JP2018009063A - Polyimide precursor composition, polyimide composition, and polyimide film and polyimide laminate obtained from these compositions - Google Patents

Polyimide precursor composition, polyimide composition, and polyimide film and polyimide laminate obtained from these compositions Download PDF

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優 越後
Yu Echigo
優 越後
二郎 杉山
Jiro Sugiyama
二郎 杉山
美香 松本
Mika Matsumoto
美香 松本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a material that achieve both a high elastic modulus and a high elongation.SOLUTION: A composition contains a polyimide precursor. The polyimide precursor has a repeating unit containing a structure represented by the following structural formula (1), and a repeating unit containing a structure forming a non-covalent bond, with a molecular terminal of the polyimide precursor sealed. There are also provided a polyimide film obtained from the composition, and a polyimide laminate having a resin layer obtained from the composition (where Ris a tetracarboxylic acid residue, and Ris a diamine residue).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、幅広い焼成条件において優れた機械特性を発現するポリイミド前駆体を含む組成物、ポリイミドを含む組成物及びこれらの組成物より得られる機械的特性に優れたポリイミドフィルム及びポリイミド積層体に関する。   The present invention relates to a composition containing a polyimide precursor that exhibits excellent mechanical properties over a wide range of firing conditions, a composition containing polyimide, a polyimide film and a polyimide laminate excellent in mechanical properties obtained from these compositions.

従来、電気、電子部品、輸送機器、宇宙、航空機等の分野において、耐熱性、電気絶縁特性、耐摩耗性、耐薬品性及び機械特性等に優れたポリイミドが広く利用されている。   Conventionally, polyimides having excellent heat resistance, electrical insulation properties, wear resistance, chemical resistance, mechanical properties, and the like have been widely used in the fields of electricity, electronic parts, transportation equipment, space, aircraft, and the like.

ポリイミドは、通常前駆体であるポリアミック酸の溶液で供給されており、ポリアミック酸溶液を300℃〜350℃程度の温度で加熱し、溶媒を除去するとともに脱水閉環させ、ポリイミドとする。しかしながら、当該工程(以下、「イミド化」と記す)は長時間の加熱が必要であり、通常、数時間の加熱を必要とするため、製造効率が低い原因となっていた。また、一般的に短時間の加熱で製膜が可能で、かつ耐熱性の高いポリイミドは剛直な骨格を有するため、極めて弾性率が高く伸び特性が低い材料となり、柔軟性を要求される用途には適用できなかった。一方で、伸び特性を重視して柔軟な骨格導入した場合、耐熱性や弾性率をはじめとする機械特性が顕著に低下し、機械的強度を要求される用途には適用できなかった。   Polyimide is usually supplied as a precursor polyamic acid solution, and the polyamic acid solution is heated at a temperature of about 300 ° C. to 350 ° C. to remove the solvent and dehydrate and ring-close the polyimide. However, this process (hereinafter referred to as “imidization”) requires heating for a long time, and usually requires heating for several hours, which has caused low production efficiency. In general, a film that can be formed by heating in a short time, and a highly heat-resistant polyimide has a rigid skeleton, making it a material with extremely high elastic modulus and low elongation characteristics, and for applications that require flexibility. Could not be applied. On the other hand, when a flexible skeleton is introduced with emphasis on elongation characteristics, mechanical properties such as heat resistance and elastic modulus are remarkably lowered, and it cannot be applied to applications requiring mechanical strength.

このような問題に対して、特許文献1には加熱時間を短縮するために、予めイミド化反応を完了した可溶性ポリイミドが開示されている。
また、特許文献2には揮発温度の低い溶媒を使用したポリイミド前駆体が開示されている。
特許文献3には、アミドイミド材料のようにポリイミド骨格にアミド結合を有する骨格を有するポリイミドが開示されている。
In order to shorten the heating time, Patent Document 1 discloses a soluble polyimide that has previously completed the imidization reaction.
Patent Document 2 discloses a polyimide precursor using a solvent having a low volatility temperature.
Patent Document 3 discloses a polyimide having a skeleton having an amide bond in a polyimide skeleton like an amideimide material.

