JP2016216695A - Method of producing porous film - Google Patents

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司 菅原
Tsukasa Sugawara
司 菅原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a porous film enabling resin fine particles to be removed well from a film containing the resin fine particles by thermal decomposition or sublimation with heating.SOLUTION: The method of producing a porous film is provided which comprises a step (1) of laminating a layer (X) comprising (A1) organic fine particles and a layer (Y) comprising (A2) inorganic fine particles to form a laminated film (Z), a step (2) of removing the (A1) the organic fine particles and the (A2) inorganic fine particles from the laminated film (Z), the (A1) organic fine particles being removed by thermal decomposition or sublimation with heating in the step (2). In the method of producing a porous film, a matrix of the layer (X) contains a material which is thermally decomposed or sublimated at lower temperature than matrix of the layer (Y), and the (A1) organic fine particles composed of the material which is thermally decomposed or sublimated at lower temperature than the matrix of the layer (Y) is used.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、多孔質膜の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a porous membrane.

従来から、種々の多孔質膜がフィルター等の用途で使用されている。また、近年、多孔質膜は、リチウム電池等の二次電池用のセパレータ用途への応用も進んでいる。   Conventionally, various porous membranes have been used for applications such as filters. In recent years, the porous membrane has also been applied to separator applications for secondary batteries such as lithium batteries.

例えば、セパレータ用途に使用されるポリイミドの多孔質膜の製造方法として、ポリアミック酸やポリイミドの溶液中にシリカ粒子を分散させたワニスを基板上に塗布した後、必要に応じて塗布膜を加熱してシリカ粒子を含むポリイミド膜を得、次いで、フッ化水素酸にポリイミド膜中のシリカを溶解させる方法が知られている(特許文献1)。   For example, as a method for producing a porous film of polyimide used for a separator, a varnish in which silica particles are dispersed in a solution of polyamic acid or polyimide is coated on a substrate, and then the coated film is heated as necessary. There is known a method of obtaining a polyimide film containing silica particles and then dissolving silica in the polyimide film in hydrofluoric acid (Patent Document 1).

特開2012−107144号公報JP 2012-107144 A

しかし、フッ化水素酸は腐食性が高く取り扱いが難しいことや、環境面でもその使用に問題があることから、多孔質膜製造時のフッ化水素酸の使用量の低減が望まれている。フッ化水素酸の使用量を低減する方法としては、多孔質膜の製造に使用されるシリカ等の無機粒子の少なくとも一部を、熱分解性の有機微粒子に置き換える方法等が挙げられる。   However, hydrofluoric acid is corrosive and difficult to handle, and its use is problematic in terms of the environment. Therefore, it is desired to reduce the amount of hydrofluoric acid used in the production of the porous membrane. Examples of the method for reducing the amount of hydrofluoric acid used include a method in which at least a part of inorganic particles such as silica used for the production of the porous membrane is replaced with thermally decomposable organic fine particles.

しかし、本発明者の検討によれば、ポリイミド樹脂等の耐熱性の高い樹脂や、耐熱性の樹脂の前駆体からなる膜中に熱分解性の有機微粒子を分散させた後に、有機微粒子を含む熱を加熱する場合、有機微粒子の一部しか膜中から除去させることができず、所望する多孔度を有する多孔質膜が得られないことが判明した。   However, according to the study of the present inventor, organic fine particles are contained after thermally decomposable organic fine particles are dispersed in a film made of a resin having high heat resistance such as polyimide resin or a precursor of a heat resistant resin. When heating the heat, only a part of the organic fine particles can be removed from the film, and it has been found that a porous film having a desired porosity cannot be obtained.

本発明は上記の課題に鑑みなされたものであって、樹脂微粒子を含む膜中から、加熱による熱分解又は昇華によって樹脂微粒子を良好に除去することができる、多孔質膜の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a method for producing a porous film that can favorably remove resin fine particles from a film containing resin fine particles by thermal decomposition by heating or sublimation. For the purpose.

本発明者らは、(1)(A1)有機微粒子を含む層(X)と、(A2)無機微粒子を含む層(Y)とを積層し、積層膜(Z)を形成する工程と、(2)積層膜(Z)から(A1)有機微粒子と、(A2)無機微粒子とを除去する工程とを含み、工程(2)において、(A1)有機微粒子を、熱分解又は昇華により除去する方法において、層(X)のマトリックスに、層(Y)のマトリックスよりも低温で熱分解又は昇華する材料を含有させ、層(Y)のマトリックスよりも低温で熱分解又は昇華する材料からなる(A1)有機微粒子を用いることによって上記の課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。   The present inventors (1) (A1) laminating a layer (X) containing organic fine particles and (A2) a layer (Y) containing inorganic fine particles to form a laminated film (Z); 2) A method of removing (A1) organic fine particles and (A2) inorganic fine particles from the laminated film (Z), and (A1) removing organic fine particles by thermal decomposition or sublimation in step (2). The material of the layer (X) contains a material that thermally decomposes or sublimes at a lower temperature than the matrix of the layer (Y), and is made of a material that decomposes or sublimes at a lower temperature than the matrix of the layer (Y) (A1). ) It has been found that the above problems can be solved by using organic fine particles, and the present invention has been completed.

本発明は、多孔質膜の製造方法であって、
(1)(A1)有機微粒子を含む層(X)と、(A2)無機微粒子を含む層(Y)とを積層し、積層膜(Z)を形成する工程、
(2)積層膜(Z)から(A1)有機微粒子と、(A2)無機微粒子とを除去する工程とを含み、
前記工程(2)において、(A1)有機微粒子は、熱分解又は昇華により除去され、
前記層(X)のマトリックスが、前記層(Y)のマトリックスよりも低温で熱分解又は昇華する材料を含み、
(A1)有機微粒子が、層(Y)のマトリックスよりも低温で熱分解又は昇華する、方法に関する。
The present invention is a method for producing a porous membrane,
(1) (A1) laminating a layer (X) containing organic fine particles and (A2) a layer (Y) containing inorganic fine particles to form a laminated film (Z);
(2) a step of removing (A1) organic fine particles and (A2) inorganic fine particles from the laminated film (Z),
In the step (2), (A1) the organic fine particles are removed by thermal decomposition or sublimation,
The matrix of the layer (X) comprises a material that pyrolyzes or sublimes at a lower temperature than the matrix of the layer (Y);
(A1) The present invention relates to a method in which organic fine particles are thermally decomposed or sublimated at a lower temperature than the matrix of the layer (Y).

本発明によれば、樹脂微粒子を含む膜中から、加熱による熱分解又は昇華によって樹脂微粒子を良好に除去することができる、多孔質膜の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the porous membrane which can remove resin fine particle favorably by thermal decomposition by heating or sublimation from the film | membrane containing resin fine particle can be provided.

本発明の好ましい実施形態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically preferable embodiment of this invention. 実施例1で得られた多孔質膜の表面の電子顕微鏡観察画像を示す図である。2 is a diagram showing an electron microscope observation image of the surface of a porous film obtained in Example 1. FIG. 実施例2で得られた多孔質膜の表面の電子顕微鏡観察画像を示す図である。FIG. 4 is an electron microscope observation image of the surface of the porous film obtained in Example 2. 比較例1で得られた熱処理された膜の表面の電子顕微鏡観察画像を示す図である。It is a figure which shows the electron microscope observation image of the surface of the heat-processed film | membrane obtained in the comparative example 1. FIG. 比較例2で得られた熱処理された膜の表面の電子顕微鏡観察画像を示す図である。It is a figure which shows the electron microscope observation image of the surface of the heat-processed film | membrane obtained in the comparative example 2. FIG.

本発明に係る多孔質膜の製造方法は、以下の工程(1)及び工程(2)を含む。
(1)(A1)有機微粒子を含む層(X)と、(A2)無機微粒子を含む層(Y)とを積層し、積層膜(Z)を形成する工程。
(2)積層膜(Z)から(A1)有機微粒子と、(A2)無機微粒子とを除去する工程。
The method for producing a porous membrane according to the present invention includes the following steps (1) and (2).
(1) A step of laminating a layer (X) containing (A1) organic fine particles and a layer (Y) containing (A2) inorganic fine particles to form a laminated film (Z).
(2) A step of removing (A1) organic fine particles and (A2) inorganic fine particles from the laminated film (Z).

工程(2)では、(A1)有機微粒子は、熱分解又は昇華により除去される。また、層(X)のマトリックスは、層(Y)のマトリックスよりも低温で熱分解又は昇華する材料を含む。(A1)有機微粒子は、層(Y)のマトリックスよりも低温で熱分解又は昇華する材料を含む。   In step (2), (A1) organic fine particles are removed by thermal decomposition or sublimation. Further, the matrix of the layer (X) includes a material that is thermally decomposed or sublimated at a lower temperature than the matrix of the layer (Y). (A1) The organic fine particles include a material that is thermally decomposed or sublimated at a lower temperature than the matrix of the layer (Y).

なお、層(Y)のマトリックスが複数の材料を含む場合、層(Y)のマトリックスよりも低温で熱分解又は昇華されるとの要件について、層(Y)のマトリックスに含まれる材料のうち、最も高い熱分解温度又は昇華温度を有する材料の熱分解温度又は昇華温度を基準とする。   In addition, when the matrix of the layer (Y) includes a plurality of materials, regarding the requirement that pyrolysis or sublimation at a lower temperature than the matrix of the layer (Y), among the materials included in the matrix of the layer (Y), Based on the pyrolysis temperature or sublimation temperature of the material having the highest pyrolysis temperature or sublimation temperature.

例えば、ポリイミド系樹脂のような耐熱性の高いマトリックス材料と、マトリックス材料中に分散する(A1)有機微粒子とからなる層を、(A1)有機微粒子の熱分解又は昇華温度以上に加熱する場合、(A1)有機微粒子を層中から良好に除きにくい。
これは、(A1)有機樹脂微粒子の周囲を覆う耐熱性のマトリックス材料が、分解物又は昇華物が層から抜けることを阻害するためと思われる。
For example, when a layer composed of a matrix material having high heat resistance such as a polyimide resin and (A1) organic fine particles dispersed in the matrix material is heated to (A1) above the thermal decomposition or sublimation temperature of the organic fine particles, (A1) It is difficult to remove organic fine particles from the layer.
This is presumably because (A1) the heat-resistant matrix material covering the periphery of the organic resin fine particles inhibits the decomposition product or the sublimation product from falling out of the layer.

しかし、本発明の方法では、層(X)のマトリックスが、層(Y)のマトリックスよりも低温で熱分解又は昇華する材料を含む。このため、(A1)有機微粒子を加熱により層(X)から除去する際に、層(X)のマトリックスの少なくとも一部も熱分解又は昇華する。そうすると、マトリックスの分解又は昇華によって、層(X)中に、(A1)有機微粒子の分解物又は昇華物が流通可能な微細な流路が形成される。
本発明の方法では、層(X)中に上記の微細な流路が形成されることで、層(X)から、有機微粒子の熱分解物や昇華物が良好に除去される。
However, in the method of the present invention, the matrix of layer (X) comprises a material that pyrolyzes or sublimes at a lower temperature than the matrix of layer (Y). For this reason, when (A1) organic fine particles are removed from the layer (X) by heating, at least a part of the matrix of the layer (X) is also thermally decomposed or sublimated. Then, by the decomposition or sublimation of the matrix, a fine channel through which the decomposition product or sublimation product of (A1) organic fine particles can flow is formed in the layer (X).
In the method of the present invention, the above-mentioned fine flow path is formed in the layer (X), so that the thermal decomposition product and sublimation product of the organic fine particles can be removed well from the layer (X).

以下、工程(1)及び工程(2)について順に説明する。   Hereinafter, step (1) and step (2) will be described in order.

≪工程(1)≫
前述の通り、工程(1)では、(A1)有機微粒子を含む層(X)と、(A2)無機微粒子を含む層(Y)とを積層し、積層膜(Z)を形成する。
層(X)は、通常、(A1)有機微粒子と、マトリックス材料と、マトリックス材料を溶解させる溶媒とを含むワニスを基板上に塗布して形成される。
また、層(Y)は、通常、(A2)無機微粒子と、マトリックス材料と、マトリックス材料を溶解させる溶媒とを含むワニスを層(X)上に塗布して形成される。
以下、層(X)と、層(Y)とについて、順に説明する。
≪Process (1) ≫
As described above, in step (1), (A1) layer (X) containing organic fine particles and (A2) layer (Y) containing inorganic fine particles are laminated to form a laminated film (Z).
The layer (X) is usually formed by applying a varnish containing (A1) organic fine particles, a matrix material, and a solvent for dissolving the matrix material on the substrate.
The layer (Y) is usually formed by applying a varnish containing (A2) inorganic fine particles, a matrix material, and a solvent for dissolving the matrix material on the layer (X).
Hereinafter, the layer (X) and the layer (Y) will be described in order.

