JP2010201871A - Method of manufacturing polyimide resin mold and polyamic acid film - Google Patents

Method of manufacturing polyimide resin mold and polyamic acid film Download PDF

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嘉也 高山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of easily manufacturing a polyimide resin mold having a high dimensional stability, and having a small thickness. <P>SOLUTION: This manufacturing method of the polyimide resin mold is provide for forming imide by setting a polyamic acid film having a tensile elastic modulus of 900-1,500 MPa and an elongation of 30-60% in a mold. The polyamic acid film is desirably dried until a residual solvent quantity becomes 5-18 mass% by applying a solution of a polyamic acid on a support. A desirable thickness of the polyimide resin mold provided by this manufacturing method is 10-500 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリイミド樹脂成形体の製造方法に関する。また、本発明は、ポリイミド樹脂成形体の製造に専ら用いられるポリアミック酸フィルムに関する。   The present invention relates to a method for producing a polyimide resin molded body. Moreover, this invention relates to the polyamic acid film used exclusively for manufacture of a polyimide resin molding.

従来より、ポリイミド樹脂材料は、その高い機械的強度、耐熱性等の理由から、宇宙航空分野から電気電子材料分野まで幅広い分野において活用されている。このポリイミド樹脂材料は、その用途に応じて、様々な形状、例えば、筒型、コップ型、傘型、ドーム型、波型等の形状に成形加工される。   Conventionally, polyimide resin materials have been used in a wide range of fields from the aerospace field to the electrical and electronic materials field because of their high mechanical strength and heat resistance. This polyimide resin material is molded into various shapes, for example, a cylindrical shape, a cup shape, an umbrella shape, a dome shape, a corrugated shape, and the like according to the application.

ポリイミド樹脂成形体の製造方法としては、例えば、単純には、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸の溶液を直接成形型に塗布し、イミド化する方法がある。当該製造方法によれば、形状追従性が良い薄手の成形体を得ることができ、また、破れおよびシワが発生し難い。しかし、成形型の曲率半径の小さい部分や角部分では、膜厚が薄くなったり、厚くなったりすることがあり、特に複雑な形状において、寸法安定性に欠けるという問題があった。   As a method for producing a polyimide resin molded body, for example, there is simply a method in which a solution of polyamic acid, which is a polyimide precursor, is directly applied to a mold and imidized. According to the manufacturing method, a thin molded article having good shape following property can be obtained, and tearing and wrinkle are hardly generated. However, there is a problem that the film thickness may be thinned or thickened at a portion having a small radius of curvature or a corner portion of the mold, and the dimensional stability is lacking particularly in a complicated shape.

一方で、特許文献1は、結晶性ポリイミドと非晶性ポリイミドの2層構造の粉末を、予備加熱後高温高圧成形することで、寸法安定性に優れたポリイミド樹脂成形体を製造することを提案している。しかしこの方法は、工程が煩雑であり、厚みの小さい成形体を得ることが困難であるという問題があった。   On the other hand, Patent Document 1 proposes to produce a polyimide resin molded body having excellent dimensional stability by pre-heating high temperature and high pressure molding of a two-layer powder of crystalline polyimide and amorphous polyimide. is doing. However, this method has a problem that the process is complicated and it is difficult to obtain a molded product having a small thickness.

特許第4010594号明細書Japanese Patent No. 4010594

上記問題点に鑑み、本発明は、寸法安定性が高く、厚みの小さいポリイミド樹脂の成形体を容易に製造することができる方法を提供することを目的とする。また、寸法安定性が高く、厚みの小さいポリイミド樹脂の成形体を容易に製造できる、成形体原料となるポリアミック酸フィルムを提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method capable of easily producing a molded article of polyimide resin having high dimensional stability and small thickness. It is another object of the present invention to provide a polyamic acid film as a raw material for a molded body, which can easily produce a molded body of polyimide resin having high dimensional stability and a small thickness.