特開2015−134842号公報JP2015-134842A 特開2008−308553号公報JP 2008-308553 A 特開2013−028688号公報JP 2013-028688 A

しかしながら、特許文献1にように予めイミド化反応を完了すると、得られるポリイミドの耐溶剤性が低く、ポリマーの析出などの問題があった。また、加熱温度の高温化も有効ではあるが、400℃以上の加熱温度ではポリイミドの機械特性が著しく低下し、脆弱化する場合があった。
また、特許文献2のように揮発温度の低い溶媒を使用した場合、ポリイミドを各種有機溶剤に溶解性の高い骨格とする必要があるため、得られるポリイミドの耐熱性や機械物性が十分でないという問題があった。
特許文献3では、アミドイミド材料のようにアミド結合を有する場合、イミド部位が少ないため製造効率は上がるが、アミド結合は吸水性、溶媒親和性が高いため、得られるポリイミドの加水分解性が高くなってしまうという問題があった。
However, when the imidization reaction is completed in advance as in Patent Document 1, the solvent resistance of the resulting polyimide is low, causing problems such as polymer precipitation. In addition, although it is effective to increase the heating temperature, at a heating temperature of 400 ° C. or more, the mechanical properties of the polyimide are remarkably deteriorated and sometimes weakened.
In addition, when a solvent having a low volatility temperature is used as in Patent Document 2, it is necessary to make polyimide a skeleton having high solubility in various organic solvents, so that the resulting polyimide has insufficient heat resistance and mechanical properties. was there.
In Patent Document 3, when an amide bond is present as in the case of an amide-imide material, the production efficiency is increased because there are few imide sites, but the amide bond has high water absorption and solvent affinity, so that the resulting polyimide has high hydrolyzability. There was a problem that.

本発明は、前記課題を鑑みて成し遂げられたものであり、ポリイミド前駆体分子やポリイミド分子の末端に封止構造を導入するとともに、非共有結合を形成する構造を導入することで高弾性率と高伸度が両立される材料を提供するものである。
本発明は以下の構成を有するものである。
[1]ポリイミド前駆体を含む組成物であって、前記ポリイミド前駆体が、下記構造式(1)で表される構造を含む繰り返し単位及び非共有結合を形成する構造を含む繰り返し単位を有し、且つ分子末端が封止されていることを特徴とする組成物。
The present invention has been accomplished in view of the above problems, and introduces a sealing structure at the end of a polyimide precursor molecule or a polyimide molecule, and introduces a structure that forms a non-covalent bond, thereby achieving a high elastic modulus. The present invention provides a material that is compatible with high elongation.
The present invention has the following configuration.
[1] A composition containing a polyimide precursor, wherein the polyimide precursor has a repeating unit containing a structure represented by the following structural formula (1) and a repeating unit containing a structure that forms a non-covalent bond. And the molecular terminal is sealed, The composition characterized by the above-mentioned.

Figure 2018009063
(式中、R1はテトラカルボン酸残基、R2はジアミン残基を表す。)
[2]前記非共有結合が水素結合である[1]に記載のポリイミド前駆体組成物。
[3]前記ポリイミド前駆体の非共有結合を形成する構造の含有量が、ポリイミド前駆体中の全ての繰り返し単位が前記構造を1つずつ含む場合を100%とすると、2%以上、かつ75%以下である[1]または[2]に記載のポリイミド前駆体組成物。
[4]前記ポリイミド前駆体の末端封止率が30%以上である[1]〜[3]の何れかに記載のポリイミド前駆体組成物。
[5][1]〜[4]のいずれかに記載のポリイミド前駆体組成物より得られるポリイミドフィルム。
[6][1]〜[4]のいずれかに記載のポリイミド前駆体組成物より得られる樹脂層を有するポリイミド積層体。
[7]ポリイミドを含む組成物であって、前記ポリイミドが、下記構造式(2)で表される構造を含む繰り返し単位及び非共有結合を形成する構造を含む繰り返し単位を有し、且つ分子末端が封止されていることを特徴とするポリイミド組成物。
Figure 2018009063
(In the formula, R 1 represents a tetracarboxylic acid residue, and R 2 represents a diamine residue.)
[2] The polyimide precursor composition according to [1], wherein the non-covalent bond is a hydrogen bond.
[3] When the content of the structure forming a non-covalent bond of the polyimide precursor is 100% when all the repeating units in the polyimide precursor include the structure one by one, 2% or more and 75 % Of the polyimide precursor composition according to [1] or [2].
[4] The polyimide precursor composition according to any one of [1] to [3], wherein a terminal blocking rate of the polyimide precursor is 30% or more.
[5] A polyimide film obtained from the polyimide precursor composition according to any one of [1] to [4].
[6] A polyimide laminate having a resin layer obtained from the polyimide precursor composition according to any one of [1] to [4].
[7] A composition containing polyimide, wherein the polyimide has a repeating unit containing a structure represented by the following structural formula (2) and a repeating unit containing a structure forming a non-covalent bond, and a molecular terminal Is a polyimide composition characterized by being sealed.

