may not be exhibited.
Moreover, in order to relieve the internal stress remaining in the film, heat treatment can be performed under the minimum tension necessary for transporting the film. This heat treatment may be performed in the film manufacturing process, or may be provided separately. The heating conditions vary depending on the characteristics of the film and the apparatus used, and therefore cannot be determined in general. The internal stress can be relaxed by heat treatment at a temperature of 450 ° C. or lower for 1 to 300 seconds, preferably 2 to 250 seconds, particularly preferably 5 to 200 seconds.

本発明におけるポリイミドフィルムは、上記の如く、ポリアミド酸溶液とイミド化促進剤の適正化を行うことにより、得られるポリイミドフィルム中のゲル欠陥の個数を減らすことが可能となる。具体的には、ゲル欠陥の発生個数を2個/1000m2以下とすることが可能となる。これにより、その後の接着剤塗工工程で接着剤のハジキ等の不具合の発生を抑えることが出来、収率良くCCLへ加工することが容易となる。 The polyimide film in the present invention can reduce the number of gel defects in the obtained polyimide film by optimizing the polyamic acid solution and the imidization accelerator as described above. Specifically, the number of gel defects generated can be 2/1000 m 2 or less. Thereby, generation | occurrence | production of malfunctions, such as an adhesive repellency, can be suppressed in a subsequent adhesive agent coating process, and it becomes easy to process into CCL with a sufficient yield.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited only to these Examples.

なお、実施例及び比較例におけるポリイミドフィルムの欠陥個数、引張弾性率、線膨張係数、接着剤ハジキの評価法は次の通りである。   In addition, the evaluation method of the defect number of a polyimide film, a tensile elasticity modulus, a linear expansion coefficient, and adhesive repellency in an Example and a comparative example is as follows.

(フィルム欠陥個数)
長尺フィルムを白熱灯で照らしながら走行させ、偏光板を通して欠陥を確認した。確認された欠陥のうち、暗く見える欠陥(暗欠陥)は鉄粉等の異物由来であるため除外し、明るく見える欠陥(明欠陥)の詳細確認を行い、ゲル欠陥の個数をカウントした。
(Number of film defects)
The long film was run while illuminating with an incandescent lamp, and defects were confirmed through the polarizing plate. Among the confirmed defects, defects that appear dark (dark defects) are excluded because they are derived from foreign matters such as iron powder, and the details of the defects that appear bright (bright defects) were confirmed, and the number of gel defects was counted.

(引張弾性率)
ポリイミドフィルムの引張弾性率は、ASTM D882に従い、測定を行った。なお、測定はコアフィルムのMD方向に対して行った。
サンプル測定範囲;幅15mm、つかみ具間距離100mm
引張速度;200mm/min
(線膨張係数)
ポリイミドフィルムの線膨張係数は、SIIナノテクノロジー社製熱機械的分析装置、商品名:TMA/SS6100により0℃〜400℃まで一旦昇温させた後、10℃まで冷却し、さらに10℃/minで昇温させて、2回目の昇温時の、100〜200℃の範囲内の平均値を求めた。なお、測定はコアフィルムのMD方向及びTD方向に対して行った。
サンプル形状;幅3mm、長さ10mm
荷重;29.4mN
測定温度範囲;0〜400℃
昇温速度;10℃/min
(接着剤ハジキ)
上記フィルム欠陥検査において、ゲル欠陥が確認された箇所のフィルム端に、目印となるフラッグを付けた。
エピコート1032H60(油化シェルエポキシ製)を固形分濃度20%となるようにテトラヒドロフランに溶解させ、エポキシ溶液を作製した。
上記のフラッグを付けたフィルムに、ダイコーターを用いて上記エポキシ溶液を連続的に塗工し、50℃の熱風炉内を2分間通過させて乾燥させた。
得られた塗工フィルムについて、ゲル欠陥の発生している箇所の接着剤ハジキの有無を確認した。確認方法は、ゲル欠陥検査と同様にして行った。
(Tensile modulus)
The tensile elastic modulus of the polyimide film was measured according to ASTM D882. In addition, the measurement was performed with respect to MD direction of a core film.
Sample measurement range: width 15mm, distance between grips 100mm
Tensile speed: 200 mm / min
(Linear expansion coefficient)
The linear expansion coefficient of the polyimide film is as follows: a thermomechanical analyzer manufactured by SII Nanotechnology, Inc., trade name: TMA / SS6100, once heated from 0 ° C. to 400 ° C., cooled to 10 ° C., and further 10 ° C./min. The average value within the range of 100 to 200 ° C. at the time of the second temperature increase was determined. In addition, the measurement was performed with respect to MD direction and TD direction of the core film.
Sample shape: width 3mm, length 10mm
Load: 29.4 mN
Measurement temperature range: 0 to 400 ° C
Temperature increase rate: 10 ° C / min
(Adhesive repellent)
In the film defect inspection, a flag serving as a mark was attached to the end of the film where the gel defect was confirmed.
Epicoat 1032H60 (manufactured by oil-based shell epoxy) was dissolved in tetrahydrofuran so as to have a solid concentration of 20% to prepare an epoxy solution.
The epoxy solution was continuously applied to the film with the above flag using a die coater, and the film was dried by passing through a hot air oven at 50 ° C. for 2 minutes.
About the obtained coating film, the presence or absence of the adhesive agent repelling of the location which the gel defect has generate | occur | produced was confirmed. The confirmation method was the same as the gel defect inspection.

