JP2016132686A - Polyimide, method for producing polyimide, polyimide solution and polyimide film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリイミド、ポリイミドの製造方法、ポリイミド溶液及びポリイミドフィルムに関し、より詳しくは、ジクロロメタン、トリクロロメタン等のような、いわゆるキャスト溶媒に溶解可能なポリイミド、そのポリイミドの製造方法、そのポリイミドが溶解して得られる溶液、及び、そのポリイミドからなるフィルムに関する。 The present invention relates to polyimide, a method for producing polyimide, a polyimide solution, and a polyimide film, and more specifically, a polyimide that can be dissolved in a so-called cast solvent such as dichloromethane and trichloromethane, a method for producing the polyimide, and the polyimide being dissolved. And a film made of the polyimide.
近年、スマートフォンやタブレット端末等のモバイル機器等の分野においては、衝撃や落下によってディスプレイ等に利用したガラス基板が割れるといった問題から、ガラスのように光透過性が高くかつ十分に高度な耐熱性を有するとともに、軽くて柔軟な素材の出現が求められてきた。そして、このようなガラス代替用途等に用いる素材として、高度な耐熱性を有し、かつ、軽くて柔軟なポリイミドが着目されている。 In recent years, in the field of mobile devices such as smartphones and tablet terminals, due to the problem that the glass substrate used for the display etc. breaks due to impact or dropping, it has a high light transmission and sufficiently high heat resistance like glass. The appearance of light and flexible materials has been demanded. As a material used for such glass substitute applications, attention has been paid to a light and flexible polyimide having high heat resistance.
このようなポリイミドとしては、例えば、芳香族ポリイミド(例えば、DuPont社製の商品名「カプトン」)が知られている。しかしながら、このような芳香族ポリイミドは、十分な柔軟性と高度な耐熱性とを有するポリイミドではあるものの、褐色を呈し、光透過性が必要とされるガラス代替用途や光学用途等に使用できるものではなかった。 As such a polyimide, for example, an aromatic polyimide (for example, trade name “Kapton” manufactured by DuPont) is known. However, although such aromatic polyimide is a polyimide having sufficient flexibility and high heat resistance, it exhibits a brown color and can be used for glass replacement applications and optical applications that require light transmission. It wasn't.
そのため、近年では、ガラス代替用途等に使用可能な十分な光透過性を有する脂環式ポリイミドの開発が進められており、例えば、国際公開第2011/099518号(特許文献1)においては、特定の一般式で記載される繰り返し単位を有するポリイミドが開示されている。このような特許文献1に記載のようなポリイミドは、十分な光透過性と高度な耐熱性とを有するものであった。 Therefore, in recent years, development of an alicyclic polyimide having sufficient light transmissibility that can be used for glass substitute applications and the like has been promoted. For example, in International Publication No. 2011/099518 (Patent Document 1) A polyimide having a repeating unit represented by the general formula is disclosed. Such a polyimide as described in Patent Document 1 has sufficient light transmittance and high heat resistance.
しかしながら、上記特許文献1に記載のような脂環式ポリイミドは、いわゆるキャスト溶媒への溶解性といった点では必ずしも十分なものではなかった。そのため、上記特許文献1に記載のような脂環式ポリイミドは、一度成膜等によってイミド化し保存した後に再度キャスト溶媒に溶解させて加工を行うことが必ずしも容易ではなく、より高い加工性を有するポリイミドの出現が望まれる。 However, the alicyclic polyimide as described in Patent Document 1 is not always sufficient in terms of solubility in a so-called casting solvent. Therefore, the alicyclic polyimide described in Patent Document 1 is not always easy to process by imidizing and storing once by film formation or the like and then dissolving in the casting solvent again, and has higher processability. The appearance of polyimide is desired.
なお、このような特許文献1に記載のようなポリイミドの製造の際に形成されるポリアミド酸(ポリアミック酸)は、その樹脂溶液(ワニス)の保存安定性が必ずしも十分なものではないため、成膜等の加工前の状態(ポリアミド酸が可溶な良溶媒に溶かした樹脂溶液の状態:ワニスの状態)で長期に亘って保存するとことが必ずしも容易ではなかった。実際に、このようなポリアミド酸(ポリアミック酸)は、品質の劣化前に使用する必要が生じたり、一時保存する場合に冷蔵冷凍保管の必要が生じる場合もあった。なお、保存により品質の劣化したワニスからは、加工性に優れ、かつ、透明性、耐熱性に優れたポリイミドを得ることは必ずしも容易ではない。 In addition, since the polyamic acid (polyamic acid) formed at the time of manufacture of such a polyimide as described in Patent Document 1 does not necessarily have sufficient storage stability of the resin solution (varnish), It has not always been easy to store for a long time in a state before processing of a film or the like (a state of a resin solution in which a polyamic acid is soluble in a good solvent: a state of a varnish). Actually, such a polyamic acid (polyamic acid) may need to be used before quality deterioration, or may need to be refrigerated and frozen for temporary storage. It should be noted that it is not always easy to obtain a polyimide having excellent processability, transparency and heat resistance from a varnish whose quality has deteriorated due to storage.
ここで、仮に、上記特許文献1に記載のポリイミドの製造の際に形成されるような、ポリアミド酸を保存する場合には、ポリアミド酸の樹脂溶液(ワニス)を多量の溶媒(例えばメタノール、ヘキサン、水等のポリアミド酸が不溶な貧溶媒)中に添加することにより樹脂を固体化する再沈殿操作を行って、固体化後に保存することも不可能ではないが、そのような多量の溶媒を用いる再沈殿操作は工業化が困難な方法であった。このように、従来のポリイミドにおいては、最終製品の製造前の状態で長期に亘って保存して、品質の劣化を十分に防止するといった点では必ずしも十分なものではなかった。 Here, if the polyamic acid is to be stored as formed in the production of the polyimide described in Patent Document 1, the polyamic acid resin solution (varnish) is used in a large amount of solvent (for example, methanol, hexane). It is not impossible to store after solidification by performing a reprecipitation operation to solidify the resin by adding it to a poor solvent insoluble in polyamic acid such as water. The reprecipitation operation used was a method that was difficult to industrialize. As described above, the conventional polyimide is not always sufficient in that it is stored for a long time in a state before the production of the final product to sufficiently prevent the deterioration of the quality.
また、ポリイミドの製造するための一般的な方法としては、酸二無水物とジアミンとの溶液重合で得られるワニス(ポリアミド酸溶液)をガラス板等にキャストし、溶媒を除去(乾燥)した後、250℃以上程度の高温で熱イミド化してポリイミドフィルムにする加工法が知られている。しかしながら、このような一般的な熱イミド化を利用する加工法では、最終製品(基板用のフィルム等)を製造する際に、高温での加熱工程が必要であった。そのため、高温での加熱工程を必ずしも利用する必要がなく、より簡便な工程によって、より効率よく最終製品(基板用のポリイミドフィルム等)に加工することも可能となるような、十分に高い加工性を有するポリイミドの出現も望まれている。 In addition, as a general method for producing polyimide, after varnish (polyamic acid solution) obtained by solution polymerization of acid dianhydride and diamine is cast on a glass plate or the like and the solvent is removed (dried) A processing method is known in which a polyimide film is formed by thermal imidization at a high temperature of about 250 ° C. or higher. However, in the processing method using such general thermal imidization, a heating step at a high temperature is necessary when producing a final product (film for a substrate or the like). Therefore, it is not always necessary to use a heating process at a high temperature, and sufficiently high processability so that the final product (such as a polyimide film for a substrate) can be processed more efficiently by a simpler process. The emergence of polyimides having the following is also desired.
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、十分に高度な耐熱性及び透明性を有し、キャスト溶媒に対する溶解性に十分に優れ、キャスト溶媒に溶解させて各種形状に加工することが可能であり、十分に高い加工性を有するとともに、ポリイミドの状態で保存でき、長期保存後の品質の劣化も十分に防止することが可能なポリイミド、及び、そのポリイミドを効率よく且つ確実に製造することが可能なポリイミドの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、前記ポリイミドを用いて得られるポリイミド溶液及びポリイミドフィルムを提供することも目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, has a sufficiently high heat resistance and transparency, sufficiently excellent in solubility in a casting solvent, and dissolved in the casting solvent in various shapes. Can be processed to a high degree, has a sufficiently high workability, can be stored in the state of polyimide, and can sufficiently prevent deterioration of quality after long-term storage, and the polyimide can be efficiently used It is another object of the present invention to provide a method for producing polyimide that can be reliably produced. Another object of the present invention is to provide a polyimide solution and a polyimide film obtained using the polyimide.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、重合溶媒の存在下、下記一般式(2)で表される特定のテトラカルボン酸二無水物と、下記一般式(301)〜(311)で表される特定の芳香族ジアミンとを反応させて特定のポリアミド酸を得た後に、前記重合溶媒中において前記ポリアミド酸を縮合剤を用いて化学イミド化することにより、十分に低温でイミド化することも可能であり、ポリイミドを効率よく且つ確実に製造することができることを見出すとともに、かかるポリイミドが、十分に高度な耐熱性及び透明性を有し、キャスト溶媒に対する溶解性に十分に優れ、キャスト溶媒に溶解させて各種形状に加工することが可能であり、十分に高い加工性を有するとともに、ポリイミドの状態で保存でき、ポリアミド酸を保存する場合と比較して長期保存後の品質の劣化も十分に防止することが可能なものとなることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a specific tetracarboxylic dianhydride represented by the following general formula (2) and the following general formula (301) are present in the presence of a polymerization solvent. ) To (311) to react with the specific aromatic diamine to obtain a specific polyamic acid, and then sufficiently imidize the polyamic acid with a condensing agent in the polymerization solvent. It is also possible to imidize at low temperature, and it is found that polyimide can be produced efficiently and reliably, and such polyimide has sufficiently high heat resistance and transparency, and is soluble in cast solvents. It is sufficiently excellent in that it can be dissolved in a casting solvent and processed into various shapes. It has sufficiently high processability and can be stored in a polyimide state. As compared with the case of storing it found that becomes capable also to sufficiently prevent deterioration of quality after long-term storage, and have completed the present invention.
すなわち、本発明のポリイミドは、下記一般式(1): That is, the polyimide of the present invention has the following general formula (1):
[式(1)中、R1、R2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基及びフッ素原子よりなる群から選択される1種を示し、R10は下記一般式(101)〜(111): In Expression (1), R 1, R 2, R 3 are each independently a hydrogen atom, represents one selected from the group consisting of alkyl groups and fluorine atom having 1 to 10 carbon atoms, R 10 is The following general formulas (101) to (111):
で表される基の中から選択される1種を示し、nは0〜12の整数を示す。]
で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有してなり、且つ、キャスト溶媒に溶解するものであることを特徴とするものである。
1 is selected from the groups represented by the formula: n represents an integer of 0-12. ]
Is contained in an amount of 50 mol% or more based on the total number of repeating units, and is soluble in a casting solvent.
上記本発明のポリイミドとしては、前記キャスト溶媒が、沸点が200℃以下のハロゲン系溶剤であることが好ましく、ジクロロメタン(沸点40℃)、トリクロロメタン(沸点62℃)、四塩化炭素(沸点77℃)、ジクロロエタン(沸点84℃)、トリクロロエチレン(沸点87℃)、テトラクロロエチレン(沸点121℃)、テトラクロロエタン(沸点147℃)、クロロベンゼン(沸点131℃)及びo−ジクロロベンゼン(沸点180℃)の中から選択される少なくとも1種であることがより好ましい。 As the polyimide of the present invention, the cast solvent is preferably a halogen solvent having a boiling point of 200 ° C. or less, dichloromethane (boiling point 40 ° C.), trichloromethane (boiling point 62 ° C.), carbon tetrachloride (boiling point 77 ° C.). ), Dichloroethane (boiling point 84 ° C.), trichloroethylene (boiling point 87 ° C.), tetrachloroethylene (boiling point 121 ° C.), tetrachloroethane (boiling point 147 ° C.), chlorobenzene (boiling point 131 ° C.) and o-dichlorobenzene (boiling point 180 ° C.). More preferably, it is at least one selected.
上記本発明のポリイミドとしては、前記ポリイミドがイミド化率が90%以上のものであることが好ましい。 As the polyimide of the present invention, the polyimide preferably has an imidization ratio of 90% or more.
また、本発明のポリイミドの製造方法は、重合溶媒の存在下、下記一般式(2): Moreover, the manufacturing method of the polyimide of this invention is the presence of a polymerization solvent, and the following general formula (2):
[式(2)中、R1、R2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基及びフッ素原子よりなる群から選択される1種を示し、nは0〜12の整数を示す。]
で表されるテトラカルボン酸二無水物と、下記一般式(301)〜(311):
[In the formula (2), R 1 , R 2 and R 3 each independently represents one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and a fluorine atom, and n is 0. An integer of ~ 12 is shown. ]
And the following general formulas (301) to (311):
で表される化合物の中から選択される少なくとも1種の芳香族ジアミンとを反応させて、下記一般式(4): Is reacted with at least one aromatic diamine selected from the compounds represented by formula (4):
[式(4)中、R1、R2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基及びフッ素原子よりなる群から選択される1種を示し、R10は下記一般式(101)〜(111): Wherein (4), R 1, R 2, R 3 are each independently a hydrogen atom, it represents one selected from the group consisting of alkyl groups and fluorine atom having 1 to 10 carbon atoms, R 10 is The following general formulas (101) to (111):
で表される基の中から選択される1種を示し、nは0〜12の整数を示す。]
で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有するポリアミド酸を得る工程と、
前記重合溶媒中において前記ポリアミド酸を縮合剤を用いて化学イミド化することにより、前記重合溶媒中に下記一般式(1):
1 is selected from the groups represented by the formula: n represents an integer of 0-12. ]
A step of obtaining a polyamic acid containing 50 mol% or more of the repeating units represented by
In the polymerization solvent, the polyamic acid is chemically imidized using a condensing agent, whereby the following general formula (1) is contained in the polymerization solvent:
[式(1)中、R1、R2、R3、R10及びnは、それぞれ上記一般式(4)中のR1、R2、R3、R10及びnと同義である。]
で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有するポリイミドを析出させて、該ポリイミドを得る工程と、
を含むことを特徴とする方法である。
In Expression (1), R 1, R 2, R 3, R 10 and n are respectively the same as R 1, R 2, R 3 , R 10 and n in the general formula (4). ]
A step of precipitating polyimide containing 50 mol% or more of the repeating units represented by the following formula to obtain the polyimide;
It is the method characterized by including.
上記本発明のポリイミドの製造方法においては、前記重合溶媒がN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ピリジン、m−クレゾール、γ―ブチロラクトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン及びテトラヒドロフラン(THF)の中から選択される少なくとも1種の有機溶媒であることが好ましい。 In the polyimide production method of the present invention, the polymerization solvent is N, N-dimethylacetamide (DMAc), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI). It is preferably at least one organic solvent selected from dimethyl sulfoxide (DMSO), pyridine, m-cresol, γ-butyrolactone, cyclopentanone, cyclohexanone and tetrahydrofuran (THF).
また、上記本発明のポリイミドの製造方法においては、前記縮合剤が無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などのカルボン酸無水物、N,N‘−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)などのカルボジイミド、ジフェニルリン酸アジド(DPPA)などの酸アジド、カストロ試薬などの活性エステル化剤、2−クロロ−4,6−ジメトキシトリアジン (CDMT)などの脱水縮合剤から選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましく、無水酢酸、無水プロピオン酸及び無水トリフルオロ酢酸の中から選択される少なくとも1種の化合物であることがより好ましい。 In the polyimide production method of the present invention, the condensing agent is a carboxylic acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride or trifluoroacetic anhydride, a carbodiimide such as N, N′-dicyclohexylcarbodiimide (DCC), or diphenyl. It is at least one compound selected from acid azides such as phosphoric acid azide (DPPA), active esterifying agents such as Castro reagent, and dehydrating condensing agents such as 2-chloro-4,6-dimethoxytriazine (CDMT). And is more preferably at least one compound selected from acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride.
また、上記本発明のポリイミドの製造方法においては、前記反応促進剤が、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N−メチルピペリジン、ピリジン、コリジン、ルチジン、2−ヒドロキシピリジン、4−ジメチルアミノピリジン
(DMAP)、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO),ジアザビシクロノネン(DBN)、ジアザビシクロウンデセン(DBU)などの三級アミンから選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましく、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N−メチルピペリジン及びピリジンの中から選択される少なくとも1種の化合物であることがより好ましい。
In the polyimide production method of the present invention, the reaction accelerator is triethylamine, diisopropylethylamine, N-methylpiperidine, pyridine, collidine, lutidine, 2-hydroxypyridine, 4-dimethylaminopyridine (DMAP), 1 , 4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO), diazabicyclononene (DBN), diazabicycloundecene (DBU), or other tertiary amines. Preferably, it is at least one compound selected from triethylamine, diisopropylethylamine, N-methylpiperidine and pyridine.
さらに、上記本発明のポリイミドの製造方法においては、前記化学イミド化の際の温度条件が−20℃〜150℃であることが好ましい。 Furthermore, in the manufacturing method of the said polyimide of this invention, it is preferable that the temperature conditions in the case of the said chemical imidation are -20 degreeC-150 degreeC.
また、上記本発明のポリイミドの製造方法においては、前記ポリイミドが、イミド化率が90%以上のポリイミドであることが好ましい。 Moreover, in the manufacturing method of the polyimide of the said invention, it is preferable that the said polyimide is a polyimide whose imidation ratio is 90% or more.
さらに、上記本発明のポリイミドの製造方法においては、前記ポリイミドを得る工程において、前記重合溶媒中に析出した前記ポリイミドをろ過により回収することが好ましい。本発明においては、前記重合溶媒中において化学イミド化をすることで析出するポリイミドは、粉体状等の固体状態であるため、ろ過により容易に回収できる。 Furthermore, in the polyimide production method of the present invention, in the step of obtaining the polyimide, it is preferable to collect the polyimide deposited in the polymerization solvent by filtration. In the present invention, the polyimide precipitated by chemical imidization in the polymerization solvent is in a solid state such as powder and can be easily recovered by filtration.
また、本発明のポリイミド溶液は、上記本発明のポリイミドをキャスト溶媒に溶解して得られることを特徴とするものである。 The polyimide solution of the present invention is obtained by dissolving the polyimide of the present invention in a casting solvent.
また、本発明のポリイミドフィルムは、上記本発明のポリイミドからなるフィルムであることを特徴とする。更に、このような本発明のポリイミドフィルムとしては、上記本発明のポリイミド溶液を用いて得られたものであることが好ましい。 The polyimide film of the present invention is a film made of the polyimide of the present invention. Further, the polyimide film of the present invention is preferably obtained using the polyimide solution of the present invention.
なお、本発明により得られるポリイミドは、既にポリイミドの状態(好ましくは粉体状)となっているため、安定して十分に長期にわたって保存(保管)することが可能である。また、本発明により得られるポリイミドは、キャスト溶媒に対する溶解性に十分に優れることから、保存後、キャスト溶媒を用いて塗工液を適宜製造して、様々な形状等に容易に加工することが可能であるばかりか、最終製品の製造時に塗工液から前記キャスト溶媒を除去する簡易な工程で、容易に最終製品の製造をすることも可能であり、最終製品の製造時に高温での加熱工程を必ずしも実施する必要がなくなるため、保存後の加工性といった点で非常に優れたものとなる。なお、前述のように、ポリアミド酸を保存する場合には、多量の溶媒(例えばメタノール等)により再沈殿操作を行う必要があるが、本発明によれば、ポリイミドの状態(好ましくは粉体状)にして保存後、加工でき、再沈殿操作の工程を施す必要がないことから、各種用途のポリイミド製品(最終加工品)を製造するための材料を製造する方法として工業化も容易である。更に、本発明により得られるポリイミドは、キャスト溶媒に対する溶解性に十分に優れることから、キャスト溶媒を用いた塗工液(ポリイミド溶液)を調製することで、熱イミド化では脱水や発泡が生じて製造することが困難な、厚膜フィルムやブロック体等もより効率よく成型して得ることが可能である。このように、本発明のポリイミドは、十分に高度な保存安定性を有するポリイミドの状態で保管できるにもかかわらず、キャスト溶媒に対する溶解性に十分に優れることから、各種用途に用いるための材料等として特に有用である。 In addition, since the polyimide obtained by the present invention is already in the state of polyimide (preferably in the form of powder), it can be stored (stored) stably and sufficiently for a long period of time. In addition, since the polyimide obtained by the present invention is sufficiently excellent in solubility in a casting solvent, it can be easily processed into various shapes and the like by appropriately producing a coating solution using a casting solvent after storage. In addition to being possible, it is possible to easily produce the final product by a simple process of removing the casting solvent from the coating liquid during the production of the final product, and a heating process at a high temperature during the production of the final product. Since it is not always necessary to carry out the process, it is very excellent in terms of workability after storage. As described above, when the polyamic acid is stored, it is necessary to perform a reprecipitation operation with a large amount of solvent (for example, methanol). According to the present invention, the polyimide state (preferably in the form of powder) ) And can be processed after storage, and it is not necessary to carry out a reprecipitation step. Therefore, industrialization is also easy as a method for producing materials for producing polyimide products (final processed products) for various uses. Furthermore, since the polyimide obtained by the present invention is sufficiently excellent in solubility in a cast solvent, dehydration and foaming occur in thermal imidization by preparing a coating liquid (polyimide solution) using a cast solvent. Thick film films, block bodies and the like that are difficult to manufacture can be more efficiently molded and obtained. Thus, although the polyimide of the present invention can be stored in the state of a polyimide having a sufficiently high storage stability, it is sufficiently excellent in solubility in the cast solvent, so that it can be used for various applications. As particularly useful.