[層(X)]
以下、層(X)を形成するためのワニスに含まれる、(A1)有機微粒子、マトリックス材料、及びマトリックス材料を溶解させる溶媒等の必須成分と、分散剤等の任意成分とについて説明する。また、層(X)の形成方法について説明する。
[Layer (X)]
Hereinafter, essential components such as (A1) organic fine particles, a matrix material, and a solvent for dissolving the matrix material, and optional components such as a dispersant, which are included in the varnish for forming the layer (X) will be described. In addition, a method for forming the layer (X) will be described.

<(A1)有機微粒子>
(A1)有機微粒子の材質は、層(X)を形成するためのワニスに含まれる溶媒に溶解せず、加熱された場合に層(X)のマトリックスと相溶化しない材料であれば特に限定されない。
(A1)有機微粒子の材質としては、高分子量オレフィン系ポリマー(ポリプロピレン,ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリテトラフルオロエチレン等)、ポリスチレン等の芳香族ビニルポリマー、アクリル系樹脂(メタクリル酸メチル、メタクリル酸イソブチル、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等)、エポキシ樹脂、セルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリエステル、ポリエーテル等の有機高分子が挙げられる。これらの有機高分子は、共重合体であってもよい。また異なる材質の(A1)有機微粒子を組み合わせて用いてもよい。
<(A1) Organic fine particles>
(A1) The material of the organic fine particles is not particularly limited as long as it is a material that does not dissolve in the solvent contained in the varnish for forming the layer (X) and does not become compatible with the matrix of the layer (X) when heated. .
(A1) Organic fine particles are made of high molecular weight olefin polymers (polypropylene, polyethylene, polybutadiene, polyisoprene, polytetrafluoroethylene, etc.), aromatic vinyl polymers such as polystyrene, acrylic resins (methyl methacrylate, methacrylic acid). Organic polymers such as isobutyl, polymethyl methacrylate (PMMA), epoxy resin, cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyester, and polyether. These organic polymers may be copolymers. Further, (A1) organic fine particles of different materials may be used in combination.

(A1)樹脂微粒子の材質は、上記の具体例に限定されず、例えば、通常の線状ポリマーや公知の解重合性ポリマーから、目的に応じて選択できる。
通常の線状ポリマーは、熱分解時にポリマーの分子鎖がランダムに切断されるポリマーである。解重合性ポリマーは、熱分解時にポリマーが単量体に分解するポリマーである。いずれも、加熱時に、単量体、低分子量体、あるいは、COまで分解されることによって、層(X)から除去可能である。
(A1) The material of the resin fine particles is not limited to the above specific example, and can be selected from, for example, a normal linear polymer or a known depolymerizable polymer according to the purpose.
A normal linear polymer is a polymer in which molecular chains of the polymer are randomly cut during thermal decomposition. The depolymerizable polymer is a polymer that decomposes into a monomer upon thermal decomposition. Any of them can be removed from the layer (X) by being decomposed into monomers, low molecular weight substances, or CO 2 upon heating.

(A1)樹脂微粒子の熱分解温度又は昇華温度は、400℃以下であるのが好ましく、200〜320℃であることがより好ましく、230〜260℃であることがさらに好ましい。熱分解温度又は昇華温度が200〜320℃である場合、層(Y)のマトリックスに加わる熱によるダメージを抑えつつ、(A1)樹脂微粒子が層(X)から良好に除去されやすい。   (A1) The thermal decomposition temperature or sublimation temperature of the resin fine particles is preferably 400 ° C. or lower, more preferably 200 to 320 ° C., and further preferably 230 to 260 ° C. When the thermal decomposition temperature or sublimation temperature is 200 to 320 ° C., (A1) the resin fine particles are easily removed from the layer (X) while suppressing damage due to heat applied to the matrix of the layer (Y).

上記の解重合性ポリマーのうち、熱分解温度の低いメタクリル酸メチル若しくはメタクリル酸イソブチルの単独(ポリメチルメタクリレート若しくはポリイソブチルメタクリレート)、あるいはこれを主成分とする共重合ポリマーを用いるのが、加熱により(A1)樹脂微粒子を層(X)から除去しやすい点で好ましい。   Among the above depolymerizable polymers, methyl methacrylate having a low thermal decomposition temperature or isobutyl methacrylate alone (polymethyl methacrylate or polyisobutyl methacrylate) or a copolymer having a main component thereof is used by heating. (A1) It is preferable in that the resin fine particles can be easily removed from the layer (X).

また、(A1)樹脂微粒子の材質としては、ポリオキシアルキレン樹脂も好ましい。ポリオキシアルキレン樹脂は加熱により、低分子量の炭化水素、エーテル等に容易に分解されるため。ポリオキシアルキレン樹脂を含む(A1)樹脂微粒子は、加熱により、容易に層(X)から除去される。   Moreover, as a material of (A1) resin fine particles, a polyoxyalkylene resin is also preferable. Polyoxyalkylene resins are easily decomposed into low molecular weight hydrocarbons, ethers, etc. by heating. The resin fine particles (A1) containing the polyoxyalkylene resin are easily removed from the layer (X) by heating.

ポリオキシアルキレン樹脂としては特に限定されない。加熱により(A1)樹脂微粒子が分解されやすいことから、ポリオキシアルキレン樹脂は、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレン又はポリオキシテトラメチレンを含有するのが好ましい。これらのなかでも、ポリオキシプロピレンがより好適である。
特に熱分解が容易であることから、ポリオキシアルキレン樹脂は、5重量%以上のポリオキシプロピレンを含むのが好ましい。
The polyoxyalkylene resin is not particularly limited. The polyoxyalkylene resin preferably contains polyoxypropylene, polyoxyethylene, or polyoxytetramethylene because (A1) resin fine particles are easily decomposed by heating. Among these, polyoxypropylene is more preferable.
In particular, the polyoxyalkylene resin preferably contains 5% by weight or more of polyoxypropylene because thermal decomposition is easy.

ポリオキシアルキレン樹脂としては、例えば、MSポリマー(登録商標)S−203、S−303、及びS−903(株式会社カネカ社製);サイリル(登録商標)SAT−200、MA−403、及びMA−447(株式会社カネカ社製);エピオン(登録商標)EP103S、EP303S、及びEP505S(株式会社カネカ社製);エクセスター(登録商標)ESS−2410、ESS−2420、及びESS−3630(旭硝子株式会社製)等の市販の樹脂を用いることができる。   Examples of the polyoxyalkylene resin include MS polymer (registered trademark) S-203, S-303, and S-903 (manufactured by Kaneka Corporation); Silyl (registered trademark) SAT-200, MA-403, and MA -447 (manufactured by Kaneka Co., Ltd.); Epion (registered trademark) EP103S, EP303S, and EP505S (manufactured by Kaneka Corporation); Commercially available resins such as those manufactured by the company can be used.

(A1)樹脂微粒子の材質は、ポリオキシアルキレン樹脂とともに上記のアクリル系樹脂を含んでいてもよい。アクリル系樹脂としては、例えば、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート等の単量体の単独重合体又は共重合体が挙げられる。   (A1) The material of the resin fine particles may contain the above acrylic resin together with the polyoxyalkylene resin. Examples of acrylic resins include homopolymers of monomers such as ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, and isobutyl methacrylate. A copolymer is mentioned.

(A1)樹脂微粒子の材質であるアクリル系樹脂やポリオキシアルキレン樹脂は、架橋性モノマーによって架橋を導入されたものであってもよい。(A1)樹脂微粒子が、架橋を導入された材料からなる場合、(A1)樹脂微粒子と、層(X)及び層(Y)に含まれる種々の材料との相溶化や、(A1)樹脂微粒子の溶剤による膨潤を抑制しやすい。
架橋性モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等のアクリル系多官能性モノマーやジビニルベンゼン等が挙げられる。
(A1) The acrylic resin or polyoxyalkylene resin, which is a material of the resin fine particles, may be one in which crosslinking is introduced by a crosslinkable monomer. When (A1) resin fine particles are made of a material into which cross-linking is introduced, (A1) compatibilization of resin fine particles with various materials contained in layers (X) and (Y), or (A1) resin fine particles It is easy to suppress swelling due to the solvent.
Examples of the crosslinkable monomer include acrylic polyfunctional monomers such as trimethylolpropane tri (meth) acrylate and divinylbenzene.

(A1)樹脂微粒子は、加熱による熱分解を促進させるために分解促進剤を含んでいてもよい。分解促進剤は、特に限定されず、従来から樹脂の熱分解の促進に使用されている種々の添加剤を使用できる。分解促進剤の具体例としては、例えば、ベンゾイルパーオキシド、及びラウロイルパーオキシド等の過酸化物;2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2−カルバモイルアゾホルムアミド、及び1,1’−アゾビスシクロヘキサン−1−カルボニトリル等のアゾ化合物等が挙げられる。   (A1) The resin fine particles may contain a decomposition accelerator in order to promote thermal decomposition by heating. The decomposition accelerator is not particularly limited, and various additives conventionally used for promoting thermal decomposition of resins can be used. Specific examples of the decomposition accelerator include peroxides such as benzoyl peroxide and lauroyl peroxide; 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2-carbamoylazoformamide, and 1,1′-azo. Examples include azo compounds such as biscyclohexane-1-carbonitrile.

(A1)樹脂微粒子の数平均分子量は特に限定されない。数平均分子量の下限は300が好ましい。数平均分子量の上限は、100万が好ましい。   (A1) The number average molecular weight of the resin fine particles is not particularly limited. The lower limit of the number average molecular weight is preferably 300. The upper limit of the number average molecular weight is preferably 1,000,000.

(A1)樹脂微粒子の形状は特に限定されないが、球状の微粒子であることが好ましく、真球率が高いものがより好ましい。
(A1)樹脂微粒子の粒径(平均直径)は、特に限定されない。例えば、平均直径は、10〜2000nmが好ましく、50〜1500nmがより好ましく、100〜1000nmがより好ましい。
なお、(A1)樹脂微粒子の平均直径と、後述する層(Y)に含まれる(A2)無機微粒子の平均直径とは、同じであっても、互いに異なっていてもよく、得られる多孔質膜の強度若しくは孔の均一性等、又は各粒子の粒径分布指数等を考慮して適宜変更すればよい。
(A1) The shape of the resin fine particles is not particularly limited, but spherical fine particles are preferable, and those having a high true sphericity are more preferable.
(A1) The particle diameter (average diameter) of the resin fine particles is not particularly limited. For example, the average diameter is preferably 10 to 2000 nm, more preferably 50 to 1500 nm, and more preferably 100 to 1000 nm.
The average diameter of (A1) resin fine particles and the average diameter of (A2) inorganic fine particles contained in the layer (Y) described later may be the same or different from each other, and the resulting porous membrane It may be changed as appropriate in consideration of the strength or uniformity of the pores, the particle size distribution index of each particle, or the like.

また、(A1)樹脂微粒子の粒径分布指数(d25/d75)は、多孔質膜の使用用途に応じて適宜変更すればよく、例えば、1〜6が好ましく、1〜3がより好ましい。なお、d25、d75は、粒度分布の累積度数がそれぞれ25%、75%の粒子径の値であり、本明細書においては、d25が粒径の大きい方となる。   The particle size distribution index (d25 / d75) of the resin fine particles (A1) may be appropriately changed according to the use application of the porous membrane, and is preferably 1 to 6, for example, and more preferably 1 to 3. In addition, d25 and d75 are values of particle diameters in which the cumulative frequency of the particle size distribution is 25% and 75%, respectively, and in this specification, d25 is the larger particle diameter.

なお、(A1)樹脂微粒子の粒径分布指数と、後述する層(Y)に含まれる(A2)無機微粒子の粒径分布指数とは、同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
(A1)樹脂微粒子と、後述する層(Y)に含まれる(A2)無機微粒子の平均孔径がそれぞれ同等である場合、粒径分布指数の異なるものを用いることで、粒径分布指数の同じものを用いた場合に比べて孔の比表面積を増加させることができる。
The particle size distribution index of (A1) resin fine particles and the particle size distribution index of (A2) inorganic fine particles contained in the layer (Y) described later may be the same or different from each other. .
When the average pore diameter of (A1) resin fine particles and (A2) inorganic fine particles contained in the layer (Y) to be described later is the same, by using particles having different particle size distribution indexes, the same particle size distribution index The specific surface area of the pores can be increased as compared with the case where is used.

層(X)の体積における、(A1)樹脂微粒子の比率は特に限定されないが、体積比として40〜95%が好ましく、50〜90%がより好ましく、55〜85%がさらに好ましく、65〜81%であるのが特に好ましい。層(X)が、かかる比率で(A1)樹脂微粒子を含む場合、得られる多孔質膜の層(X)の部分に相当する空孔率が十分なものとなる。また、層(X)中に(A1)樹脂微粒子を凝集させることなく均一に分散させやすい。   The ratio of the (A1) resin fine particles in the volume of the layer (X) is not particularly limited, but the volume ratio is preferably 40 to 95%, more preferably 50 to 90%, further preferably 55 to 85%, and 65 to 81. % Is particularly preferred. When the layer (X) contains (A1) resin fine particles at such a ratio, the porosity corresponding to the layer (X) portion of the resulting porous membrane is sufficient. Further, it is easy to uniformly disperse the resin fine particles (A1) in the layer (X) without aggregating them.