(合成例1;ポリアミド酸溶液の合成)
反応系内を5℃に保った状態で、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFともいう)に、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル(以下、3,4’−ODAともいう)を10モル%、ならびにビス{4−(4−アミノフェノキシ)フェニル}プロパン(以下、BAPPともいう)を40モル%添加し、撹拌を行った。溶解したことを目視確認した後、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(以下、BTDAともいう)を20モル%、ピロメリット酸二無水物(以下、PMDAともいう)を25モル%添加し、30分間撹拌を行った。
(Synthesis Example 1: Synthesis of polyamic acid solution)
In a state where the reaction system was kept at 5 ° C., 10 mol% of 3,4′-diaminodiphenyl ether (hereinafter also referred to as 3,4′-ODA) was added to N, N-dimethylformamide (hereinafter also referred to as DMF). And 40 mol% of bis {4- (4-aminophenoxy) phenyl} propane (hereinafter also referred to as BAPP) were added and stirred. After visually confirming dissolution, 20 mol% of benzophenone tetracarboxylic dianhydride (hereinafter also referred to as BTDA) and 25 mol% of pyromellitic dianhydride (hereinafter also referred to as PMDA) were added for 30 minutes. Stirring was performed.

続いて、p−フェニレンジアミン(以下、p−PDAともいう)を50モル%添加し、40分間撹拌を行った。続いて、PMDAを52モル%添加し、30分間撹拌を行った。   Subsequently, 50 mol% of p-phenylenediamine (hereinafter also referred to as p-PDA) was added and stirred for 40 minutes. Subsequently, 52 mol% of PMDA was added and stirred for 30 minutes.

最後に、3モル%分のPMDAを固形分濃度7%となるようにDMFに溶解した溶液を調製し、この溶液を粘度上昇に気をつけながら上記反応溶液に徐々に添加し、20℃での粘度が2500ポイズに達した時点で重合を終了した。溶液の固形分濃度は17%となるように原料を添加した。   Finally, a solution in which 3 mol% of PMDA was dissolved in DMF to a solid content concentration of 7% was prepared, and this solution was gradually added to the above reaction solution while paying attention to increase in viscosity. The polymerization was terminated when the viscosity of the polymer reached 2500 poise. The raw materials were added so that the solid content concentration of the solution was 17%.