なお、上述のような本発明のポリイミドの製造方法においては、ポリイミドを得る際にポリイミドを前記重合溶媒から析出させる。このような析出が起こる理由は必ずしも定かではないが、析出が起こる一つの理由について、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、先ず、ポリマーの分野においては、一般的に直線性の高いポリマー程、溶剤溶解性が低下することが知られている。そのため、あまり直線性が高いとは言えないポリアミド酸は重合溶媒に十分に溶解するが、ポリアミド酸の化学イミド化を進行せしめて、ポリマーが直線性を持つようになり、更に、その直線性がより高い状態になると、結果として溶剤に不溶なものとなり、ポリイミドの析出が起こるものと本発明者らは推察する。従って、前記重合溶媒中において、ポリイミドが析出するまでポリアミド酸の化学イミド化を十分に進行せしめれば、イミド化率が十分に向上してポリイミドが前記重合溶媒から析出する。なお、上記と同様の理由で、熱イミド化を採用した場合等においても、その加熱条件等に応じて達成されるポリマーのイミド化の程度によっては、得られるポリイミドが重合溶媒に可溶なものとなり得る。また、熱イミド化を採用した場合等においても、より高い条件でイミド化を進行せしめた場合(例えば350℃程度の熱処理温度で熱イミド化するような場合等)には、イミド化の際にポリマー分子が動くことが可能となり、後重合が進行して、イミド化率の向上と分子量の向上が達成できるため、ポリマーが直線性が向上して、重合溶剤(例えばDMAc、NMP、DMI、DMSO等)に溶けにくいものとなる。このように、前記重合溶媒への溶解性の可否は、イミド化の際に達成されるイミド化率や分子量に大きく左右されるものと本発明者らは推察する。このように、イミド化率や分子量がある一定範囲を超えた場合に、ポリマー分子の直線性が向上して、ポリイミドが前記重合溶媒から析出するものと本発明者らは推察する。すなわち、ポリイミドの製造の際に、反応の中間段階において形成されているポリイミド(反応途中の段階のもの)はイミド化率等が低く、基本的にはポリアミド酸の特性の影響が強いため、ポリアミド酸と同様に前記重合溶媒に溶解するものと考えられる。一方、化学イミド化を十分に進行させた場合にはイミド化率等が向上して、ポリアミド酸の特性の影響が低下し、そのポリイミドが本来有する特性がより強くでるため、ポリイミドの種類と前記重合溶媒との組み合わせに応じて、ポリイミドが適宜析出するものと本発明者らは推察する。また、溶解性の観点から、分子量が大きくなるとイミド化によりポリイミドが前記重合溶媒から析出する傾向にあるものと本発明者らは推察する。このように、本発明においては、前記重合溶媒からポリイミドを析出させてポリイミドを得ることが可能であることから、粉末状等の形状でポリイミドを得ることも可能であり、保存に便利な形状のポリイミドを得ることも可能である。 In addition, in the manufacturing method of the polyimide of this invention as mentioned above, when obtaining a polyimide, a polyimide is deposited from the said polymerization solvent. The reason why such precipitation occurs is not necessarily clear, but the present inventors infer as follows for one reason why precipitation occurs. That is, first, in the field of polymers, it is generally known that the higher the linearity of a polymer, the lower the solvent solubility. Therefore, polyamic acid, which cannot be said to have very high linearity, dissolves sufficiently in the polymerization solvent. However, the chemical imidization of the polyamic acid proceeds and the polymer becomes linear. The inventors infer that the higher state results in insolubility in the solvent and the polyimide is precipitated. Therefore, if the chemical imidization of the polyamic acid is sufficiently advanced until the polyimide is precipitated in the polymerization solvent, the imidization rate is sufficiently improved and the polyimide is precipitated from the polymerization solvent. For the same reason as above, even when thermal imidization is adopted, depending on the degree of imidization of the polymer achieved depending on the heating conditions, the resulting polyimide is soluble in the polymerization solvent. Can be. In addition, even when thermal imidization is employed, when imidization proceeds under higher conditions (for example, when thermal imidization is performed at a heat treatment temperature of about 350 ° C.), the imidization is performed. Since the polymer molecules can move and post-polymerization proceeds to improve the imidization rate and the molecular weight, the linearity of the polymer is improved, and the polymerization solvent (for example, DMAc, NMP, DMI, DMSO) is improved. Etc.). Thus, the present inventors speculate that the solubility in the polymerization solvent largely depends on the imidization rate and molecular weight achieved during imidization. Thus, the present inventors speculate that when the imidization rate and molecular weight exceed a certain range, the linearity of the polymer molecules is improved and the polyimide is precipitated from the polymerization solvent. That is, during the production of polyimide, the polyimide formed in the middle stage of the reaction (in the middle stage of the reaction) has a low imidation rate and the like, and is basically strongly influenced by the properties of the polyamic acid. It is considered that it dissolves in the polymerization solvent in the same manner as the acid. On the other hand, when the chemical imidization is sufficiently advanced, the imidization rate and the like are improved, the influence of the properties of the polyamic acid is reduced, and the properties inherent to the polyimide are stronger, so the type of polyimide and the above The present inventors infer that the polyimide is appropriately deposited according to the combination with the polymerization solvent. Further, from the viewpoint of solubility, the present inventors infer that the polyimide tends to precipitate from the polymerization solvent due to imidization when the molecular weight is increased. Thus, in the present invention, it is possible to obtain polyimide by precipitating polyimide from the polymerization solvent, so it is also possible to obtain polyimide in the form of powder, etc. It is also possible to obtain polyimide.
本発明によれば、十分に高度な耐熱性及び透明性を有し、キャスト溶媒に対する溶解性に十分に優れ、キャスト溶媒に溶解させて各種形状に加工することが可能であり、十分に高い加工性を有するとともに、ポリイミドの状態で保存でき、長期保存後の品質の劣化も十分に防止することが可能なポリイミド、及び、そのポリイミドを効率よく且つ確実に製造することが可能なポリイミドの製造方法を提供することが可能となる。また、本発明によれば、前記ポリイミドを用いて得られるポリイミド溶液及び前記ポリイミドからなるポリイミドフィルムを提供することが可能となる。 According to the present invention, it has sufficiently high heat resistance and transparency, is sufficiently excellent in solubility in a casting solvent, can be dissolved in a casting solvent and processed into various shapes, and is sufficiently high in processing. And polyimide that can be stored in the state of polyimide, can sufficiently prevent deterioration of quality after long-term storage, and a method for producing polyimide that can efficiently and reliably produce the polyimide Can be provided. Moreover, according to this invention, it becomes possible to provide the polyimide film which consists of a polyimide solution obtained using the said polyimide, and the said polyimide.
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments thereof.
[本発明のポリイミド]
本発明のポリイミドは、下記一般式(1):
[Polyimide of the present invention]
The polyimide of the present invention has the following general formula (1):
[式(1)中、R1、R2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基及びフッ素原子よりなる群から選択される1種を示し、R10は下記一般式(101)〜(111): In Expression (1), R 1, R 2, R 3 are each independently a hydrogen atom, represents one selected from the group consisting of alkyl groups and fluorine atom having 1 to 10 carbon atoms, R 10 is The following general formulas (101) to (111):
で表される基の中から選択される1種を示し、nは0〜12の整数を示す。]
で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有してなり、且つ、キャスト溶媒に溶解するものであることを特徴とするものである。
1 is selected from the groups represented by the formula: n represents an integer of 0-12. ]
Is contained in an amount of 50 mol% or more based on the total number of repeating units, and is soluble in a casting solvent.
このような一般式(1)中のR1、R2、R3として選択され得るアルキル基は、炭素数が1〜10のアルキル基である。このような炭素数が10を超えるとガラス転移温度が低下し十分に高度な耐熱性が達成できなくなる。また、このようなR1、R2、R3として選択され得るアルキル基の炭素数としては、精製がより容易となるという観点から、1〜6であることが好ましく、1〜5であることがより好ましく、1〜4であることが更に好ましく、1〜3であることが特に好ましい。また、このようなR1、R2、R3として選択され得るアルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。更に、このようなアルキル基としては精製の容易さの観点から、メチル基、エチル基がより好ましい。 The alkyl group that can be selected as R 1 , R 2 , or R 3 in the general formula (1) is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. When the number of carbon atoms exceeds 10, the glass transition temperature is lowered and a sufficiently high heat resistance cannot be achieved. Moreover, as carbon number of the alkyl group which can be selected as such R < 1 >, R < 2 >, R < 3 >, it is preferable that it is 1-6 from a viewpoint that refinement | purification becomes easier, and it is 1-5. Is more preferable, it is still more preferable that it is 1-4, and it is especially preferable that it is 1-3. Further, such an alkyl group that can be selected as R 1 , R 2 , or R 3 may be linear or branched. Further, such an alkyl group is more preferably a methyl group or an ethyl group from the viewpoint of ease of purification.
前記一般式(1)中のR1、R2、R3としては、ポリイミドを製造した際に、より高度な耐熱性が得られるという観点から、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基であることがより好ましく、中でも、原料の入手が容易であることや精製がより容易であるという観点から、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基又はイソプロピル基であることがより好ましく、水素原子又はメチル基であることが特に好ましい。また、このような式中の複数のR1、R2、R3は精製の容易さ等の観点から、同一のものであることが特に好ましい。 As R < 1 >, R < 2 >, R < 3 > in the said General formula (1), when manufacturing a polyimide, from a viewpoint that higher heat resistance is acquired, it is each independently a hydrogen atom or C1-C10. In particular, from the viewpoint of easy availability of raw materials and easier purification, each independently represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, or an isopropyl group. It is more preferably a group, and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group. Moreover, it is especially preferable that several R < 1 >, R < 2 >, R < 3 > in such a formula is the same from viewpoints, such as the ease of refinement | purification.
また、前記一般式(1)中のR10として選択され得る基は、上記一般式(101)〜(111)で表される基のうちの少なくとも1種である。前記一般式(1)中のR10を上記一般式(101)〜(111)で表される基とすることで、キャスト溶媒に溶解することが可能なポリイミドを得ることが可能となる。このようなR10の中でも、キャスト溶媒に対する溶解性と耐熱性の観点からは、上記一般式(101)、(102)、(105)、(108)、(109)で表される基(より好ましくは、上記一般式(102)、(109)で表される基)が好ましく、ポリイミドのキャスト溶媒に対する溶解性と透明性の観点からは、上記一般式(103)、(106)、(107)、(109)で表される基(より好ましくは、上記一般式(106)、(107)、(109)で表される基)が好ましい。 In addition, the group that can be selected as R 10 in the general formula (1) is at least one of the groups represented by the above general formulas (101) to (111). By using R 10 in the general formula (1) as a group represented by the above general formulas (101) to (111), it is possible to obtain a polyimide that can be dissolved in a casting solvent. Among such R 10 , from the viewpoint of solubility in cast solvent and heat resistance, groups represented by the above general formulas (101), (102), (105), (108), and (109) (more Preferably, the groups represented by the above general formulas (102) and (109) are preferable. From the viewpoints of solubility and transparency of polyimide in a casting solvent, the above general formulas (103), (106), (107 ) And (109) (more preferably, groups represented by the general formulas (106), (107) and (109)) are preferable.
また、前記一般式(1)中のnは0〜12の整数を示す。このようなnの値が前記上限を超えると、精製が困難になる。また、このような一般式(1)中のnの数値範囲の上限値は、より精製が容易となるといった観点から、5であることがより好ましく、3であることが特に好ましい。また、このような一般式(1)中のnの数値範囲の下限値は、一般式(1)で表される繰り返し単位を形成する際に用いる原料化合物の安定性の観点、すなわち、より容易にポリイミドを製造するとの観点からは、1であることがより好ましく、2であることが特に好ましい。このように、一般式(1)中のnとしては、2〜3の整数であることが特に好ましい。 Moreover, n in the said General formula (1) shows the integer of 0-12. When such a value of n exceeds the upper limit, purification becomes difficult. Further, the upper limit value of the numerical value range of n in the general formula (1) is more preferably 5 and particularly preferably 3 from the viewpoint of easier purification. Further, the lower limit of the numerical range of n in the general formula (1) is more stable from the viewpoint of the stability of the raw material compound used when forming the repeating unit represented by the general formula (1). From the viewpoint of producing a polyimide, it is more preferably 1 and particularly preferably 2. Thus, as n in General formula (1), it is especially preferable that it is an integer of 2-3.
さらに、本発明のポリイミドは、上記一般式(1)で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有するものである。このような一般式(1)で表される繰り返し単位の含有比率が前記下限未満ではガラス代替用途や光学用途等のフィルムとした際の特性や物性が低下する。また、前記一般式(1)で表される繰り返し単位の含有比率は、全繰り返し単位に対して50モル%以上であればよいが、キャスト溶媒(ハロゲン系溶剤であるジクロロメタン、トリクロロメタンなど)への溶解性の観点からは、前記一般式(1)で表される繰り返し単位の含有比率が、90〜100モル%であることが更に好ましく、100モル%であることが特に好ましい。 Furthermore, the polyimide of this invention contains 50 mol% or more of the repeating unit represented by the said General formula (1) with respect to all the repeating units. When the content ratio of the repeating unit represented by the general formula (1) is less than the lower limit, properties and physical properties when used as a film for glass replacement use or optical use are deteriorated. Further, the content ratio of the repeating unit represented by the general formula (1) may be 50 mol% or more based on the total repeating units, but to the casting solvent (halogen solvents such as dichloromethane and trichloromethane). From the viewpoint of solubility, the content ratio of the repeating unit represented by the general formula (1) is more preferably 90 to 100 mol%, and particularly preferably 100 mol%.
また、このようなポリイミドは、キャスト溶媒に溶解するものである。ここにいう「キャスト溶媒」とは、ポリマーの溶液を調製して基板に塗布して、ポリマーの塗膜や成形品等を形成する場合に溶剤として使用される溶媒をいい、キャスト後にポリマー溶液から、当該溶剤が蒸散によって除去可能であるような溶媒をいう。このような「キャスト溶媒」はポリマーを溶解させたり、キャスト後の蒸散性、除去性の点で重合溶媒とは異なる溶媒が利用される。このようなキャスト溶媒としては、特に制限されるものではないが、溶解性、揮発性、蒸散性、除去性、成膜性、生産性、工業的入手性、リサイクル性、既設設備の有無、価格の観点から、沸点が200℃以下のハロゲン系溶剤が好ましく、ジクロロメタン(塩化メチレン)、トリクロロメタン(クロロホルム)、四塩化炭素、ジクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼンがより好ましく、ジクロロメタン(塩化メチレン)、トリクロロメタン(クロロホルム)が更に好ましい。なお、このようなキャスト溶媒は1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて利用してもよい。 Moreover, such a polyimide is dissolved in a casting solvent. The term “cast solvent” as used herein refers to a solvent used as a solvent when a polymer solution is prepared and applied to a substrate to form a polymer coating or molded article. , Refers to a solvent that can be removed by evaporation. As such a “cast solvent”, a solvent different from the polymerization solvent is used in terms of dissolving the polymer or evaporating and removing after casting. Such cast solvent is not particularly limited, but is soluble, volatile, transpiration, removability, film formability, productivity, industrial availability, recyclability, presence / absence of existing equipment, price From the above viewpoint, a halogen-based solvent having a boiling point of 200 ° C. or lower is preferable, and dichloromethane (methylene chloride), trichloromethane (chloroform), carbon tetrachloride, dichloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, tetrachloroethane, chlorobenzene, and o-dichlorobenzene are more preferable. More preferred are dichloromethane (methylene chloride) and trichloromethane (chloroform). In addition, you may utilize such a casting solvent individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
本発明のポリイミドは、上述のようなキャスト溶媒に十分に溶解することから、ポリイミドの状態で長期間保存した後、かかるキャスト溶媒に溶解せしめて別途加工することが可能であるため、長期保存性及び加工性が十分に高いものとなる。なお、本発明においては、25℃の条件でポリイミドが前記キャスト溶媒に0.01質量%(より好ましくは0.1質量%)以上の割合で溶解する場合を、キャスト溶媒に溶解するものと判断する。なお、このようなポリイミドのキャスト溶媒への溶解量(質量%)は、キャスト溶媒にポリイミドの小片や粉体を投入し、投入量と残存量に基づいて算出することができる。 Since the polyimide of the present invention is sufficiently dissolved in the casting solvent as described above, it can be stored in the state of polyimide for a long time and then dissolved in the casting solvent and processed separately. And the workability is sufficiently high. In the present invention, the case where the polyimide is dissolved in the cast solvent at a ratio of 0.01% by mass (more preferably 0.1% by mass) or more under the condition of 25 ° C. is determined to be dissolved in the cast solvent. To do. The amount of dissolution (mass%) of such a polyimide in the casting solvent can be calculated based on the amount of addition and the remaining amount by adding a small piece or powder of polyimide to the casting solvent.
また、このようなキャスト溶媒としては、沸点が200℃以下のものであることが好ましく、20〜150℃のものであることがより好ましく、30〜120℃であることが更に好ましく、40〜100℃であることが特に好ましい、60℃〜100℃であることが最も好ましい。このような沸点が前記上限を超えるとフィルム作成時(キャスト後の乾燥時)に、溶剤を除去することが困難となり、フィルム中に溶剤が残存してしまう傾向にあり、他方、前記下限未満では大気圧下、常温でフィルム作成が困難となり、加圧下や低温下という特殊な条件下で実施しなくてはならない傾向にある。 Moreover, as such a cast solvent, it is preferable that a boiling point is 200 degrees C or less, It is more preferable that it is 20-150 degreeC, It is further more preferable that it is 30-120 degreeC, 40-100 It is particularly preferable that the temperature is 60 ° C, and most preferable is 60 ° C to 100 ° C. When such boiling point exceeds the upper limit, it becomes difficult to remove the solvent at the time of film production (drying after casting), and the solvent tends to remain in the film. It becomes difficult to produce a film under atmospheric pressure and at room temperature, and it tends to be carried out under special conditions such as under pressure and low temperature.
このように、本発明のポリイミドは、低沸点のキャスト溶媒に溶解させることが可能である。そのため、本発明のポリイミドは、低沸点のキャスト溶媒に溶解させて、得られた溶液を用いて加工(製膜等)を行うことが可能である(低沸点キャスト溶媒から製膜等の加工を行うことが可能である)。また、低沸点のキャスト溶媒に溶解させて、得られた溶液を用いて加工(製膜等)を行う場合には、加工時に高温での加熱が不要となり、環境負荷をより低減でき、最終製品の製造プロセス上も有利なものとすることも可能である。また、キャスト溶媒に溶解せしめた後、その溶解液からキャスト溶媒を除去するといった簡便な方法で各種形状に加工でき、高温での加熱が必要ないことから、厚膜フィルムやブロック体などのような、厚みの大きな形状に加工しても、脱水による発泡等が生じることを十分に抑制することも可能であり、各種形状に、より容易に加工することも可能である。また、既に加工した後においても、再度キャスト溶媒に溶解させることが可能であることから、各種形態にした後に再度利用することや、各種形態に加工して保存(保管)することも可能である。 Thus, the polyimide of the present invention can be dissolved in a low boiling cast solvent. Therefore, the polyimide of the present invention can be dissolved in a low boiling point casting solvent and processed (film formation etc.) using the resulting solution (processing such as film formation from a low boiling point casting solvent). Can be done). In addition, when processing (film formation, etc.) using the resulting solution after dissolving in a low-boiling cast solvent, heating at high temperature is not required during processing, reducing the environmental burden and making the final product It is also possible to make the manufacturing process advantageous. In addition, after dissolving in the casting solvent, it can be processed into various shapes by a simple method such as removing the casting solvent from the solution, and since heating at a high temperature is not necessary, such as a thick film or block body Even when processed into a thick shape, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of foaming due to dehydration, and it is also possible to process into various shapes more easily. In addition, even after it has already been processed, it can be dissolved again in the casting solvent, so it can be reused after being made into various forms, and can be processed into various forms and stored (stored). .
また、本発明のポリイミドは、イミド化率が90%以上のものであることが好ましく、95%以上であることがより好ましく、96〜100%であることが特に好ましい。このようなイミド化率が前記下限未満では、製造時に重合溶媒から十分に析出せず、一部溶解した状態となり、効率よくポリイミドを回収することが困難となる傾向にある。このようなイミド化率は、測定対象のポリイミドを重クロロホルム等の重溶媒(好ましくは重クロロホルム)に溶解させ、1H−NMR測定を行って、1H−NMRのグラフから10ppm付近(10ppm±1ppm)のN−HのHと12ppm付近(12ppm±1ppm)のCOOHのHの積分値を求めて、算出することが出来る。この場合、積分比(イミド化率)は、先ず、原料化合物の酸二無水物及びジアミンについて、それらが可溶な重溶媒(DMSO−d6等)に溶解させた試料を調製し、これらの1H−NMRスペクトルをそれぞれ測定し、それらの1H−NMRのグラフにおいて、酸二無水物のHの位置(ケミカルシフト)と積分値及びジアミンの中のHの位置(ケミカルシフト)と積分値を求め、かかる酸二無水物のHの位置と積分値及びジアミンのHの位置と積分値を基準に用いて、前記測定対象のポリイミドの1H−NMRのグラフにおいて10ppm付近のN−HのHと12ppm付近のCOOHのHの積分値に対して、相対比較することにより算出した値を採用する。なお、このような測定に際して、1H−NMRスペクトルを測定するポリイミドの量は、重溶媒(好ましくは重クロロホルム)に対して0.01〜5.0mass%となる量とし、原料化合物の酸二無水物の量及びジアミンの量は、それぞれそれらが可溶な重溶媒(DMSO−d6等)に対して0.01〜5.0mass%となるようにして利用する。なお、このようなイミド化率の測定に際しては、ポリイミドの量、原料化合物の酸二無水物の量及びジアミンの量(上記濃度)は、同一の濃度にして測定する。また、前記1H−NMR測定には、測定装置としてNMR測定機(日本電子株式会社製、商品名:JNM−Lambda500)を採用する。 Further, the polyimide of the present invention preferably has an imidization ratio of 90% or more, more preferably 95% or more, and particularly preferably 96 to 100%. When such an imidation ratio is less than the lower limit, it does not sufficiently precipitate from the polymerization solvent at the time of production and is partially dissolved, and it tends to be difficult to efficiently recover the polyimide. Such an imidation ratio is obtained by dissolving the polyimide to be measured in a heavy solvent such as deuterated chloroform (preferably deuterated chloroform), performing 1 H-NMR measurement, and measuring the vicinity of 10 ppm (10 ppm ± from the 1 H-NMR graph). It is possible to calculate the integral value of N—H of 1 ppm) and H of COOH around 12 ppm (12 ppm ± 1 ppm). In this case, the integral ratio (imidation ratio) is prepared by first preparing a sample in which the acid dianhydride and diamine of the raw material compound are dissolved in a heavy solvent in which they are soluble (such as DMSO-d 6 ). 1 H-NMR spectra were measured, and in the 1 H-NMR graphs, the position of H (chemical shift) and integrated value of acid dianhydride and the position of H (chemical shift) and integrated value of diamine. , And using the position and integral value of H of the acid dianhydride and the position and integral value of H of the diamine as a reference, the NH of about 10 ppm in the 1 H-NMR graph of the polyimide to be measured A value calculated by relative comparison is adopted for the integrated value of H and H of COOH near 12 ppm. In such a measurement, the amount of the polyimide for measuring the 1 H-NMR spectrum is 0.01 to 5.0 mass% with respect to the heavy solvent (preferably deuterated chloroform), and the starting compound is acid diacid. The amount of anhydride and the amount of diamine are used so that they are 0.01 to 5.0 mass% with respect to the soluble heavy solvent (DMSO-d 6 or the like), respectively. In measuring the imidation rate, the amount of polyimide, the amount of acid dianhydride of the raw material compound, and the amount of diamine (the above concentration) are measured at the same concentration. Moreover, for the 1 H-NMR measurement, an NMR measuring instrument (manufactured by JEOL Ltd., trade name: JNM-Lambda500) is employed as a measuring device.
さらに、本発明のポリイミドとしては、5%重量減少温度が400℃以上のものが好ましく、450〜550℃のものがより好ましい。このような5%重量減少温度が前記下限未満では十分な耐熱性が達成困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、そのような特性を有するポリイミドを製造することが困難となる傾向にある。なお、このような5%重量減少温度は、窒素ガス雰囲気下、窒素ガスを流しながら室温(25℃)から徐々に加熱して、用いた試料の重量が5%減少する温度を測定することにより求めることができる。 Furthermore, the polyimide of the present invention preferably has a 5% weight loss temperature of 400 ° C. or higher, more preferably 450 to 550 ° C. If such a 5% weight loss temperature is less than the lower limit, sufficient heat resistance tends to be difficult to achieve, and if it exceeds the upper limit, it tends to be difficult to produce a polyimide having such characteristics. It is in. Such 5% weight reduction temperature is obtained by gradually heating from room temperature (25 ° C.) while flowing nitrogen gas in a nitrogen gas atmosphere and measuring the temperature at which the weight of the used sample is reduced by 5%. Can be sought.
また、このようなポリイミドとしては、ガラス転移温度(Tg)が250℃以上のものが好ましく、300〜500℃のものがより好ましい。このようなガラス転移温度(Tg)が前記下限未満では十分な耐熱性が達成困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えるとそのような特性を有するポリイミドを製造することが困難となる傾向にある。なお、このようなガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製の商品名「DSC220」)を使用して測定することができる。 Moreover, as such a polyimide, that whose glass transition temperature (Tg) is 250 degreeC or more is preferable, and the thing of 300-500 degreeC is more preferable. If the glass transition temperature (Tg) is less than the lower limit, sufficient heat resistance tends to be difficult to achieve, and if it exceeds the upper limit, it tends to be difficult to produce a polyimide having such characteristics. It is in. In addition, such a glass transition temperature (Tg) can be measured using a differential scanning calorimeter (trade name “DSC220” manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.).