上記目的を達成した本発明は、引張弾性率が900〜1500MPa、かつ伸びが30〜60%のポリアミック酸フィルムを、成形型にセットし、イミド化する、ポリイミド樹脂成形体の製造方法である。当該ポリアミック酸フィルムは、支持体上にポリアミック酸の溶液を塗布し、残存溶媒量が5〜18質量%となるまで乾燥したものであることが好ましい。当該製造方法によって得られるポリイミド樹脂成形体の好適な厚さは、10〜500μmである。   The present invention that has achieved the above object is a method for producing a polyimide resin molded body, in which a polyamic acid film having a tensile elastic modulus of 900 to 1500 MPa and an elongation of 30 to 60% is set in a mold and imidized. The polyamic acid film is preferably one obtained by applying a polyamic acid solution on a support and drying it until the residual solvent amount is 5 to 18% by mass. The suitable thickness of the polyimide resin molding obtained by the said manufacturing method is 10-500 micrometers.

本発明は別の側面から、引張弾性率が900〜1500MPa、かつ伸びが30〜60%である、ポリイミド樹脂成形体製造用ポリアミック酸フィルムである。   Another aspect of the present invention is a polyamic acid film for producing a polyimide resin molded body having a tensile elastic modulus of 900 to 1500 MPa and an elongation of 30 to 60%.

本発明によれば、厚さが小さく均一なフィルムを成形材料とすることができるため、寸法安定性が高く、厚さの小さいポリイミド樹脂の成形体を容易に製造することができる。得られるポリイミド樹脂成形体は、ポリイミド樹脂特有の高い機械的強度、耐熱性等を有する。   According to the present invention, since a uniform film having a small thickness can be used as a molding material, it is possible to easily produce a polyimide resin molded body having a high dimensional stability and a small thickness. The resulting polyimide resin molded article has high mechanical strength, heat resistance, etc. specific to the polyimide resin.

本発明では、引張弾性率が900〜1500MPa、かつ伸びが30〜60%のポリアミック酸フィルムを用いる。引張弾性率が900MPa未満の場合には、フィルムが脆くなり、破断等が起きる可能性がある。引張弾性率が1500MPaを超えると、成形型にフィルムを固定するのに必要な力が高くなるとともに、絞り量が大きい場合には、シワが発生しやすくなる。また、伸びが30%未満の場合には、成形型の鋭角な面にフィルムが追従しにくくなり、所望の形状の成形体を得ることが困難となる。伸びが60%を超えると、成形型にセットする際にフィルムが不均一に伸びやすくなり、最終的に膜厚がバラつくおそれがある。引張弾性率は、好ましくは1000〜1400MPaである。伸びは、好ましくは35〜55%である。   In the present invention, a polyamic acid film having a tensile modulus of 900 to 1500 MPa and an elongation of 30 to 60% is used. When the tensile modulus is less than 900 MPa, the film becomes brittle and breakage or the like may occur. When the tensile elastic modulus exceeds 1500 MPa, the force required to fix the film to the mold becomes high, and when the drawing amount is large, wrinkles are likely to occur. On the other hand, when the elongation is less than 30%, it becomes difficult for the film to follow the acute angle surface of the mold, and it becomes difficult to obtain a molded body having a desired shape. If the elongation exceeds 60%, the film tends to be stretched unevenly when set in a mold, and the film thickness may eventually vary. The tensile elastic modulus is preferably 1000 to 1400 MPa. The elongation is preferably 35 to 55%.

この引張弾性率および伸びは、例えば、JIS K6251(2004)に従い、引張試験機を用いて求めることができる。なお、本発明において「伸び」は、「破断伸び」を意味する。   The tensile modulus and elongation can be determined using a tensile tester according to JIS K6251 (2004), for example. In the present invention, “elongation” means “elongation at break”.

前記ポリアミック酸フィルムの溶媒含有量は、フィルムの引張弾性率が900〜1500MPa、かつ伸びが30〜60%となる限り特に制限はないが、5〜18質量%であることが好ましい。フィルムがかかる範囲の溶媒を含有する場合には、引張弾性率が900〜1500MPaで伸びが30〜60%のフィルムとなりやすい。フィルムの溶媒含有量が5質量%未満の場合には、フィルムが硬直になって成形型に追従させるのが困難となる傾向にある。18質量%を超える場合には、フィルム表面にシワが発生しやすくなり、また溶媒の揮発によってフィルムが収縮して大きく変形するおそれがある。   The solvent content of the polyamic acid film is not particularly limited as long as the film has a tensile modulus of 900 to 1500 MPa and an elongation of 30 to 60%, but is preferably 5 to 18% by mass. When the film contains a solvent in such a range, the film tends to have a tensile elastic modulus of 900 to 1500 MPa and an elongation of 30 to 60%. When the solvent content of the film is less than 5% by mass, the film becomes rigid and tends to be difficult to follow the mold. If it exceeds 18% by mass, wrinkles are likely to occur on the film surface, and the film may shrink and deform greatly due to the volatilization of the solvent.