Figure 2018009063
(式中、R3はテトラカルボン酸残基、R4はジアミン残基を表す。)
[8]前記非共有結合が水素結合である[7]に記載のポリイミド組成物。
[9]前記ポリイミドの非共有結合を形成する構造の含有量が、ポリイミド中の全ての繰り返し単位が前記構造を1つずつ含む場合を100%とすると、2%以上、かつ75%以下である[7]または[8]に記載のポリイミド組成物。
[10]前記ポリイミドの末端封止率が30%以上である[7]〜[9]の何れかに記載のポリイミド組成物。
[11][7]〜[10]のいずれかに記載のポリイミド組成物より得られるポリイミドフィルム。
[12][7]〜[10]のいずれかに記載のポリイミド組成物より得られる樹脂層を有するポリイミド積層体。
Figure 2018009063
(In the formula, R 3 represents a tetracarboxylic acid residue, and R 4 represents a diamine residue.)
[8] The polyimide composition according to [7], wherein the non-covalent bond is a hydrogen bond.
[9] The content of the structure forming the non-covalent bond of the polyimide is 2% or more and 75% or less, assuming that 100% is the case where all the repeating units in the polyimide contain one structure. [7] or the polyimide composition according to [8].
[10] The polyimide composition according to any one of [7] to [9], wherein the end-capping rate of the polyimide is 30% or more.
[11] A polyimide film obtained from the polyimide composition according to any one of [7] to [10].
[12] A polyimide laminate having a resin layer obtained from the polyimide composition according to any one of [7] to [10].

本発明によれば、高弾性率と高伸度が両立される材料を提供することができる。   According to the present invention, a material having both a high elastic modulus and a high elongation can be provided.

以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に例示する物や方法等は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を逸脱しない限り、これらの内容に限定されない。   Embodiments of the present invention will be described in detail below, but the objects and methods exemplified below are examples (representative examples) of embodiments of the present invention, and the present invention is not deviated from the gist thereof. It is not limited to these contents.

[ポリイミド前駆体]
本発明の組成物のポリイミド前駆体は、下記構造式(1)で表される構造を含む繰り返し単位及び非共有結合を形成する構造を含む繰り返し単位を有し、且つ分子末端が封止されているものである。
なお、下記構造式(1)で表される構造を含む繰り返し単位と非共有結合を形成する構造を含む繰り返し単位は同じであってもよく、すなわち、ポリアミック前駆体が、下記構造式(1)で表される構造と非共有結合を形成する構造を同じ繰り返し単位中に有していてもよい。
[Polyimide precursor]
The polyimide precursor of the composition of the present invention has a repeating unit containing a structure represented by the following structural formula (1) and a repeating unit containing a structure forming a non-covalent bond, and the molecular terminal is sealed. It is what.
The repeating unit including the structure represented by the following structural formula (1) and the repeating unit including a structure forming a non-covalent bond may be the same, that is, the polyamic precursor is represented by the following structural formula (1). And a structure that forms a non-covalent bond with the structure represented by

ポリイミド前駆体としては、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びこれらの混合物が挙げられる。
また、ポリイミド前駆体の主となる部分がポリイミド前駆体構造で、一部がポリイミド構造となっているものも含む。
Examples of the polyimide precursor include polyamic acid, polyamic acid ester, and a mixture thereof.
Moreover, the main part of the polyimide precursor includes a polyimide precursor structure and a part thereof has a polyimide structure.