また、このようなポリイミドとしては、熱分解温度(Td)が450℃以上のものが好ましく、480〜600℃のものがより好ましい。このような熱分解温度(Td)が前記下限未満では十分な耐熱性が達成困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、そのような特性を有するポリイミドを製造することが困難となる傾向にある。なお、このような熱分解温度(Td)は、TG/DTA220熱重量分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を使用して、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/min.の条件で熱分解前後の分解曲線にひいた接線の交点となる温度を測定することにより求めることができる。 Moreover, as such a polyimide, a thing with a thermal decomposition temperature (Td) of 450 degreeC or more is preferable, and a 480-600 degreeC thing is more preferable. If such a thermal decomposition temperature (Td) is less than the lower limit, sufficient heat resistance tends to be difficult to achieve, and if it exceeds the upper limit, it is difficult to produce a polyimide having such characteristics. There is a tendency. In addition, such a thermal decomposition temperature (Td) was measured using a TG / DTA220 thermogravimetric analyzer (manufactured by SII Nanotechnology Co., Ltd.) in a nitrogen atmosphere under a heating rate of 10 ° C./min. It can be determined by measuring the temperature at the intersection of the tangent lines drawn on the decomposition curve before and after thermal decomposition under the conditions of
さらに、このようなポリイミドの数平均分子量(Mn)としては、ポリスチレン換算で1000〜1000000であることが好ましく、10000〜500000であることがより好ましい。このような数平均分子量が前記下限未満では十分な耐熱性が達成困難となるばかりか、製造時に重合溶媒から十分に析出せず、効率よくポリイミドを得ることが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、粘性が増大し、溶解させるのに長時間を要したり、溶剤を大量に必要とするため、加工が困難となる傾向にある。 Furthermore, as a number average molecular weight (Mn) of such a polyimide, it is preferable that it is 1000-1 million in polystyrene conversion, and it is more preferable that it is 10000-500000. If such a number average molecular weight is less than the lower limit, it is difficult to achieve sufficient heat resistance, it does not sufficiently precipitate from the polymerization solvent during production, and it tends to be difficult to obtain polyimide efficiently, When the upper limit is exceeded, the viscosity increases, and it takes a long time to dissolve or requires a large amount of solvent, which tends to make processing difficult.
また、このようなポリイミドの重量平均分子量(Mw)としては、ポリスチレン換算で1000〜5000000であることが好ましい。また、このような重量平均分子量(Mw)の数値範囲の下限値としては、5000であることがより好ましく、10000であることが更に好ましく、20000であることが特に好ましい。また、重量平均分子量(Mw)の数値範囲の上限値としては、5000000であることがより好ましく、500000であることが更に好ましく、100000であることが特に好ましい。このような重量平均分子量が前記下限未満では十分な耐熱性が達成困難となるばかりか、製造時に重合溶媒から十分に析出せず、効率よくポリイミドを得ることが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると粘性が増大し、溶解させるのに長時間を要したり、溶剤を大量に必要とするため、加工が困難となる傾向にある。 Moreover, as a weight average molecular weight (Mw) of such a polyimide, it is preferable that it is 1000-5 million in polystyrene conversion. Moreover, as a lower limit of the numerical range of such a weight average molecular weight (Mw), it is more preferable that it is 5000, It is further more preferable that it is 10,000, It is especially preferable that it is 20000. Moreover, as an upper limit of the numerical range of a weight average molecular weight (Mw), it is more preferable that it is 5000000, It is further more preferable that it is 500,000, It is especially preferable that it is 100,000. If such a weight average molecular weight is less than the lower limit, it is difficult to achieve sufficient heat resistance, and does not sufficiently precipitate from the polymerization solvent during production, and it tends to be difficult to obtain polyimide efficiently, When the upper limit is exceeded, the viscosity increases, so that it takes a long time to dissolve or a large amount of solvent is required, which tends to make processing difficult.
さらに、このようなポリイミドの分子量分布(Mw/Mn)は1.1〜5.0であることが好ましく、1.5〜3.0であることがより好ましい。このような分子量分布が前記下限未満では製造することが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると均一なフィルムを得にくい傾向にある。なお、このようなポリイミドの分子量(Mw又はMn)や分子量の分布(Mw/Mn)は、測定装置としてゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定装置(デガッサ:JASCO社製DG−2080−54、送液ポンプ:JASCO社製PU−2080、インターフェイス:JASCO社製LC−NetII/ADC、カラム:Shodex社製GPCカラムKF−806M(×2本)、カラムオーブン:JASCO社製860−CO、RI検出器:JASCO社製RI−2031、カラム温度40℃、クロロホルム溶媒(流速1mL/min.)を用いて測定したデータをポリスチレンで換算して求めることができる。 Furthermore, the molecular weight distribution (Mw / Mn) of such a polyimide is preferably 1.1 to 5.0, and more preferably 1.5 to 3.0. If the molecular weight distribution is less than the lower limit, it tends to be difficult to produce, while if it exceeds the upper limit, it tends to be difficult to obtain a uniform film. In addition, the molecular weight (Mw or Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of such polyimide are measured by a gel permeation chromatography (GPC) measuring device (Degasser: DG-2080-54 manufactured by JASCO, Liquid pump: JASCO PU-2080, interface: JASCO LC-NetII / ADC, column: Shodex GPC column KF-806M (× 2), column oven: JASCO 860-CO, RI detector : RI-2031 manufactured by JASCO, column temperature of 40 ° C., and data measured using a chloroform solvent (flow rate: 1 mL / min.) Can be obtained by conversion with polystyrene.
このようなポリイミドにおいては、上記一般式(1)で表される繰り返し単位の含有比率が50モル%以上(より好ましくは90〜100モル%、更に好ましくは100モル%)である限りにおいて、他の繰り返し単位を含んでいてもよい。このような他の繰り返し単位としては、例えば、ポリイミドに利用可能なものであればよく、特に制限されるものではない。 In such a polyimide, as long as the content ratio of the repeating unit represented by the general formula (1) is 50 mol% or more (more preferably 90 to 100 mol%, still more preferably 100 mol%), other The repeating unit may be included. Such other repeating units are not particularly limited as long as they can be used for polyimide, for example.
また、このようなポリイミドは、線膨張係数が0〜100ppm/Kであることが好ましく、10〜70ppm/Kであることがより好ましい。このような線膨張係数が前記上限を超えると、線膨張係数の範囲が5〜20ppm/Kである金属や無機物と組合せて複合化した場合に熱履歴で剥がれが生じやすくなる傾向にある。また、前記線膨張係数が、前記下限未満では溶解性の低下やフィルム特性が低下する傾向にある。 Moreover, such a polyimide preferably has a linear expansion coefficient of 0 to 100 ppm / K, and more preferably 10 to 70 ppm / K. When such a linear expansion coefficient exceeds the upper limit, peeling tends to occur due to thermal history when combined with a metal or inorganic material having a linear expansion coefficient range of 5 to 20 ppm / K. Moreover, when the linear expansion coefficient is less than the lower limit, the solubility and the film characteristics tend to be lowered.
このようなポリイミドの線膨張係数の測定方法としては、縦:75mm、横50mm、厚み13μmの大きさのポリイミドフィルムを形成した後、そのフィルムを真空乾燥(120℃で1時間)し、窒素雰囲気下で200℃で1時間熱処理して得られた乾燥フィルムを測定用試料として用い、測定装置として熱機械的分析装置(リガク製の商品名「TMA8310」)を利用して、窒素雰囲気下、引張りモード(49mN)、昇温速度5℃/分の条件を採用して、50℃〜200℃における前記試料の縦方向の長さの変化を測定して、50℃〜200℃の温度範囲における1℃あたりの長さの変化の平均値を求めることにより得られる値を採用する。 As a method for measuring the linear expansion coefficient of such a polyimide, after forming a polyimide film having a size of 75 mm in length, 50 mm in width, and 13 μm in thickness, the film is vacuum-dried (at 120 ° C. for 1 hour) to form a nitrogen atmosphere. Using a dry film obtained by heat treatment at 200 ° C. for 1 hour as a measurement sample and using a thermomechanical analyzer (trade name “TMA8310” manufactured by Rigaku) as a measuring device, the sample is pulled in a nitrogen atmosphere. Adopting the mode (49 mN) and the temperature rising rate of 5 ° C./min, measuring the change in the length of the sample in the longitudinal direction from 50 ° C. to 200 ° C., and measuring 1 in the temperature range of 50 ° C. to 200 ° C. The value obtained by calculating the average value of the length change per ° C is adopted.
また、このようなポリイミドとしては、フィルムを形成した場合に透明性が十分に高いものであることが好ましく、全光線透過率が80%以上(更に好ましくは85%以上、特に好ましくは87%以上)であるものがより好ましい。このような全光線透過率は、ポリイミドの種類等を適宜選択することにより容易に達成することができる。なお、このような全光線透過率としては、本発明のポリイミドを用いて縦:75mm、横50mm、厚み13μmの大きさのポリイミドフィルムを形成して試料とし、測定装置として、日本電色工業株式会社製の商品名「ヘーズメーターNDH−5000」を用いて測定した値を採用することができる。 Moreover, as such a polyimide, it is preferable that transparency is sufficiently high when a film is formed, and the total light transmittance is 80% or more (more preferably 85% or more, particularly preferably 87% or more). ) Is more preferable. Such total light transmittance can be easily achieved by appropriately selecting the type of polyimide or the like. In addition, as such a total light transmittance, the polyimide film of this invention is used, the polyimide film of a length: 75mm, width 50mm, and thickness 13micrometer is formed, it is set as a sample, and Nippon Denshoku Industries stock is used as a measuring device. A value measured using a trade name “Haze Meter NDH-5000” manufactured by the company can be adopted.
また、このようなポリイミドは、保管上の観点から、粉体状のものであることが好ましい。このような粉体状のポリイミドとしては、平均粒子径が1〜1000μmであることが好ましく、10〜500μmであることがより好ましい。このような平均粒子径が前記下限未満では化学イミド化で得られた粉体状のポリイミドを分離(遠心分離、ろ過分離、沈降分離)する際に分離が困難となり、濾過性の悪化や濾過材の目詰まり、濾過時間の長時間化、さらにはリンス液による洗浄効率の低下、リンス液の乾燥に長時間を要する等といった問題が生じる傾向にあり、他方、前記上限を超えるとスラリー濃度上昇による濾過性や撹拌性の悪化、粉体内部に残存する溶剤や副生物の除去が困難になるとともに、カサ密度の低下、溶剤乾燥に長時間を要する等といった問題が生じる傾向にある。なお、このような平均粒子径は光学顕微鏡によって直接観察する方法や、動的光散乱法、レーザー回折法などの方法により測定される値を採用する。また、ここにいう粒子径は、粒子が球形ではない場合には、その粒子の最大の外接円の直径をいう。 Moreover, it is preferable that such a polyimide is a powder form from a viewpoint on storage. Such a powdery polyimide preferably has an average particle diameter of 1 to 1000 μm, more preferably 10 to 500 μm. If the average particle size is less than the lower limit, it becomes difficult to separate the powdered polyimide obtained by chemical imidization (centrifugation, filtration separation, sedimentation separation), resulting in deterioration of filterability or filter material. Clogging, prolonged filtration time, further reduction in washing efficiency due to rinsing liquid, and longer time required for drying rinsing liquid, etc. There is a tendency that problems such as deterioration of filterability and agitation, difficulty in removing the solvent and by-products remaining in the powder, reduction of bulk density, and long time for solvent drying. In addition, such an average particle diameter employs a value measured by a method such as direct observation with an optical microscope, a dynamic light scattering method, a laser diffraction method, or the like. In addition, the particle diameter here refers to the diameter of the maximum circumscribed circle of a particle when the particle is not spherical.
また、このようなポリイミドは、上述のようなキャスト溶媒に十分に溶解するものであることから、ポリイミドの状態で長期間保存した後、かかるキャスト溶媒に溶解せしめ、用いる用途に応じて適宜加工することが可能である。このように、本発明のポリイミドは、長期保存性及び加工性が十分に高いものとなる。なお、かかるポリイミドは、塩化メチレン(沸点:40℃)やクロロホルム(沸点:62℃)等の低沸点のキャスト溶媒に容易に溶解するので、それらの溶媒に溶解させて得られた塗布液を、ガラス等の基板上に塗布し、溶媒を低温(例えば室温等)で乾燥させることで、ポリイミドフィルムを得ることもでき、最終製品を製造する過程において、250℃程度以上の高温(例えば熱イミド化に際しては400℃程度の加熱が採用される場合もある。)での熱処理を不要なものとすることができるため、かかる観点からも加工性が十分に高いものであると言える。そのため、本発明のポリイミドは、フレキシブル配線基板用フィルム、耐熱絶縁テープ、電線エナメル、半導体の保護コーティング剤、液晶配向膜、有機EL用透明導電性フィルム、有機EL照明用フィルム、フレキシブル基板フィルム、フレキシブル有機EL用基板フィルム、フレキシブル透明導電性フィルム、有機薄膜型太陽電池用透明導電性フィルム、色素増感型太陽電池用透明導電性フィルム、フレキシブルガスバリアフィルム、タッチパネル用フィルム、フレキシブルディスプレイ用フロントフィルム、フレキシブルディスプレイ用バックフィルム等を製造するための材料として特に有用である。 In addition, since such a polyimide is sufficiently dissolved in the casting solvent as described above, after being stored in a polyimide state for a long period of time, it is dissolved in the casting solvent and processed appropriately according to the intended use. It is possible. Thus, the polyimide of the present invention has sufficiently high long-term storage and workability. In addition, since such a polyimide is easily dissolved in a low-boiling cast solvent such as methylene chloride (boiling point: 40 ° C.) or chloroform (boiling point: 62 ° C.), the coating solution obtained by dissolving in such a solvent, It is possible to obtain a polyimide film by applying it on a substrate such as glass and drying the solvent at a low temperature (for example, room temperature). In this case, the heating at about 400 ° C. may be employed.), So that the workability is sufficiently high from this point of view. Therefore, the polyimide of the present invention is a flexible wiring board film, heat-resistant insulating tape, electric wire enamel, semiconductor protective coating agent, liquid crystal alignment film, organic EL transparent conductive film, organic EL lighting film, flexible board film, flexible Organic EL substrate film, flexible transparent conductive film, organic thin film solar cell transparent conductive film, dye-sensitized solar cell transparent conductive film, flexible gas barrier film, touch panel film, flexible display front film, flexible It is particularly useful as a material for producing a back film for display.
また、このようなポリイミドは、後述の本発明のポリイミドの製造方法により好適に製造することができる。そのため、かかるポリイミドとしては、後述の本発明のポリイミドの製造方法により得られたものであることが好ましい。 Moreover, such a polyimide can be suitably manufactured by the manufacturing method of the polyimide of this invention mentioned later. Therefore, as such a polyimide, it is preferable that it is obtained by the manufacturing method of the polyimide of this invention mentioned later.
[ポリイミド溶液]
本発明のポリイミド溶液は、上記本発明のポリイミドをキャスト溶媒に溶解して得られることを特徴とするものである。
[Polyimide solution]
The polyimide solution of the present invention is obtained by dissolving the polyimide of the present invention in a casting solvent.
本発明のポリイミド溶液に用いられる「キャスト溶媒」は、上記本発明のポリイミドにおいて説明した「キャスト溶媒」と同様のものである。なお、本発明においては、25℃の条件で前記ポリイミドが前記キャスト溶媒に0.1質量%以上の割合で溶解している場合を、キャスト溶媒に溶解しているものとして判断する。なお、このようなポリイミドの溶解量(質量%)は、キャスト溶媒にポリイミドの小片や粉体を投入し、投入量と残存量とから算出することができる。 The “cast solvent” used in the polyimide solution of the present invention is the same as the “cast solvent” described in the polyimide of the present invention. In the present invention, a case where the polyimide is dissolved in the cast solvent at a rate of 0.1% by mass or more under the condition of 25 ° C. is determined as being dissolved in the cast solvent. The amount of polyimide dissolved (% by mass) can be calculated from the amount and the remaining amount of polyimide cast or powder charged into the casting solvent.
また、本発明のポリイミド溶液においては、前記ポリイミドの含有量(溶解量)が1〜50質量%であることが好ましく、10〜20質量%であることがより好ましい。このような含有量が前記下限未満では、製膜等に利用した場合に成膜後の膜厚が薄くなる傾向にあり、他方、前記上限を超えるとキャスト溶媒に不溶となる傾向にある。 Moreover, in the polyimide solution of this invention, it is preferable that content (dissolution amount) of the said polyimide is 1-50 mass%, and it is more preferable that it is 10-20 mass%. When such a content is less than the lower limit, the film thickness after film formation tends to be thin when used for film formation or the like, and when it exceeds the upper limit, it tends to be insoluble in a casting solvent.
さらに、本発明のポリイミド溶液においては、本発明の効果を損なわない範囲において、酸化防止剤(フェノール系、ホスファイト系、チオエーテル系など)、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、核剤、樹脂添加剤(フィラー、タルク、ガラス繊維など)、難燃剤、加工性改良剤・滑材等の添加剤を更に添加してもよい。なお、これらの添加剤としては、特に制限されず、公知のものを適宜利用することができ、市販のものを利用してもよい。 Furthermore, in the polyimide solution of the present invention, antioxidants (phenolic, phosphite-based, thioether-based, etc.), ultraviolet absorbers, hindered amine light stabilizers, nucleating agents, resins, as long as the effects of the present invention are not impaired. Additives such as additives (filler, talc, glass fiber, etc.), flame retardants, processability improvers and lubricants may be further added. In addition, it does not restrict | limit especially as these additives, A well-known thing can be utilized suitably, and a commercially available thing may be utilized.
[ポリイミドフィルム]
本発明のポリイミドフィルムは、上記本発明のポリイミドからなるフィルムであることを特徴とするものである。
[Polyimide film]
The polyimide film of the present invention is a film made of the polyimide of the present invention.
このようなポリイミドフィルムは、上記本発明のポリイミドとして説明したポリイミドからなるフィルムであればよく、特に制限されないが、上記本発明のポリイミド溶液を用いて得られたものであることがより好ましい。なお、本発明のポリイミドフィルムは、キャスト溶媒に溶解する上記本発明のポリイミドからなるものであるため、上記本発明のポリイミド溶液を用いて、フィルム状に加工して容易に製造することが可能である。そのため、本発明のポリイミドフィルムは、上記本発明のポリイミド溶液を用いて得られたものであることがより好ましい。また、上記本発明のポリイミド溶液を用いて得られるフィルムは、ポリイミド溶液を適宜基板上に塗布した後、塗膜からキャスト溶媒を除去するといった簡便な方法により製造することが可能であるため、プロセス上有利であるばかりか、製膜時に高温での加熱が不要であり、より効率よく発泡等の発生を抑制して均一な製膜を行うことも可能である。特に、低沸点のキャスト溶媒を利用した場合には、より簡便に製膜(フィルム化)できるため、環境負荷をより低減することもできる。 Such a polyimide film is not particularly limited as long as it is a film made of polyimide described as the polyimide of the present invention, but is more preferably obtained using the polyimide solution of the present invention. In addition, since the polyimide film of the present invention is composed of the polyimide of the present invention dissolved in a casting solvent, it can be easily manufactured by processing into a film using the polyimide solution of the present invention. is there. Therefore, it is more preferable that the polyimide film of the present invention is obtained using the polyimide solution of the present invention. Moreover, since the film obtained using the polyimide solution of the present invention can be produced by a simple method such as removing the cast solvent from the coating film after appropriately applying the polyimide solution on the substrate, the process In addition to being advantageous, heating at a high temperature is not required at the time of film formation, and uniform film formation can be carried out more efficiently by suppressing the occurrence of foaming and the like. In particular, when a casting solvent having a low boiling point is used, the environmental burden can be further reduced because a film can be formed more easily.
また、このようなポリイミドフィルムの形態は、フィルム状であればよく、特に制限されず、各種形状(円盤状、円筒状(フィルムを筒状に加工したもの)等)に適宜設計することができ、上記本発明のポリイミド溶液を用いて製造した場合には、より容易に、その設計を変更することも可能である。 Moreover, the form of such a polyimide film should just be a film form, and is not restrict | limited in particular, It can design suitably in various shapes (a disk shape, cylindrical shape (what processed the film into the cylinder shape) etc.). When manufactured using the polyimide solution of the present invention, the design can be changed more easily.
さらに、本発明のポリイミドフィルムの厚みは特に制限されないが、1〜500μmであることが好ましく、10〜200μmであることがより好ましい。このような厚みが前記下限未満では強度が低下し取扱いが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、複数回の塗工が必要となる場合が生じたり、加工が複雑化する場合が生じる傾向にある。 Furthermore, the thickness of the polyimide film of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 to 500 μm, and more preferably 10 to 200 μm. If the thickness is less than the lower limit, the strength tends to be reduced and handling tends to be difficult.On the other hand, if the upper limit is exceeded, multiple coatings may be required or processing may be complicated. Tend to occur.
このような本発明のポリイミドフィルムは、上記本発明のポリイミドからなるため、透明性、耐熱性、機械特性、力学特性、耐久性、靱性等のフィルム特性に優れたものとすることも可能である。 Since such a polyimide film of the present invention is composed of the polyimide of the present invention, it can be excellent in film properties such as transparency, heat resistance, mechanical properties, mechanical properties, durability, and toughness. .
また、本発明のポリイミドフィルムは、十分に高い透明性と耐熱性とを有するものとなることから、例えば、フレキシブル配線基板用フィルム、液晶配向膜に用いるフィルム、有機EL用透明導電性フィルム、有機EL照明用フィルム、フレキシブル基板フィルム、フレキシブル有機EL用基板フィルム、フレキシブル透明導電性フィルム、有機薄膜型太陽電池用透明導電性フィルム、色素増感型太陽電池用透明導電性フィルム、フレキシブルガスバリアフィルム、タッチパネル用フィルム、フレキシブルディスプレイ用フロントフィルム、フレキシブルディスプレイ用バックフィルム、ポリイミドベルト、コーティング剤、バリア膜、封止材、層間絶縁材料、パッシベーション膜、TABテープ、FPC、COF、光導波路、カラーフィルター基材、半導体コーティング剤、耐熱絶縁テープ、電線エナメル等の用途に適宜利用できる。 Moreover, since the polyimide film of the present invention has sufficiently high transparency and heat resistance, for example, a film for a flexible wiring board, a film used for a liquid crystal alignment film, a transparent conductive film for organic EL, an organic EL lighting film, flexible substrate film, flexible organic EL substrate film, flexible transparent conductive film, organic thin film solar cell transparent conductive film, dye-sensitized solar cell transparent conductive film, flexible gas barrier film, touch panel Film, front film for flexible display, back film for flexible display, polyimide belt, coating agent, barrier film, sealing material, interlayer insulating material, passivation film, TAB tape, FPC, COF, optical waveguide, color fill Over the substrate, a semiconductor coating agent, can be appropriately utilized heat insulating tape, for applications such as wire enamels.
[本発明のポリイミドの製造方法]
本発明のポリイミドの製造方法は、重合溶媒の存在下、下記一般式(2):
[Production Method of Polyimide of the Present Invention]
The method for producing the polyimide of the present invention comprises the following general formula (2) in the presence of a polymerization solvent:
[式(2)中、R1、R2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基及びフッ素原子よりなる群から選択される1種を示し、nは0〜12の整数を示す。]
で表されるテトラカルボン酸二無水物と、下記一般式(301)〜(311):
[In the formula (2), R 1 , R 2 and R 3 each independently represents one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and a fluorine atom, and n is 0. An integer of ~ 12 is shown. ]
And the following general formulas (301) to (311):
で表される化合物の中から選択される少なくとも1種の芳香族ジアミンとを反応させて、下記一般式(4): Is reacted with at least one aromatic diamine selected from the compounds represented by formula (4):
[式(4)中、R1、R2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基及びフッ素原子よりなる群から選択される1種を示し、R10は下記一般式(101)〜(111): Wherein (4), R 1, R 2, R 3 are each independently a hydrogen atom, it represents one selected from the group consisting of alkyl groups and fluorine atom having 1 to 10 carbon atoms, R 10 is The following general formulas (101) to (111):
で表される基の中から選択される1種を示し、nは0〜12の整数を示す。]
で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有するポリアミド酸を得る工程(工程(I))と、
前記重合溶媒中において前記ポリアミド酸を縮合剤及び反応促進剤を用いて化学イミド化することにより、前記重合溶媒中に下記一般式(1):
1 is selected from the groups represented by the formula: n represents an integer of 0-12. ]
A step of obtaining a polyamic acid containing 50 mol% or more of the repeating units represented by the following formula (step (I));
In the polymerization solvent, the polyamic acid is chemically imidized using a condensing agent and a reaction accelerator, whereby the following general formula (1):
[式(1)中、R1、R2、R3、R10及びnは、それぞれ上記一般式(4)中のR1、R2、R3、R10及びnと同義である。]
で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有するポリイミドを析出させて、該ポリイミドを得る工程(工程(II))と、
を含むことを特徴とする方法である。以下、工程(I)〜(II)を分けて説明する。
In Expression (1), R 1, R 2, R 3, R 10 and n are respectively the same as R 1, R 2, R 3 , R 10 and n in the general formula (4). ]
A step of depositing a polyimide containing 50 mol% or more of the repeating units represented by the following formula (step (II)),
It is the method characterized by including. Hereinafter, steps (I) to (II) will be described separately.