前記ポリアミック酸フィルムが含有する溶媒としては、特に制限はないが、ポリアミック酸の合成に用いる溶媒が好ましい。このような溶媒としては、極性溶媒が好適であり、具体的には、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ピリジン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン等が例示できる。これらは、単独でまたは2種以上でフィルムに含まれていてもよい。また、これらの極性溶媒に加え、クレゾール、フェノール、キシレノール等のフェノール類、ベンゾニトリル、ジオキサン、ブチロラクトン、キシレン、シクロヘキサン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等が単独でまたは併せて混合されていてもよい。   Although there is no restriction | limiting in particular as a solvent which the said polyamic acid film contains, The solvent used for the synthesis | combination of a polyamic acid is preferable. As such a solvent, a polar solvent is preferable, and specifically, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide, N, N Examples include -dimethylmethoxyacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphortriamide, N-methyl-2-pyrrolidone, pyridine, tetramethylenesulfone, dimethyltetramethylenesulfone and the like. These may be contained alone or in combination of two or more. In addition to these polar solvents, phenols such as cresol, phenol and xylenol, benzonitrile, dioxane, butyrolactone, xylene, cyclohexane, hexane, benzene, toluene and the like may be mixed alone or in combination.

前記ポリアミック酸フィルムを構成するポリアミック酸は、酸二無水物とジアミンとを重合反応させて得られる構造を有する。酸二無水物の好適な例としては、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレン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、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。ジアミンの例としては、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジクロロベンジジン、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フォン、1,5−ジアミノナフタレン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニルジアミン、ベンジジン、3,3’−ジメチルベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルプロパン等が挙げられる。   The polyamic acid constituting the polyamic acid film has a structure obtained by polymerization reaction of acid dianhydride and diamine. Preferable examples of acid dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid Dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid A dianhydride, 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride etc. are mentioned. Examples of diamines include 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-dichlorobenzidine, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 3,3 '-Diaminodiphenylsulfone, 1,5-diaminonaphthalene, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenyldiamine, benzidine, 3,3'-dimethylbenzidine, 3, Examples include 3'-dimethoxybenzidine, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenylpropane, and the like.

ポリアミック酸フィルムの厚さとしては、ポリイミド樹脂成形体の厚さが10〜500μmとなるような値に設定することが好ましい。成形体の厚さが、10μmより小さいと、剛性が不足し、折れや座屈が発生しやすくなる。一方、500μmを超えると、成形時の収縮量が大きく、細かい凹凸形状には追従しにくくなり、また割れも生じやすくなる。また、厚さの均一性は、高いほど好ましいが、成形体に要求される寸法安定性に応じて適宜選択すればよい。   The thickness of the polyamic acid film is preferably set to a value such that the thickness of the polyimide resin molded body is 10 to 500 μm. When the thickness of the molded body is less than 10 μm, the rigidity is insufficient, and folding and buckling are likely to occur. On the other hand, if it exceeds 500 μm, the amount of shrinkage at the time of molding is large, it becomes difficult to follow a fine uneven shape, and cracks are likely to occur. Further, the thickness uniformity is preferably as high as possible, but may be appropriately selected according to the dimensional stability required for the molded body.

前記ポリアミック酸フィルムは、好適には、支持体上にポリアミック酸の溶液を塗布し、残存溶媒量が5〜18質量%となるまで乾燥することにより製造される。ここで残存溶媒量を、ポリアミック酸の種類に応じてこの範囲内で適宜調整することによって、引張弾性率が900〜1500MPaで伸びが30〜60%のポリアミック酸フィルムを容易に得ることができる。   The polyamic acid film is preferably produced by applying a polyamic acid solution on a support and drying it until the residual solvent amount is 5 to 18% by mass. Here, a polyamic acid film having a tensile elastic modulus of 900 to 1500 MPa and an elongation of 30 to 60% can be easily obtained by appropriately adjusting the residual solvent amount within this range depending on the type of polyamic acid.