<マトリックス材料>
層(X)を形成するためのワニスに含まれるマトリックス材料としては、後述する溶媒に可溶な材料が選択される。また、マトリックス材料は、層(Y)のマトリックスよりも低温で熱分解又は昇華する材料を含む。
以下、層(Y)のマトリックスよりも低温で熱分解又は昇華する材料を「低耐熱材料」とも記す。
<Matrix material>
As a matrix material contained in the varnish for forming the layer (X), a material soluble in a solvent described later is selected. The matrix material also includes a material that is pyrolyzed or sublimated at a lower temperature than the matrix of the layer (Y).
Hereinafter, a material that thermally decomposes or sublimes at a lower temperature than the matrix of the layer (Y) is also referred to as a “low heat resistant material”.

低耐熱材料としては、例えば、(A1)有機微粒子の材質として挙げられた有機高分子が挙げられる。なお、低耐熱材料としては、(A1)有機微粒子の材料と非相溶な材料が選択される。層(X)を加熱する際に、(A1)有機微粒子と、層(X)のマトリックスとを相溶化させないためである。   Examples of the low heat-resistant material include (A1) organic polymers listed as materials for organic fine particles. As the low heat resistant material, (A1) a material incompatible with the organic fine particle material is selected. This is because (A1) the organic fine particles and the matrix of the layer (X) are not made compatible when the layer (X) is heated.

例えば、(A1)有機微粒子の材質と、低耐熱材料層との好適な組み合わせとしては、セルロースと、アクリル系樹脂との組み合わせ、セルロースと芳香族ビニルモノマー及びオレフィンの共重合体(例えばスチレン・ブタジエン共重合体)との組み合わせ等が挙げられる。この場合、アクリル系樹脂としては、層(X)や層(Y)に含まれる他の材料との相溶性が低く、溶媒により膨潤し難いことから、架橋型のアクリル系樹脂が好ましい。   For example, (A1) As a suitable combination of the material of the organic fine particles and the low heat-resistant material layer, a combination of cellulose and an acrylic resin, a copolymer of cellulose, an aromatic vinyl monomer, and an olefin (for example, styrene / butadiene) And a combination thereof. In this case, the acrylic resin is preferably a cross-linked acrylic resin because it has low compatibility with other materials contained in the layer (X) and the layer (Y) and is difficult to swell with a solvent.

層(X)に含まれるマトリックス材料の熱分解温度又は昇華温度は、400℃以下であるのが好ましく、200〜320℃であることがより好ましく、230〜260℃であることがさらに好ましい。熱分解温度又は昇華温度が200〜320℃である場合、層(Y)のマトリックスに加わる熱によるダメージを抑えつつ、層(X)からマトリックス材料を除去できる。
なお、マトリックス材料が複数の材料を含む場合、マトリックス材料の熱分解温度又は昇華温度とは、複数の材料の熱分解温度又は昇華温度のうちもっとも低い温度である。
The thermal decomposition temperature or sublimation temperature of the matrix material contained in the layer (X) is preferably 400 ° C. or lower, more preferably 200 to 320 ° C., and further preferably 230 to 260 ° C. When the thermal decomposition temperature or sublimation temperature is 200 to 320 ° C., the matrix material can be removed from the layer (X) while suppressing damage due to heat applied to the layer (Y) matrix.
When the matrix material includes a plurality of materials, the thermal decomposition temperature or sublimation temperature of the matrix material is the lowest temperature among the thermal decomposition temperatures or sublimation temperatures of the plurality of materials.

マトリックス材料は、上記の比較的低温で分解又は昇華される樹脂とともに、層(Y)のマトリックスの熱分解温度又は昇華温度以上の温度で熱分解又は昇華する、高温でも熱分解や昇華され難い材料を含んでいてもよい。
以下、層(Y)のマトリックスの熱分解温度又は昇華温度以上の温度で熱分解又は昇華する材料を「高耐熱材料」とも記す。
高耐熱材料の例としては、後述する層(Y)に含まれるマトリックス材料が挙げられる。
The matrix material is a material that is thermally decomposed or sublimated at a temperature equal to or higher than the thermal decomposition temperature or sublimation temperature of the matrix of the layer (Y) together with the resin that is decomposed or sublimated at a relatively low temperature, and that is not easily decomposed or sublimated even at a high temperature. May be included.
Hereinafter, a material that undergoes thermal decomposition or sublimation at a temperature equal to or higher than the thermal decomposition temperature or sublimation temperature of the matrix of the layer (Y) is also referred to as “high heat resistant material”.
As an example of the high heat resistance material, a matrix material included in a layer (Y) described later can be given.

層(X)に含まれるマトリックス材料が、低耐熱材料と、層(Y)のマトリックスの熱分解温度又は昇華温度以上の温度で熱分解又は昇華する材料とを含む場合、(A1)樹脂微粒子と、低耐熱材料とを、加熱により層(Y)から除去することで、層(Y)に由来し、且つ高耐熱材料からなる層が形成される。   When the matrix material included in the layer (X) includes a low heat resistant material and a material that thermally decomposes or sublimes at a temperature equal to or higher than the thermal decomposition temperature or sublimation temperature of the matrix of the layer (Y), (A1) resin fine particles; By removing the low heat resistant material from the layer (Y) by heating, a layer derived from the layer (Y) and made of the high heat resistant material is formed.

<溶媒>
層(X)を形成するためのワニスに含まれる溶媒は、(A1)有機微粒子を溶解させず、マトリックス材料を溶解させるものであれば特に限定されない。溶媒は、(A1)有機微粒子の材質や、マトリックス材料の種類に応じて適宜選択される。
溶媒としては、通常、有機溶媒が使用される。マトリックス材料が水溶性の材料である場合、溶媒としては、水や、有機溶媒の水溶液を用いることもできる。
<Solvent>
The solvent contained in the varnish for forming the layer (X) is not particularly limited as long as (A1) the organic fine particles are not dissolved and the matrix material is dissolved. The solvent is appropriately selected according to the material of (A1) organic fine particles and the type of matrix material.
As the solvent, an organic solvent is usually used. When the matrix material is a water-soluble material, water or an aqueous solution of an organic solvent can be used as the solvent.

層(X)を形成するためのワニスに含まれる溶媒の好適な例としては、極性溶媒や水溶性溶媒が挙げられ、メチルアルコール、エチルアルコール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、1,1−ジメチルエタノール、2,2−ジメチル−1−プロパノール、テトラヒドロフルフリルアルコール等のアルコール類;エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール等のグリコール類等の有機溶剤が挙げられ、アルコール類が好ましい。これらの有機溶剤が水溶性である場合、有機溶剤を水溶液として用いてもよい。
ワニスの固形分濃度は、3〜50質量%が好ましく、より好ましくは5〜40質量%である。
Preferable examples of the solvent contained in the varnish for forming the layer (X) include polar solvents and water-soluble solvents, such as methyl alcohol, ethyl alcohol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2 -Butanol, 2-methyl-1-propanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 1,1-dimethylethanol, 2,2-dimethyl-1-propanol, tetrahydrofurfuryl Alcohols such as alcohol; organic solvents such as glycols such as ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, and diethylene glycol are exemplified, and alcohols are preferable. When these organic solvents are water-soluble, the organic solvent may be used as an aqueous solution.
3-50 mass% is preferable and, as for the solid content density | concentration of a varnish, More preferably, it is 5-40 mass%.

<分散剤>
層(X)を形成するためのワニスは、(A1)樹脂微粒子を良好に分散させるために分散剤を含んでいてもよい。分散剤は、特に限定されることなく、公知のものを使用することができる。例えば、やし脂肪酸塩、ヒマシ硫酸化油塩、ラウリルサルフェート塩、ポリオキシアルキレンアリルフェニルエーテルサルフェート塩、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホサクシネート塩、イソプロピルホスフェート、ポリオキシエチレンアルキルエーテルホスフェート塩、ポリオキシエチレンアリルフェニルエーテルホスフェート塩等のアニオン界面活性剤;オレイルアミン酢酸塩、ラウリルピリジニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロライド、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド等のカチオン界面活性剤;ヤシアルキルジメチルアミンオキサイド、脂肪酸アミドプロピルジメチルアミンオキサイド、アルキルポリアミノエチルグリシン塩酸塩、アミドベタイン型活性剤、アラニン型活性剤、ラウリルイミノジプロピオン酸等の両性界面活性剤;ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ポリオキシエチレンオレイルアミン、ポリオキシエチレンポリスチリルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンポリスチリルフェニルエーテル等、ポリオキシアルキレン一級アルキルエーテル又はポリオキシアルキレン二級アルキルエーテルのノニオン界面活性剤、ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレン化ヒマシ油、ポリオキシエチレン化硬化ヒマシ油、ソルビタンラウリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンラウリン酸エステル、脂肪酸ジエタノールアミド等のその他のポリオキシアルキレン系のノニオン界面活性剤;オクチルステアレート、トリメチロールプロパントリデカノエート等の脂肪酸アルキルエステル;ポリオキシアルキレンブチルエーテル、ポリオキシアルキレンオレイルエーテル、トリメチロールプロパントリス(ポリオキシアルキレン)エーテル等のポリエーテルポリオールが挙げられるが、これらに限定されない。また、上記分散剤は、2種以上を混合して使用することもできる。
<Dispersant>
The varnish for forming the layer (X) may contain a dispersant in order to satisfactorily disperse the (A1) resin fine particles. A well-known thing can be used for a dispersing agent, without being specifically limited. For example, palm fatty acid salt, castor sulfate oil salt, lauryl sulfate salt, polyoxyalkylene allyl phenyl ether sulfate salt, alkylbenzene sulfonic acid, alkylbenzene sulfonate, alkyl diphenyl ether disulfonate, alkylnaphthalene sulfonate, dialkyl sulfosuccinate Anionic surfactants such as nate salt, isopropyl phosphate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate salt, polyoxyethylene allyl phenyl ether phosphate salt; oleylamine acetate, lauryl pyridinium chloride, cetyl pyridinium chloride, lauryl trimethyl ammonium chloride, stearyl trimethyl ammonium chloride , Behenyltrimethylammonium chloride, didecyldimethyl Cationic surfactants such as ammonium chloride; amphoteric surfactants such as coconut alkyldimethylamine oxide, fatty acid amidopropyldimethylamine oxide, alkylpolyaminoethylglycine hydrochloride, amidobetaine type activator, alanine type activator, lauryliminodipropionic acid Agent: polyoxyethylene octyl ether, polyoxyethylene decyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene lauryl amine, polyoxyethylene oleylamine, polyoxyethylene polystyryl phenyl ether, polyoxyalkylene polystyryl phenyl ether, polyoxy Nonionic surfactant of alkylene primary alkyl ether or polyoxyalkylene secondary alkyl ether, polyoxyethylene dilaur , Polyoxyethylene laurate, polyoxyethylenated castor oil, polyoxyethylenated hydrogenated castor oil, sorbitan laurate, polyoxyethylene sorbitan laurate, fatty acid diethanolamide and other nonoxyalkylene nonions Surfactants; fatty acid alkyl esters such as octyl stearate and trimethylolpropane tridecanoate; and polyether polyols such as polyoxyalkylene butyl ether, polyoxyalkylene oleyl ether and trimethylolpropane tris (polyoxyalkylene) ether However, it is not limited to these. Moreover, the said dispersing agent can also be used in mixture of 2 or more types.

<その他の成分>
上記した成分のほかに、帯電防止、難燃性付与、低温焼成化、離型性付与、塗布性向上等を目的とし、帯電防止剤、難燃剤、化学イミド化剤、縮合剤、離型剤、表面調整剤等、適宜、公知の成分を、必要に応じてワニスに含有させることができる。
<Other ingredients>
In addition to the above-mentioned components, antistatic agents, flame retardants, chemical imidizing agents, condensing agents, release agents for the purpose of antistatic, imparting flame retardancy, low-temperature firing, imparting release properties, improving coatability, etc. A known component such as a surface conditioner can be appropriately added to the varnish as necessary.

<層(X)の形成方法>
層(X)は、例えば、ガラス基板等の基板上にそのまま、上記のワニスを塗布し、常圧又は真空下で0〜120℃(好ましくは0〜90℃)、より好ましくは常圧10〜100℃(さらに好ましくは10〜90℃)で塗布膜を乾燥して形成される。
層(X)の膜厚は例えば、0.1〜50μmが好ましく、0.5〜5μmが好ましい。
<Formation method of layer (X)>
The layer (X) is, for example, directly applied to a varnish on a substrate such as a glass substrate, and 0 to 120 ° C. (preferably 0 to 90 ° C.) under normal pressure or vacuum, more preferably 10 to 10 at normal pressure. It is formed by drying the coating film at 100 ° C. (more preferably 10 to 90 ° C.).
For example, the thickness of the layer (X) is preferably 0.1 to 50 μm, and more preferably 0.5 to 5 μm.