(実施例1;ポリイミドフィルムの合成)
合成例1で得られたポリアミド酸溶液に、アミド酸ユニットのモル数1に対して、無水酢酸、β−ピコリンのモル数がそれぞれ2.2、0.6となり、かつイミド化促進剤の全体量がポリアミド酸溶液に対して重量比55%となるようにDMFの量を調整したイミド化促進剤を添加し、連続的にミキサーで攪拌しTダイから押出してダイの下20mmを走行しているステンレス製のエンドレスベルト上に流延した。この樹脂膜を125℃×100秒で加熱した後エンドレスベルトから自己支持性のゲル膜を引き剥がして(揮発分含量50重量%)テンタークリップに固定し、230℃×30秒、350℃×30秒、450℃×30秒で乾燥・イミド化させ、厚み18μmのポリイミドフィルムを得た。
Example 1 Synthesis of polyimide film
In the polyamic acid solution obtained in Synthesis Example 1, the number of moles of acetic anhydride and β-picoline was 2.2 and 0.6, respectively, relative to the number of moles of amic acid units, and the entire imidization accelerator Add an imidization accelerator with the amount of DMF adjusted so that the amount is 55% by weight with respect to the polyamic acid solution, continuously stir with a mixer, extrude from the T die and run 20 mm below the die. Cast on a stainless steel endless belt. This resin film is heated at 125 ° C. for 100 seconds, and then the self-supporting gel film is peeled off from the endless belt (volatile content 50% by weight) and fixed to a tenter clip, 230 ° C. × 30 seconds, 350 ° C. × 30 Second and 450 ° C. × 30 seconds to dry and imidize to obtain a polyimide film having a thickness of 18 μm.

(実施例2;ポリイミドフィルムの合成)
合成例1で得られたポリアミド酸溶液に、アミド酸ユニットのモル数1に対して、無水酢酸、β−ピコリンのモル数がそれぞれ2.2、0.6となり、かつイミド化促進剤の全体量がポリアミド酸溶液に対して重量比70%となるようにDMFの量を調整したイミド化促進剤を添加し、連続的にミキサーで攪拌しTダイから押出してダイの下20mmを走行しているステンレス製のエンドレスベルト上に流延した。この樹脂膜を130℃×100秒で加熱した後エンドレスベルトから自己支持性のゲル膜を引き剥がして(揮発分含量50重量%)テンタークリップに固定し、230℃×30秒、350℃×30秒、450℃×30秒で乾燥・イミド化させ、厚み18μmのポリイミドフィルムを得た。
Example 2 Synthesis of Polyimide Film
In the polyamic acid solution obtained in Synthesis Example 1, the number of moles of acetic anhydride and β-picoline was 2.2 and 0.6, respectively, relative to the number of moles of amic acid units, and the entire imidization accelerator Add an imidization accelerator with the amount of DMF adjusted so that the amount is 70% by weight with respect to the polyamic acid solution, continuously stir with a mixer, extrude from the T die and run 20 mm below the die. Cast on a stainless steel endless belt. The resin film is heated at 130 ° C. for 100 seconds, and then the self-supporting gel film is peeled off from the endless belt (volatile content 50% by weight) and fixed to the tenter clip, 230 ° C. × 30 seconds, 350 ° C. × 30 Second and 450 ° C. × 30 seconds to dry and imidize to obtain a polyimide film having a thickness of 18 μm.

(実施例3;ポリイミドフィルムの合成)
合成例1で得られたポリアミド酸溶液に、アミド酸ユニットのモル数1に対して、無水酢酸、β−ピコリンのモル数がそれぞれ2.0、0.4となり、かつイミド化促進剤の全体量がポリアミド酸溶液に対して重量比40%となるようにDMFの量を調整したイミド化促進剤を添加し、連続的にミキサーで攪拌しTダイから押出してダイの下20mmを走行しているステンレス製のエンドレスベルト上に流延した。この樹脂膜を110℃×100秒で加熱した後エンドレスベルトから自己支持性のゲル膜を引き剥がして(揮発分含量50重量%)テンタークリップに固定し、230℃×30秒、350℃×30秒、450℃×30秒で乾燥・イミド化させ、厚み18μmのポリイミドフィルムを得た。
Example 3 Synthesis of polyimide film
In the polyamic acid solution obtained in Synthesis Example 1, the number of moles of acetic anhydride and β-picoline is 2.0 and 0.4, respectively, with respect to the number of moles of the amic acid unit, and the entire imidization accelerator Add an imidization accelerator with the amount of DMF adjusted so that the amount is 40% by weight with respect to the polyamic acid solution, continuously stir with a mixer, extrude from the T die and run 20 mm below the die. Cast on a stainless steel endless belt. This resin film is heated at 110 ° C. for 100 seconds, and then the self-supporting gel film is peeled off from the endless belt (volatile content 50% by weight) and fixed to a tenter clip, 230 ° C. × 30 seconds, 350 ° C. × 30 Second and 450 ° C. × 30 seconds to dry and imidize to obtain a polyimide film having a thickness of 18 μm.