ポリアミック酸の溶液は、前述の溶媒中で、前述の酸二無水物とジアミンとを反応させることにより得ることができる。なお、水の存在によってポリアミック酸が加水分解して低分子量化するため、ポリアミック酸の合成および保存は、無水環境下で行うことが好ましい。反応の際のモノマー濃度(溶媒中の酸二無水物とジアミンの合計の濃度)は、種々の条件に応じて適宜決定すればよいが、5〜30質量%が好ましい。反応温度は80℃以下に設定することが好ましく、より好ましくは5〜50℃である。反応時間は0.5〜10時間が好ましい。   The solution of polyamic acid can be obtained by reacting the above acid dianhydride and diamine in the above solvent. In addition, since polyamic acid is hydrolyzed by the presence of water to reduce the molecular weight, the synthesis and storage of polyamic acid are preferably performed in an anhydrous environment. The monomer concentration during the reaction (the total concentration of acid dianhydride and diamine in the solvent) may be appropriately determined according to various conditions, but is preferably 5 to 30% by mass. The reaction temperature is preferably set to 80 ° C or lower, more preferably 5 to 50 ° C. The reaction time is preferably 0.5 to 10 hours.

ポリアミック酸の溶液の粘度は、例えば10〜10000ポイズ(1〜1000Pa・s)、好ましくは50〜5000ポイズ(5〜500Pa・s)である(B型粘度計、23℃)。粘度が10ポイズ未満であると、いわゆるタレや塗布層のハジキが生じやすくなり、均一な塗膜厚を得難くなるおそれがある。一方、10000ポイズを超えると、塗布時に吐出する際に高い圧力をかける必要があり、またレベリング性、脱泡性に劣る傾向にある。   The viscosity of the polyamic acid solution is, for example, 10 to 10000 poise (1 to 1000 Pa · s), preferably 50 to 5000 poise (5 to 500 Pa · s) (B-type viscometer, 23 ° C.). If the viscosity is less than 10 poise, so-called sagging or repelling of the coating layer is likely to occur, and it may be difficult to obtain a uniform coating thickness. On the other hand, when it exceeds 10,000 poise, it is necessary to apply a high pressure when discharging at the time of application, and the leveling property and defoaming property tend to be inferior.

支持体としては、ポリアミック酸に対して化学的に耐性があるもの、例えば、ガラス板等を選択すればよい。また、フィルムの厚さの均一性を高めたい場合には、表面の円滑性の高い支持体を選択すればよい。   What is necessary is just to select what has chemical resistance with respect to a polyamic acid, for example, a glass plate etc. as a support body. In addition, in order to increase the uniformity of the film thickness, a support having a high surface smoothness may be selected.

ポリアミック酸の溶液の支持体への塗布量は、最終的な成形体の厚さが10〜500μmとなるような量に設定することが好ましい。   The amount of the polyamic acid solution applied to the support is preferably set to such an amount that the final molded body has a thickness of 10 to 500 μm.

ポリアミック酸の溶液の乾燥条件は、乾燥後のポリアミック酸フィルムの引張弾性率が900〜1500MPa、かつ伸びが30〜60%となるような残存溶媒量となるように、温度、風速および時間条件を制御すればよい。   The drying conditions of the polyamic acid solution were the temperature, wind speed, and time conditions so that the residual solvent amount was such that the tensile modulus of the polyamic acid film after drying was 900 to 1500 MPa and the elongation was 30 to 60%. Control is sufficient.

ポリアミック酸フィルムの成形型へのセットの方法には特に制限はなく、例えば、成形型の内面にフィルムを沿わせてセットしてもよいし(成形型の内側にセット)、成形型をフィルムで覆い、成形型の外面にフィルムを沿わせてセットしてもよいし(成形型の外側にセット)、2枚の成形型でフィルムを挟んでセットしてもよい。   The method for setting the polyamic acid film to the mold is not particularly limited. For example, the film may be set along the inner surface of the mold (set inside the mold) or the mold may be a film. The film may be set along the outer surface of the mold and covered (set on the outside of the mold), or the film may be set between two molds.