(工程(I):ポリアミド酸を得る工程)
工程(I)は、重合溶媒の存在下、上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物と、上記一般式(301)〜(311)で表される化合物の中から選択される少なくとも1種の芳香族ジアミンとを反応させて、上記一般式(4)で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有するポリアミド酸を得る工程である。
(Step (I): Step of obtaining polyamic acid)
Step (I) is selected from the tetracarboxylic dianhydride represented by the above general formula (2) and the compounds represented by the above general formulas (301) to (311) in the presence of a polymerization solvent. And a polyamic acid containing 50 mol% or more of the repeating unit represented by the general formula (4) with respect to all repeating units by reacting with at least one kind of aromatic diamine.
上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物に関し、式(2)中のR1、R2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基及びフッ素原子よりなる群から選択される1種であり、nは0〜12の整数である。このような一般式(2)中のR1、R2、R3、nは、上述の本発明のポリイミドにおいて説明した上記一般式(1)中のR1、R2、R3、nと同様のものであり、その好適なものも上記一般式(1)中のR1、R2、R3、nの好適なものと同様である。 Regarding the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (2), R 1 , R 2 and R 3 in the formula (2) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and It is 1 type selected from the group which consists of a fluorine atom, and n is an integer of 0-12. R 1, R 2, R 3, n in the general formula (2) is, R 1 in the general formula (1) described in the polyimide of the present invention described above, R 2, R 3, n and The preferred ones are the same as the preferred ones for R 1 , R 2 , R 3 and n in the general formula (1).
また、このような工程(I)に用いられる一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物を製造するための方法としては、特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができ、例えば、国際公開第2011/099517号に記載の方法や国際公開第2011/099518号に記載の方法等を採用して、下記一般式(5): Moreover, it does not restrict | limit especially as a method for manufacturing the tetracarboxylic dianhydride represented by General formula (2) used for such a process (I), A well-known method is employ | adopted suitably. For example, by adopting the method described in International Publication No. 2011/099517, the method described in International Publication No. 2011/099518, etc., the following general formula (5):
[式(5)中、R1、R2、R3、nは前記一般式(1)中のR1、R2、R3、nと同義である。]
で表されるノルボルネン類(以下、単に「一般式(5)で表される化合物」という。)を準備し、次いで、前記一般式(5)で表される化合物をテトラカルボン酸二無水物化して製造する方法を採用してもよい。このように、上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物は、公知の方法(例えば、国際公開第2011/099518号の実施例2や実施例4に記載の方法等)を適宜採用することができる。
Wherein (5), R 1, R 2, R 3, n are as defined R 1, R 2, R 3 , n in the general formula (1). ]
(Hereinafter simply referred to as “compound represented by the general formula (5)”), and then the compound represented by the general formula (5) is converted into a tetracarboxylic dianhydride. The manufacturing method may be adopted. Thus, the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (2) can be obtained by a known method (for example, the method described in Example 2 or Example 4 of International Publication No. 2011/099518). It can be adopted as appropriate.
また、このような上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物としては、フィルム特性、熱物性、機械物性、光学特性、電気特性の調整と言った観点から、下記一般式(6): In addition, as the tetracarboxylic dianhydride represented by the above general formula (2), from the viewpoint of adjusting film properties, thermophysical properties, mechanical properties, optical properties, and electrical properties, the following general formula ( 6):
[式(6)中、R1、R2、R3、nは、前記一般式(2)中のR1、R2、R3、nと同義である。]
で表される化合物(A)及び下記一般式(7):
Wherein (6), R 1, R 2, R 3, n has the same definition as R 1, R 2, R 3 , n in the general formula (2). ]
Compound (A) represented by the following general formula (7):
[式(7)中、R1、R2、R3、nは前記一般式(2)中のR1、R2、R3、nと同義である。]
で表される化合物(B)のうちの少なくとも1種を含有し、且つ、前記化合物(A)及び(B)の総量が90モル%以上であるものが好ましい。このような一般式(6)で表される化合物(A)は、2つのノルボルナン基がトランス配置し且つ該2つのノルボルナン基のそれぞれに対してシクロアルカノンのカルボニル基がエンドの立体配置となる上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の異性体である。また、このような一般式(7)で表される化合物(B)は、2つのノルボルナン基がシス配置し且つ該2つのノルボルナン基のそれぞれに対してシクロアルカノンのカルボニル基がエンドの立体配置となる上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の異性体である。なお、このような異性体を上記比率で含有するテトラカルボン酸二無水物の製造方法も特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができ、例えば、国際公開第2014/034760号に記載の方法等を適宜採用してもよい。
Wherein (7), R 1, R 2, R 3, n are as defined R 1, R 2, R 3 , n in the general formula (2). ]
The compound (B) containing at least one of the compounds (B) and the total amount of the compounds (A) and (B) is preferably 90 mol% or more. In the compound (A) represented by the general formula (6), two norbornane groups are trans-configured, and the carbonyl group of cycloalkanone has an endo configuration with respect to each of the two norbornane groups. It is an isomer of tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (2). Further, the compound (B) represented by the general formula (7) has a configuration in which two norbornane groups are in cis configuration and the carbonyl group of cycloalkanone is endo in each of the two norbornane groups. It is an isomer of tetracarboxylic dianhydride represented by the above general formula (2). In addition, the manufacturing method of the tetracarboxylic dianhydride containing such an isomer in the above ratio is not particularly limited, and a known method can be appropriately employed. For example, it is described in International Publication No. 2014/034760. These methods may be appropriately adopted.
また、工程(I)に用いる芳香族ジアミンは、上記一般式(301)〜(311)で表される化合物の中から選択される少なくとも1種である。このような芳香族ジアミンを用いることにより、キャスト溶媒に溶解することが可能なポリイミドを製造することが可能となる。 In addition, the aromatic diamine used in the step (I) is at least one selected from the compounds represented by the above general formulas (301) to (311). By using such an aromatic diamine, it is possible to produce a polyimide that can be dissolved in a casting solvent.
このような一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンは、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジアミノ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、m−トリジン、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]スルホンである。このような芳香族ジアミンの中でも、溶解性と耐熱性の観点からは、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ジアミノ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、m−トリジン(より好ましくは4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、)が好ましく、また、溶解性と透明性の観点からは、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジアミノ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(より好ましくは2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジアミノ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル)が好ましい。このような芳香族ジアミンは1種を単独であるいは2種以上を組み合わせて利用することができる。 The aromatic diamines represented by the general formulas (301) to (311) include 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [ 4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4′-diamino-2,2-bis (trifluoromethyl) biphenyl, m-tolidine, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone. Among such aromatic diamines, from the viewpoints of solubility and heat resistance, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4, 4'-diamino-2,2-bis (trifluoromethyl) biphenyl, m-tolidine (more preferably 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diamino-2,2-bis (trifluoromethyl) biphenyl In addition, from the viewpoint of solubility and transparency, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2, 2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4′-diamino-2,2-bis (trifluoromethyl) Biphenyl (more preferably 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4′-diamino- 2,2-bis (trifluoromethyl) biphenyl) is preferred. Such aromatic diamines can be used singly or in combination of two or more.
このような芳香族ジアミンを製造するための方法としては特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。また、このような芳香族ジアミンとしては市販のものを適宜用いてもよい。 It does not restrict | limit especially as a method for manufacturing such an aromatic diamine, A well-known method is employable suitably. Moreover, you may use a commercially available thing suitably as such aromatic diamine.
また、工程(I)に用いる重合溶媒としては、上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物と上記一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンとの両者を溶解することが可能な有機溶媒であるとともに、該重合溶媒中において化学イミド化を十分に進行させた際に、ポリイミドを析出させることが可能な有機溶媒(なお、ポリイミドは、イミド化率や分子量、繰り返し単位の種類等に応じて溶解度が異なるため、ポリイミドの種類に応じて適宜選択することが望ましい。)であることが好ましい。 Moreover, as a polymerization solvent used for process (I), both the tetracarboxylic dianhydride represented by the said General formula (2) and the aromatic diamine represented by the said General formula (301)-(311) And an organic solvent capable of precipitating polyimide when the chemical imidization sufficiently proceeds in the polymerization solvent (in addition, the polyimide has an imidization rate and The solubility is different depending on the molecular weight, the type of repeating unit, etc., and therefore it is preferable to select appropriately according to the type of polyimide.
このような有機溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、プロピレンカーボネート、テトラメチル尿素、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、ピリジンなどの非プロトン系極性溶媒;m−クレゾール、キシレノール、フェノール、ハロゲン化フェノールなどのフェノール系溶媒;テトラハイドロフラン、ジオキサン、セロソルブ、グライム、ジグライムなどのエーテル系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒;シクロペンタノンやシクロヘキサノン等のケトン系溶媒;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒などが挙げられる。 Examples of such an organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, propylene carbonate, tetramethylurea, 1,3- Aprotic polar solvents such as dimethyl-2-imidazolidinone, hexamethylphosphoric triamide, pyridine; phenolic solvents such as m-cresol, xylenol, phenol, halogenated phenol; tetrahydrofuran, dioxane, cellosolve, glyme And ether solvents such as diglyme; aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene; ketone solvents such as cyclopentanone and cyclohexanone; and nitrile solvents such as acetonitrile and benzonitrile.
また、このような重合溶媒(有機溶媒)としては、化学イミド化を十分に進行させた際にポリイミドを効率よく析出させることが可能となることから、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシドなどであることが好ましく、N,N−ジメチルアセトアミドであることがより好ましい。このような重合溶媒(有機溶媒)は、1種を単独であるいは2種以上を混合して使用してもよい。 In addition, as such a polymerization solvent (organic solvent), it is possible to efficiently precipitate polyimide when chemical imidization is sufficiently advanced, so that N, N-dimethylacetamide, N-methyl- 2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, dimethyl sulfoxide and the like are preferable, and N, N-dimethylacetamide is more preferable. Such polymerization solvents (organic solvents) may be used alone or in combination of two or more.
また、このような重合溶媒(有機溶媒)としては、沸点が20℃以上のものであることが好ましく、50〜250℃のものであることが好ましい。このような沸点が前記下限未満では大気圧下、常温での重合が困難となり、加圧下や低温下という特殊な条件下で実施しなくてはならない傾向にあり、他方、前記上限を超えると粉体状のポリイミドを得た場合に、その洗浄後、乾燥する工程において、溶剤を除去することが困難となり、粉体状のポリイミド中に溶剤が残存してしまう傾向にある。 Moreover, as such a polymerization solvent (organic solvent), it is preferable that a boiling point is 20 degreeC or more, and it is preferable that it is a 50-250 degreeC thing. If the boiling point is less than the above lower limit, polymerization at atmospheric pressure and room temperature becomes difficult, and there is a tendency to be carried out under special conditions such as under pressure and low temperature. When a body-like polyimide is obtained, it is difficult to remove the solvent in the step of drying after washing, and the solvent tends to remain in the powdered polyimide.
また、工程(I)においては、上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物と上記一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンとの使用割合は、上記一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンが有するアミノ基1当量に対して、上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の酸無水物基を0.2〜2当量とすることが好ましく、0.3〜1.2当量とすることがより好ましい。このような使用割合が前記下限未満では重合反応が効率よく進行せず高分子量のポリアミド酸が得られない傾向にあり、他方、前記上限を超えると前記と同様に高分子量のポリアミド酸が得られない傾向にある。 In the step (I), the ratio of the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (2) and the aromatic diamine represented by the general formulas (301) to (311) is as described above. The acid anhydride group of the tetracarboxylic dianhydride represented by the above general formula (2) is reduced to 0.1 equivalent with respect to 1 equivalent of the amino group of the aromatic diamine represented by the general formula (301) to (311). It is preferably 2 to 2 equivalents, more preferably 0.3 to 1.2 equivalents. If the use ratio is less than the lower limit, the polymerization reaction does not proceed efficiently, and a high molecular weight polyamic acid tends not to be obtained. On the other hand, if the upper limit is exceeded, a high molecular weight polyamic acid is obtained as described above. There is no tendency.
さらに、工程(I)における前記重合溶媒(有機溶媒)の使用量としては、上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物と上記一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンの総量が、反応溶液の全量に対して0.1〜50質量%(より好ましくは10〜30質量%)になるような量であることが好ましい。このような有機溶媒の使用量が前記下限未満では効率よくポリアミド酸を得ることができなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると高粘度化により攪拌が困難となる傾向にある。 Furthermore, the amount of the polymerization solvent (organic solvent) used in the step (I) is represented by the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (2) and the general formulas (301) to (311). It is preferable that the total amount of the aromatic diamine is 0.1 to 50% by mass (more preferably 10 to 30% by mass) with respect to the total amount of the reaction solution. If the amount of the organic solvent used is less than the lower limit, the polyamic acid tends not to be obtained efficiently. On the other hand, if it exceeds the upper limit, stirring tends to be difficult due to the increase in viscosity.
また、工程(I)においては、上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物と上記一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンとを反応させる際に、反応速度向上と高重合度のポリアミド酸を得るという観点から、前記有機溶媒中に塩基化合物を更に添加してもよい。このような塩基性化合物としては特に制限されないが、例えば、トリエチルアミン、テトラブチルアミン、テトラヘキシルアミン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−ウンデセン−7、ピリジン、イソキノリン、α−ピコリン等が挙げられる。また、このような塩基化合物の使用量は、上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物1当量に対して、0.001〜10当量とすることが好ましく、0.01〜0.1当量とすることがより好ましい。このような塩基化合物の使用量が前記下限未満では添加効果が見られなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると着色等の原因になる傾向にある。 In the step (I), when the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (2) is reacted with the aromatic diamine represented by the general formulas (301) to (311), From the viewpoint of improving the reaction rate and obtaining a polyamic acid having a high degree of polymerization, a base compound may be further added to the organic solvent. Examples of such basic compounds include, but are not limited to, triethylamine, tetrabutylamine, tetrahexylamine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -undecene-7, pyridine, isoquinoline, α-picoline, and the like. Can be mentioned. Moreover, it is preferable that the usage-amount of such a basic compound shall be 0.001-10 equivalent with respect to 1 equivalent of tetracarboxylic dianhydrides represented by the said General formula (2), 0.01- More preferably, it is 0.1 equivalent. If the amount of such a basic compound used is less than the lower limit, the effect of addition tends to be lost. On the other hand, if it exceeds the upper limit, it tends to cause coloring or the like.
また、工程(I)において、上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物と上記一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンとを反応させる際の反応温度は、これらの化合物を反応させることが可能な温度に適宜調整すればよく、特に制限されないが、0〜100℃とすることが好ましい。また、このような工程(I)において採用し得る上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物と上記一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンとを反応させる方法としては、テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンの重合反応を行うことが可能な方法を適宜利用でき、特に制限されないが、例えば、大気圧中、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性雰囲気下において、芳香族ジアミン類を溶媒に溶解させた後、前記反応温度において上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物を添加し、その後、10〜48時間反応させる方法を採用してもよい。このような反応温度や反応時間が前記下限未満では十分に反応させることが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると重合物を劣化させる物質(酸素等)の混入確率が高まり分子量が低下する傾向にある。 Moreover, reaction temperature at the time of making the tetracarboxylic dianhydride represented by the said General formula (2) and the aromatic diamine represented by the said General formula (301)-(311) react in process (I). May be appropriately adjusted to a temperature at which these compounds can be reacted, and is not particularly limited, but is preferably 0 to 100 ° C. Moreover, the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (2) that can be employed in the step (I) is reacted with the aromatic diamine represented by the general formulas (301) to (311). As a method for the above, a method capable of performing a polymerization reaction of tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine can be used as appropriate, and is not particularly limited. For example, inactive at atmospheric pressure, such as nitrogen, helium, and argon A method in which an aromatic diamine is dissolved in a solvent under an atmosphere, and then the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (2) is added at the reaction temperature, followed by a reaction for 10 to 48 hours. It may be adopted. If the reaction temperature or reaction time is less than the lower limit, it tends to be difficult to cause sufficient reaction. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the probability of mixing a substance (such as oxygen) that degrades the polymer increases and the molecular weight increases. It tends to decrease.
また、このような工程(I)においては、上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物と上記一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンとを反応させて、上記一般式(4)で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有するポリアミド酸を得る。 Moreover, in such a process (I), the tetracarboxylic dianhydride represented by the said General formula (2) and the aromatic diamine represented by the said General formula (301)-(311) are made to react. Thus, a polyamic acid containing 50 mol% or more of the repeating unit represented by the general formula (4) with respect to all repeating units is obtained.
このような一般式(4)中のR1、R2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基及びフッ素原子よりなる群から選択される1種であり、R10は下記一般式(101)〜(111)で表される基の中から選択される1種であり、nは0〜12の整数である。このような一般式(4)中のR1、R2、R3、R10及びnは、上述の本発明のポリイミドにおいて説明した上記一般式(1)中のR1、R2、R3、R10及びnと同様のものであり、その好適なものも上記一般式(1)中のR1、R2、R3、R10及びnの好適なものと同様である。なお、一般式(4)中のR10は、上記一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンに由来する基である。 R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (4) are each independently one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and a fluorine atom, R 10 is one selected from the groups represented by the following general formulas (101) to (111), and n is an integer of 0 to 12. R 1 in the general formula (4), R 2, R 3, R 10 and n, R 1 in the general formula (1) described in the polyimide of the present invention described above, R 2, R 3 , R 10 and n are the same as those of R 1 , R 2 , R 3 , R 10 and n in the general formula (1). In addition, R < 10 > in General formula (4) is group derived from the aromatic diamine represented by the said General Formula (301)-(311).
また、このようなポリアミド酸においては、上記一般式(4)で表される繰り返し単位の含有比率が全繰り返し単位に対して50モル%以上である。このような一般式(4)で表される繰り返し単位の含有比率としては70モル%以上であることがより好ましく、90〜100モル%であることが更に好ましく、100モル%であることが特に好ましい。このような繰り返し単位の含有比率が前記下限未満ではポリアミドとした場合にキャスト溶媒への溶解性が低下し、キャスト溶媒に十分に溶解することができない。なお、このような繰り返し単位の含有比率は、ポリイミドの製造の際に、上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物と上記一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンの使用量を適宜調製することで、容易に前記範囲内のものとすることができる。 Moreover, in such a polyamic acid, the content rate of the repeating unit represented by the said General formula (4) is 50 mol% or more with respect to all the repeating units. The content ratio of the repeating unit represented by the general formula (4) is more preferably 70 mol% or more, more preferably 90 to 100 mol%, and particularly preferably 100 mol%. preferable. When the content ratio of such a repeating unit is less than the lower limit, the solubility in the casting solvent is lowered when the polyamide is used, and it cannot be sufficiently dissolved in the casting solvent. In addition, the content rate of such a repeating unit is represented by the tetracarboxylic dianhydride represented by the said General formula (2) and the said General Formula (301)-(311) in the case of manufacture of a polyimide. By appropriately adjusting the amount of the aromatic diamine used, it can be easily within the above range.
また、このようなポリアミド酸としては、固有粘度[η]が0.05〜3.0dL/gであることが好ましく、0.1〜2.0dL/gであることがより好ましい。このような固有粘度[η]が0.05dL/gより小さいと、これを用いてフィルム状のポリイミドを製造した際に、得られるフィルムが脆くなる傾向にあり、他方、3.0dL/gを超えると、粘度が高すぎて加工性が低下し、例えばフィルムを製造した場合に均一なフィルムを得ることが困難となる。また、このような固有粘度[η]は、以下のようにして測定することができる。すなわち、先ず、溶媒としてN,N−ジメチルアセトアミドを用い、そのN,N−ジメチルアセトアミド中に前記ポリアミド酸を濃度が0.5g/dLとなるようにして溶解させて、測定試料(溶液)を得る。次に、前記測定試料を用いて、30℃の温度条件下において動粘度計を用いて、前記測定試料の粘度を測定し、求められた値を固有粘度[η]として採用する。なお、このような動粘度計としては、THOMAS SCIENTIFIC CO.社製の商品名「KINEMATIC VISCOMETER TV−5S」を用いる。 Moreover, as such a polyamic acid, it is preferable that intrinsic viscosity [(eta)] is 0.05-3.0 dL / g, and it is more preferable that it is 0.1-2.0 dL / g. When the intrinsic viscosity [η] is smaller than 0.05 dL / g, when a film-like polyimide is produced using the intrinsic viscosity [η], the resulting film tends to be brittle, while 3.0 dL / g is reduced. When it exceeds, the viscosity is too high and the processability is lowered, and for example, when a film is produced, it is difficult to obtain a uniform film. Such intrinsic viscosity [η] can be measured as follows. That is, first, N, N-dimethylacetamide is used as a solvent, and the polyamic acid is dissolved in the N, N-dimethylacetamide so as to have a concentration of 0.5 g / dL, and a measurement sample (solution) is obtained. obtain. Next, using the measurement sample, the viscosity of the measurement sample is measured using a kinematic viscometer under a temperature condition of 30 ° C., and the obtained value is adopted as the intrinsic viscosity [η]. As such a kinematic viscometer, THOMAS SCIENTIFIC CO. The brand name “KINEMATIC VISCOMETER TV-5S” manufactured by the company is used.
なお、本発明によって得られるポリイミドを、上記一般式(1)で表される繰り返し単位とともに、他の繰り返し単位を含有するものとする場合には、例えば、工程(I)において、上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物とともに他のテトラカルボン酸二無水物を用い、これらを上記一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンと反応させてもよく、上記一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンとともに他の芳香族ジアミンを用いて、これらを上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物と反応させてもよく、更には、このような他のテトラカルボン酸二無水物及び他の芳香族ジアミンを両方とも適宜利用してポリイミドとしてもよい。このような他のテトラカルボン酸二無水物や他の芳香族ジアミンとしては、それぞれ、ポリイミドの製造に用いられる公知のものを適宜用いることができる。 In addition, when the polyimide obtained by this invention shall contain another repeating unit with the repeating unit represented by the said General formula (1), for example in process (I), the said General formula ( Using other tetracarboxylic dianhydrides together with the tetracarboxylic dianhydrides represented by 2), these may be reacted with the aromatic diamines represented by the above general formulas (301) to (311), Even if other aromatic diamines are used together with the aromatic diamines represented by the general formulas (301) to (311), these may be reacted with the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (2). Furthermore, it is also possible to use a polyimide by appropriately utilizing both such other tetracarboxylic dianhydrides and other aromatic diamines. As such other tetracarboxylic dianhydrides and other aromatic diamines, known ones used for the production of polyimide can be used as appropriate.
(工程(II):ポリイミドを得る工程)
工程(II)は、前記重合溶媒中において前記ポリアミド酸を縮合剤を用いて化学イミド化することにより、前記重合溶媒中に上記一般式(1)で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有するポリイミドを析出させて、該ポリイミドを得る工程である。
(Step (II): Step of obtaining polyimide)
In step (II), the polyamic acid is chemically imidized using a condensing agent in the polymerization solvent, whereby the repeating unit represented by the general formula (1) in the polymerization solvent is based on all repeating units. This is a step of precipitating a polyimide containing 50 mol% or more to obtain the polyimide.