[層(Y)]
以下、層(Y)を形成するためのワニスに含まれる、(A2)無機微粒子、マトリックス材料、及びマトリックス材料を溶解させる溶媒等の必須成分と、分散剤等の任意成分とについて説明する。また、層(Y)の形成方法について説明する。
[Layer (Y)]
Hereinafter, the essential components such as (A2) inorganic fine particles, the matrix material, and the solvent for dissolving the matrix material, and the optional components such as the dispersant, which are contained in the varnish for forming the layer (Y) will be described. A method for forming the layer (Y) will be described.

<(A2)無機微粒子>
層(Y)から化学的処理や加熱等の方法により(A2)無機微粒子を除去可能であれば、(A2)無機微粒子の材質は特に限定されない。(A2)無機微粒子の材質としては、シリカ(二酸化珪素)、炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ(Al)等の金属酸化物が挙げられる。
好ましい(A2)無機微粒子として、炭酸カルシウム、コロイダルシリカ等のシリカ微粒子が挙げられる。
<(A2) Inorganic fine particles>
As long as (A2) inorganic fine particles can be removed from the layer (Y) by a method such as chemical treatment or heating, the material of the (A2) inorganic fine particles is not particularly limited. (A2) Examples of the material of the inorganic fine particles include metal oxides such as silica (silicon dioxide), calcium carbonate, titanium oxide, and alumina (Al 2 O 3 ).
Preferred (A2) inorganic fine particles include silica fine particles such as calcium carbonate and colloidal silica.

(A2)無機微粒子の形状は特に限定されず、球状粒子でも、板状粒子であってもよいが、球状粒子が好ましく、真球率が高いものがより好ましい。
(A2)無機微粒子の粒径(平均直径)は、特に限定されない。例えば、平均直径は、10〜2000nmが好ましく、100〜1500nmがより好ましく、200〜1200nmがより好ましい。
(A2) The shape of the inorganic fine particles is not particularly limited, and may be spherical particles or plate-like particles, but spherical particles are preferable, and those having a high true sphericity are more preferable.
(A2) The particle size (average diameter) of the inorganic fine particles is not particularly limited. For example, the average diameter is preferably 10 to 2000 nm, more preferably 100 to 1500 nm, and more preferably 200 to 1200 nm.

また、(A2)無機微粒子の粒径分布指数(d25/d75)は、1〜6が好ましく、1〜5がより好ましい。   Moreover, 1-6 are preferable and, as for the particle size distribution index (d25 / d75) of (A2) inorganic fine particle, 1-5 are more preferable.

層(Y)の体積における、(A2)無機微粒子の比率は特に限定されないが、体積比として40〜95%が好ましく、50〜90%がより好ましく、55〜85%がさらに好ましく、65〜81%であるのが特に好ましい。層(Y)が、かかる比率で(A2)無機微粒子を含む場合、得られる多孔質膜の層(Y)の部分に相当する空孔率が十分なものとなる。また、層(Y)中に(A2)無機微粒子を凝集させることなく均一に分散させやすい。   The ratio of the (A2) inorganic fine particles in the volume of the layer (Y) is not particularly limited, but the volume ratio is preferably 40 to 95%, more preferably 50 to 90%, still more preferably 55 to 85%, and 65 to 81. % Is particularly preferred. When the layer (Y) contains (A2) inorganic fine particles in such a ratio, the porosity corresponding to the layer (Y) portion of the resulting porous film is sufficient. Moreover, it is easy to disperse | distribute uniformly (A2) inorganic fine particles in a layer (Y), without aggregating.

<マトリックス材料>
層(Y)に含まれるマトリックス材料は、(A1)樹脂微粒子を加熱により層(X)から除去する際の加熱温度において熱分解又は昇華せず、層(Y)を形成するためのワニス中に可溶な材料であれば特に限定されない。
マトリックス材料は、高耐熱性の樹脂材料でもよく、加熱により高耐熱性の樹脂を生成させる熱硬化性樹脂の前駆体であってもよい。熱硬化性樹脂の前駆体は、高分子化合物であってもよく、低分子の単量体の混合物であってもよい。
<Matrix material>
The matrix material contained in the layer (Y) is (A1) in the varnish for forming the layer (Y) without thermal decomposition or sublimation at the heating temperature when the resin fine particles are removed from the layer (X) by heating. If it is a soluble material, it will not specifically limit.
The matrix material may be a highly heat-resistant resin material or a thermosetting resin precursor that generates a highly heat-resistant resin by heating. The precursor of the thermosetting resin may be a polymer compound or a mixture of low-molecular monomers.

層(Y)に含まれるマトリックス材料の好適な例としては、ポリイミド系樹脂、ポイリイミド系樹脂の前駆体であるポリアミド酸、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂の前駆体ポリマー、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂の前駆体ポリマー、芳香族ナイロン、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリアリールスルホン等が挙げられる。なお、ポリイミド系樹脂には、ポリイミド樹脂と、ポリアミドイミド樹脂とが含まれる。
これらのマトリックス材料の中では、ワニスの調製が容易である事や、得られる多孔質膜が機械的特性や熱的特性に優れることから、ポリアミド酸、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸が好ましい。
以下、層(Y)に含まれるマトリックス材料として好適な、ポリアミド酸、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸について説明する。
Suitable examples of the matrix material contained in the layer (Y) include polyimide resins, polyimide resins that are precursors of polyimide resins, polybenzoxazole resins, precursor polymers of polybenzoxazole resins, polybenzimidazole resins, Examples thereof include a precursor polymer of polybenzimidazole resin, aromatic nylon, polyvinylidene fluoride resin, and polyarylsulfone. The polyimide resin includes a polyimide resin and a polyamideimide resin.
Among these matrix materials, polyamic acid, polyimide resin, polyamideimide resin, and polyamideimide resin can be prepared because the varnish is easy to prepare and the resulting porous film is excellent in mechanical properties and thermal properties. Polyamic acid which is a precursor of is preferable.
Hereinafter, polyamic acid, which is a precursor of polyamic acid, polyimide resin, polyamidoimide resin, and polyamidoimide resin, which is suitable as a matrix material included in the layer (Y) will be described.

(ポリアミド酸)
ポリアミド酸は、任意のテトラカルボン酸二無水物とジアミンとを重合して得られるものが、特に限定されることなく使用できる。テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの使用量は特に限定されないが、テトラカルボン酸二無水物1モルに対して、ジアミンを0.50〜1.50モル用いるのが好ましく、0.60〜1.30モル用いるのがより好ましく、0.70〜1.20モル用いるのが特に好ましい。
(Polyamide acid)
As the polyamic acid, one obtained by polymerizing an arbitrary tetracarboxylic dianhydride and diamine can be used without any particular limitation. Although the usage-amount of tetracarboxylic dianhydride and diamine is not specifically limited, It is preferable to use 0.50-1.50 mol of diamine with respect to 1 mol of tetracarboxylic dianhydrides, and 0.60-1. It is more preferable to use 30 mol, and it is particularly preferable to use 0.70 to 1.20 mol.

テトラカルボン酸二無水物は、従来からポリアミド酸の合成原料として使用されているテトラカルボン酸二無水物から適宜選択することができる。テトラカルボン酸二無水物は、芳香族テトラカルボン酸二無水物であっても、脂肪族テトラカルボン酸二無水物であってもよいが、得られるポリイミド樹脂の耐熱性の点から、芳香族テトラカルボン酸二無水物を使用することが好ましい。テトラカルボン酸二無水物は、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   The tetracarboxylic dianhydride can be appropriately selected from tetracarboxylic dianhydrides conventionally used as raw materials for synthesizing polyamic acid. The tetracarboxylic dianhydride may be an aromatic tetracarboxylic dianhydride or an aliphatic tetracarboxylic dianhydride. From the viewpoint of the heat resistance of the resulting polyimide resin, the aromatic tetracarboxylic dianhydride may be used. Preference is given to using carboxylic dianhydrides. Tetracarboxylic dianhydride may be used in combination of two or more.

芳香族テトラカルボン酸二無水物の好適な具体例としては、ピロメリット酸二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2,6,6−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4−(p−フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物、4,4−(m−フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、9,9−ビス無水フタル酸フルオレン、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、エチレンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらの中では、価格、入手容易性等から、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物及びピロメリット酸二無水物が好ましい。また、これらのテトラカルボン酸二無水物は、単独あるいは二種以上混合して用いることもできる。   Preferable specific examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (2,3-dicarboxy). Phenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′- Biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2,6,6-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (2 , 3-Dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2- Bis (2,3-dicarboxy Enyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) Ether dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 4,4- (p-phenylenedioxy) diphthal Acid dianhydride, 4,4- (m-phenylenedioxy) diphthalic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic acid di Anhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride , 2, 3 6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride, 9,9-bisphthalic anhydride fluorene, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfone Tetracarboxylic dianhydride etc. are mentioned. Examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride include, for example, ethylene tetracarboxylic dianhydride, butane tetracarboxylic dianhydride, cyclopentane tetracarboxylic dianhydride, cyclohexane tetracarboxylic dianhydride, 1, 2, Examples include 4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and 1,2,3,4-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride. Among these, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and pyromellitic dianhydride are preferable from the viewpoint of price and availability. These tetracarboxylic dianhydrides can be used alone or in combination of two or more.

ジアミンは、従来からポリアミド酸の合成原料として使用されているジアミンから適宜選択することができる。このジアミンは、芳香族ジアミンであっても、脂肪族ジアミンであってもよいが、得られるポリイミド樹脂の耐熱性の点から、芳香族ジアミンが好ましい。これらのジアミンは、2種以上を組合せて用いてもよい。   The diamine can be appropriately selected from diamines conventionally used as a raw material for synthesizing polyamic acid. This diamine may be an aromatic diamine or an aliphatic diamine, but an aromatic diamine is preferred from the viewpoint of the heat resistance of the resulting polyimide resin. These diamines may be used in combination of two or more.

芳香族ジアミンとしては、フェニル基が1個あるいは2〜10個程度が結合したジアミノ化合物を挙げることができる。具体的には、フェニレンジアミン及びその誘導体、ジアミノビフェニル化合物及びその誘導体、ジアミノジフェニル化合物及びその誘導体、ジアミノトリフェニル化合物及びその誘導体、ジアミノナフタレン及びその誘導体、アミノフェニルアミノインダン及びその誘導体、ジアミノテトラフェニル化合物及びその誘導体、ジアミノヘキサフェニル化合物及びその誘導体、カルド型フルオレンジアミン誘導体である。   Examples of the aromatic diamine include diamino compounds in which one phenyl group or about 2 to 10 phenyl groups are bonded. Specifically, phenylenediamine and derivatives thereof, diaminobiphenyl compounds and derivatives thereof, diaminodiphenyl compounds and derivatives thereof, diaminotriphenyl compounds and derivatives thereof, diaminonaphthalene and derivatives thereof, aminophenylaminoindane and derivatives thereof, diaminotetraphenyl Compounds and derivatives thereof, diaminohexaphenyl compounds and derivatives thereof, and cardo-type fluorenediamine derivatives.

フェニレンジアミンはm−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン等であり、フェニレンジアミン誘導体としては、メチル基、エチル基等のアルキル基が結合したジアミン、例えば、2,4−ジアミノトルエン、2,4−トリフェニレンジアミン等である。   Phenylenediamine is m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, etc., and phenylenediamine derivatives include diamines to which alkyl groups such as methyl group and ethyl group are bonded, such as 2,4-diaminotoluene, 2,4-triphenylene. Diamines and the like.

ジアミノビフェニル化合物は、2つのアミノフェニル基がフェニル基同士で結合したものである。例えば、4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル等である。   The diaminobiphenyl compound is a compound in which two aminophenyl groups are bonded to each other. For example, 4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diamino-2,2'-bis (trifluoromethyl) biphenyl, and the like.

ジアミノジフェニル化合物は、2つのアミノフェニル基が他の基を介してフェニル基同士で結合したものである。結合はエーテル結合、スルホニル結合、チオエーテル結合、アルキレン又はその誘導体基による結合、イミノ結合、アゾ結合、ホスフィンオキシド結合、アミド結合、ウレイレン結合等である。アルキレン結合は炭素数が1〜6程度のものであり、その誘導体基はアルキレン基の水素原子の1以上がハロゲン原子等で置換されたものである。   The diaminodiphenyl compound is a compound in which two aminophenyl groups are bonded to each other via other groups. The bond is an ether bond, a sulfonyl bond, a thioether bond, a bond by alkylene or a derivative group thereof, an imino bond, an azo bond, a phosphine oxide bond, an amide bond, a ureylene bond, or the like. The alkylene bond has about 1 to 6 carbon atoms, and the derivative group has one or more hydrogen atoms in the alkylene group substituted with halogen atoms or the like.