イミド化は、イミド化温度以上まで加熱して行ってもよいし、化学的に脱水して行ってもよい。加熱によるイミド化の場合には、ポリイミドの組成や触媒の有無にもよるが、例えば、300〜400℃で10〜60分間加熱すればよい。   The imidization may be performed by heating to an imidization temperature or higher, or may be performed by chemical dehydration. In the case of imidization by heating, depending on the composition of the polyimide and the presence or absence of a catalyst, for example, the heating may be performed at 300 to 400 ° C. for 10 to 60 minutes.

化学的に脱水する場合には、ポリアミック酸フィルム作製時のポリアミック酸の溶液に脱水剤を添加しておけばよい。脱水剤として、例えば、有機カルボン酸無水物、N,N’−ジアルキルカルボジイミド類、低級脂肪酸ハロゲン化物、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を用いることができ、これらの中でも、有機カルボン酸無水物が好ましい。有機カルボン酸無水物の例としては、無水酢酸、プロピオン酸無水物、酪酸無水物、吉草酸無水物、およびこれらの分子間無水物が挙げられる。また、芳香族モノカルボン酸の無水物、例えば安息香酸、ナフトエ酸等の無水物、および炭酸、蟻酸および脂肪族ケテン類(ケテンおよびジメチルケテン)の無水物などが挙げられる。これらは単独でまたは2種以上の混合物として用いることができ、中でも、無水酢酸が好ましい。   In the case of chemical dehydration, a dehydrating agent may be added to the polyamic acid solution at the time of preparing the polyamic acid film. Examples of the dehydrating agent include organic carboxylic acid anhydrides, N, N′-dialkylcarbodiimides, lower fatty acid halides, halogenated lower fatty acid anhydrides, arylphosphonic acid dihalides, thionyl halides, and the like. Of these, organic carboxylic acid anhydrides are preferred. Examples of organic carboxylic acid anhydrides include acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, valeric anhydride, and their intermolecular anhydrides. In addition, anhydrides of aromatic monocarboxylic acids, for example, anhydrides such as benzoic acid and naphthoic acid, and anhydrides of carbonic acid, formic acid and aliphatic ketenes (ketene and dimethylketene) can be mentioned. These can be used alone or as a mixture of two or more, and among them, acetic anhydride is preferable.

脱水剤の量は、フィルムを構成するポリアミック酸のアミド酸単位1モルに対して0.5〜4モルが好ましく、特には1〜3モルが好ましい。脱水剤の量が当該アミド酸単位1モルに対して0.5モルより少ない場合には、イミド化反応が十分に進行せず、得られるポリイミドの機械物性が大きく低下するおそれがある。一方、脱水剤の量が4モルより多い場合には、余分な脱水剤を蒸発させるために温度を上げる必要があるため、結果として得られるポリイミドフィルムの機械物性が大きく低下するおそれがある。   The amount of the dehydrating agent is preferably 0.5 to 4 mol, particularly preferably 1 to 3 mol, per 1 mol of the polyamic acid amide acid unit constituting the film. When the amount of the dehydrating agent is less than 0.5 mol with respect to 1 mol of the amic acid unit, the imidization reaction does not proceed sufficiently, and the mechanical properties of the resulting polyimide may be greatly reduced. On the other hand, when the amount of the dehydrating agent is more than 4 mol, it is necessary to raise the temperature in order to evaporate excess dehydrating agent, so that the mechanical properties of the resulting polyimide film may be greatly reduced.

また、イミド化を促進するために3級アミンを添加してもよく、3級アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ピリジン、ピコリン、キノリン、イソキノリン、ルチジン等が挙げられ、好ましくは、ピリジン、β−ピコリン、γ−ピコリン、キノリン、イソキノリンである。3級アミンの量は、フィルムを構成するポリアミック酸のアミド酸単位1モルに対して0.1〜2モル、さらに好ましくは0.2〜1モルである。3級アミンの量が当該アミド酸単位1モルに対して0.1モルより少ない場合には、得られるポリイミドの機械物性が大きく低下するおそれがある。2モルを超える量ではフィルム中に3級アミンが残留するおそれがあり、余分な3級アミンを蒸発させるために温度を上げる必要がある。   A tertiary amine may be added to promote imidization. Examples of the tertiary amine include trimethylamine, triethylamine, triethylenediamine, pyridine, picoline, quinoline, isoquinoline, lutidine, and the like. , Β-picoline, γ-picoline, quinoline and isoquinoline. The amount of the tertiary amine is 0.1 to 2 mol, more preferably 0.2 to 1 mol, relative to 1 mol of the amic acid unit of the polyamic acid constituting the film. When the amount of the tertiary amine is less than 0.1 mol relative to 1 mol of the amic acid unit, the mechanical properties of the resulting polyimide may be greatly reduced. If the amount exceeds 2 mol, tertiary amine may remain in the film, and it is necessary to raise the temperature in order to evaporate excess tertiary amine.