なお、ここにいう「化学イミド化」とは脱水縮合剤(カルボン酸無水物、カルボジイミド、酸アジド、活性エステル化剤等)と反応促進剤(三級アミン等)とを用いてポリアミド酸を脱水閉環してイミド化することをいう。このような化学イミド化を利用することで、イミド化の際に必ずしも高温に加熱する必要がなくなり、低温の条件下(より好ましくは100℃以下程度の温度条件下)でイミド化してポリイミドを得ることが可能となる。 “Chemical imidation” as used herein refers to dehydration of polyamic acid using a dehydration condensing agent (carboxylic anhydride, carbodiimide, acid azide, active esterifying agent, etc.) and a reaction accelerator (tertiary amine, etc.). Ring closure means imidization. By utilizing such chemical imidation, it is not always necessary to heat to high temperature during imidation, and imidization is performed under low temperature conditions (more preferably, about 100 ° C. or less) to obtain polyimide. It becomes possible.
このような工程(II)において用いる重合溶媒は、前記工程(I)において説明したものと同様のものである。そのため、工程(I)を実施した後に、上記一般式(4)で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸を単離することなく、重合溶媒(有機溶媒)中において上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物と上記一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンとを反応させて得られた反応液(上記一般式(4)で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸を含有する反応液)をそのまま工程(II)に用いてもよい。なお、工程(I)を実施した後に、上記一般式(4)で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸を単離して、別途、重合溶液中に上記一般式(4)で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸を添加して利用してもよい。 The polymerization solvent used in the step (II) is the same as that described in the step (I). Therefore, after carrying out the step (I), the polyamic acid having the repeating unit represented by the general formula (4) is not isolated and is represented by the general formula (2) in a polymerization solvent (organic solvent). The reaction liquid obtained by reacting the tetracarboxylic dianhydride produced with the aromatic diamine represented by the general formulas (301) to (311) (repeating the repeating unit represented by the general formula (4) above) You may use the reaction liquid containing the polyamic acid which has it for process (II) as it is. In addition, after carrying out the step (I), the polyamic acid having the repeating unit represented by the general formula (4) is isolated, and separately the repeating unit represented by the general formula (4) in the polymerization solution. It may be used by adding a polyamic acid having.
また、このような工程(II)において用いる縮合剤は、前記ポリアミド酸を縮合させてポリイミドとする際に利用することが可能なものであればよく、後述の反応促進剤と組みあわせて、いわゆる「イミド化剤」として用いられる公知の化合物を適宜利用することができる。このような縮合剤としては、特に制限されないが、例えば、無水酢酸や無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などのカルボン酸無水物、N,N‘−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)などのカルボジイミド、ジフェニルリン酸アジド(DPPA)などの酸アジド、カストロ試薬などの活性エステル化剤、2−クロロ−4,6−ジメトキシトリアジン(CDMT)などの脱水縮合剤を挙げることができる。このような縮合剤の中でも、反応性、入手性、実用性の観点から、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸が好ましく、無水酢酸、無水プロピオン酸がより好ましく、無水酢酸が更に好ましい。このような縮合剤は1種を単独であるいは2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In addition, the condensing agent used in the step (II) may be any condensing agent that can be used when the polyamic acid is condensed to form a polyimide, and in combination with a reaction accelerator described later, A known compound used as an “imidating agent” can be appropriately used. Such a condensing agent is not particularly limited, and examples thereof include carboxylic anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride and trifluoroacetic anhydride, carbodiimides such as N, N′-dicyclohexylcarbodiimide (DCC), and diphenyl phosphoric acid. Examples thereof include acid azides such as azide (DPPA), active esterifying agents such as Castro reagent, and dehydrating condensation agents such as 2-chloro-4,6-dimethoxytriazine (CDMT). Among such condensing agents, acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride are preferable, acetic anhydride and propionic anhydride are more preferable, and acetic anhydride is still more preferable from the viewpoint of reactivity, availability, and practicality. Such condensing agents may be used alone or in combination of two or more.
また、前記反応促進剤としては、前記ポリアミド酸を縮合させてポリイミドとする際に利用することが可能なものであればよく、公知の化合物を適宜利用することができる。このような反応促進剤は、反応中に副生する酸を補足する酸補足剤としても機能し得る。そのため、このような反応促進剤を用いることで、反応の加速と副生する酸による逆反応が抑制され効率よく反応を進行せしめることが可能となる。このような反応促進剤としては、特に制限されないが、酸補足剤としての機能も兼ねるものがより好ましく、例えば、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N−メチルピペリジン、ピリジン、コリジン、ルチジン、2−ヒドロキシピリジン、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO),ジアザビシクロノネン(DBN)、ジアザビシクロウンデセン(DBU)などの三級アミン等を挙げることができる。このような反応促進剤の中でも、反応性、入手性、実用性の観点から、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N−メチルピペリジン、ピリジンが好ましく、トリエチルアミン、ピリジン、N−メチルピペリジンがより好ましく、トリエチルアミン、N−メチルピペリジンが更に好ましい。このような反応促進剤は1種を単独であるいは2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The reaction accelerator is not particularly limited as long as it can be used when the polyamic acid is condensed to form a polyimide, and a known compound can be appropriately used. Such a reaction accelerator can also function as an acid scavenger that supplements the acid by-produced during the reaction. Therefore, by using such a reaction accelerator, acceleration of the reaction and the reverse reaction due to the by-product acid are suppressed, and the reaction can proceed efficiently. Such a reaction accelerator is not particularly limited, but more preferably also serves as an acid scavenger, such as triethylamine, diisopropylethylamine, N-methylpiperidine, pyridine, collidine, lutidine, 2-hydroxypyridine, Tertiary amines such as 4-dimethylaminopyridine (DMAP), 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO), diazabicyclononene (DBN), diazabicycloundecene (DBU) be able to. Among such reaction accelerators, triethylamine, diisopropylethylamine, N-methylpiperidine, and pyridine are preferable from the viewpoint of reactivity, availability, and practicality, triethylamine, pyridine, and N-methylpiperidine are more preferable, and triethylamine, N -More preferred is methylpiperidine. Such reaction accelerators may be used alone or in combination of two or more.
また、例えば触媒量の反応促進剤(DMAPなど)と共沸脱水剤(ベンゼン、トルエン、キシレンなど)を添加して、ポリアミド酸がイミドになる際に生じる水を共沸脱水により除去し、化学イミド化しても良い。このように、化学イミド化に際しては、前記反応促進剤とともに、共沸脱水剤を適宜利用してもよい。このような共沸脱水剤としては特に制限されず、反応に用いる材料の種類等に応じて、公知の共沸脱水剤の中から適宜選択して利用すればよい。 Also, for example, by adding a catalytic amount of a reaction accelerator (DMAP, etc.) and an azeotropic dehydrating agent (benzene, toluene, xylene, etc.), water generated when the polyamic acid becomes an imide is removed by azeotropic dehydration. It may be imidized. Thus, in the chemical imidization, an azeotropic dehydrating agent may be appropriately used together with the reaction accelerator. Such an azeotropic dehydrating agent is not particularly limited, and may be appropriately selected from known azeotropic dehydrating agents according to the type of material used in the reaction.
また、このような縮合剤及び反応促進剤を利用して化学イミド化する際には、より効率よくポリイミドを製造するといった観点から、工程(I)を実施した後に、上記一般式(4)で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸を単離することなく、重合溶媒(有機溶媒)中において上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物と上記一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンとを反応させて得られた反応液(上記一般式(4)で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸を含有する反応液)をそのまま用い、前記反応液に縮合剤(イミド化剤)を添加してイミド化する方法を採用することがより好ましい。 Moreover, when performing chemical imidization using such a condensing agent and a reaction accelerator, from the viewpoint of more efficiently producing polyimide, after carrying out step (I), the above general formula (4) The tetracarboxylic dianhydride represented by the above general formula (2) and the above general formulas (301) to (311) in a polymerization solvent (organic solvent) without isolating the polyamic acid having a repeating unit represented. The reaction solution obtained by reacting with the aromatic diamine represented by formula (4) is used as it is and condensed to the reaction solution. It is more preferable to employ a method of imidizing by adding an agent (imidizing agent).
また、このような化学イミド化の際の温度条件は、−40℃〜200℃であることが好ましく、−20℃〜150℃であることがより好ましく、0〜150℃であることが更に好ましく、50〜100℃であることが特に好ましい。このような温度が前記上限を超えると望ましくない副反応が進行しポリイミドが得られない傾向にあり、他方、前記下限未満では化学イミド化の反応速度が低下したり、反応自体が進行しなくなりポリイミドが得られない傾向にある。このように、本発明においては、−40℃〜200℃といった比較的低温の温度域でイミド化することが可能であるため、環境負荷をより少ないものとすることが可能であり、製造プロセス上も有利な方法とすることが可能である。 Further, the temperature condition during such chemical imidation is preferably −40 ° C. to 200 ° C., more preferably −20 ° C. to 150 ° C., and further preferably 0 to 150 ° C. 50 to 100 ° C. is particularly preferable. If such a temperature exceeds the upper limit, an undesirable side reaction tends to proceed and polyimide cannot be obtained. On the other hand, if the temperature is lower than the lower limit, the reaction rate of chemical imidation decreases or the reaction itself does not proceed. Tend not to be obtained. As described above, in the present invention, since imidization can be performed in a relatively low temperature range of −40 ° C. to 200 ° C., it is possible to reduce the environmental load, and in the manufacturing process. Can also be advantageous.
また、このような化学イミド化の反応時間は0.1〜48時間とすることが好ましい。このような反応温度や時間が前記下限未満では十分にイミド化することが困難となり、重合溶媒中にポリイミドを析出させることが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると重合物を劣化させる物質(酸素等)の混入確率が高まり、却って分子量が低下する傾向にある。 The reaction time for such chemical imidation is preferably 0.1 to 48 hours. If the reaction temperature or time is less than the lower limit, it is difficult to sufficiently imidize, and it tends to be difficult to deposit polyimide in the polymerization solvent. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the polymer is deteriorated. There is a tendency that the mixing probability of the substance (oxygen, etc.) to be increased increases and the molecular weight decreases.
また、このような縮合剤の使用量としては、特に制限されないが、ポリアミド酸中の繰り返し単位1モルに対して0.05〜4.0モルとすることが好ましく、1〜2モルとすることが更に好ましい。このような縮合剤(イミド化剤)の使用量が前記下限未満では化学イミド化の反応速度が低下したり、反応自体が十分に進行しなくなりポリイミドが十分に得られなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると望ましくない副反応が進行するなどして、効率よくポリイミドが得られなくなる傾向にある。 The amount of such a condensing agent is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 4.0 mol, preferably 1 to 2 mol, based on 1 mol of the repeating unit in the polyamic acid. Is more preferable. If the amount of such a condensing agent (imidizing agent) is less than the lower limit, the reaction rate of chemical imidization tends to decrease, or the reaction itself does not proceed sufficiently and polyimide cannot be obtained sufficiently, When the upper limit is exceeded, an undesirable side reaction proceeds, and thus polyimide cannot be obtained efficiently.
また、前記反応促進剤の使用量としては、特に制限されないが、ポリアミド酸中の繰り返し単位1モルに対して0.05〜4.0モルとすることが好ましく、1〜2モルとすることが更に好ましい。このような反応促進剤の使用量が前記下限未満では化学イミド化の反応速度が低下したり、反応自体が十分に進行しなくなりポリイミドが十分に得られなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると望ましくない副反応が進行するなどして、効率よくポリイミドが得られなくなる傾向にある。 The amount of the reaction accelerator used is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 4.0 mol, preferably 1 to 2 mol, per 1 mol of the repeating unit in the polyamic acid. Further preferred. If the amount of the reaction accelerator used is less than the lower limit, the reaction rate of chemical imidization decreases, or the reaction itself does not proceed sufficiently and polyimide cannot be obtained sufficiently. On the other hand, it exceeds the upper limit. As a result, an undesirable side reaction proceeds, and thus polyimide cannot be obtained efficiently.
また、このような化学イミド化を行う際の雰囲気条件としては、空気中の酸素による着色や、空気中の水蒸気による分子量低下を防止するとの観点から、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気や真空下とすることが好ましい。また、このような化学イミド化を行う際の圧力条件としては特に制限されるものではないが、0.01hPa〜1MPaであることが好ましく、0.1hPa〜0.3MPaであることがより好ましい。このような圧力が前記下限未満では、溶剤、縮合剤、反応促進剤が気体化して化学量論性が崩れ、反応に悪影響を与えて、十分に反応を進行させることが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、望ましくない副反応が進行したり、ポリアミド酸の溶解性が低下してイミド化する前に析出してしまう傾向にある。 In addition, as atmospheric conditions for performing such chemical imidization, from the viewpoint of preventing coloring due to oxygen in the air and molecular weight reduction due to water vapor in the air, an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or under vacuum It is preferable that Moreover, it does not restrict | limit especially as pressure conditions at the time of performing such chemical imidation, However, It is preferable that it is 0.01 hPa-1 MPa, and it is more preferable that it is 0.1 hPa-0.3 MPa. If such pressure is less than the lower limit, the solvent, the condensing agent, and the reaction accelerator are gasified, the stoichiometry is lost, the reaction is adversely affected, and the reaction tends to be difficult to proceed sufficiently. On the other hand, when the above upper limit is exceeded, undesirable side reactions proceed or the solubility of the polyamic acid is lowered and tends to precipitate before imidization.
このようにして、上記一般式(4)で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有するポリアミド酸を、前記重合溶媒中において、縮合剤を用いて化学イミド化することにより、前記重合溶媒中に上記一般式(1)で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有するポリイミドを析出させる。このように、本発明においては、前記重合溶媒中においてポリイミドが析出するように、十分に化学イミド化を進行せしめる。 In this way, polyamic acid containing 50 mol% or more of the repeating unit represented by the general formula (4) with respect to all repeating units is chemically imidized using a condensing agent in the polymerization solvent. By this, the polyimide which contains 50 mol% or more of repeating units represented by the said General formula (1) with respect to all the repeating units in the said polymerization solvent is deposited. Thus, in this invention, chemical imidation is fully advanced so that a polyimide precipitates in the said polymerization solvent.
なお、上記一般式(1)で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有するポリイミドは、基本的に、化学イミド化を十分に進行せしめることで、前記重合溶媒(有機溶媒)に対する溶解性が変化して不溶となる。これは、イミド化の程度や分子量等の違いによって、重合溶媒への溶解性が変化することに起因して生じる現象であると本発明者らは推察している。すなわち、前記重合溶媒からポリイミドが析出する理由は必ずしも定かではないが、析出が起こる一つの理由を、本発明者らは以下のように推察している。一般的に直線性の高いポリマー程、溶剤溶解性が低下することが知られている。よって、基本的に直線性の低いポリアミド酸は重合溶媒には溶解する。しかしながら、ポリアミド酸を化学イミド化すると、ポリアミド酸の化学イミド化が進行するにつれて形成されるポリマーが直線性を持つようになり、結果として溶剤に不溶な直線性の高いものとなって、析出が起こるものと本発明者らは推察する。従って、反応の中間段階において形成されているポリイミド(反応途中の段階のものでイミド化が必ずしも十分に進行していないもの)は、イミド化率等が低く、その特性が主にポリアミド酸の特性に由来するものとなるため、ポリアミド酸と同様に前記重合溶媒に溶解するものと考えられるが、化学イミド化を十分に進行させた場合には、イミド化率等が向上し、前記重合溶媒からポリイミドが析出するものと本発明者らは推察する。また、分子量が大きくなると、ポリイミドの重合溶媒への溶解性が低下するため、前記重合溶媒からポリイミドがより析出し易くなるものと本発明者らは推察する。このように、分子量やイミド化率の程度によって、ポリイミドは前記重合溶媒に溶解したり、不溶となったりすることから、化学イミド化は、ポリイミドが十分に析出するまで十分に進行せしめることが好ましい。なお、本明細書において、「ポリイミドが重合溶媒に不溶」とは、25℃の温度条件下において重合溶媒中に溶解しているポリイミドの量が0.01質量%未満の濃度となっていることをいう。すなわち、本発明において、ポリイミドが前記重合溶媒に不溶とは、25℃の温度条件下において0.01質量%以上のポリイミドの溶解が確認できないような状態をいう。なお、このようなポリイミドの溶解量は重合溶媒にポリイミドの小片や粉体を投入し、投入量と残存量とから算出することができる。また、このような化学イミド化を利用して重合溶媒に不溶なポリイミドを析出させることができることから、例えば、ろ過等の簡便な方法だけでポリイミドを分離し、保存できることから、ポリアミド酸を保存するときのように再沈殿操作を採用する必要もない。 In addition, the polyimide which contains 50 mol% or more of repeating units represented by the general formula (1) with respect to all repeating units basically allows the above-mentioned polymerization solvent (organic) to sufficiently proceed through chemical imidization. The solubility in the solvent is changed and becomes insoluble. The present inventors presume that this is a phenomenon caused by the change in solubility in the polymerization solvent depending on the degree of imidization, molecular weight, and the like. That is, although the reason why polyimide precipitates from the polymerization solvent is not necessarily clear, the present inventors infer one reason why precipitation occurs as follows. In general, it is known that the higher the linearity of the polymer, the lower the solvent solubility. Therefore, the polyamic acid having low linearity basically dissolves in the polymerization solvent. However, when the polyamic acid is chemically imidized, as the polyamic acid is chemically imidized, the polymer formed has linearity, resulting in high linearity that is insoluble in the solvent and precipitation. We speculate that this will happen. Therefore, the polyimide formed in the middle stage of the reaction (one that is in the middle of the reaction and imidation has not progressed sufficiently) has a low imidation ratio, etc., and its characteristics are mainly those of polyamic acid. Therefore, it is considered that it dissolves in the polymerization solvent in the same manner as the polyamic acid. However, when the chemical imidization is sufficiently advanced, the imidization rate is improved, and the The present inventors infer that the polyimide is deposited. Moreover, since the solubility to the polymerization solvent of a polyimide will fall when molecular weight becomes large, the present inventors guess that a polyimide precipitates more easily from the said polymerization solvent. Thus, since polyimide is dissolved or insoluble in the polymerization solvent depending on the degree of molecular weight and imidization rate, it is preferable that chemical imidation proceeds sufficiently until the polyimide is sufficiently precipitated. . In the present specification, “polyimide is insoluble in the polymerization solvent” means that the amount of polyimide dissolved in the polymerization solvent under the temperature condition of 25 ° C. is less than 0.01% by mass. Say. That is, in the present invention, the term “polyimide is insoluble in the polymerization solvent” means a state in which dissolution of 0.01% by mass or more of polyimide cannot be confirmed under a temperature condition of 25 ° C. The amount of polyimide dissolved can be calculated from the amount charged and the amount remaining after charging a small piece of polyimide or powder into the polymerization solvent. In addition, since the polyimide insoluble in the polymerization solvent can be deposited using such chemical imidization, for example, the polyimide can be separated and stored only by a simple method such as filtration, so that the polyamic acid is stored. There is no need to employ a reprecipitation operation as sometimes.
また、このようにして化学イミド化することにより得られるポリイミドに関して、一般式(1)中のR1、R2、R3、R10及びnは、それぞれ上記一般式(4)中のR1、R2、R3、R10及びnと同義である。このように、本発明において化学イミド化することにより得られるポリイミド中の上記一般式(1)で表される繰り返し単位は、上記本発明のポリイミドにおいて説明した上記一般式(1)で表される繰り返し単位と同様のものである。 Further, with respect to polyimide obtained by chemical imidization in this manner, R 1 in the formula (1), R 2, R 3, R 10 and n, R 1 of each of the above general formula (4) , R 2 , R 3 , R 10 and n. Thus, the repeating unit represented by the general formula (1) in the polyimide obtained by chemical imidization in the present invention is represented by the general formula (1) described in the polyimide of the present invention. The same as the repeating unit.
また、このようにして化学イミド化することにより得られるポリイミドは、上記一般式(1)で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有するポリイミドとなる。このような一般式(1)で表される繰り返し単位の含有比率が前記下限未満ではキャスト溶媒への溶解性が低下する傾向にある。また、キャスト溶媒への溶解性の観点からは、前記一般式(1)で表される繰り返し単位の含有比率は、全繰り返し単位に対して70モル%以上であることがより好ましく、90〜100モル%であることが更に好ましく、100モル%であることが特に好ましい。なお、このような繰り返し単位の含有比率は、ポリイミドの製造の際に、上記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物と上記一般式(301)〜(311)で表される芳香族ジアミンの使用量を適宜調製することで、容易に前記範囲内のものとすることができる。 Further, the polyimide obtained by chemical imidization in this manner is a polyimide containing 50 mol% or more of the repeating unit represented by the general formula (1) with respect to all repeating units. When the content ratio of the repeating unit represented by the general formula (1) is less than the lower limit, the solubility in the casting solvent tends to be lowered. Further, from the viewpoint of solubility in the casting solvent, the content ratio of the repeating unit represented by the general formula (1) is more preferably 70 mol% or more with respect to all the repeating units, and 90 to 100 More preferably, it is mol%, and particularly preferably 100 mol%. In addition, the content rate of such a repeating unit is represented by the tetracarboxylic dianhydride represented by the said General formula (2) and the said General Formula (301)-(311) in the case of manufacture of a polyimide. By appropriately adjusting the amount of the aromatic diamine used, it can be easily within the above range.
さらに、本発明においては、前記ポリアミド酸を前記重合溶媒中において前記縮合剤及び前記反応促進剤を用いて化学イミド化することにより、析出されるポリイミドを粉体状のものとすることもできる。そのため、前記ポリイミドを得る工程(工程(II))においては、前記ポリイミドをろ過などの簡便な方法で効率よく回収することが可能である。そして、より効率よくポリイミドを得るといった観点からは、前記ポリイミドを得る工程(工程(II))において、前記重合溶媒中に析出した前記ポリイミドをろ過により回収することが好ましい。また、このようにして得られたポリイミドは、必要に応じて、溶剤(例えば、DMAc、NMP、DMF、DMSO、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、アセトン、ヘキサン、酢酸エチル、トルエン、酢酸等の溶媒)を用いて適宜洗浄してもよい。このような洗浄工程により、化学イミド化で発生するアミン塩や、低分子量ポリマーを除去することが可能となる。また、このようにして得られたポリイミドは、必要に応じて、乾燥工程を適宜施してもよい。このような乾燥工程の具体的な条件や方法は特に制限されず、公知の条件や方法を適宜採用することができる。 Furthermore, in this invention, the polyimide to deposit can also be made into a powder form by chemically imidating the said polyamic acid in the said polymerization solvent using the said condensing agent and the said reaction accelerator. Therefore, in the step of obtaining the polyimide (step (II)), the polyimide can be efficiently recovered by a simple method such as filtration. And from a viewpoint of obtaining a polyimide more efficiently, it is preferable to collect | recover the said polyimide precipitated in the said polymerization solvent by filtration in the process (process (II)) of obtaining the said polyimide. In addition, the polyimide thus obtained can be used as necessary with a solvent (for example, DMAc, NMP, DMF, DMSO, water, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, acetone, hexane, ethyl acetate, toluene, acetic acid, etc. May be appropriately washed using a solvent. By such a washing step, it is possible to remove amine salts generated by chemical imidization and low molecular weight polymers. Moreover, you may perform a drying process suitably for the polyimide obtained in this way as needed. Specific conditions and methods for such a drying step are not particularly limited, and known conditions and methods can be appropriately employed.
このようにして得られる粉体状のポリイミド(ポリイミドの粉体)としては、平均粒子径が1〜1000μmであることが好ましく、10〜500μmであることがより好ましい。また、このようにして得られるポリイミドは、イミド化率が90%以上のポリイミドであることが好ましく、95%以上であることがより好ましく、96〜100%であることが特に好ましい。 The powdery polyimide thus obtained (polyimide powder) preferably has an average particle diameter of 1 to 1000 μm, more preferably 10 to 500 μm. The polyimide thus obtained is preferably a polyimide having an imidization ratio of 90% or more, more preferably 95% or more, and particularly preferably 96 to 100%.