ジアミノジフェニル化合物の例としては、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、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、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルケトン、3,4’−ジアミノジフェニルケトン、2,2−ビス(p−アミノフェニル)プロパン、2,2’−ビス(p−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4−メチル−2,4−ビス(p−アミノフェニル)−1−ペンテン、4−メチル−2,4−ビス(p−アミノフェニル)−2−ペンテン、イミノジアニリン、4−メチル−2,4−ビス(p−アミノフェニル)ペンタン、ビス(p−アミノフェニル)ホスフィンオキシド、4,4’−ジアミノアゾベンゼン、4,4’−ジアミノジフェニル尿素、4,4’−ジアミノジフェニルアミド、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフォン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフォン、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等が挙げられる。   Examples of diaminodiphenyl compounds include 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 3,4′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl ketone 3,4′-diaminodiphenyl ketone, 2,2-bis (p-aminophenyl) propane, 2,2′-bis (p-aminophenyl) hexafluoropropane, 4-methyl-2,4-bis (p -Aminophenyl) -1-pentene, 4-methyl-2 4-bis (p-aminophenyl) -2-pentene, iminodianiline, 4-methyl-2,4-bis (p-aminophenyl) pentane, bis (p-aminophenyl) phosphine oxide, 4,4′- Diaminoazobenzene, 4,4′-diaminodiphenylurea, 4,4′-diaminodiphenylamide, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3 -Bis (3-aminophenoxy) benzene, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] Sulfone, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophene) ) Phenyl] hexafluoropropane, and the like.

これらの中では、価格、入手容易性等から、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、及び4,4’−ジアミノジフェニルエーテルが好ましい。   Among these, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, and 4,4'-diaminodiphenyl ether are preferable from the viewpoint of price and availability.

ジアミノトリフェニル化合物は、2つのアミノフェニル基と一つのフェニレン基が何れも他の基を介して結合したものであり、他の基は、ジアミノジフェニル化合物と同様のものが選ばれる。ジアミノトリフェニル化合物の例としては、1,3−ビス(m−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(p−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(p−アミノフェノキシ)ベンゼン等を挙げることができる。   The diaminotriphenyl compound is obtained by bonding two aminophenyl groups and one phenylene group via other groups, and the other groups are the same as those of the diaminodiphenyl compounds. Examples of diaminotriphenyl compounds include 1,3-bis (m-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (p-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (p-aminophenoxy) benzene, and the like. be able to.

ジアミノナフタレンの例としては、1,5−ジアミノナフタレン及び2,6−ジアミノナフタレンを挙げることができる。   Examples of diaminonaphthalene include 1,5-diaminonaphthalene and 2,6-diaminonaphthalene.

アミノフェニルアミノインダンの例としては、5又は6−アミノ−1−(p−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダンを挙げることができる。   Examples of aminophenylaminoindane include 5 or 6-amino-1- (p-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindane.

ジアミノテトラフェニル化合物の例としては、4,4’−ビス(p−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2’−ビス[p−(p’−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’−ビス[p−(p’−アミノフェノキシ)ビフェニル]プロパン、2,2’−ビス[p−(m−アミノフェノキシ)フェニル]ベンゾフェノン等を挙げることができる。   Examples of diaminotetraphenyl compounds include 4,4′-bis (p-aminophenoxy) biphenyl, 2,2′-bis [p- (p′-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2′-bis [ p- (p′-aminophenoxy) biphenyl] propane, 2,2′-bis [p- (m-aminophenoxy) phenyl] benzophenone, and the like.

カルド型フルオレンジアミン誘導体の例としては、9,9−ビスアニリンフルオレン等を挙げることができる。   Examples of the cardo type fluorenediamine derivative include 9,9-bisaniline fluorene.

脂肪族ジアミンは、例えば、炭素数が2〜15程度のものがよく、具体的には、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン等が挙げられる。   Aliphatic diamines having, for example, about 2 to 15 carbon atoms are preferred, and specific examples include pentamethylene diamine, hexamethylene diamine, and heptamethylene diamine.

なお、これらのジアミンの水素原子がハロゲン原子、メチル基、メトキシ基、シアノ基、フェニル基等の群より選択される少なくとも1種の置換基により置換された化合物であってもよい。   A compound in which the hydrogen atom of these diamines is substituted with at least one substituent selected from the group such as a halogen atom, a methyl group, a methoxy group, a cyano group, and a phenyl group may be used.

本発明で使用されるポリアミド酸を製造する手段に特に制限はなく、例えば、有機溶剤中で酸、ジアミン成分を反応させる方法等の公知の手法を用いることができる。   There is no restriction | limiting in particular in the means to manufacture the polyamic acid used by this invention, For example, well-known methods, such as the method of making an acid and a diamine component react in an organic solvent, can be used.

テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの反応は、通常、有機溶剤中で行われる。テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの反応に使用される有機溶剤は、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンを溶解させることができ、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンと反応しないものであれば特に限定されない。有機溶剤は単独で又は2種以上を混合して用いることができる。   Reaction of tetracarboxylic dianhydride and diamine is normally performed in an organic solvent. The organic solvent used for the reaction of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine is particularly capable of dissolving the tetracarboxylic dianhydride and the diamine and not reacting with the tetracarboxylic dianhydride and the diamine. It is not limited. An organic solvent can be used individually or in mixture of 2 or more types.

テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの反応に用いる有機溶剤の例としては、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチルカプロラクタム、N,N,N’,N’−テトラメチルウレア等の含窒素極性溶剤;β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン系極性溶剤;ジメチルスルホキシド;アセトニトリル;乳酸エチル、乳酸ブチル等の脂肪酸エステル類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルセルソルブアセテート、エチルセルソルブアセテート等のエーテル類;クレゾール類等のフェノール系溶剤が挙げられる。これらの有機溶剤は単独あるいは2種以上を混合して用いることができる。なかでも、前記含窒素極性溶剤とラクトン系極性溶剤の組み合わせが好ましい。有機溶剤の使用量に特に制限はないが、生成するポリアミド酸の含有量が5〜50質量%とするのが望ましい。   Examples of the organic solvent used for the reaction of tetracarboxylic dianhydride and diamine include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N Nitrogen-containing polar solvents such as N, N-diethylformamide, N-methylcaprolactam, N, N, N ′, N′-tetramethylurea; β-propiolactone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone Lactone polar solvents such as γ-caprolactone and ε-caprolactone; dimethyl sulfoxide; acetonitrile; fatty acid esters such as ethyl lactate and butyl lactate; diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, methyl cellosolve acetate, ethyl Ethers such as cellosolve acetate; include phenolic solvents cresols, and the like. These organic solvents can be used alone or in admixture of two or more. Of these, a combination of the nitrogen-containing polar solvent and the lactone polar solvent is preferable. Although there is no restriction | limiting in particular in the usage-amount of an organic solvent, It is desirable for content of the polyamic acid to produce | generate to be 5-50 mass%.

これらの有機溶剤の中では、生成するポリアミド酸の溶解性から、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチルカプロラクタム、N,N,N’,N’−テトラメチルウレア等の含窒素極性溶剤が好ましい。また、成膜性等の観点から、γ−ブチロラクトン等のラクトン系極性溶剤を添加した混合溶剤としてもよく、有機溶剤全体に対し1〜20質量%添加されていることが好ましく、5〜15質量%がより好ましい。   Among these organic solvents, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N, N- Nitrogen-containing polar solvents such as diethylformamide, N-methylcaprolactam, N, N, N ′, N′-tetramethylurea are preferred. Further, from the viewpoint of film formability and the like, it may be a mixed solvent to which a lactone polar solvent such as γ-butyrolactone is added, and is preferably added in an amount of 1 to 20% by mass with respect to the whole organic solvent, and 5 to 15% by mass. % Is more preferable.

重合温度は一般的には−10〜120℃、好ましくは5〜30℃である。重合時間は使用する原料組成により異なるが、通常は3〜24Hr(時間)である。また、このような条件下で得られるポリアミド酸溶液の固有粘度は、好ましくは1000〜100000cP(センチポアズ)、より一層好ましくは5000〜70000cPの範囲である。   The polymerization temperature is generally -10 to 120 ° C, preferably 5 to 30 ° C. The polymerization time varies depending on the raw material composition to be used, but is usually 3 to 24 Hr (hour). Further, the intrinsic viscosity of the polyamic acid solution obtained under such conditions is preferably in the range of 1000 to 100,000 cP (centipoise), and more preferably in the range of 5000 to 70000 cP.

(ポリイミド樹脂)
ポリイミド樹脂は、ワニスに使用する有機溶剤に溶解可能なポリイミド樹脂であれば、その構造や分子量に限定されることなく、公知のものが使用できる。ポリイミド樹脂について、側鎖にカルボキシ基等の縮合可能な官能基又は焼成時に架橋反応等を促進させる官能基を有していてもよい。
(Polyimide resin)
Any known polyimide resin can be used as long as it is a polyimide resin that can be dissolved in the organic solvent used for the varnish, without being limited by its structure or molecular weight. About a polyimide resin, you may have a functional group which accelerates | stimulates a crosslinking reaction etc. at the time of baking, or a functional group which can be condensed, such as a carboxy group.

有機溶剤に可溶なポリイミド樹脂とするために、主鎖に柔軟な屈曲構造を導入するためのモノマーの使用、例えば、エチレジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン等の脂肪族ジアミン;2−メチル−1,4−フェニレンジアミン、o−トリジン、m−トリジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、4,4’−ジアミノベンズアニリド等の芳香族ジアミン;ポリオキシエチレンジアミン、ポリオキシプロピレンジアミン、ポリオキシブチレンジアミン等のポリオキシアルキレンジアミン;ポリシロキサンジアミン;2,3,3’,4’−オキシジフタル酸無水物、3,4,3’,4’−オキシジフタル酸無水物、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジベンゾエート−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物等の使用が有効である。また、有機溶剤への溶解性を向上する官能基を有するモノマーの使用、例えば、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、2−トリフルオロメチル−1,4−フェニレンジアミン等のフッ素化ジアミンを使用することも有効である。さらに、上記ポリイミド樹脂の溶解性を向上するためのモノマーに加えて、溶解性を阻害しない範囲で、上記ポリアミド酸の欄に記したものと同じモノマーを併用することもできる。   Use of a monomer to introduce a flexible bending structure into the main chain in order to obtain a polyimide resin soluble in an organic solvent, for example, ethylenediamine, hexamethylenediamine, 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane Aliphatic diamines such as 4,4′-diaminodicyclohexylmethane; 2-methyl-1,4-phenylenediamine, o-tolidine, m-tolidine, 3,3′-dimethoxybenzidine, 4,4′-diaminobenzanilide Aromatic diamines such as; polyoxyethylene diamine, polyoxypropylene diamine, polyoxyalkylene diamine such as polyoxybutylene diamine; polysiloxane diamine; 2,3,3 ′, 4′-oxydiphthalic anhydride, 3,4,3 ', 4'-oxydiphthalic anhydride, 2,2-bis (4 Hydroxyphenyl) propane dibenzoate-3,3 ', use of such 4,4'-tetracarboxylic dianhydride is valid. In addition, use of a monomer having a functional group that improves solubility in an organic solvent, for example, 2,2′-bis (trifluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl, 2-trifluoromethyl-1,4 -It is also effective to use a fluorinated diamine such as phenylenediamine. Furthermore, in addition to the monomer for improving the solubility of the polyimide resin, the same monomer as described in the column for the polyamic acid can be used in combination as long as the solubility is not inhibited.

本発明で用いられる、有機溶剤に溶解可能なポリイミド樹脂を製造する手段に特に制限はなく、例えば、ポリアミド酸を化学イミド化又は加熱イミド化させ、有機溶剤に溶解させる方法等の公知の手法を用いることができる。そのようなポリイミド樹脂としては、脂肪族ポリイミド樹脂(全脂肪族ポリイミド樹脂)、芳香族ポリイミド樹脂等を挙げることができ、芳香族ポリイミド樹脂が好ましい。芳香族ポリイミド樹脂としては、式(1)で示す繰り返し単位を有するポリアミド酸を熱又は化学的に閉環反応によって取得したもの、若しくは式(2)で示す繰り返し単位を有するポリイミド樹脂を溶媒に溶解したものでよい。式中Arはアリール基を示す。
There is no particular limitation on the means for producing a polyimide resin that can be dissolved in an organic solvent used in the present invention. For example, a known method such as a method in which polyamic acid is chemically imidized or heated imidized and dissolved in an organic solvent is used. Can be used. Examples of such polyimide resins include aliphatic polyimide resins (total aliphatic polyimide resins) and aromatic polyimide resins, and aromatic polyimide resins are preferred. As the aromatic polyimide resin, a polyamic acid having a repeating unit represented by the formula (1) is obtained thermally or chemically by a ring-closing reaction, or a polyimide resin having a repeating unit represented by the formula (2) is dissolved in a solvent. Things can be used. In the formula, Ar represents an aryl group.