ポリアミック酸フィルムには、ポリイミド樹脂成形体に要求される機能に応じてフィラーが添加されていてもよい。一般に、フィラーの添加量は1〜50質量%である。添加量が1質量%未満では、フィラーの機能が発現しにくく、50質量%を超えると、機械的強度の低下だけでなく、外観ムラが発生するおそれがある。フィラーの種類に関しては、例えばフィルムの誘電率を上げたい場合には、カーボン、チタン酸バリウム等を、熱伝導率を上げたい場合には、窒化ホウ素、炭素繊維等を、摺動性を上げたい場合には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)またはその変性物、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等のフッ素樹脂を添加することが好ましい。   A filler may be added to the polyamic acid film according to the function required for the polyimide resin molded body. Generally, the addition amount of a filler is 1-50 mass%. When the addition amount is less than 1% by mass, the function of the filler is hardly exhibited, and when it exceeds 50% by mass, not only the mechanical strength is lowered, but also appearance unevenness may occur. Regarding the type of filler, for example, to increase the dielectric constant of the film, carbon, barium titanate, etc., to increase the thermal conductivity, boron nitride, carbon fiber, etc., to increase the slidability. In this case, it is preferable to add a fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) or a modified product thereof, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA).

上記のようにして、ポリアミック酸フィルムを成形型にセットし、イミド化することによってポリイミド樹脂成形体を得ることができる。一枚のフィルムを用いているため、成形体として不要な部分が生じる場合があるが、この不要な部分については適宜切断等して除去すればよい。本発明の製造方法では、厚さが小さく均一なフィルムを成形に用いることができるため、寸法安定性が高く、厚さの小さいポリイミド樹脂の成形体を容易に得ることができる。この本発明の効果を十分に発揮させる観点からは、ポリイミド樹脂成形体の厚さは、10〜500μmであることが好ましい。   As described above, a polyimide resin molded body can be obtained by setting the polyamic acid film in a mold and imidizing it. Since a single film is used, an unnecessary portion may be generated as a molded body. However, the unnecessary portion may be removed by cutting or the like as appropriate. In the production method of the present invention, since a uniform film having a small thickness can be used for molding, a molded article of polyimide resin having high dimensional stability and a small thickness can be easily obtained. From the viewpoint of sufficiently exerting the effect of the present invention, the thickness of the polyimide resin molded body is preferably 10 to 500 μm.

本発明は、別の側面から、引張弾性率が900〜1500MPa、かつ伸びが30〜60%である、ポリイミド樹脂成形体製造用ポリアミック酸フィルムであり、当該ポリアミック酸フィルムについては、上記製造方法に用いるフィルムと同様である。   Another aspect of the present invention is a polyamic acid film for producing a polyimide resin molded body having a tensile elastic modulus of 900 to 1500 MPa and an elongation of 30 to 60%, and the polyamic acid film is applied to the above production method. It is the same as the film to be used.

以下、実施例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these Examples.

まず、本実施例で採用した評価方法について説明する。
引張弾性率および伸び
JIS K6251(2004)に従って測定した。引張試験機にはテンシロンUTM1000(オリエンテック製)を用い、サンプルはダンベル状3号形、チャック間距離は30mm、引張速度は100mm/分とした。
First, the evaluation method employed in this example will be described.
Tensile modulus and elongation Measured according to JIS K6251 (2004). Tensilon UTM1000 (manufactured by Orientec) was used as the tensile tester, the sample was dumbbell-shaped No. 3, the distance between chucks was 30 mm, and the tensile speed was 100 mm / min.