なお、前記ポリアミド酸を前記重合溶媒中において前記縮合剤及び前記反応促進剤を用いて化学イミド化して、粉体状のポリイミドを得た場合には、粉体状やペレット状にして保存することも可能であり、保存性をより高いものとすることも可能である。なお、化学イミド化を利用した場合には、熱イミド化を採用した場合と比較して、より効率よく粉体状のポリイミドを得ることが可能である。すなわち、酸二無水物とジアミンとの溶液重合で得られるワニス(ポリアミド酸溶液)を用い、溶媒を除去(乾燥)した後、高温で熱イミド化してポリイミドを製造するような、いわゆる熱イミド化を採用した場合には、その製造過程から直接的に粉体状のポリイミドを得ることは必ずしも容易ではないが、化学イミド化を利用した場合には、より効率よく粉体状のポリイミドを製造することが可能である。このような観点から、本発明は、保存性(保管性)により優れたポリイミドを製造する方法として利用することも可能である。 In addition, when the polyamic acid is chemically imidized using the condensing agent and the reaction accelerator in the polymerization solvent to obtain a powdered polyimide, it should be stored in the form of powder or pellets. It is also possible to make the storage stability higher. When chemical imidization is used, it is possible to obtain a powdery polyimide more efficiently than when thermal imidization is employed. That is, using a varnish (polyamic acid solution) obtained by solution polymerization of acid dianhydride and diamine, removing (drying) the solvent and then thermally imidizing at high temperature to produce polyimide, so-called thermal imidization When it is used, it is not always easy to obtain a powdery polyimide directly from the production process, but when chemical imidization is used, a powdery polyimide is produced more efficiently. It is possible. From this point of view, the present invention can also be used as a method for producing a polyimide that is superior in storage stability (storage property).
また、本発明のポリイミドの製造方法によって、前述の本発明のポリイミドを製造することができる。そのため、本発明のポリイミドの製造方法は、上記本発明のポリイミドを製造するための方法として好適に利用することができる。 Moreover, the above-mentioned polyimide of the present invention can be produced by the polyimide production method of the present invention. Therefore, the manufacturing method of the polyimide of this invention can be utilized suitably as a method for manufacturing the said polyimide of this invention.
また、このような本発明のポリイミドの製造方法によって、得られるポリイミドは、上記キャスト溶媒に溶解することが可能なものとなるばかりか、キャスト溶媒への溶解前は安定したポリイミドとして存在するため、長期間に亘って保管(保存)することが可能である。また、かかるポリイミドは、塩化メチレン(沸点:40℃)やクロロホルム(沸点:62℃)等のキャスト溶媒に溶解するので、それらの溶剤に溶解させて、ガラス等の基板に塗布し、室温程度の低温であっても溶媒を除去(乾燥)することで容易にポリイミドフィルムを得ることができ、最終製品を製造する過程において、250℃程度以上の高温での熱処理(例えば熱イミド化する場合には400℃程度の加熱が採用される場合もある。)を施すことが不要となる。そのため、かかるポリイミドは、例えば、各種の用途に用いるポリイミドフィルム(例えば、フレキシブル配線基板用フィルム、耐熱絶縁テープ、電線エナメル、半導体の保護コーティング剤、液晶配向膜、有機EL用透明導電性フィルム、有機EL照明用フィルム、フレキシブル基板フィルム、フレキシブル有機EL用基板フィルム、フレキシブル透明導電性フィルム、有機薄膜型太陽電池用透明導電性フィルム、色素増感型太陽電池用透明導電性フィルム、フレキシブルガスバリアフィルム、タッチパネル用フィルム、フレキシブルディスプレイ用フロントフィルム、フレキシブルディスプレイ用バックフィルム等)を製造(加工)するための材料等として特に有用である。 In addition, by the production method of the polyimide of the present invention, the resulting polyimide can be dissolved in the cast solvent, and since it exists as a stable polyimide before dissolution in the cast solvent, It can be stored (stored) for a long period of time. In addition, since such polyimide is dissolved in a cast solvent such as methylene chloride (boiling point: 40 ° C.) or chloroform (boiling point: 62 ° C.), it is dissolved in those solvents and applied to a substrate such as glass, and is about room temperature. A polyimide film can be easily obtained by removing (drying) the solvent even at a low temperature. In the process of producing the final product, heat treatment at a high temperature of about 250 ° C. or higher (for example, in the case of thermal imidization) In some cases, heating at about 400 ° C. may be employed. Therefore, for example, the polyimide is a polyimide film used for various applications (for example, flexible wiring board film, heat-resistant insulating tape, electric wire enamel, semiconductor protective coating agent, liquid crystal alignment film, transparent conductive film for organic EL, organic EL lighting film, flexible substrate film, flexible organic EL substrate film, flexible transparent conductive film, organic thin film solar cell transparent conductive film, dye-sensitized solar cell transparent conductive film, flexible gas barrier film, touch panel Film, a flexible display front film, a flexible display back film, etc.).
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.
先ず、各実施例、各比較例で得られたフィルムを形成するポリイミドの特性(線膨張係数等)の評価方法について説明する。 First, the evaluation method of the characteristics (linear expansion coefficient etc.) of the polyimide which forms the film obtained by each Example and each comparative example is demonstrated.
<分子構造の同定>
各実施例等で得られた化合物の分子構造の同定は、IR測定機(日本分光株式会社製、商品名:FT/IR−460、FT/IR−4100)及びNMR測定機(日本電子株式会社製、商品名:JNM−Lambda500)を用いて、IR及びNMRスペクトルを測定することにより行った。
<Identification of molecular structure>
Identification of the molecular structure of the compound obtained in each Example etc. is carried out by IR measuring machine (manufactured by JASCO Corporation, trade names: FT / IR-460, FT / IR-4100) and NMR measuring machine (JEOL Ltd.). (Trade name: JNM-Lambda500), and IR and NMR spectra were measured.
<イミド化率の測定>
各実施例等で得られた化合物におけるイミド化率は、以下のようにして測定した。すなわち、先ず、各実施例等で得られた化合物2mgを重クロロホルム2g中に溶解させた試料を用い、NMR測定機(日本電子株式会社製、商品名:JNM−Lambda500)で、NMRスペクトルを測定し、1H−NMRのグラフで10ppm付近(10ppm±1ppm)のN−HのHと12ppm付近(12ppm±1ppm)のCOOHのHの積分値を求めた。次いで、測定対象のポリイミドの原料化合物の酸二無水物2mg及び測定対象のポリイミドの原料化合物のジアミン(芳香族ジアミン)2mgを、それぞれ重DMSO(DMSO−d6)1g(酸二無水物に対しての使用量)及び1g(ジアミンに対しての使用量)に溶解した試料をそれぞれ準備して、NMR測定機(日本電子株式会社製、商品名:JNM−Lambda500)で、原料化合物の酸二無水物及び原料化合物のジアミンのNMRスペクトルをそれぞれ測定し、得られた1H−NMRのグラフから、酸二無水物のHの位置(ケミカルシフト)と積分値及びジアミンのHの位置(ケミカルシフト)と積分値をそれぞれ求めた上で、かかる酸二無水物のHの位置(ケミカルシフト)と積分値及びジアミンのHの位置(ケミカルシフト)と積分値を基準に用いて、各実施例等で得られた化合物の1H−NMRのグラフの10ppm付近のN−HのHの積分値と12ppm付近のCOOHのHの積分値との比率を利用して、それらを相対比較することでイミド化率を算出した。
<Measurement of imidization ratio>
The imidation ratio in the compounds obtained in each example was measured as follows. That is, first, using a sample obtained by dissolving 2 mg of the compound obtained in each example or the like in 2 g of deuterated chloroform, an NMR spectrum was measured with an NMR measuring instrument (trade name: JNM-Lambda500, manufactured by JEOL Ltd.). Then, an integrated value of H of NH in the vicinity of 10 ppm (10 ppm ± 1 ppm) and H of COOH in the vicinity of 12 ppm (12 ppm ± 1 ppm) was determined by 1 H-NMR graph. Next, 2 mg of acid dianhydride of the raw material compound of the polyimide to be measured and 2 mg of diamine (aromatic diamine) of the raw material compound of the polyimide to be measured were respectively added to 1 g of heavy DMSO (DMSO-d 6 ) (acid dianhydride). Samples dissolved in 1 g (amount used relative to diamine) were prepared, respectively, and were measured using an NMR measuring instrument (trade name: JNM-Lambda500, manufactured by JEOL Ltd.). The NMR spectra of the anhydride and the starting compound diamine were respectively measured, and from the obtained 1 H-NMR graph, the position of H of the acid dianhydride (chemical shift) and the integrated value, and the position of H of the diamine (chemical shift) ) And the integral value, respectively, and the position of H of the acid dianhydride (chemical shift), the integral value, and the position of H of the diamine (chemical G) and using an integral value as a reference, the integral value of H of COOH integral value and around 12ppm of N-H of the H of 10ppm vicinity of the graph of 1 H-NMR of Compound obtained in each Example or the like Using these ratios, the imidation ratio was calculated by comparing them relative to each other.
<固有粘度[η]の測定>
各実施例等で得られた化合物を製造する際に中間体として得られたポリアミド酸の固有粘度[η]は、前述のように、THOMAS SCIENTIFIC CO.社製の「KINEMATIC VISCOMETER TV−5S」を用い、N,N−ジメチルアセトアミドを溶媒とした濃度0.5g/dLの測定試料を用いて30℃の温度条件下において測定した。
<Measurement of intrinsic viscosity [η]>
As described above, the intrinsic viscosity [η] of the polyamic acid obtained as an intermediate when producing the compound obtained in each example or the like was measured using the THOMAS SCIENTIFIC CO. Using “KINEMATIC VISCOMETER TV-5S” manufactured by the company, measurement was performed at a temperature of 30 ° C. using a measurement sample having a concentration of 0.5 g / dL using N, N-dimethylacetamide as a solvent.
<ポリイミドの分子量及び分子量分布の測定>
各実施例等で得られた化合物の分子量(Mw及びMn)並びに分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定装置(デガッサ:JASCO社製DG−2080−54、送液ポンプ:JASCO社製PU−2080、インターフェイス:JASCO社製LC−Net II/ADC、カラム:Shodex社製GPCカラムKF−806M(×2本)、カラムオーブン:JASCO社製860−CO、RI検出器:JASCO社製RI−2031、カラム温度40℃、クロロホルム溶媒(流速1mL/min.)を用いて測定したデータをポリスチレンで換算して求めた。GPC測定における検量線の作成方法は、ポリスチレン標準サンプルをクロロホルムに溶解させ、0.25wt%になるように調整した。メンブレンフィルター(ADVANTEC社、PTFE)でろ過後、測定を行い検量線を作成した。サンプル測定は、クロロホルムにポリイミドフィルムを溶解させ、0.5wt%溶液を調製しメンブレンフィルターでろ過後、測定を行った。
<Measurement of molecular weight and molecular weight distribution of polyimide>
The molecular weights (Mw and Mn) and molecular weight distributions (Mw / Mn) of the compounds obtained in each example and the like are measured by gel permeation chromatography (GPC) measuring device (Degasser: DG-2080-54 manufactured by JASCO, liquid feeding Pump: JASCO PU-2080, Interface: JASCO LC-Net II / ADC, Column: Shodex GPC column KF-806M (× 2), Column oven: JASCO 860-CO, RI detector : RI-2031 manufactured by JASCO, column temperature of 40 ° C., and data obtained by using chloroform solvent (flow rate 1 mL / min.) Were converted to polystyrene, and a calibration curve was prepared by GPC measurement using a standard polystyrene sample. Is dissolved in chloroform and adjusted to 0.25 wt% After filtration through a membrane filter (ADVANTEC, PTFE), measurement was performed to prepare a calibration curve.Sample measurement was performed by dissolving a polyimide film in chloroform, preparing a 0.5 wt% solution, filtering through a membrane filter, and then measuring. Went.
<線膨張係数の測定>
各実施例等で得られた化合物の線膨張係数は、先ず、各実施例で製造したポリイミドフィルム(縦:75mm、横50mm、厚み13μm)と同様のフィルムを準備して、かかるフィルムに対して真空乾燥(120℃、1時間(Hr))を行った後、窒素雰囲気下、200℃で1時間(Hr)熱処理して得られた乾燥フィルムをそれぞれ測定用の試料として用い、測定装置として熱機械的分析装置(リガク製の商品名「TMA8310」)を利用して、窒素雰囲気下、引張りモード(49mN)、昇温速度5℃/分の条件を採用して、50℃〜200℃における前記試料の長さの変化を測定して、50℃〜200℃の温度範囲における1℃あたりの長さの変化の平均値を求めることにより測定した。
<Measurement of linear expansion coefficient>
For the linear expansion coefficient of the compound obtained in each example, first, a film similar to the polyimide film (length: 75 mm, width 50 mm, thickness 13 μm) produced in each example was prepared. A dry film obtained by vacuum drying (120 ° C., 1 hour (Hr)) and then heat-treated at 200 ° C. for 1 hour (Hr) in a nitrogen atmosphere is used as a measurement sample, and heat is used as a measurement device. Using a mechanical analysis device (trade name “TMA8310” manufactured by Rigaku), employing a tension mode (49 mN) under a nitrogen atmosphere and a temperature rising rate of 5 ° C./min, the temperature at 50 ° C. to 200 ° C. It measured by measuring the change of the length of a sample and calculating | requiring the average value of the change of the length per 1 degreeC in the temperature range of 50 to 200 degreeC.
<5%重量減少温度の測定>
各実施例等で得られた化合物の5%重量減少温度は、各実施例で製造したポリイミドフィルムを用いて、熱重量分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製の「TG/DTA220」)を使用して、窒素ガスを流しながら室温(25℃)から10℃/min.の条件で加熱して、用いた試料の重量が5%減少する温度を測定することにより求めた。
<Measurement of 5% weight loss temperature>
The 5% weight loss temperature of the compound obtained in each example, etc., was measured using a thermogravimetric analyzer (“TG / DTA220” manufactured by SII Nanotechnology Co., Ltd.) using the polyimide film produced in each example. And from room temperature (25 ° C.) to 10 ° C./min. The temperature was determined by measuring the temperature at which the weight of the sample used was reduced by 5%.
<ガラス転移温度(Tg)の測定>
各実施例等で得られた化合物のガラス転移温度(Tg)は、各実施例で製造したポリイミドフィルムを用いて、示差走査熱量計(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製の「DSC220」)を使用して、窒素ガスを流しながら(窒素雰囲気下)、室温(25℃)から昇温速度10℃/min.、降温速度30℃/min.の条件で測定した。
<Measurement of glass transition temperature (Tg)>
As for the glass transition temperature (Tg) of the compound obtained in each example etc., a differential scanning calorimeter (“DSC220” manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.) is used using the polyimide film produced in each example. Then, while flowing nitrogen gas (in a nitrogen atmosphere), the temperature rising rate was 10 ° C./min. From room temperature (25 ° C.). , Temperature drop rate 30 ° C / min. It measured on condition of this.
<全光線透過率の測定>
全光線透過率は、各実施例で製造したポリイミドフィルムを用いて、測定装置として日本電色工業株式会社製の商品名「ヘーズメーターNDH−5000」を用いてJIS K7361−1に準拠した測定を行うことにより求めた。
<Measurement of total light transmittance>
The total light transmittance is measured in accordance with JIS K7361-1 using the polyimide film produced in each example and using a trade name “Haze Meter NDH-5000” manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. as a measuring device. Determined by doing.
<キャスト溶媒への溶解性の評価>
5ccの蓋付ガラス小瓶に、各実施例等で得られた化合物(2mg)を投入しそこに塩化メチレン(1g)を加え、蓋をした。1時間ほど静置し、塩化メチレンに対する溶解性を25℃の温度条件下において判断した。また、塩化メチレン(1g)の代わりにクロロホルム(1g)を利用する以外は同様の方法を採用して、各実施例等で得られた化合物(2mg)のクロロホルム(1g)に対する溶解性を25℃の温度条件下において判断した。また、溶解性の程度は、以下のA〜Cの基準で判断した。
A:すべて溶解しており、ポリイミド溶液中に固体が確認できず、十分に高度な溶解性を有する。
B:ポリイミド溶液中に固体が残存するものの、その残存量からポリイミド溶液の濃度(ポリイミドの溶解量)が0.1質量%以上(試験前の半分程度が溶解)となっており、十分な溶解性を有する。
C:ポリイミド溶液中に固体が残存し、その残存量からポリイミド溶液の濃度(ポリイミドの溶解量)は0.01質量%未満となり、溶解性がない(試験前の形状と全く変化無し)。
<Evaluation of solubility in casting solvent>
The compound (2 mg) obtained in each Example etc. was put into a 5 cc glass vial with a lid, and methylene chloride (1 g) was added thereto, and the lid was capped. The mixture was allowed to stand for about 1 hour, and the solubility in methylene chloride was judged under a temperature condition of 25 ° C. Further, the same method was employed except that chloroform (1 g) was used instead of methylene chloride (1 g), and the solubility of the compound (2 mg) obtained in each Example etc. in chloroform (1 g) was 25 ° C. The temperature was determined under the following conditions. Further, the degree of solubility was determined based on the following criteria A to C.
A: All are dissolved, solid cannot be confirmed in the polyimide solution, and has a sufficiently high solubility.
B: Although a solid remains in the polyimide solution, the concentration of the polyimide solution (dissolved amount of the polyimide) is 0.1% by mass or more (about half of the pre-test is dissolved) from the remaining amount, and is sufficiently dissolved. Have sex.
C: Solid remains in the polyimide solution, and from the remaining amount, the concentration of the polyimide solution (polyimide dissolution amount) is less than 0.01% by mass, and there is no solubility (no change from the shape before the test).
(実施例1)
<テトラカルボン酸二無水物の準備工程>
国際公開第2011/099518号の合成例1、実施例1及び実施例2に記載された方法に準拠して、下記一般式(8):
Example 1
<Preparation process of tetracarboxylic dianhydride>
In accordance with the method described in Synthesis Example 1, Example 1 and Example 2 of International Publication No. 2011/099518, the following general formula (8):
で表されるテトラカルボン酸二無水物(ノルボルナン−2−スピロ−α−シクロペンタノン−α’−スピロ−2’’−ノルボルナン−5,5’’,6,6’’−テトラカルボン酸二無水物)を準備した。 Tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (norbornane-2-spiro-α-cyclopentanone-α′-spiro-2 ″ -norbornane-5,5 ″, 6,6 ″ -tetracarboxylic acid dianhydride Anhydride) was prepared.
<ポリアミド酸の調製工程>
先ず、30mlの三口フラスコをヒートガンで加熱して十分に乾燥させた。次に、十分に乾燥させた前記三口フラスコ内の雰囲気ガスを窒素で置換し、前記三口フラスコ内を窒素雰囲気とした。次いで、前記三口フラスコ内に、芳香族ジアミンとして3,4’−ジアミノジフェニルエーテル0.1802g(0.90mmol:ニチジュン化学株式会社製:3,4’−DDE、上記一般式(301)で表される芳香族ジアミン)を添加した後、更に、重合溶媒としてN,N−ジメチルアセトアミドを2.7g添加して、攪拌することにより、前記N,N−ジメチルアセトアミド中に芳香族ジアミン化合物(3,4’−DDE)が溶解した溶解液を得た。
<Preparation process of polyamic acid>
First, a 30 ml three-necked flask was heated with a heat gun and sufficiently dried. Next, the atmosphere gas in the three-necked flask that was sufficiently dried was replaced with nitrogen, and the inside of the three-necked flask was changed to a nitrogen atmosphere. Next, 0.1802 g of 3,4'-diaminodiphenyl ether as an aromatic diamine (0.90 mmol: manufactured by Nichijun Chemical Co., Ltd .: 3,4'-DDE, represented by the above general formula (301) in the three-necked flask. After adding 2.7 g of N, N-dimethylacetamide as a polymerization solvent and stirring, the aromatic diamine compound (3,4) is added to the N, N-dimethylacetamide. A solution in which '-DDE) was dissolved was obtained.
次に、前記溶解液を含有する三口フラスコ内に、窒素雰囲気下、上記一般式(8)で表される化合物を0.3459g(0.90mmol)添加した後、窒素雰囲気下、室温(25℃)で12時間攪拌して反応液を得た。このようにして反応液中にポリアミド酸を形成した。 Next, 0.3359 g (0.90 mmol) of the compound represented by the general formula (8) was added to the three-necked flask containing the solution under a nitrogen atmosphere, and then the room temperature (25 ° C. under a nitrogen atmosphere) was added. ) For 12 hours to obtain a reaction solution. In this way, polyamic acid was formed in the reaction solution.
なお、かかる反応液(ポリアミド酸のジメチルアセトアミド溶液)の一部を利用して、ポリアミド酸の濃度が0.5g/dLとなるジメチルアセトアミド溶液を調製し、上述のようにして、反応中間体であるポリアミド酸の固有粘度[η]を測定したところ、ポリアミド酸の固有粘度[η]は0.54であった。 A dimethylacetamide solution with a polyamic acid concentration of 0.5 g / dL was prepared using a part of the reaction solution (polyamic acid dimethylacetamide solution), and the reaction intermediate was prepared as described above. When the intrinsic viscosity [η] of a certain polyamic acid was measured, the intrinsic viscosity [η] of the polyamic acid was 0.54.
<ポリイミドの調製工程>
上記ポリアミド酸の調製工程において得られた反応液を半分(半量)用いて、該反応液に、反応促進剤としてのN−メチルピペリジン(0.90mmol)と縮合剤としての無水酢酸(2.70mmol)を添加し、得られた混合液を70℃の温度条件下において30分間撹拌した。このような30分間の撹拌により、前記混合液中には白色の沈殿(粉体状)が生じた。その後、前記混合液中から白色の沈殿(粉体状)を濾過によって回収した後、得られた白色の沈殿を、先ず、N,N−ジメチルアセトアミド(2ml)で洗浄した後、メタノール(2ml×2回)で洗浄した。このように洗浄した後、得られた沈殿を真空乾燥機中に配置し、60℃、1hPaの条件で一晩(12時間)乾燥して、白色粉体(平均粒子径10μm)を得た。
<Polyimide preparation process>
Using half (half amount) of the reaction solution obtained in the preparation step of the polyamic acid, N-methylpiperidine (0.90 mmol) as a reaction accelerator and acetic anhydride (2.70 mmol) as a condensing agent were used. ) And the resulting mixture was stirred at a temperature of 70 ° C. for 30 minutes. By such stirring for 30 minutes, a white precipitate (powder) was formed in the mixed solution. Thereafter, a white precipitate (powder) was recovered from the mixture by filtration, and the obtained white precipitate was first washed with N, N-dimethylacetamide (2 ml), and then methanol (2 ml × 2). Washed twice). After washing in this manner, the resulting precipitate was placed in a vacuum dryer and dried overnight (12 hours) under the conditions of 60 ° C. and 1 hPa to obtain a white powder (average particle size 10 μm).
このようにして白色の粉体として得られた化合物の分子構造を同定するため、IRスペクトルを測定した。得られたIRスペクトルを図1に示す。図1に示す結果からも明らかなように、1711.5cm−1にイミドのC=O伸縮振動が見られることから、得られた化合物はポリイミドであることが確認された。 In order to identify the molecular structure of the compound thus obtained as a white powder, an IR spectrum was measured. The obtained IR spectrum is shown in FIG. As is apparent from the results shown in FIG. 1, since the C═O stretching vibration of imide was observed at 1711.5 cm −1 , it was confirmed that the obtained compound was polyimide.