(比較例1;ポリイミドフィルムの合成)
合成例1で得られたポリアミド酸溶液に、アミド酸ユニットのモル数1に対して、無水酢酸、β−ピコリンのモル数がそれぞれ2.2、0.6となり、かつイミド化促進剤の全体量がポリアミド酸溶液に対して重量比80%となるようにDMFの量を調整したイミド化促進剤を添加し、連続的にミキサーで攪拌しTダイから押出してダイの下20mmを走行しているステンレス製のエンドレスベルト上に流延した。この樹脂膜を130℃×100秒で加熱した後エンドレスベルトから自己支持性のゲル膜を引き剥がして(揮発分含量50重量%)テンタークリップに固定し、230℃×30秒、350℃×30秒、450℃×30秒で乾燥・イミド化させ、厚み18μmのポリイミドフィルムを得た。
(Comparative Example 1; synthesis of polyimide film)
In the polyamic acid solution obtained in Synthesis Example 1, the number of moles of acetic anhydride and β-picoline was 2.2 and 0.6, respectively, relative to the number of moles of amic acid units, and the entire imidization accelerator Add an imidization accelerator with the amount of DMF adjusted so that the amount is 80% by weight with respect to the polyamic acid solution, continuously stir with a mixer, extrude from the T die and run 20 mm below the die. Cast on a stainless steel endless belt. The resin film is heated at 130 ° C. for 100 seconds, and then the self-supporting gel film is peeled off from the endless belt (volatile content 50% by weight) and fixed to the tenter clip, 230 ° C. × 30 seconds, 350 ° C. × 30 Second and 450 ° C. × 30 seconds to dry and imidize to obtain a polyimide film having a thickness of 18 μm.

(比較例2;ポリイミドフィルムの合成)
合成例1で得られたポリアミド酸溶液に、アミド酸ユニットのモル数1に対して、無水酢酸、β−ピコリンのモル数がそれぞれ2.2、0.6となり、かつイミド化促進剤の全体量がポリアミド酸溶液に対して重量比25%となるようにDMFの量を調整したイミド化促進剤を添加し、連続的にミキサーで攪拌しTダイから押出してダイの下20mmを走行しているステンレス製のエンドレスベルト上に流延した。この樹脂膜を125℃×100秒で加熱した後エンドレスベルトから自己支持性のゲル膜を引き剥がして(揮発分含量50重量%)テンタークリップに固定し、230℃×30秒、350℃×30秒、450℃×30秒で乾燥・イミド化させ、厚み18μmのポリイミドフィルムを得た。但し、流延開始後1時間の時点でドープ液が異常に増粘してキャストが不可能となり、ゲル欠陥を確認するのに十分な長尺フィルムを得ることが出来なかった。
(Comparative Example 2: Synthesis of polyimide film)
In the polyamic acid solution obtained in Synthesis Example 1, the number of moles of acetic anhydride and β-picoline was 2.2 and 0.6, respectively, relative to the number of moles of amic acid units, and the entire imidization accelerator Add an imidization accelerator with the amount of DMF adjusted so that the amount is 25% by weight with respect to the polyamic acid solution, continuously stir with a mixer, extrude from the T die and run 20 mm below the die. Cast on a stainless steel endless belt. This resin film is heated at 125 ° C. for 100 seconds, and then the self-supporting gel film is peeled off from the endless belt (volatile content 50% by weight) and fixed to a tenter clip, 230 ° C. × 30 seconds, 350 ° C. × 30 Second and 450 ° C. × 30 seconds to dry and imidize to obtain a polyimide film having a thickness of 18 μm. However, at 1 hour after the start of casting, the dope solution abnormally thickened and casting was impossible, and a long film sufficient to confirm gel defects could not be obtained.