(ポリアミドイミド樹脂、及びその前駆体であるポリアミド酸)
ポリアミドイミド樹脂は、本発明に係るワニスに使用する有機溶剤に溶解可能なポリアミドイミド樹脂であれば、その構造や分子量に限定されることなく、公知のものが使用できる。ポリアミドイミド樹脂について、側鎖にカルボキシ基等の縮合可能な官能基又は焼成時に架橋反応等を促進させる官能基を有していてもよい。
(Polyamideimide resin and its precursor polyamic acid)
Any known polyamideimide resin can be used as long as it is a polyamideimide resin that can be dissolved in the organic solvent used in the varnish according to the present invention without being limited to its structure and molecular weight. The polyamide-imide resin may have a condensable functional group such as a carboxy group on the side chain or a functional group that promotes a crosslinking reaction or the like during firing.

また、ポリアミドイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸は、任意の無水トリメリット酸とジイソシアネートとを反応させて得られるものや、任意の無水トリメリット酸の反応性誘導体とジアミンとの反応により得られる前駆体ポリマーをイミド化して得られるものを特に限定されることなく使用できる。   Polyamide acid, which is a precursor of polyamideimide resin, is obtained by reacting any trimellitic anhydride with diisocyanate, or obtained by reacting any reactive derivative of trimellitic anhydride with diamine. What is obtained by imidating a precursor polymer can be used without being specifically limited.

上記任意の無水トリメリット酸又はその反応性誘導体としては、例えば、無水トリメリット酸、無水トリメリット酸クロライド等の無水トリメリット酸ハロゲン化物、無水トリメリット酸エステル等が挙げられる。   Examples of the arbitrary trimellitic anhydride or a reactive derivative thereof include trimellitic anhydride halides such as trimellitic anhydride and trimellitic anhydride chloride, trimellitic anhydride ester, and the like.

上記任意のジイソシアネートとしては、例えば、メタフェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、o−トリジンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、4,4’−オキシビス(フェニルイソシアネート)、4,4’−ジイソシアネートジフェニルメタン、ビス[4−(4−イソシアネートフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2′−ビス[4−(4−イソシアネートフェノキシ)フェニル]プロパン、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメチルジフェニル−4,4’−ジイソシアネート、3,3’−ジエチルジフェニル−4,4’−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、m−キシレンジイソシアネート、p−キシレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。   Examples of the optional diisocyanate include metaphenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, o-tolidine diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, 4,4′-oxybis (phenylisocyanate), and 4,4′-diisocyanate. Diphenylmethane, bis [4- (4-isocyanatophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2'-bis [4- (4-isocyanatophenoxy) phenyl] propane, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 3,3′-dimethyldiphenyl-4,4′-diisocyanate, 3,3′-diethyldiphenyl-4,4′-diisocyanate, isophorone Diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, m- xylene diisocyanate, p- xylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, and the like.

上記任意のジアミンとしては、前記ポリアミド酸の説明において例示したものと同様のものが挙げられる。   As said arbitrary diamine, the thing similar to what was illustrated in description of the said polyamic acid is mentioned.

<溶媒>
層(Y)の形成に用いられるワニスにおいて、前述のマトリックス材料が通常水に対して不溶であるため、溶媒としては有機溶媒が使用される。
有機溶剤としては、ポリアミド酸やポリイミド樹脂等のマトリックス材料を溶解することができ、(A2)無機微粒子を溶解しないものであれば、特に限定されない。
有機溶媒の具体例としては、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの反応に用いる溶剤として例示したものが挙げられる。有機溶媒は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<Solvent>
In the varnish used for forming the layer (Y), since the matrix material described above is usually insoluble in water, an organic solvent is used as the solvent.
The organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve a matrix material such as polyamic acid or polyimide resin and does not dissolve (A2) inorganic fine particles.
Specific examples of the organic solvent include those exemplified as the solvent used for the reaction between tetracarboxylic dianhydride and diamine. An organic solvent may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.

ワニスの固形分濃度は、5〜50質量%が好ましく、より好ましくは5〜40質量%である。   5-50 mass% is preferable and, as for the solid content density | concentration of a varnish, More preferably, it is 5-40 mass%.

<その他の成分>
層(X)形成用のワニスと同様に、層(Y)形成用のワニスは分散剤を含んでいてもよい。また、層(Y)形成用のワニスは、上記した成分のほかに、帯電防止、難燃性付与、低温焼成化、離型性付与、塗布性向上等を目的とし、帯電防止剤、難燃剤、化学イミド化剤、縮合剤、離型剤、表面調整剤等、適宜、公知の成分を、必要に応じて含んでいてもよい。
<Other ingredients>
Similar to the varnish for forming the layer (X), the varnish for forming the layer (Y) may contain a dispersant. Further, the varnish for forming the layer (Y) is not only the above-mentioned components, but also for the purpose of antistatic, imparting flame retardancy, low-temperature firing, imparting releasability, improving coatability, etc. In addition, a known component such as a chemical imidizing agent, a condensing agent, a release agent, and a surface conditioner may be appropriately contained as necessary.

<層(Y)の形成方法>
層(Y)は、層(X)上に上記のワニスを塗布し、常圧又は真空下で0〜120℃(好ましくは0〜90℃)、より好ましくは常圧10〜100℃(さらに好ましくは10〜90℃)で塗布膜を乾燥して形成される。
層(Y)の膜厚は例えば、1〜100μmが好ましい。
<Method for forming layer (Y)>
The layer (Y) is obtained by applying the above varnish on the layer (X), and at 0 to 120 ° C. (preferably 0 to 90 ° C.) under normal pressure or vacuum, more preferably 10 to 100 ° C. (more preferably). Is formed by drying the coating film at 10 to 90 ° C.).
The film thickness of the layer (Y) is preferably 1 to 100 μm, for example.

以上のようにして、層(X)と層(Y)とを積層して積層膜(Z)を形成する際に、層(X)と層(Y)との層間に、層(X)のマトリックスと、層(Y)のマトリックスとが混合されたミキシング層が形成されるのが好ましい。
この場合、ミキシング層中では、(A1)有機微粒子は、層(X)のマトリックスと、層(Y)のマトリックスとの混合物中に存在する。
そうすると、ミキシング層中の(A1)有機微粒子が加熱により除去される場合に、層(X)のマトリックスが完全に熱分解又は昇華してしまっても、層(Y)のマトリックスはミキシング層中に残存する。
その結果、ミキシング層を加熱することによって、ミキシング層が、主に層(Y)のマトリックスから構成され、(A1)有機微粒子に由来する孔部を備える多孔質膜に変化する。
As described above, when the layer (X) and the layer (Y) are stacked to form the stacked film (Z), the layer (X) is interposed between the layers (X) and (Y). It is preferable to form a mixing layer in which the matrix and the matrix of the layer (Y) are mixed.
In this case, in the mixing layer, (A1) organic fine particles are present in a mixture of the matrix of the layer (X) and the matrix of the layer (Y).
Then, when (A1) organic fine particles in the mixing layer are removed by heating, even if the matrix of the layer (X) is completely pyrolyzed or sublimated, the matrix of the layer (Y) remains in the mixing layer. Remains.
As a result, by heating the mixing layer, the mixing layer is mainly composed of a matrix of the layer (Y), and (A1) changes to a porous film having pores derived from organic fine particles.

ミキシング層が形成されない場合は、層(X)から(A1)有機微粒子を加熱により除去する場合に、(A1)有機微粒子に由来する孔部を形成するために、層(X)のマトリックスが加熱により完全に消失しないよう、加熱条件を調整する必要がある。
しかし、ミキシング層が形成される場合、特段加熱条件を調整せずとも、ミキシング層中に(A1)有機微粒子に由来する孔部が必ず形成される。
When the mixing layer is not formed, when the organic fine particles (A1) are removed from the layer (X) by heating, the matrix of the layer (X) is heated to form pores derived from the (A1) organic fine particles. Therefore, it is necessary to adjust the heating conditions so as not to disappear completely.
However, when the mixing layer is formed, pores derived from (A1) organic fine particles are necessarily formed in the mixing layer without adjusting special heating conditions.

≪工程(2)≫
工程(2)では、積層膜(Z)から(A1)有機微粒子と、(A2)無機微粒子とが除去される。
前述の通り、(A1)有機微粒子は、加熱による熱分解又は昇華により除去される。(A1)有機微粒子を除去する際の加熱温度は特に限定されず、(A1)有機微粒子の種類や、層(X)のマトリックス材料の種類に応じて適宜選択される。
(A1)有機微粒子を除去する際の加熱温度は250〜400℃が好ましい。加熱時間は特に限定されず加熱温度によっても変化するが、典型的には、10分〜10時間が好ましく、30分から8時間がより好ましく、1時間〜5時間が特に好ましい。
≪Process (2) ≫
In the step (2), (A1) organic fine particles and (A2) inorganic fine particles are removed from the laminated film (Z).
As described above, (A1) organic fine particles are removed by thermal decomposition by heating or sublimation. (A1) The heating temperature for removing the organic fine particles is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the type of (A1) organic fine particles and the type of the matrix material of the layer (X).
(A1) The heating temperature for removing the organic fine particles is preferably 250 to 400 ° C. The heating time is not particularly limited and varies depending on the heating temperature. Typically, 10 minutes to 10 hours are preferable, 30 minutes to 8 hours are more preferable, and 1 hour to 5 hours are particularly preferable.

加熱を行う際、積層膜(Z)の層(X)側の面が基板等に接触しない状態で、積層膜を保持するのが好ましい。例えば、基板上に、層(Y)側の面が接触するように積層膜(Z)を載置した状態や、積層膜(Z)の端部を固定治具等で把持した状態で、積層膜を加熱するのが好ましい。
こうすることで、基板等への樹脂微粒子の融着等を防ぐことができる。
なお、加熱処理を行う前に、水を含む溶剤への浸漬工程、プレス工程、当該浸漬工程後の乾燥工程をそれぞれ任意の工程として設けてもよい。
When heating is performed, it is preferable to hold the laminated film in a state where the layer (X) side surface of the laminated film (Z) is not in contact with the substrate or the like. For example, in a state where the laminated film (Z) is placed on the substrate so that the surface on the layer (Y) side is in contact, or in a state where the end of the laminated film (Z) is held with a fixing jig or the like It is preferred to heat the membrane.
By doing so, it is possible to prevent the resin fine particles from being fused to the substrate or the like.
In addition, before performing heat processing, you may provide the immersion process to the solvent containing water, a press process, and the drying process after the said immersion process as arbitrary processes, respectively.

(A2)無機微粒子を除去する方法は特に限定されず、マトリックス及び微粒子の性質に応じ、アルカリ性溶液又は酸性溶液等で除去できる。シリカ等の(A2)無機微粒子は、積層膜を低濃度のフッ化水素水(HF)等と接触させて(A2)無機微粒子を溶解させることにより除去することができる。また(A2)無機微粒子が炭酸カルシウムである場合は、HFの代わりに塩酸水溶液を用いることもできる。   (A2) The method for removing the inorganic fine particles is not particularly limited, and the inorganic fine particles can be removed with an alkaline solution or an acidic solution depending on the properties of the matrix and the fine particles. (A2) inorganic fine particles such as silica can be removed by bringing the laminated film into contact with low-concentration hydrogen fluoride water (HF) or the like and (A2) dissolving the inorganic fine particles. Further, (A2) When the inorganic fine particles are calcium carbonate, an aqueous hydrochloric acid solution can be used instead of HF.

このようにして得られた、主に層(Y)のマトリックスから構成され、(A1)有機微粒子に由来する孔部Aを備える多孔質膜について、特に層(Y)のマトリックスがポリイミド系樹脂の場合は、さらに、ケミカルエッチング法として、無機アルカリ溶液又は有機アルカリ溶液等のケミカルエッチング液による処理を行ってもよい。これにより、内部の連通孔を形成しやすく、開孔率を向上させることができる。   Regarding the porous film that is mainly composed of the matrix of the layer (Y) and is provided with the (A1) pore A derived from the organic fine particles, the matrix of the layer (Y) is made of a polyimide resin. In that case, as a chemical etching method, treatment with a chemical etching solution such as an inorganic alkali solution or an organic alkali solution may be performed. Thereby, it is easy to form an internal communication hole, and the aperture ratio can be improved.

ケミカルエッチング法としては、無機アルカリ溶液又は有機アルカリ溶液等のケミカルエッチング液による処理が挙げられる。無機アルカリ溶液が好ましい。無機アルカリ溶液として例えば、ヒドラジンヒドラートとエチレンジアミンを含むヒドラジン溶液、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物の溶液、アンモニア溶液、水酸化アルカリとヒドラジンと1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを主成分とするエッチング液等が挙げられる。有機アルカリ溶液としては、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一級アミン類;ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二級アミン類;トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三級アミン類;ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩;ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性溶液が挙げられる。   Examples of the chemical etching method include treatment with a chemical etching solution such as an inorganic alkali solution or an organic alkali solution. Inorganic alkaline solutions are preferred. Examples of inorganic alkaline solutions include hydrazine solutions containing hydrazine hydrate and ethylenediamine, solutions of alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia solutions, alkali hydroxides And hydrazine and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone as etching components. Organic alkaline solutions include primary amines such as ethylamine and n-propylamine; secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine; tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine; dimethylethanolamine And alcohol amines such as triethanolamine; quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide; and alkaline solutions such as cyclic amines such as pyrrole and pihelidine.