また、得られた白色の粉体(ポリイミド)の収量を測定した結果、収量は0.242g(収率98%)であることが確認された。なお、白色粉体(ポリイミド)を重クロロホルムに溶解させ、NMRでイミド化率を測定したところ、得られたポリイミドのイミド化率は96%であった。このようなNMR測定の結果として、NMRスペクトルを図2及び図3に示す。なお、得られたポリイミドの数平均分子量(Mn)は16000であり、重量平均分子量(Mw)は28000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.79であった。 Moreover, as a result of measuring the yield of the obtained white powder (polyimide), it was confirmed that the yield was 0.242 g (98% yield). In addition, when the white powder (polyimide) was dissolved in deuterated chloroform and the imidization rate was measured by NMR, the imidation rate of the obtained polyimide was 96%. As a result of such NMR measurement, NMR spectra are shown in FIGS. In addition, the number average molecular weight (Mn) of the obtained polyimide was 16000, the weight average molecular weight (Mw) was 28000, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.79.
なお、得られたポリイミドは、用いたモノマーの種類から、上記一般式(1)で表される繰り返し単位(式中のR1、R2、R3がいずれも水素原子であり、nが2であり、R10が上記一般式(101)で表される基である繰り返し単位)の含有率が全繰り返し単位に対して100モル%のポリイミドであった。なお、白色の沈殿(粉体状)を回収した後の前記混合液(濾過後の濾液)中に残存するポリイミドの量をGPCで確認したところ、25℃の温度条件下において残存するポリイミドの量(溶解量)は検出限界以下であり、溶解量が0.01質量%未満となっていたことから、得られたポリイミドはN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)に不溶なものとなっていること(十分に析出していること)が分かった。得られたポリイミドのイミド化率及びキャスト溶媒への溶解性の評価結果を表1に示す。 In addition, the obtained polyimide is a repeating unit represented by the above general formula (1) (R 1 , R 2 , R 3 in the formula are all hydrogen atoms, and n is 2 from the type of monomer used). And the content of R 10 is a repeating unit which is a group represented by the above general formula (101) was 100 mol% of polyimide with respect to all repeating units. The amount of polyimide remaining in the mixed solution (filtrate after filtration) after collecting white precipitate (powder) was confirmed by GPC. The amount of polyimide remaining under the temperature condition of 25 ° C. Since (dissolution amount) was below the detection limit and the dissolution amount was less than 0.01% by mass, the obtained polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc). (It has fully precipitated). Table 1 shows the evaluation results of the imidization ratio of the obtained polyimide and the solubility in the cast solvent.
<ポリイミドフィルムの調製工程>
上述のようにして得られた化合物(ポリイミド:白色の粉末)を塩化メチレンに10質量%の濃度となるように溶解してポリイミド溶液(塗工液)を得た。次に、前記ポリイミド溶液をガラス板(縦:75mm、横50mm、厚み1.3mm)上に、乾燥後の塗膜の厚みが13μmとなるようにスピンコートして、ガラス板上に塗膜を形成した。その後、前記塗膜の形成されたガラス板を40℃のホットプレート上に載せて2時間静置して、該塗膜から溶媒を除去した。次いで、該塗膜付のガラス板を90℃のお湯に浸漬し、ガラス板からポリイミドフィルム(縦:75mm、横50mm、厚み13μm)を剥離して回収した。このようにしてポリイミドフィルム(縦:75mm、横50mm、厚み13μm)を得た。次いで、得られたポリイミドフィルムを用いて、ポリイミドの特性(ガラス転移温度(Tg)等)を評価した。得られた結果を表1に示す。なお、当該ポリイミドは、ジクロロエタンにも可溶であった。
<Preparation process of polyimide film>
The compound (polyimide: white powder) obtained as described above was dissolved in methylene chloride to a concentration of 10% by mass to obtain a polyimide solution (coating solution). Next, the polyimide solution is spin-coated on a glass plate (length: 75 mm, width 50 mm, thickness 1.3 mm) so that the thickness of the coating film after drying is 13 μm, and the coating film is formed on the glass plate. Formed. Thereafter, the glass plate on which the coating film was formed was placed on a hot plate at 40 ° C. and allowed to stand for 2 hours to remove the solvent from the coating film. Next, the glass plate with the coating film was immersed in hot water at 90 ° C., and the polyimide film (length: 75 mm, width 50 mm, thickness 13 μm) was peeled from the glass plate and recovered. Thus, a polyimide film (length: 75 mm, width 50 mm, thickness 13 μm) was obtained. Subsequently, the characteristics (glass transition temperature (Tg) etc.) of polyimide were evaluated using the obtained polyimide film. The obtained results are shown in Table 1. The polyimide was soluble in dichloroethane.
(実施例2)
ポリアミド酸の調製工程において、芳香族ジアミンとして、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる代わりに4,4’−ジアミノジフェニルエーテル0.1802g(0.90mmol:東京化成株式会社製:4,4’−DDE、上記一般式(302)で表される芳香族ジアミン)を用いた以外は、実施例1と同様の方法を採用して、ポリイミド(白色の粉末:平均粒子径11μm)を得た。なお、実施例1と同様に得られた固形分(粉体)の分子構造を同定し、ポリイミドであることを確認した。また、かかるポリイミドも実施例1と同様にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)には不溶なものとなっていることが分かった。得られたポリイミドのキャスト溶媒への溶解性、イミド化率の評価結果を表1に示す。なお、得られたポリイミドの分子量を測定したところ、数平均分子量(Mn)は28000であり、重量平均分子量(Mw)は55000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.96であった。
(Example 2)
In the polyamic acid preparation step, as an aromatic diamine, instead of using 3,4′-diaminodiphenyl ether, 0.1802 g of 4,4′-diaminodiphenyl ether (0.90 mmol: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: 4,4′-DDE) A polyimide (white powder: average particle diameter of 11 μm) was obtained by employing the same method as in Example 1 except that the aromatic diamine represented by the general formula (302) was used. In addition, the molecular structure of the solid content (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was identified and confirmed to be polyimide. It was also found that such polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc) as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of the solubility of the obtained polyimide in the casting solvent and the imidization ratio. In addition, when the molecular weight of the obtained polyimide was measured, the number average molecular weight (Mn) was 28000, the weight average molecular weight (Mw) was 55000, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.96.
また、得られた化合物(白色の粉末)として、本実施例で得られたポリイミド(白色の粉末)を用いた以外は、実施例1で採用したポリイミドフィルムの調製工程と同様の工程を採用して、ポリイミドフィルム(縦:75mm、横50mm、厚み13μm)を調製した。このようなポリイミドフィルムを用いて、ポリイミドの特性(ガラス転移温度(Tg)等)を評価し、得られた結果を表1に示す。 In addition, as the obtained compound (white powder), the same process as the polyimide film preparation process employed in Example 1 was adopted except that the polyimide (white powder) obtained in this example was used. A polyimide film (length: 75 mm, width 50 mm, thickness 13 μm) was prepared. Using such a polyimide film, the characteristics of the polyimide (such as glass transition temperature (Tg)) were evaluated, and the obtained results are shown in Table 1.
(実施例3)
ポリアミド酸の調製工程において、芳香族ジアミンとして、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる代わりに1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン0.2631g(0.90mmol:東京化成株式会社製:1,3,3−BAB、上記一般式(303)で表される芳香族ジアミン)を用いた以外は、実施例1と同様の方法を採用してポリイミド(白色の粉末:平均粒子径13μm)を得た。なお、実施例1と同様に得られた固形分(粉体)の分子構造を同定し、ポリイミドであることを確認した。また、かかるポリイミドも実施例1と同様にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)には不溶なものとなっていることが分かった。得られたポリイミドのキャスト溶媒への溶解性、イミド化率の評価結果を表1に示す。なお、得られたポリイミドの分子量を測定したところ、数平均分子量(Mn)は22000であり、重量平均分子量(Mw)は37000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.68であった。
Example 3
In the preparation process of polyamic acid, instead of using 3,4'-diaminodiphenyl ether as an aromatic diamine, 0.2631 g (0.90 mmol: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: 1) instead of using 3,4′-diaminodiphenyl ether , 3,3-BAB, an aromatic diamine represented by the above general formula (303)), a polyimide (white powder: average particle size 13 μm) was adopted in the same manner as in Example 1. Obtained. In addition, the molecular structure of the solid content (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was identified and confirmed to be polyimide. It was also found that such polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc) as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of the solubility of the obtained polyimide in the casting solvent and the imidization ratio. In addition, when the molecular weight of the obtained polyimide was measured, the number average molecular weight (Mn) was 22000, the weight average molecular weight (Mw) was 37000, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.68.
また、得られた化合物(白色の粉末)として、本実施例で得られたポリイミド(白色の粉末)を用いた以外は、実施例1で採用したポリイミドフィルムの調製工程と同様の工程を採用して、ポリイミドフィルム(縦:75mm、横50mm、厚み13μm)を調製した。このようなポリイミドフィルムを用いて、ポリイミドの特性(ガラス転移温度(Tg)等)を評価し、得られた結果を表1に示す。 In addition, as the obtained compound (white powder), the same process as the polyimide film preparation process employed in Example 1 was adopted except that the polyimide (white powder) obtained in this example was used. A polyimide film (length: 75 mm, width 50 mm, thickness 13 μm) was prepared. Using such a polyimide film, the characteristics of the polyimide (such as glass transition temperature (Tg)) were evaluated, and the obtained results are shown in Table 1.
(実施例4)
ポリアミド酸の調製工程において、芳香族ジアミンとして、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる代わりに1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン0.2631g(0.90mmol:和歌山精化工業株式会社製:1,3,4−BAB、上記一般式(304)で表される芳香族ジアミン)を用いた以外は、実施例1と同様の方法を採用してポリイミド(白色の粉末:平均粒子径12μm)を得た。なお、実施例1と同様に得られた固形分(粉体)の分子構造を同定し、ポリイミドであることを確認した。また、かかるポリイミドも実施例1と同様にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)には不溶なものとなっていることが分かった。得られたポリイミドのキャスト溶媒への溶解性、イミド化率の評価結果を表1に示す。なお、得られたポリイミドの分子量を測定したところ、数平均分子量(Mn)は20000であり、重量平均分子量(Mw)は36000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.80であった。
Example 4
In the preparation process of polyamic acid, instead of using 3,4′-diaminodiphenyl ether as an aromatic diamine, 0.2631 g (0.90 mmol: Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd.) is used instead of 3,4′-diaminodiphenyl ether. : 1,3,4-BAB, except that the aromatic diamine represented by the above general formula (304) was used, a polyimide (white powder: average particle size of 12 μm) was adopted in the same manner as in Example 1. ) In addition, the molecular structure of the solid content (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was identified and confirmed to be polyimide. It was also found that such polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc) as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of the solubility of the obtained polyimide in the casting solvent and the imidization ratio. In addition, when the molecular weight of the obtained polyimide was measured, the number average molecular weight (Mn) was 20000, the weight average molecular weight (Mw) was 36000, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.80.
また、得られた化合物(白色の粉末)として、本実施例で得られたポリイミド(白色の粉末)を用いた以外は、実施例1で採用したポリイミドフィルムの調製工程と同様の工程を採用して、ポリイミドフィルム(縦:75mm、横50mm、厚み13μm)を調製した。このようなポリイミドフィルムを用いて、ポリイミドの特性(ガラス転移温度(Tg)等)を評価し、得られた結果を表1に示す。 In addition, as the obtained compound (white powder), the same process as the polyimide film preparation process employed in Example 1 was adopted except that the polyimide (white powder) obtained in this example was used. A polyimide film (length: 75 mm, width 50 mm, thickness 13 μm) was prepared. Using such a polyimide film, the characteristics of the polyimide (such as glass transition temperature (Tg)) were evaluated, and the obtained results are shown in Table 1.
(実施例5)
ポリアミド酸の調製工程において、芳香族ジアミンとして、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる代わりに1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン0.2631g(0.90mmol:東京化成株式会社製:1,4,4−BAB、上記一般式(305)で表される芳香族ジアミン)を用いた以外は、実施例1と同様の方法を採用してポリイミド(白色の粉末:平均粒子径14μm)を得た。なお、実施例1と同様に得られた固形分(粉体)の分子構造を同定し、ポリイミドであることを確認した。また、かかるポリイミドも実施例1と同様にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)には不溶なものとなっていることが分かった。得られたポリイミドのキャスト溶媒への溶解性、イミド化率の評価結果を表1に示す。なお、得られたポリイミドの分子量を測定したところ、数平均分子量(Mn)は30000であり、重量平均分子量(Mw)は60000であり、分子量分布(Mw/Mn)は2.00であった。
(Example 5)
In the polyamic acid preparation step, instead of using 3,4′-diaminodiphenyl ether as an aromatic diamine, 0.2631 g (0.90 mmol: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: 1) instead of using 3,4′-diaminodiphenyl ether , 4, 4-BAB, except that the aromatic diamine represented by the above general formula (305) is used, a polyimide (white powder: average particle size of 14 μm) is adopted in the same manner as in Example 1. Obtained. In addition, the molecular structure of the solid content (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was identified and confirmed to be polyimide. It was also found that such polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc) as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of the solubility of the obtained polyimide in the casting solvent and the imidization ratio. In addition, when the molecular weight of the obtained polyimide was measured, the number average molecular weight (Mn) was 30000, the weight average molecular weight (Mw) was 60000, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 2.00.
また、得られた化合物(白色の粉末)として、本実施例で得られたポリイミド(白色の粉末)を用いた以外は、実施例1で採用したポリイミドフィルムの調製工程と同様の工程を採用して、ポリイミドフィルム(縦:75mm、横50mm、厚み13μm)を調製した。このようなポリイミドフィルムを用いて、ポリイミドの特性(ガラス転移温度(Tg)等)を評価し、得られた結果を表1に示す。 In addition, as the obtained compound (white powder), the same process as the polyimide film preparation process employed in Example 1 was adopted except that the polyimide (white powder) obtained in this example was used. A polyimide film (length: 75 mm, width 50 mm, thickness 13 μm) was prepared. Using such a polyimide film, the characteristics of the polyimide (such as glass transition temperature (Tg)) were evaluated, and the obtained results are shown in Table 1.
(実施例6)
ポリアミド酸の調製工程において、芳香族ジアミンとして、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる代わりに2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン0.3695g(0.90mmol:東京化成株式会社製:BAPP、上記一般式(306)で表される芳香族ジアミン)を用いた以外は、実施例1と同様の方法を採用してポリイミド(白色の粉末:平均粒子径11μm)を得た。なお、実施例1と同様に得られた固形分(粉体)の分子構造を同定し、ポリイミドであることを確認した。また、かかるポリイミドも実施例1と同様にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)には不溶なものとなっていることが分かった。得られたポリイミドのキャスト溶媒への溶解性、イミド化率の評価結果を表1に示す。なお、得られたポリイミドの分子量を測定したところ、数平均分子量(Mn)は24000であり、重量平均分子量(Mw)は46000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.92であった。
(Example 6)
In the preparation process of polyamic acid, instead of using 3,4′-diaminodiphenyl ether as an aromatic diamine, 0.3695 g (0.90 mmol: Tokyo Kasei) of 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane was used. A polyimide (white powder: average particle diameter of 11 μm) is obtained by adopting the same method as in Example 1 except that: manufactured by BAPP Co., Ltd., BAPP, the aromatic diamine represented by the above general formula (306) is used. It was. In addition, the molecular structure of the solid content (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was identified and confirmed to be polyimide. It was also found that such polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc) as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of the solubility of the obtained polyimide in the casting solvent and the imidization ratio. In addition, when the molecular weight of the obtained polyimide was measured, the number average molecular weight (Mn) was 24000, the weight average molecular weight (Mw) was 46000, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.92.
また、得られた化合物(白色の粉末)として、本実施例で得られたポリイミド(白色の粉末)を用いた以外は、実施例1で採用したポリイミドフィルムの調製工程と同様の工程を採用して、ポリイミドフィルム(縦:75mm、横50mm、厚み13μm)を調製した。このようなポリイミドフィルムを用いて、ポリイミドの特性(ガラス転移温度(Tg)等)を評価し、得られた結果を表1に示す。 In addition, as the obtained compound (white powder), the same process as the polyimide film preparation process employed in Example 1 was adopted except that the polyimide (white powder) obtained in this example was used. A polyimide film (length: 75 mm, width 50 mm, thickness 13 μm) was prepared. Using such a polyimide film, the characteristics of the polyimide (such as glass transition temperature (Tg)) were evaluated, and the obtained results are shown in Table 1.
(実施例7)
ポリアミド酸の調製工程において、芳香族ジアミンとして、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる代わりに2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン0.4666g(0.90mmol:東京化成株式会社製:BAPF、上記一般式(307)で表される芳香族ジアミン)を用いた以外は、実施例1と同様の方法を採用してポリイミド(白色の粉末:平均粒子径12μm)を得た。なお、実施例1と同様に得られた固形分(粉体)の分子構造を同定し、ポリイミドであることを確認した。また、かかるポリイミドも実施例1と同様にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)には不溶なものとなっていることが分かった。得られたポリイミドのキャスト溶媒への溶解性、イミド化率の評価結果を表1に示す。なお、得られたポリイミドの分子量を測定したところ、数平均分子量(Mn)は15000であり、重量平均分子量(Mw)は27000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.80であった。
(Example 7)
In the preparation process of polyamic acid, instead of using 3,4'-diaminodiphenyl ether as an aromatic diamine, 0.4666 g (0.90 mmol: 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane was used. Made by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: BAPF, except that the aromatic diamine represented by the above general formula (307) was used, a polyimide (white powder: average particle size of 12 μm) was adopted in the same manner as in Example 1. Got. In addition, the molecular structure of the solid content (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was identified and confirmed to be polyimide. It was also found that such polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc) as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of the solubility of the obtained polyimide in the casting solvent and the imidization ratio. In addition, when the molecular weight of the obtained polyimide was measured, the number average molecular weight (Mn) was 15000, the weight average molecular weight (Mw) was 27000, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.80.
また、得られた化合物(白色の粉末)として、本実施例で得られたポリイミド(白色の粉末)を用いた以外は、実施例1で採用したポリイミドフィルムの調製工程と同様の工程を採用して、ポリイミドフィルム(縦:75mm、横50mm、厚み13μm)を調製した。このようなポリイミドフィルムを用いて、ポリイミドの特性(ガラス転移温度(Tg)等)を評価し、得られた結果を表1に示す。 In addition, as the obtained compound (white powder), the same process as the polyimide film preparation process employed in Example 1 was adopted except that the polyimide (white powder) obtained in this example was used. A polyimide film (length: 75 mm, width 50 mm, thickness 13 μm) was prepared. Using such a polyimide film, the characteristics of the polyimide (such as glass transition temperature (Tg)) were evaluated, and the obtained results are shown in Table 1.
(実施例8)
ポリアミド酸の調製工程において、芳香族ジアミンとして、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる代わりに4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル0.2882g(0.90mmol:東京化成株式会社製:6FDA、上記一般式(309)で表される芳香族ジアミン)を用いた以外は、実施例1と同様の方法を採用してポリイミド(白色の粉末:平均粒子径13μm)を得た。なお、実施例1と同様に得られた固形分(粉体)の分子構造を同定し、ポリイミドであることを確認した。また、かかるポリイミドも実施例1と同様にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)には不溶なものとなっていることが分かった。得られたポリイミドのキャスト溶媒への溶解性、イミド化率の評価結果を表1に示す。なお、得られたポリイミドの分子量を測定したところ、数平均分子量(Mn)は28000であり、重量平均分子量(Mw)は55000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.96であった。
(Example 8)
In the polyamic acid preparation step, instead of using 3,4′-diaminodiphenyl ether as the aromatic diamine, 0.2882 g (0.90 mmol: 4,4′-diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl is used. Made by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: Polyimide (white powder: average particle size 13 μm) using the same method as in Example 1 except that 6FDA, the aromatic diamine represented by the above general formula (309) was used. Got. In addition, the molecular structure of the solid content (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was identified and confirmed to be polyimide. It was also found that such polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc) as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of the solubility of the obtained polyimide in the casting solvent and the imidization ratio. In addition, when the molecular weight of the obtained polyimide was measured, the number average molecular weight (Mn) was 28000, the weight average molecular weight (Mw) was 55000, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.96.
また、得られた化合物(白色の粉末)として、本実施例で得られたポリイミド(白色の粉末)を用いた以外は、実施例1で採用したポリイミドフィルムの調製工程と同様の工程を採用して、ポリイミドフィルム(縦:75mm、横50mm、厚み13μm)を調製した。このようなポリイミドフィルムを用いて、ポリイミドの特性(ガラス転移温度(Tg)等)を評価し、得られた結果を表1に示す。 In addition, as the obtained compound (white powder), the same process as the polyimide film preparation process employed in Example 1 was adopted except that the polyimide (white powder) obtained in this example was used. A polyimide film (length: 75 mm, width 50 mm, thickness 13 μm) was prepared. Using such a polyimide film, the characteristics of the polyimide (such as glass transition temperature (Tg)) were evaluated, and the obtained results are shown in Table 1.
(実施例9)
ポリアミド酸の調製工程において、芳香族ジアミンとして、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる代わりにm−トリジン0.1911g(0.90mmol:東京化成株式会社製:m−Tol、上記一般式(308)で表される芳香族ジアミン)を用いた以外は、実施例1と同様の方法を採用してポリイミド(白色の粉末:平均粒子径15μm)を得た。なお、実施例1と同様に得られた固形分(粉体)の分子構造を同定し、ポリイミドであることを確認した。また、かかるポリイミドも実施例1と同様にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)には不溶なものとなっていることが分かった。得られたポリイミドのキャスト溶媒への溶解性、イミド化率の評価結果を表1に示す。なお、得られたポリイミドの分子量を測定したところ、数平均分子量(Mn)は32000であり、重量平均分子量(Mw)は53000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.68であった。
Example 9
In the polyamic acid preparation step, as an aromatic diamine, instead of using 3,4'-diaminodiphenyl ether, 0.1911 g of m-tolidine (0.90 mmol: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: m-Tol, the above general formula (308) A polyimide (white powder: average particle diameter of 15 μm) was obtained by employing the same method as in Example 1 except that the aromatic diamine represented by the formula (1) was used. In addition, the molecular structure of the solid content (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was identified and confirmed to be polyimide. It was also found that such polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc) as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of the solubility of the obtained polyimide in the casting solvent and the imidization ratio. In addition, when the molecular weight of the obtained polyimide was measured, the number average molecular weight (Mn) was 32000, the weight average molecular weight (Mw) was 53000, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.68.
また、得られた化合物(白色の粉末)として、本実施例で得られたポリイミド(白色の粉末)を用いた以外は、実施例1で採用したポリイミドフィルムの調製工程と同様の工程を採用して、ポリイミドフィルム(縦:75mm、横50mm、厚み13μm)を調製した。このようなポリイミドフィルムを用いて、ポリイミドの特性(ガラス転移温度(Tg)等)を評価し、得られた結果を表1に示す。 In addition, as the obtained compound (white powder), the same process as the polyimide film preparation process employed in Example 1 was adopted except that the polyimide (white powder) obtained in this example was used. A polyimide film (length: 75 mm, width 50 mm, thickness 13 μm) was prepared. Using such a polyimide film, the characteristics of the polyimide (such as glass transition temperature (Tg)) were evaluated, and the obtained results are shown in Table 1.
(実施例10)
ポリアミド酸の調製工程において、芳香族ジアミンとして、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる代わりにビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン0.3892g(0.90mmol:和歌山精化工業株式会社製:BAPS、上記一般式(310)で表される芳香族ジアミン)を用いた以外は、実施例1と同様の方法を採用してポリイミド(白色の粉末:平均粒子径12μm)を得た。なお、実施例1と同様に得られた固形分(粉体)の分子構造を同定し、ポリイミドであることを確認した。また、かかるポリイミドも実施例1と同様にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)には不溶なものとなっていることが分かった。得られたポリイミドのキャスト溶媒への溶解性、イミド化率の評価結果を表1に示す。なお、得られたポリイミドの分子量を測定したところ、数平均分子量(Mn)は19000であり、重量平均分子量(Mw)は33000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.74であった。
(Example 10)
In the polyamic acid preparation step, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone 0.3892 g (0.90 mmol: Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd.) is used instead of 3,4'-diaminodiphenyl ether as the aromatic diamine. Manufactured by: BAPS, except that the aromatic diamine represented by the above general formula (310) was used, the same method as in Example 1 was adopted to obtain polyimide (white powder: average particle size 12 μm). In addition, the molecular structure of the solid content (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was identified and confirmed to be polyimide. It was also found that such polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc) as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of the solubility of the obtained polyimide in the casting solvent and the imidization ratio. In addition, when the molecular weight of the obtained polyimide was measured, the number average molecular weight (Mn) was 19000, the weight average molecular weight (Mw) was 33000, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.74.