Figure 2018009063
(式中、R1はテトラカルボン酸残基、R2はジアミン残基を表す。)
本発明のポリイミド前駆体は、ランダム重合体でもブロック共重合体でもよい。
また、本発明のポリイミド前駆体は、1種でもよく、複数種の混合物でもよい。各ポリイミド前駆体は、同じ反応条件で合成されたもの、同じイミド化率、溶媒に対する溶解性が同じもののみである必要はなく、異なる条件で製造され、物性が異なっていてもよい。なお、イミド化率は、組成物に含まれるポリイミド前駆体の平均値を表す。
Figure 2018009063
(In the formula, R 1 represents a tetracarboxylic acid residue, and R 2 represents a diamine residue.)
The polyimide precursor of the present invention may be a random polymer or a block copolymer.
Further, the polyimide precursor of the present invention may be one kind or a mixture of plural kinds. Each polyimide precursor does not have to be synthesized under the same reaction conditions, the same imidization rate, and the same solubility in a solvent, but may be produced under different conditions and may have different physical properties. In addition, an imidation rate represents the average value of the polyimide precursor contained in a composition.

ポリイミド前駆体の重量平均分子量(Mw)は特に制限されない。ポリスチレン換算の重量平均分子量で通常1000以上、好ましくは3000以上、より好ましくは5000以上である。また、通常200000以下であり、好ましくは180000以下であり、より好ましくは150000以下である。この範囲となることで、溶媒に対する溶解性、組成物粘度等が通常の製造設備で扱いやすい傾向となるため好ましい。なお、ポリスチレン換算の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)により求めることができる。   The weight average molecular weight (Mw) of the polyimide precursor is not particularly limited. The weight average molecular weight in terms of polystyrene is usually 1000 or more, preferably 3000 or more, more preferably 5000 or more. Moreover, it is 200000 or less normally, Preferably it is 180000 or less, More preferably, it is 150,000 or less. By being in this range, the solubility in a solvent, the composition viscosity and the like tend to be easily handled with ordinary production equipment, which is preferable. The polystyrene-reduced weight average molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC).

ポリイミド前駆体の数平均分子量(Mn)は特に制限されない。ポリスチレン換算の数平均分子量で通常500以上、好ましくは1000以上、より好ましくは2500以上である。また通常100000以下、好ましくは90000以下、より好ましくは80000以下である。この範囲となることで、溶媒に対する溶解性、組成物粘度などが通常の製造設備え扱いやすい傾向となるため好ましい。ポリスチレン換算の数平均分子量は、前記重量平均分子量と同様の方法で求めることができる。   The number average molecular weight (Mn) of the polyimide precursor is not particularly limited. The number average molecular weight in terms of polystyrene is usually 500 or more, preferably 1000 or more, more preferably 2500 or more. Further, it is usually 100,000 or less, preferably 90000 or less, more preferably 80000 or less. By being in this range, the solubility in a solvent, the composition viscosity, and the like tend to be easily handled by ordinary production equipment, which is preferable. The number average molecular weight in terms of polystyrene can be determined by the same method as the weight average molecular weight.