ポリイミド樹脂成形体の厚さ
1/1000mmダイヤルゲージを用いて測定した。成形体がお皿型の場合には、底面の中心1点、底面の外周付近4点(約π/2おき)、側面4点(π/2おき)の計9点を測定した。波型の場合には、山部1点、谷部1点、山部と谷部の中間点3点の計5点を測定した。厚さは、変動係数(%)=(標準偏差/平均)×100より評価した。
The thickness of the polyimide resin molded body was measured using a 1/1000 mm dial gauge. In the case where the molded body was a plate shape, a total of 9 points were measured: one point at the center of the bottom surface, four points near the outer periphery of the bottom surface (approximately every π / 2), and four points on the side surface (every π / 2). In the case of the corrugated shape, a total of 5 points were measured: 1 peak, 1 valley, and 3 midpoints between peaks and valleys. The thickness was evaluated from the coefficient of variation (%) = (standard deviation / average) × 100.

実施例1
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、これと略当量のp−フェニレンジアミンを溶解させた(モノマー濃度20質量%)。この溶液を室温で攪拌し、70℃に加温しつつ攪拌してアミド化し、23℃におけるB型粘度計による粘度が200Pa・sのポリアミック酸溶液を作製した。
Example 1
3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and substantially equivalent p-phenylenediamine were dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) (monomer concentration 20% by mass). ). This solution was stirred at room temperature, stirred while heating to 70 ° C., and amidated to prepare a polyamic acid solution having a viscosity of 200 Pa · s measured by a B-type viscometer at 23 ° C.

次に、このポリアミック酸溶液をガラス板に0.5mmの厚さとなるように塗布した後、130℃で30分間加熱して乾燥し、ポリアミック酸フィルムを作製した。このポリアミック酸フィルムの残存NMP量は15質量%、引張弾性率は1280MPa、伸びは48%であった。   Next, this polyamic acid solution was applied to a glass plate so as to have a thickness of 0.5 mm, and then dried by heating at 130 ° C. for 30 minutes to prepare a polyamic acid film. The residual NMP content of this polyamic acid film was 15% by mass, the tensile modulus was 1280 MPa, and the elongation was 48%.

このフィルムを円筒形(Φ70mm)の成形型に被せ、フィルムが成形型の円筒側面上に沿うようにしてセットした。これを350℃で20分間加熱してイミド化を行い、底面と側面を有するお皿型の成形体を得た。膜厚を測定したところ、変動係数は3%であった。   This film was placed on a cylindrical (Φ70 mm) mold and set so that the film was on the cylindrical side of the mold. This was heated at 350 ° C. for 20 minutes for imidization to obtain a dish-shaped molded body having a bottom surface and side surfaces. When the film thickness was measured, the coefficient of variation was 3%.

実施例2
実施例1で得られたポリアミック酸フィルムを、メッシュタイプの波型の成形型に挟み込んだ。これを350℃で20分間加熱してイミド化を行い、波型のフィルム成形体を得た。膜厚を測定したところ、変動係数は1%であった。
Example 2
The polyamic acid film obtained in Example 1 was sandwiched between mesh-type corrugated molds. This was heated at 350 ° C. for 20 minutes for imidization to obtain a corrugated film molded body. When the film thickness was measured, the coefficient of variation was 1%.

比較例1
実施例1で得られたポリアミック酸溶液を、ガラス板に0.5mmの厚さとなるように塗布した後、130℃で20分間加熱して乾燥し、ポリアミック酸フィルムを作製した。このポリアミック酸フィルムは、冷却後に表面にシワが見られた。このポリアミック酸フィルムの残存NMP量は20質量%、引張弾性率は660MPa、伸びは35%であった。
Comparative Example 1
The polyamic acid solution obtained in Example 1 was applied to a glass plate to a thickness of 0.5 mm, and then dried by heating at 130 ° C. for 20 minutes to produce a polyamic acid film. The polyamic acid film was wrinkled on the surface after cooling. The residual NMP content of this polyamic acid film was 20% by mass, the tensile modulus was 660 MPa, and the elongation was 35%.

このフィルムを円筒形(Φ70mm)の成形型に被せ、フィルムが成形型の円筒側面上に沿うようにしてセットした。これを350℃で20分間加熱してイミド化を行い、底面と側面を有するお皿型の成形体を得たが、収縮ムラが大きく、膜厚を測定したところ、変動係数は8%であった。   This film was placed on a cylindrical (Φ70 mm) mold and set so that the film was on the cylindrical side of the mold. This was imidized by heating at 350 ° C. for 20 minutes to obtain a dish-shaped molded body having a bottom surface and a side surface, but the shrinkage unevenness was large, and when the film thickness was measured, the coefficient of variation was 8%. It was.