また、得られた化合物(白色の粉末)として、本実施例で得られたポリイミド(白色の粉末)を用いた以外は、実施例1で採用したポリイミドフィルムの調製工程と同様の工程を採用して、ポリイミドフィルム(縦:75mm、横50mm、厚み13μm)を調製した。このようなポリイミドフィルムを用いて、ポリイミドの特性(ガラス転移温度(Tg)等)を評価し、得られた結果を表1に示す。 In addition, as the obtained compound (white powder), the same process as the polyimide film preparation process employed in Example 1 was adopted except that the polyimide (white powder) obtained in this example was used. A polyimide film (length: 75 mm, width 50 mm, thickness 13 μm) was prepared. Using such a polyimide film, the characteristics of the polyimide (such as glass transition temperature (Tg)) were evaluated, and the obtained results are shown in Table 1.
(実施例11)
ポリアミド酸の調製工程において、芳香族ジアミンとして、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる代わりにビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン0.3892g(0.90mmol:和歌山精化工業株式会社製:BAPS−M、上記一般式(311)で表される芳香族ジアミン)を用いた以外は、実施例1と同様の方法を採用してポリイミド(白色の粉末:平均粒子径14μm)を得た。なお、実施例1と同様に得られた固形分(粉体)の分子構造を同定し、ポリイミドであることを確認した。また、かかるポリイミドも実施例1と同様にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)には不溶なものとなっていることが分かった。得られたポリイミドのキャスト溶媒への溶解性、イミド化率の評価結果を表1に示す。なお、得られたポリイミドの分子量を測定したところ、数平均分子量(Mn)は17000であり、重量平均分子量(Mw)は29000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.71であった。
(Example 11)
In the preparation process of polyamic acid, instead of using 3,4'-diaminodiphenyl ether as an aromatic diamine, 0.3892 g (0.90 mmol: Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd.) bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone Manufactured by: BAPS-M, except that the aromatic diamine represented by the above general formula (311) was used, the same method as in Example 1 was adopted to obtain polyimide (white powder: average particle size 14 μm). It was. In addition, the molecular structure of the solid content (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was identified and confirmed to be polyimide. It was also found that such polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc) as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of the solubility of the obtained polyimide in the casting solvent and the imidization ratio. In addition, when the molecular weight of the obtained polyimide was measured, the number average molecular weight (Mn) was 17000, the weight average molecular weight (Mw) was 29000, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.71.
また、得られた化合物(白色の粉末)として、本実施例で得られたポリイミド(白色の粉末)を用いた以外は、実施例1で採用したポリイミドフィルムの調製工程と同様の工程を採用して、ポリイミドフィルム(縦:75mm、横50mm、厚み13μm)を調製した。このようなポリイミドフィルムを用いて、ポリイミドの特性(ガラス転移温度(Tg)等)を評価し、得られた結果を表1に示す。 In addition, as the obtained compound (white powder), the same process as the polyimide film preparation process employed in Example 1 was adopted except that the polyimide (white powder) obtained in this example was used. A polyimide film (length: 75 mm, width 50 mm, thickness 13 μm) was prepared. Using such a polyimide film, the characteristics of the polyimide (such as glass transition temperature (Tg)) were evaluated, and the obtained results are shown in Table 1.
(比較例1)
ポリアミド酸の調製工程において、芳香族ジアミンとして、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる代わりに下記一般式(9):
(Comparative Example 1)
In the preparation process of polyamic acid, instead of using 3,4′-diaminodiphenyl ether as the aromatic diamine, the following general formula (9):
で表される4,4’−ジアミノベンズアニリド0.2045g(0.90mmol:日本純良薬品株式会社製:DABAN)を用いた以外は、実施例1と同様の方法を採用してポリイミドを得た。なお、実施例1と同様に得られた固形分(粉体)の分子構造を同定し、ポリイミドであることを確認した。また、かかるポリイミドも実施例1と同様にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)には不溶なものとなっていることが分かった。得られたポリイミドの特性の評価結果を表1に示す。 A polyimide was obtained by employing the same method as in Example 1 except that 0.2045 g (0.90 mmol: manufactured by Nippon Pure Chemicals Co., Ltd .: DABAN) represented by formula (4) was used. . In addition, the molecular structure of the solid content (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was identified and confirmed to be polyimide. It was also found that such polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc) as in Example 1. The evaluation results of the properties of the obtained polyimide are shown in Table 1.
(比較例2)
ポリアミド酸の調製工程において、芳香族ジアミンとして、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる代わりに下記一般式(10):
(Comparative Example 2)
In the preparation process of the polyamic acid, instead of using 3,4'-diaminodiphenyl ether as the aromatic diamine, the following general formula (10):
で表される4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル0.3316g(0.90mmol:日本純良薬品株式会社製:APBP)を用いた以外は、実施例1と同様の方法を採用してポリイミドを得た。なお、実施例1と同様に得られた固形分(粉体)の分子構造を同定し、ポリイミドであることを確認した。また、かかるポリイミドも実施例1と同様にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)には不溶なものとなっていることが分かった。得られたポリイミドの特性の評価結果を表1に示す。 The same method as in Example 1 was adopted except that 0.3316 g (0.90 mmol: manufactured by Nippon Pure Chemicals Co., Ltd .: APBP) represented by the formula 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl was used. The polyimide was obtained. In addition, the molecular structure of the solid content (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was identified and confirmed to be polyimide. It was also found that such polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc) as in Example 1. The evaluation results of the properties of the obtained polyimide are shown in Table 1.
(比較例3)
ポリアミド酸の調製工程において、芳香族ジアミンとして、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる代わりに下記一般式(11):
(Comparative Example 3)
In the preparation process of polyamic acid, instead of using 3,4′-diaminodiphenyl ether as the aromatic diamine, the following general formula (11):
で表される4,4’’−ジアミノ−p−ターフェニル0.2343g(0.90mmol:東京化成株式会社製:DATP)を用いた以外は、実施例1と同様の方法を採用してポリイミドを得た。なお、実施例1と同様に得られた固形分(粉体)の分子構造を同定し、ポリイミドであることを確認した。また、かかるポリイミドも実施例1と同様にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)には不溶なものとなっていることが分かった。得られたポリイミドの特性の評価結果を表1に示す。 The same method as in Example 1 was used except that 0.2343 g (0.90 mmol: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: DATP) represented by Got. In addition, the molecular structure of the solid content (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was identified and confirmed to be polyimide. It was also found that such polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc) as in Example 1. The evaluation results of the properties of the obtained polyimide are shown in Table 1.
(比較例4)
ポリアミド酸の調製工程において、芳香族ジアミンとして、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる代わりに、下記一般式(12):
(Comparative Example 4)
In the preparation process of polyamic acid, instead of using 3,4′-diaminodiphenyl ether as the aromatic diamine, the following general formula (12):
で表されるo−トリジン0.1529g(0.72mmol:東京化成株式会社製:o−Tol)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル0.0360g(0.18mmol:東京化成株式会社製:4,4’−DDE)との混合物を用いた以外は、実施例1と同様の方法を採用してポリイミドを得た。なお、実施例1と同様に得られた固形分(粉体)の分子構造を同定し、ポリイミドであることを確認した。また、かかるポリイミドも実施例1と同様にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)には不溶なものとなっていることが分かった。また、用いたモノマーの種類から、上記一般式(1)で表される繰り返し単位(式中のR1、R2、R3がいずれも水素原子であり、nが2であり、R10が上記一般式(102)で表される基である繰り返し単位)の含有率が全繰り返し単位に対して20モル%のポリイミドであることが分かる。得られたポリイミドの特性の評価結果を表1に示す。 O-Toridine 0.1529 g (0.72 mmol: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: o-Tol) and 0.0360 g of 4,4′-diaminodiphenyl ether (0.18 mmol: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: 4, 4) A polyimide was obtained by employing the same method as in Example 1 except that a mixture with '-DDE) was used. In addition, the molecular structure of the solid content (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was identified and confirmed to be polyimide. It was also found that such polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc) as in Example 1. Further, from the type of monomer used, the repeating unit represented by the general formula (1) (wherein R 1 , R 2 and R 3 are all hydrogen atoms, n is 2, R 10 is It turns out that the content rate of the repeating unit which is group represented by the said General formula (102) is a 20 mol% polyimide with respect to all the repeating units. The evaluation results of the properties of the obtained polyimide are shown in Table 1.
(比較例5)
ポリアミド酸の調製工程において、芳香族ジアミンとして、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる代わりに、下記一般式(13):
(Comparative Example 5)
In the preparation process of polyamic acid, instead of using 3,4′-diaminodiphenyl ether as the aromatic diamine, the following general formula (13):
で表されるp−フェニレンジアミン0.0876g(0.81mmol:Aldrich社製:PDA)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル0.0180g(0.09mmol:東京化成株式会社製:4,4’−DDE)との混合物を用いた以外は、実施例1と同様の方法を採用してポリイミドを得た。なお、実施例1と同様に得られた固形分(粉体)の分子構造を同定し、ポリイミドであることを確認した。また、かかるポリイミドも実施例1と同様にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)には不溶なものとなっていることが分かった。また、用いたモノマーの種類から、上記一般式(1)で表される繰り返し単位(式中のR1、R2、R3がいずれも水素原子であり、nが2であり、R10が上記一般式(102)で表される基である繰り返し単位)の含有率が全繰り返し単位に対して10モル%のポリイミドであることが分かる。得られたポリイミドの特性の評価結果を表1に示す。 P-phenylenediamine 0.0876 g (0.81 mmol: manufactured by Aldrich: PDA) and 0.0180 g (0.09 mmol: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: 4,4′-DDE) The polyimide was obtained by adopting the same method as in Example 1 except that the mixture was used. In addition, the molecular structure of the solid content (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was identified and confirmed to be polyimide. It was also found that such polyimide was insoluble in N, N-dimethylacetamide (DMAc) as in Example 1. Further, from the type of monomer used, the repeating unit represented by the general formula (1) (wherein R 1 , R 2 and R 3 are all hydrogen atoms, n is 2, R 10 is It turns out that the content rate of the repeating unit which is group represented by the said General formula (102) is a 10 mol% polyimide with respect to all the repeating units. The evaluation results of the properties of the obtained polyimide are shown in Table 1.
なお、比較例1〜5においては、得られたポリイミドが塩化メチレンに溶解しないため、実施例1で採用する方法と同様の方法では、ポリイミドフィルム(測定用フィルム)を調製できなかった。そのため、比較例1〜5においては、ポリイミドの5%重量減少濃度、ガラス転移温度、線膨張係数、全光線透過率は、以下のようにして「比較のための測定用フィルム」を調製して測定した。すなわち、先ず、比較例1〜5においてポリアミド酸の調製工程において得られた反応液をそれぞれ用い、該反応液をガラス板(縦:75mm、横50mm、厚み1.3mm)上に、乾燥後の塗膜の厚みが13μmとなるようにスピンコートして塗膜を形成した。その後、前記塗膜の形成されたガラス板を60℃に加熱したホットプレート上で2時間ほど乾燥した後、イナートオーブンに投入し、窒素雰囲気下(窒素流量3L/min.)において、140℃で30分乾燥した後、350℃の温度条件で1時間加熱して塗膜を硬化せしめて、ガラス板上にポリイミドフィルム(熱イミド化したフィルム)を形成した。そして、前記フィルムの形成されたガラス板をイナートオーブンから取り出し、90℃の熱水に浸け、ガラス板上からフィルムを回収して、比較のためのポリイミドフィルムを製造した。 In Comparative Examples 1 to 5, since the obtained polyimide was not dissolved in methylene chloride, a polyimide film (measuring film) could not be prepared by the same method as used in Example 1. Therefore, in Comparative Examples 1 to 5, the 5% weight loss concentration, the glass transition temperature, the linear expansion coefficient, and the total light transmittance of the polyimide were prepared as follows. It was measured. That is, first, each of the reaction solutions obtained in the preparation steps of the polyamic acid in Comparative Examples 1 to 5 was used, and the reaction solution was dried on a glass plate (length: 75 mm, width 50 mm, thickness 1.3 mm). A coating film was formed by spin coating so that the thickness of the coating film was 13 μm. Then, after drying the glass plate on which the coating film was formed on a hot plate heated to 60 ° C. for about 2 hours, the glass plate was put into an inert oven, and in a nitrogen atmosphere (nitrogen flow rate 3 L / min.) At 140 ° C. After drying for 30 minutes, the coating film was cured by heating at 350 ° C. for 1 hour to form a polyimide film (thermally imidized film) on the glass plate. And the glass plate in which the said film was formed was taken out from inert oven, immersed in 90 degreeC hot water, the film was collect | recovered from the glass plate, and the polyimide film for a comparison was manufactured.
また、比較例1〜5で得られたポリイミドのイミド化率、分子量及び分子量分布は、ポリイミドが重クロロホルム及びクロロホルムに不溶であるため、測定できなかった。 Moreover, since the polyimide was insoluble in deuterated chloroform and chloroform, the imidation ratio, molecular weight, and molecular weight distribution of the polyimides obtained in Comparative Examples 1 to 5 could not be measured.
なお、表1中、DMAc(N,N−ジメチルアセトアミド)に不溶とは、白色の沈殿(粉体状)を回収後の前記混合液(濾過後の濾液)中に残存(溶解)しているポリイミドの量を25℃の温度条件下においてGPCで分析することにより確認した場合に、ポリイミドの濃度が0.01質量%未満となっている状態をいう。 In Table 1, “insoluble in DMAc (N, N-dimethylacetamide)” means that white precipitate (powder) remains (dissolves) in the mixed solution after filtration (filtrate after filtration). When the amount of polyimide is confirmed by GPC analysis at a temperature of 25 ° C., the polyimide concentration is less than 0.01% by mass.
表1に示す結果からも明らかなように、本発明のポリイミドの製造方法を採用して得られたポリイミド(実施例1〜11)においては、低沸点の塩化メチレン(ジクロロメタン)、クロロホルム(トリクロロメタン)といった溶媒(いわゆるキャスト溶媒として利用される溶媒)に十分な濃度で溶解することが確認された。また、本発明のポリイミドの製造方法を採用して得られたポリイミド(実施例1〜11)は、これを塩化メチレン(ジクロロメタン)に溶解してフィルムを作成して、各種特性を測定することが可能であったことから、ポリイミドとした後において、十分に高度な加工性があることが確認された。なお、ポリアミド酸のワニス等と比較して、加工前に十分に安定した化合物(ポリイミド)の状態で保存できることから、本発明のポリイミドの製造方法を採用して得られたポリイミド(実施例1〜11)は、長期保存後においても品質の劣化を十分に防止できることが分かった。 As is clear from the results shown in Table 1, in the polyimides (Examples 1 to 11) obtained by employing the polyimide production method of the present invention, low boiling point methylene chloride (dichloromethane), chloroform (trichloromethane). It was confirmed that it was dissolved in a sufficient concentration in a solvent such as) (a solvent used as a so-called casting solvent). Moreover, the polyimide (Examples 1-11) obtained by employ | adopting the manufacturing method of the polyimide of this invention melt | dissolves this in a methylene chloride (dichloromethane), makes a film, and can measure various characteristics. Since it was possible, it was confirmed that there was a sufficiently high workability after polyimide. In addition, since it can preserve | save in the state of the compound (polyimide) fully stabilized before processing compared with the varnish etc. of a polyamic acid, the polyimide (Example 1- 1) obtained by employ | adopting the polyimide manufacturing method of this invention 11) was found to be able to sufficiently prevent deterioration in quality even after long-term storage.
これに対して、比較例1〜5で得られたポリイミドはいずれも、塩化メチレン(ジクロロメタン)及びクロロホルム(トリクロロメタン)に対する溶解性がなく、ポリイミドとした後にキャスト加工等をすることができなかった。なお、比較例4〜5においては、実施例2と同様に4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(4,4’−DDE)を利用しているものの、その使用量が芳香族ジアミンの全量の20モル%(比較例4)、10モル%(比較例5)となっており、上記一般式(1)で表される繰り返し単位の含有量が全繰り返し単位に対して20モル%(比較例4)、10モル%(比較例5)となることに起因して、塩化メチレン(ジクロロメタン)、クロロホルム(トリクロロメタン)に対する溶解性が十分なものとならなかったものと本発明者らは推察する。 On the other hand, none of the polyimides obtained in Comparative Examples 1 to 5 were soluble in methylene chloride (dichloromethane) and chloroform (trichloromethane), and could not be cast after being made into polyimide. . In Comparative Examples 4 to 5, although 4,4′-diaminodiphenyl ether (4,4′-DDE) was used as in Example 2, the amount used was 20 mol of the total amount of aromatic diamine. % (Comparative Example 4) and 10 mol% (Comparative Example 5), and the content of the repeating unit represented by the general formula (1) is 20 mol% with respect to all repeating units (Comparative Example 4). The present inventors infer that the solubility in methylene chloride (dichloromethane) and chloroform (trichloromethane) has not been sufficient due to the fact that it becomes 10 mol% (Comparative Example 5).
また、本発明のポリイミドの製造方法を採用して得られたポリイミド(実施例1〜11)においては、ガラス転移温度が250℃以上となっているとともに5%重量減少温度が459℃以上となっており、十分に高度な耐熱性を有することが確認された。また、本発明のポリイミドの製造方法を採用して得られたポリイミド(実施例1〜11)においては、フィルム化後の全光線透過率が87%以上となっており、十分に高い透明性を有するものであることも確認された。このような結果から、各実施例で得られたポリイミドフィルム(本発明のポリイミドフィルム:本発明のポリイミドの製造方法を採用して得られたポリイミドからなるフィルム)は、高度な耐熱性と十分な透明性とを有するものとなることが分かった。 Moreover, in the polyimide (Examples 1-11) obtained by employ | adopting the manufacturing method of the polyimide of this invention, the glass transition temperature is 250 degreeC or more and 5% weight reduction temperature becomes 459 degreeC or more. It was confirmed that it has sufficiently high heat resistance. Moreover, in the polyimide (Examples 1-11) obtained by employ | adopting the manufacturing method of the polyimide of this invention, the total light transmittance after film-forming is 87% or more, and it has sufficiently high transparency. It was also confirmed that it had. From these results, the polyimide film obtained in each example (polyimide film of the present invention: a film made of polyimide obtained by adopting the method for producing polyimide of the present invention) has high heat resistance and sufficient It turned out that it has transparency.
このような結果から、本発明のポリイミドの製造方法を採用して得られたポリイミド(実施例1〜11)は、十分に高度な耐熱性及び透明性を有するとともに、ポリイミドの状態で保存できるため、品質を十分に維持したまま長期保存して利用することができ、更には、キャスト溶媒に対する溶解性に優れたものであるため、長期保存後における十分に高い加工性を有するものとなることが分かった。 From these results, the polyimides (Examples 1 to 11) obtained by adopting the method for producing polyimide according to the present invention have sufficiently high heat resistance and transparency and can be stored in the state of polyimide. In addition, it can be stored and used for a long period of time while maintaining sufficient quality, and further, since it has excellent solubility in cast solvents, it may have sufficiently high processability after long-term storage. I understood.
また、本発明のポリイミドの製造方法を採用して得られたポリイミド(実施例1〜11)は、キャスト溶媒に対する溶解性に優れたものであり、上述のように塗膜から溶媒を除去することで容易にフィルム化することも可能であったことから、溶媒を除去するといった簡便な工程により、各種形状(例えば前記フィルムの他、より厚みのあるフィルム(厚膜フィルム)やブロック体等の形状)に容易に加工できるものであることも分かる。 Moreover, the polyimides (Examples 1 to 11) obtained by adopting the polyimide production method of the present invention have excellent solubility in cast solvents, and the solvent is removed from the coating film as described above. Since it was also possible to easily form a film, various shapes (for example, the shape of a thicker film (thick film), a block body, etc., in addition to the above-mentioned film, etc.) can be obtained by a simple process of removing the solvent. It can also be seen that it can be easily processed.
以上説明したように、本発明によれば、十分に高度な耐熱性及び透明性を有し、キャスト溶媒に対する溶解性に十分に優れ、キャスト溶媒に溶解させて各種形状に加工することが可能であり、十分に高い加工性を有するとともに、ポリイミドの状態で保存でき、長期保存後の品質の劣化も十分に防止することが可能なポリイミド、及び、そのポリイミドを効率よく且つ確実に製造することが可能なポリイミドの製造方法を提供することが可能となる。また、本発明によれば、前記ポリイミドを用いて得られるポリイミド溶液及び前記ポリイミドからなるポリイミドフィルムを提供することも可能となる。 As described above, according to the present invention, it has sufficiently high heat resistance and transparency, is sufficiently excellent in solubility in a casting solvent, and can be dissolved in a casting solvent and processed into various shapes. Yes, it has a sufficiently high processability, can be stored in the state of polyimide, can sufficiently prevent deterioration of quality after long-term storage, and can efficiently and reliably produce the polyimide It is possible to provide a method for producing a possible polyimide. Moreover, according to this invention, it also becomes possible to provide the polyimide film which consists of a polyimide solution obtained using the said polyimide, and the said polyimide.
したがって、本発明のポリイミドは、例えば、高度な耐熱性が要求されるフレキシブル配線基板、耐熱絶縁テープ、電線エナメル、半導体の保護コーティング、液晶配向膜、有機EL用基板、有機ELの透明電極基板、有機EL照明用フィルム、有機ELのTFT基板、太陽電池の透明電極基板、電子ペーパーの透明電極基板、各種のガスバリアフィルム基板、タッチパネル用フィルム、フレキシブルディスプレイ用フロントフィルム、フレキシブルディスプレイ用バックフィルム等を製造するための原料等として特に有用である。 Therefore, the polyimide of the present invention is, for example, a flexible wiring board requiring high heat resistance, a heat-resistant insulating tape, a wire enamel, a semiconductor protective coating, a liquid crystal alignment film, an organic EL substrate, an organic EL transparent electrode substrate, Manufactures organic EL lighting films, organic EL TFT substrates, transparent electrode substrates for solar cells, transparent electrode substrates for electronic paper, various gas barrier film substrates, touch panel films, front films for flexible displays, back films for flexible displays, etc. It is particularly useful as a raw material for the purpose.
Claims (13)
で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有してなり、且つ、キャスト溶媒に溶解するものであることを特徴とするポリイミド。 The following general formula (1):
The polyimide characterized by containing 50 mol% or more of the repeating unit represented by the above, and being soluble in the casting solvent.
で表されるテトラカルボン酸二無水物と、下記一般式(301)〜(311):
で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有するポリアミド酸を得る工程と、
前記重合溶媒中において前記ポリアミド酸を縮合剤及び反応促進剤を用いて化学イミド化することにより、前記重合溶媒中に下記一般式(1):
で表される繰り返し単位を全繰り返し単位に対して50モル%以上含有するポリイミドを析出させて、該ポリイミドを得る工程と、
を含むことを特徴とするポリイミドの製造方法。 In the presence of a polymerization solvent, the following general formula (2):
And the following general formulas (301) to (311):
A step of obtaining a polyamic acid containing 50 mol% or more of the repeating units represented by
In the polymerization solvent, the polyamic acid is chemically imidized using a condensing agent and a reaction accelerator, whereby the following general formula (1):
A step of precipitating polyimide containing 50 mol% or more of the repeating units represented by the following formula to obtain the polyimide;
The manufacturing method of the polyimide characterized by including.
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