上記の各溶液の溶媒については、純水、アルコール類を適宜選択できる。また界面活性剤を適当量添加したものを使用することもできる。アルカリ濃度は、例えば0.01〜20質量%である。   About the solvent of said each solution, pure water and alcohol can be selected suitably. Moreover, what added a suitable amount of surfactant can also be used. The alkali concentration is, for example, 0.01 to 20% by mass.

ケミカルエッチング液による処理を行った場合は、処理後の多孔質膜の洗浄工程を行うことが好ましい。
ケミカルエッチング後の洗浄としては、水洗単独又は酸洗浄単独でもよく、酸洗浄及び水洗を組み合わせてもよい。
また、多孔質膜の表面の有機溶媒への濡れ性向上等のため、多孔質膜に対し、再度加熱処理を行ってもよい。加熱条件は、工程(2)における加熱条件と同様である。
When processing with a chemical etching solution is performed, it is preferable to perform a cleaning step of the porous film after processing.
As washing after chemical etching, water washing alone or acid washing alone may be used, or acid washing and water washing may be combined.
Moreover, you may heat-process a porous film again for the wettability improvement to the organic solvent etc. of the surface of a porous film. The heating conditions are the same as the heating conditions in step (2).

以下、本出願の明細書において、(A1)有機微粒子が除去されて形成される孔部を、孔部Aとも記す。また、(A2)無機微粒子が除去されて形成される孔部を、孔部Bとも記す。   Hereinafter, in the specification of the present application, (A1) a hole formed by removing organic fine particles is also referred to as a hole A. Further, (A2) a hole formed by removing inorganic fine particles is also referred to as a hole B.

ミキシング層が形成されない場合は、層(X)から(A1)有機微粒子を加熱により除去する場合に、孔部Aを形成するために、層(X)のマトリックスが加熱により完全に消失しないよう、加熱条件を調整する必要がある。
しかし、ミキシング層が形成される場合、特段加熱条件を調整せずとも、孔部Aが必ず形成される。
When the mixing layer is not formed, when removing the organic fine particles (A1) from the layer (X) by heating, in order to form the hole A, the matrix of the layer (X) is not completely lost by heating. It is necessary to adjust the heating conditions.
However, when the mixing layer is formed, the hole A is surely formed without adjusting the special heating conditions.

≪好適な実施形態≫
以下、以上説明した多孔質膜の製造方法のなかでも好適な実施形態について、図1を参照しながら説明する。
<< Preferred Embodiment >>
In the following, a preferred embodiment of the porous membrane manufacturing method described above will be described with reference to FIG.

以上説明した、本発明に係る多孔質膜の製造方法の中でも、
工程(1)が、
(A1)有機微粒子13と、(B1)樹脂と、(C1)溶媒とを含む第一のワニスを用いて層(X)11を形成する、層(X)形成工程と、
(A2)無機微粒子17と、(B2)ポリイミド系樹脂及び/又はポリイミド系樹脂前駆体と、(C2)有機溶剤とを含む第二のワニスを用いて、層(X)11上に層(Y)15を形成する、層(Y)形成工程と、を含み、
工程(2)が、
積層膜(Z)10を焼成することで、積層膜(Z)10中から(A1)有機微粒子13と、前記(B1)樹脂とを除去して、(B3)ポリイミド系樹脂と、(A2)無機微粒子17とからなる複合膜を得る、焼成工程と、
複合膜から、前記(A2)無機微粒子17を除去する、無機微粒子除去工程と、を含む方法が好ましい。
Among the manufacturing methods of the porous membrane according to the present invention described above,
Step (1)
A layer (X) forming step of forming the layer (X) 11 using a first varnish containing (A1) organic fine particles 13, (B1) resin, and (C1) a solvent;
Using a second varnish containing (A2) inorganic fine particles 17, (B2) a polyimide resin and / or a polyimide resin precursor, and (C2) an organic solvent, a layer (Y And 15) forming a layer (Y),
Step (2) is
By firing the laminated film (Z) 10, the (A1) organic fine particles 13 and the (B1) resin are removed from the laminated film (Z) 10, and (B3) a polyimide resin and (A2) A firing step for obtaining a composite film comprising inorganic fine particles 17;
A method including the step (A2) of removing the inorganic fine particles 17 from the composite film is preferable.

この方法においては、(A1)有機微粒子13と、(B1)樹脂とが非相溶であり、(B1)樹脂と、(C2)有機溶剤とが相溶であり、(A1)有機微粒子13と、(C2)有機溶剤とが非相溶であることが望まれる。   In this method, (A1) organic fine particles 13 and (B1) resin are incompatible, (B1) resin and (C2) organic solvent are compatible, and (A1) organic fine particles 13 (C2) It is desired that the organic solvent is incompatible.

この方法では、(B1)樹脂と(C2)有機溶剤とが相溶であるため、層(X)11と、層(Y)15とを積層する際に、層(X)11へ(C2)有機溶媒の浸潤が生じる。このとき、(C2)有機溶媒とともに(B2)ポリイミド系樹脂及び/又はポリイミド系樹脂前駆体が層(Y)15から層(X)11に移動する。
このため、層(X)11と層(Y)15との界面では、(B1)樹脂と、(B2)ポリイミド系樹脂及び/又はポリイミド系樹脂前駆体とをマトリックスとして含むミキシング層19が必須に形成される
In this method, since the (B1) resin and the (C2) organic solvent are compatible, when the layer (X) 11 and the layer (Y) 15 are laminated, the layer (X) 11 is transferred to the layer (C2). Organic solvent infiltration occurs. At this time, (C2) the organic solvent and (B2) the polyimide resin and / or the polyimide resin precursor move from the layer (Y) 15 to the layer (X) 11.
Therefore, at the interface between the layer (X) 11 and the layer (Y) 15, the mixing layer 19 containing (B1) resin and (B2) polyimide resin and / or polyimide resin precursor as a matrix is essential. It is formed

具体的には、まず、図1(a)に示されるように、基板上に、(A1)有機微粒子13と、(B1)樹脂と、(C1)溶媒とを含む第一のワニスを用いて層(X)11を形成する。(B1)樹脂は、層(X)11のマトリックス12となる。   Specifically, first, as shown in FIG. 1A, a first varnish containing (A1) organic fine particles 13, (B1) resin, and (C1) a solvent is used on a substrate. Layer (X) 11 is formed. (B1) The resin becomes the matrix 12 of the layer (X) 11.

次いで、図1(b)に示されるように、層(X)11上に、(A2)無機微粒子17と、(B2)ポリイミド系樹脂及び/又はポリイミド系樹脂前駆体と、(C2)有機溶剤とを含む第二のワニスを用いて、層(Y)15を形成する。(B2)ポリイミド系樹脂及び/又はポリイミド系樹脂前駆体は、層(Y)15のマトリックス16となる。   Next, as shown in FIG. 1B, on the layer (X) 11, (A2) inorganic fine particles 17, (B2) a polyimide resin and / or a polyimide resin precursor, and (C2) an organic solvent. A layer (Y) 15 is formed using a second varnish containing: (B2) The polyimide resin and / or polyimide resin precursor becomes the matrix 16 of the layer (Y) 15.

層(Y)15の形成後、図1(c)に示されるように、層(Y)15から、層(X)への(C2)有機溶剤と、層(Y)のマトリックス16との浸潤により、ミキシング層19が形成される。   After the formation of the layer (Y) 15, as shown in FIG. 1 (c), the infiltration of the (C2) organic solvent and the matrix 16 of the layer (Y) from the layer (Y) 15 into the layer (X) Thus, the mixing layer 19 is formed.

図1(d)に示されるように、積層膜(Z)10を基板1から剥離させた後、層(Y)15側が基板1に接触するように積層膜(Z)10を耐熱性基板1’上に載置する。なお、基板1が耐熱性を有している場合は、基板1と耐熱性基板1’は同じものを用いてもよい。   As shown in FIG. 1D, after the laminated film (Z) 10 is peeled from the substrate 1, the laminated film (Z) 10 is attached to the heat resistant substrate 1 so that the layer (Y) 15 side contacts the substrate 1. 'Place on top. When the substrate 1 has heat resistance, the same substrate 1 and heat resistant substrate 1 'may be used.

その後、図1(e)に示されるように、所望する条件で積層膜(A)を加熱することで、層(Y)15とミキシング層19とに含まれる(B2)ポリイミド系樹脂及び/又はポリイミド系樹脂前駆体のイミド化が進行し、ポリイミド系樹脂20に変化するとともに、(A1)有機微粒子13と、層(X)のマトリックス12とが熱分解により除去される。
(A1)有機微粒子13が積層膜(Z)10から除去されることで、(A1)有機微粒子13に由来する孔部A14が、積層膜(Z)10中に形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 1 (e), by heating the laminated film (A) under desired conditions, (B2) the polyimide resin and / or the layer (Y) 15 and the mixing layer 19 are included. The imidization of the polyimide resin precursor proceeds to change to the polyimide resin 20, and (A1) the organic fine particles 13 and the matrix 12 of the layer (X) are removed by thermal decomposition.
(A1) By removing the organic fine particles 13 from the laminated film (Z) 10, (A1) hole A 14 derived from the organic fine particles 13 is formed in the laminated film (Z) 10.

積層膜(Z)10の加熱後、積層膜(Z)10を耐熱性基板1’から剥離し、フッ化水素酸水溶液等と接触させることで、(A2)無機微粒子17が溶解除去される。これにより、積層膜(Z)10中に(A2)無機微粒子17に由来する孔部B18が形成される。   After the laminated film (Z) 10 is heated, the laminated film (Z) 10 is peeled off from the heat-resistant substrate 1 ′ and brought into contact with a hydrofluoric acid aqueous solution or the like, whereby (A2) the inorganic fine particles 17 are dissolved and removed. Thereby, the hole B18 derived from the (A2) inorganic fine particles 17 is formed in the laminated film (Z) 10.

そして、必要に応じて、積層膜(Z)10を洗浄、乾燥した後に、基板1から剥離させることで多孔質膜が得られる。   And as needed, after laminating | stacking and drying the laminated film (Z) 10, it is made to peel from the board | substrate 1 and a porous film is obtained.

以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は、これらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the scope of the present invention is not limited to these examples.

〔実施例1〕
PETフィルム上に、架橋型ポリメチルメタクリレート樹脂からなる樹脂微粒子(平均直径800nm)と、樹脂(水溶性セルロース)と、濃度30質量%のイソプロパノール水溶液とからなるワニスを塗布した後、90℃2分間のベークを行い、膜厚2μmの層(X)を形成した。
層(X)の形成に用いたワニスの固形分濃度は8.5質量%であった。また、樹脂と樹脂微粒子との総量に対する、樹脂微粒子の量の質量比率は68%(体積比率約72%)であった。
[Example 1]
On a PET film, a varnish consisting of resin fine particles (average diameter 800 nm) made of a crosslinked polymethylmethacrylate resin, a resin (water-soluble cellulose), and an aqueous isopropanol solution having a concentration of 30% by mass was applied, and then 90 ° C. for 2 minutes. The layer (X) with a film thickness of 2 μm was formed.
The solid content concentration of the varnish used for forming the layer (X) was 8.5% by mass. Further, the mass ratio of the amount of resin fine particles to the total amount of resin and resin fine particles was 68% (volume ratio: about 72%).

次いで、層(X)上に、ピロメリット酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとを反応させたポリアミド酸溶液(ポリアミド酸換算:20質量部。溶媒:N,N−ジメチルアセトアミド)と平均直径700nmのシリカ(80質量部)と、さらにN,N−ジメチルアセトアミドを添加し調製したワニスを塗布した後、90℃5分のベークを行い、膜厚20μmの層(Y)を形成して、積層膜(Z)を得た。
層(Y)の形成に用いたワニスの固形分濃度は35質量%であった。また、ポリアミド酸とシリカ粒子との総量に対する、シリカ粒子の量の質量比率は80%であり、体積比率は約72%であった。
実施例1では、層(X)上への層(Y)形成用のワニスの塗布時に、ワニスの溶媒とともにポリアミド酸が層(X)に浸潤した。このため、実施例1では、層(X)と層(Y)との層間に、水溶性セルロースと、ポリアミック酸とを含むミキシング層が形成された。
Next, a polyamic acid solution (polyamide acid equivalent: 20 parts by mass, solvent: N, N-dimethylacetamide) obtained by reacting pyromellitic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether on the layer (X), After applying silica (80 parts by mass) having an average diameter of 700 nm and varnish prepared by adding N, N-dimethylacetamide, baking was performed at 90 ° C. for 5 minutes to form a layer (Y) having a thickness of 20 μm. Thus, a laminated film (Z) was obtained.
The solid concentration of the varnish used for forming the layer (Y) was 35% by mass. The mass ratio of the amount of silica particles to the total amount of polyamic acid and silica particles was 80%, and the volume ratio was about 72%.
In Example 1, when applying the varnish for forming the layer (Y) onto the layer (X), the polyamic acid infiltrated into the layer (X) together with the solvent of the varnish. For this reason, in Example 1, the mixing layer containing water-soluble cellulose and polyamic acid was formed between the layers (X) and (Y).