各実施例、比較例で得られたポリイミドフィルムの特性を評価した結果を表1に示す。   Table 1 shows the results of evaluating the properties of the polyimide films obtained in each of the examples and comparative examples.

Figure 2007063492
比較例1ならびに2に示すように、イミド化促進剤の重量比が適切でない場合、フィルム物性に問題がなくても、ゲル欠陥が多発したり、長尺フィルムが得られないという問題が生じた。これに対し、実施例1〜3では、ゲル欠陥の発生を抑えたフィルムを得ることが出来た。
Figure 2007063492
As shown in Comparative Examples 1 and 2, when the weight ratio of the imidization accelerator is not appropriate, there is a problem that gel defects occur frequently or a long film cannot be obtained even if there is no problem in film physical properties. . On the other hand, in Examples 1-3, the film which suppressed generation | occurrence | production of a gel defect was able to be obtained.

また、ゲル欠陥の発生箇所では接着剤のハジキが発生するため、ゲル欠陥の発生個数の多い比較例1のフィルムでは、接着剤のハジキが多発した。これに対し、ゲル欠陥の発生個数の少ない実施例1〜3のフィルムでは、ハジキの発生を抑制することが出来た。   Moreover, since the adhesive repellency occurred at the location where the gel defect occurred, the adhesive repellency occurred frequently in the film of Comparative Example 1 having a large number of gel defects. On the other hand, in the films of Examples 1 to 3 in which the number of gel defects generated was small, generation of cissing could be suppressed.

Claims (5)

ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸の有機溶媒溶液に、脱水剤、イミド化触媒、溶媒から成るイミド化促進剤を添加、撹拌して得られたドープ液を支持体に流延、乾燥させて得られるゲルフィルムを熱処理することによって得られるポリイミドフィルムであって、ポリアミド酸の有機溶媒溶液の重量を100とした場合に、添加するイミド化促進剤の重量を30〜75の範囲にすることを特徴とする、ポリイミドフィルム。 Obtained by adding an imidization accelerator consisting of a dehydrating agent, an imidization catalyst and a solvent to an organic solvent solution of polyamic acid, which is a polyimide precursor, and casting and drying the resulting dope solution on a support. A polyimide film obtained by heat-treating a gel film, wherein the weight of the imidization accelerator to be added is in the range of 30 to 75 when the weight of the polyamic acid organic solvent solution is 100. And a polyimide film. ポリアミド酸の有機溶媒溶液の粘度が1000〜3500ポイズであることを特徴とする、請求項1記載のポリイミドフィルム。 The polyimide film according to claim 1, wherein the viscosity of the organic solvent solution of the polyamic acid is 1000 to 3500 poise. ポリアミド酸の有機溶媒溶液中に存在するアミド酸ユニットのモル数1に対して、イミド化促進剤に使用する脱水剤のモル数を1.0〜3.5とすることを特徴とする、請求項1または2記載のポリイミドフィルム。 The number of moles of the dehydrating agent used for the imidization accelerator is 1.0 to 3.5 with respect to the number of moles of 1 of the amic acid unit present in the organic solvent solution of the polyamic acid. Item 3. The polyimide film according to Item 1 or 2. ポリアミド酸の有機溶媒溶液中に存在するアミド酸ユニットのモル数1に対して、イミド化促進剤に使用するイミド化触媒のモル数を0.3〜1.5とすることを特徴とする、請求項1乃至3記載のポリイミドフィルム。 The number of moles of the imidization catalyst used for the imidization accelerator is 0.3 to 1.5 with respect to the number of moles of the amic acid unit present in the organic solvent solution of the polyamic acid, The polyimide film according to claim 1. ポリアミド酸の有機溶媒溶液とイミド化促進剤の混合不良に起因する欠陥の発生数が、2個/1000m2以下であることを特徴とする、請求項1乃至4記載のポリイミドフィルム。 5. The polyimide film according to claim 1, wherein the number of defects caused by poor mixing of the polyamic acid organic solvent solution and imidization accelerator is 2/1000 m 2 or less.
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