比較例2
実施例1で得られたポリアミック酸溶液を、ガラス板に0.5mmの厚さとなるように塗布した後、200℃で20分間加熱して乾燥し、ポリアミック酸フィルムを作製した。このポリアミック酸フィルムの残存NMP量は4質量%、引張弾性率は2170MPa、伸びは60%であった。
Comparative Example 2
The polyamic acid solution obtained in Example 1 was applied to a glass plate to a thickness of 0.5 mm, and then dried by heating at 200 ° C. for 20 minutes to produce a polyamic acid film. The residual NMP content of this polyamic acid film was 4% by mass, the tensile modulus was 2170 MPa, and the elongation was 60%.

このフィルムを円筒形(Φ70mm)の成形型に被せ、フィルムが成形型の円筒側面上に沿うようにしてセットした。これを350℃で20分間加熱してイミド化を行ったところ、フィルムの柔軟性が十分でないため型への追従性に欠け、成形型の円筒側面上の部分で大きな寄りシワが発生して、きれいな側面を有するお皿型成形体が得られなかった。   This film was placed on a cylindrical (Φ70 mm) mold and set so that the film was on the cylindrical side of the mold. When this was imidized by heating at 350 ° C. for 20 minutes, the flexibility of the film was insufficient, so that it did not follow the mold, and a large wrinkle occurred on the cylindrical side surface of the mold, A dish-shaped molded article having a clean side surface could not be obtained.

比較例3
有底の円筒形容器(Φ70mm)を、逆さまにして(底面が上側になるようにして)置いた。実施例1で得られたポリアミック酸溶液を、円筒形容器の底面の上(上面)に載せ、容器を傾けることにより、容器の側面の上部にポリアミック酸溶液がつたうようにした。容器を傾ける方向を360°変えていき、円筒形容器の上面と、側面の上部にポリアミック酸溶液が塗布されるようにした。これを、130℃で30分間乾燥した後、350℃で20分間加熱してイミド化を行った。得られた成形体の膜厚を測定したところ、変動係数は45%であった。
Comparative Example 3
A bottomed cylindrical container (Φ70 mm) was placed upside down (with the bottom face up). The polyamic acid solution obtained in Example 1 was placed on the bottom surface (upper surface) of the cylindrical container, and the container was tilted to allow the polyamic acid solution to reach the upper part of the side surface of the container. The direction in which the container is tilted was changed by 360 ° so that the polyamic acid solution was applied to the upper surface of the cylindrical container and the upper part of the side surface. This was dried at 130 ° C. for 30 minutes and then heated at 350 ° C. for 20 minutes for imidization. When the film thickness of the obtained molded body was measured, the coefficient of variation was 45%.

本発明によれば、寸法安定性が高く、厚さの小さいポリイミド樹脂の成形体を種々の形状で得ることができ、当該成形体は、薄手のポリイミド樹脂成形体が用いられる各種分野に好適に用いることができる。   According to the present invention, a molded article of polyimide resin having high dimensional stability and a small thickness can be obtained in various shapes, and the molded article is suitable for various fields where thin polyimide resin molded articles are used. Can be used.

Claims (4)

引張弾性率が900〜1500MPa、かつ伸びが30〜60%のポリアミック酸フィルムを、成形型にセットし、イミド化する、ポリイミド樹脂成形体の製造方法。   A method for producing a polyimide resin molded body, wherein a polyamic acid film having a tensile elastic modulus of 900 to 1500 MPa and an elongation of 30 to 60% is set in a mold and imidized. 前記ポリアミック酸フィルムが、支持体上にポリアミック酸の溶液を塗布し、残存溶媒量が5〜18質量%となるまで乾燥したものである請求項1に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the polyamic acid film is obtained by applying a solution of polyamic acid on a support and drying it until the amount of residual solvent is 5 to 18% by mass. ポリイミド樹脂成形体の厚さが、10〜500μmである請求項1または2に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the polyimide resin molded body has a thickness of 10 to 500 µm. 引張弾性率が900〜1500MPa、かつ伸びが30〜60%である、ポリイミド樹脂成形体製造用ポリアミック酸フィルム。   A polyamic acid film for producing a polyimide resin molded body having a tensile elastic modulus of 900 to 1500 MPa and an elongation of 30 to 60%.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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