積層膜(Z)をPETフィルムから剥離させた後、積層膜(Z)の層(Y)側が基板に接触するように、金属基板上に積層膜(Z)を載置した。
次いで、積層膜を350℃で4時間加熱(焼成)して、ポリアミック酸をイミド化させるとともに、樹脂微粒子と水溶性セルロースとを熱分解により積層膜(Z)中から除去した。
焼成後の膜を、濃度10質量%のHF水溶液中に10分間浸漬して、積層膜中のシリカ粒子を除去した。
シリカ粒子の除去後、水洗及び乾燥を行い、多孔質膜を得た。
After the laminated film (Z) was peeled from the PET film, the laminated film (Z) was placed on the metal substrate such that the layer (Y) side of the laminated film (Z) was in contact with the substrate.
Next, the laminated film was heated (fired) at 350 ° C. for 4 hours to imidize the polyamic acid, and resin fine particles and water-soluble cellulose were removed from the laminated film (Z) by thermal decomposition.
The fired film was immersed in an aqueous HF solution having a concentration of 10% by mass for 10 minutes to remove silica particles in the laminated film.
After removal of the silica particles, washing with water and drying were performed to obtain a porous film.

得られた多孔質膜を、層(X)側から電子顕微鏡観察した画像を、図2に示す。図2によれば、積層膜(Z)から樹脂微粒子が良好に除去されていることが分かる。   An image obtained by observing the obtained porous membrane with an electron microscope from the layer (X) side is shown in FIG. As can be seen from FIG. 2, the resin fine particles are satisfactorily removed from the laminated film (Z).

〔実施例2〕
積層膜の焼成温度を350℃から400℃に変えることの他は、実施例1と同様にして、多孔質膜を得た。
得られた多孔質膜を、層(X)側から電子顕微鏡観察した画像を、図3に示す。図3によれば、積層膜(Z)から樹脂微粒子が良好に除去されていることが分かる。
[Example 2]
A porous film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature of the laminated film was changed from 350 ° C. to 400 ° C.
FIG. 3 shows an image obtained by observing the obtained porous film with an electron microscope from the layer (X) side. According to FIG. 3, it can be seen that the resin fine particles are well removed from the laminated film (Z).

〔比較例1〕
PETフィルム上に、ピロメリット酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとを反応させたポリアミド酸溶液(ポリアミド酸換算:55質量部。溶媒:N,N−ジメチルアセトアミド)と、架橋型ポリメチルメタクリレート樹脂からなる樹脂微粒子(平均直径800nm)と、さらにN,N−ジメチルアセトアミドを添加し調製したワニスを塗布した後、90℃5分のベークを行い、膜厚20μmの塗布膜を得た。
ワニスの固形分濃度は30質量%であった。また、ポリアミド酸と樹脂微粒子との総量に対する、樹脂微粒子の量の質量比率は45%(体積比50%)であった。
得られた塗布膜を350℃で2時間焼成した後、焼成された塗布膜の表面を電子顕微鏡により観察した。電子顕微鏡監査画像を図4に示す。図4によれば、ポリアミド酸中に熱分解性の樹脂微粒子を分散させた膜を焼成する場合、樹脂微粒子が膜から良好に除去されないことが分かる。
[Comparative Example 1]
A polyamic acid solution obtained by reacting pyromellitic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether on a PET film (converted to polyamic acid: 55 parts by mass; solvent: N, N-dimethylacetamide) and a crosslinked poly After applying resin fine particles (average diameter 800 nm) made of methyl methacrylate resin and varnish prepared by adding N, N-dimethylacetamide, baking was performed at 90 ° C. for 5 minutes to obtain a coating film having a thickness of 20 μm. .
The solid content concentration of the varnish was 30% by mass. The mass ratio of the amount of resin fine particles to the total amount of polyamic acid and resin fine particles was 45% (volume ratio 50%).
The obtained coating film was baked at 350 ° C. for 2 hours, and then the surface of the baked coating film was observed with an electron microscope. An electron microscope audit image is shown in FIG. As can be seen from FIG. 4, when a film in which thermally decomposable resin fine particles are dispersed in polyamic acid is baked, the resin fine particles are not satisfactorily removed from the film.

〔比較例2〕
ワニス組成をポリアミド酸と樹脂微粒子との総量に対する、樹脂微粒子の量の質量比率が40%(体積比45%)となるように変更し、さらに加熱について、以下のように変更した他は、比較例1と同様にして評価した。
得られた塗布膜を400℃で1時間焼成した後、焼成された塗布膜の表面を電子顕微鏡により観察した。電子顕微鏡監査画像を図5に示す。図5によれば、ポリアミド酸中に熱分解性の樹脂微粒子を分散させた膜を焼成する場合、樹脂微粒子の比率を下げて焼成を高温で行っても、樹脂微粒子が膜から良好に除去されないことが分かる。
[Comparative Example 2]
The varnish composition was changed so that the mass ratio of the amount of resin fine particles to the total amount of polyamic acid and resin fine particles was 40% (volume ratio 45%), and the heating was changed as follows. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
After the obtained coating film was baked at 400 ° C. for 1 hour, the surface of the baked coating film was observed with an electron microscope. An electron microscope audit image is shown in FIG. According to FIG. 5, when a film in which thermally decomposable resin fine particles are dispersed in polyamic acid is fired, the resin fine particles are not removed well from the film even if the firing is performed at a high temperature by reducing the ratio of the resin fine particles. I understand that.

1 基板
1’ 耐熱性基板
10 積層膜(Z)
11 層(X)
12 層(X)のマトリックス
13 (A1)有機微粒子
14 孔部A
15 層(Y)
16 層(Y)のマトリックス
17 (A2)無機微粒子
18 孔部B
19 ミキシング層
20 ポリイミド系樹脂
1 substrate 1 'heat resistant substrate 10 laminated film (Z)
11 layers (X)
12 Matrix of layer (X) 13 (A1) Organic fine particles 14 Hole A
15 layers (Y)
16 layer (Y) matrix 17 (A2) inorganic fine particles 18 pores B
19 Mixing layer 20 Polyimide resin

Claims (10)

多孔質膜の製造方法であって、
(1)(A1)有機微粒子を含む層(X)と、(A2)無機微粒子を含む層(Y)とを積層し、積層膜(Z)を形成する工程、
(2)前記積層膜(Z)から前記(A1)有機微粒子と、(A2)無機微粒子とを除去する工程とを含み、
前記工程(2)において、前記(A1)有機微粒子は、熱分解又は昇華により除去され、
前記層(X)のマトリックスが、前記層(Y)のマトリックスよりも低温で熱分解又は昇華する材料を含み、
前記(A1)有機微粒子が、前記層(Y)のマトリックスよりも低温で熱分解又は昇華する、方法。
A method for producing a porous membrane, comprising:
(1) (A1) laminating a layer (X) containing organic fine particles and (A2) a layer (Y) containing inorganic fine particles to form a laminated film (Z);
(2) removing the (A1) organic fine particles and (A2) inorganic fine particles from the laminated film (Z),
In the step (2), the (A1) organic fine particles are removed by thermal decomposition or sublimation,
The matrix of the layer (X) comprises a material that pyrolyzes or sublimes at a lower temperature than the matrix of the layer (Y);
(A1) The method in which the organic fine particles are thermally decomposed or sublimated at a lower temperature than the matrix of the layer (Y).
前記積層膜(Z)において、前記層(X)と前記層(Y)との層間に、前記層(X)のマトリックスと、前記層(Y)のマトリックスとが混合されたミキシング層が形成される、請求項1に記載の多孔質膜の製造方法。   In the laminated film (Z), a mixing layer in which the matrix of the layer (X) and the matrix of the layer (Y) are mixed is formed between the layers (X) and (Y). The method for producing a porous membrane according to claim 1. 前記(A1)有機微粒子の粒径分布指数と、前記(A2)無機微粒子の粒径分布指数とが互いに異なる、請求項1又は2に記載の多孔質膜の製造方法。   The method for producing a porous film according to claim 1 or 2, wherein the particle size distribution index of the (A1) organic fine particles and the particle size distribution index of the (A2) inorganic fine particles are different from each other. 前記工程(1)が、
前記(A1)有機微粒子と、(B1)樹脂と、(C1)溶媒とを含む第一のワニスを用いて前記層(X)を形成する、層(X)形成工程と、
前記(A2)無機微粒子と、(B2)ポリイミド系樹脂及び/又はポリイミド系樹脂前駆体と、(C2)有機溶剤とを含む第二のワニスを用いて、前記層(X)上に前記層(Y)を形成する、層(Y)形成工程と、を含み、
前記工程(2)が、
前記積層膜(Z)を焼成することで、前記積層膜(Z)中から前記(A1)有機微粒子と、前記(B1)樹脂とを除去して、(B3)ポリイミド系樹脂と、前記(A2)無機微粒子とからなる複合膜を得る、焼成工程と、
前記複合膜から、前記(A2)無機微粒子を除去する、無機微粒子除去工程と、を含み、
前記(A1)有機微粒子と、前記(B1)樹脂とが非相溶であり、
前記(B1)樹脂と、前記(C2)有機溶剤とが相溶であり、
前記(A1)有機微粒子と、前記(C2)有機溶剤とが非相溶である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の多孔質膜の製造方法。
The step (1)
A layer (X) forming step of forming the layer (X) using a first varnish containing the (A1) organic fine particles, (B1) resin, and (C1) a solvent;
Using the second varnish containing (A2) inorganic fine particles, (B2) polyimide resin and / or polyimide resin precursor, and (C2) organic solvent, the layer (X) Y), forming a layer (Y), and
The step (2)
By firing the laminated film (Z), the (A1) organic fine particles and the (B1) resin are removed from the laminated film (Z), and (B3) the polyimide resin and the (A2) are removed. ) A firing step for obtaining a composite film composed of inorganic fine particles;
An inorganic fine particle removing step of removing the inorganic fine particles (A2) from the composite film,
The (A1) organic fine particles and the (B1) resin are incompatible,
The (B1) resin and the (C2) organic solvent are compatible with each other.
The method for producing a porous film according to any one of claims 1 to 3, wherein the (A1) organic fine particles and the (C2) organic solvent are incompatible.
前記層(X)の体積中の、前記(A1)有機微粒子の体積の比率が、40〜95%であり、前記層(Y)の体積中の、前記(A2)無機微粒子の体積の比率が、40〜95%である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の多孔質膜の製造方法。   The volume ratio of the (A1) organic fine particles in the volume of the layer (X) is 40 to 95%, and the volume ratio of the (A2) inorganic fine particles in the volume of the layer (Y) is The method for producing a porous membrane according to any one of claims 1 to 4, which is 40 to 95%. 前記(A1)有機微粒子の平均直径が10〜2000nmであり、前記(A2)無機微粒子の平均直径が10〜2000nmである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の多孔質膜の製造方法。   The porous membrane according to any one of claims 1 to 5, wherein the (A1) organic fine particles have an average diameter of 10 to 2000 nm and the (A2) inorganic fine particles have an average diameter of 10 to 2000 nm. Method. 前記(A1)有機微粒子及び前記層(X)のマトリックスが、それぞれ400℃以下で、熱分解又は昇華する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の多孔質膜の製造方法。   The method for producing a porous film according to any one of claims 1 to 6, wherein the (A1) organic fine particles and the matrix of the layer (X) are each thermally decomposed or sublimated at 400 ° C or lower. 前記工程(2)における焼成温度が、250〜400℃である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の多孔質膜の製造方法。   The manufacturing method of the porous membrane of any one of Claims 1-7 whose calcination temperature in the said process (2) is 250-400 degreeC. 前記層(X)の膜厚が0.1〜50μmであり、前記層(Y)の膜厚が1〜100μmである、請求項1〜8のいずれか1項に記載の多孔質膜の製造方法。   The production of the porous membrane according to any one of claims 1 to 8, wherein the layer (X) has a thickness of 0.1 to 50 µm, and the layer (Y) has a thickness of 1 to 100 µm. Method. 前記(A1)有機微粒子の粒径分布指数(d25/d75)が1〜3であり、前記(A2)無機微粒子の粒径分布指数(d25/d75)が1〜5である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の多孔質膜の製造方法。   The particle size distribution index (d25 / d75) of the (A1) organic fine particles is 1 to 3, and the particle size distribution index (d25 / d75) of the (A2) inorganic fine particles is 1 to 5. 10. The method for producing a porous membrane according to any one of 9 above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017226777A (en) * 2016-06-23 2017-12-28 富士ゼロックス株式会社 Porous film and method for producing the same

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