ポリイミド前駆体の分子量分布(PDI:重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn))は、通常1以上、好ましくは1.1以上、より好ましくは1.2以上である。また通常10以下、好ましくは9以下、より好ましくは8以下である。この範囲にあることで、膜中成分の均一性、および平滑性に優れた膜が得られる傾向にある。
本発明において、分子量は、組成物に含まれるポリイミド前駆体の平均値を表す。
本発明のポリイミド前駆体は、溶媒に可溶であることが好ましい。なお、本発明において、「溶媒に可溶」とは、組成物を構成する溶媒中で、ポリイミド前駆体を室温(25℃)において0.5質量%で溶解させた際に、完全に溶解することをいう。
The molecular weight distribution (PDI: weight average molecular weight / number average molecular weight (Mw / Mn)) of the polyimide precursor is usually 1 or more, preferably 1.1 or more, more preferably 1.2 or more. Moreover, it is 10 or less normally, Preferably it is 9 or less, More preferably, it is 8 or less. By being in this range, a film excellent in uniformity and smoothness of components in the film tends to be obtained.
In this invention, molecular weight represents the average value of the polyimide precursor contained in a composition.
The polyimide precursor of the present invention is preferably soluble in a solvent. In the present invention, “soluble in a solvent” means that when a polyimide precursor is dissolved at 0.5% by mass at room temperature (25 ° C.) in a solvent constituting the composition, it is completely dissolved. That means.

[ポリイミド]
本発明の組成物のポリイミドは、下記構造式(2)で表される構造を含む繰り返し単位及び非共有結合を形成する構造を含む繰り返し単位を有し、且つ分子末端が封止されているものである。
[Polyimide]
The polyimide of the composition of the present invention has a repeating unit containing a structure represented by the following structural formula (2) and a repeating unit containing a structure forming a non-covalent bond, and the molecular terminal is sealed. It is.

Figure 2018009063
(式中、R3はテトラカルボン酸残基、R4はジアミン残基を表す。)
ポリイミドとしては、ポリイミドの主となる部分がポリイミド構造で、一部がポリイミド前駆体構造となっているものも含む。
Figure 2018009063
(In the formula, R 3 represents a tetracarboxylic acid residue, and R 4 represents a diamine residue.)
Examples of the polyimide include those in which the main part of the polyimide has a polyimide structure and a part thereof has a polyimide precursor structure.

本発明のポリイミドは、ランダム重合体でもブロック共重合体であってもよい。
また、本発明のポリイミドは、1種でもよく、複数種の混合物でもよい。各ポリイミドは、同じ反応条件で合成されたもの、同じイミド化率、溶媒に対する溶解性が同じもののみである必要はなく、異なる条件で調整され、物性が異なっていてもよい。なお、イミド化率は、組成物に含まれるポリイミドの平均値を表す。
The polyimide of the present invention may be a random polymer or a block copolymer.
Further, the polyimide of the present invention may be one kind or a mixture of plural kinds. Each polyimide does not have to be synthesized under the same reaction conditions, the same imidization rate, and the same solubility in a solvent, but may be adjusted under different conditions and may have different physical properties. In addition, an imidation rate represents the average value of the polyimide contained in a composition.

ポリイミドの重量平均分子量(Mw)は特に制限されない。ポリスチレン換算の重量平均分子量で通常1000以上、好ましくは3000以上、より好ましくは5000以上である。また、通常200000以下であり、好ましくは180000以下であり、より好ましくは150000以下である。この範囲となることで、溶媒に対する溶解性、組成物粘度等が通常の製造設備で扱いやすい傾向となるため好ましい。なお、ポリスチレン換算の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)により求めることができる。   The weight average molecular weight (Mw) of the polyimide is not particularly limited. The weight average molecular weight in terms of polystyrene is usually 1000 or more, preferably 3000 or more, more preferably 5000 or more. Moreover, it is 200000 or less normally, Preferably it is 180000 or less, More preferably, it is 150,000 or less. By being in this range, the solubility in a solvent, the composition viscosity and the like tend to be easily handled with ordinary production equipment, which is preferable. The polystyrene-reduced weight average molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC).

ポリイミドの数平均分子量(Mn)は特に制限されない。ポリスチレン換算の数平均分子量で通常500以上、好ましくは1000以上、より好ましくは2500以上である。また通常100000以下、好ましくは90000以下、より好ましくは80000以下である。この範囲となることで、溶媒に対する溶解性、組成物粘度などが通常の製造設備え扱いやすい傾向となるため好ましい。ポリスチレン換算の数平均分子量は、前記重量平均分子量と同様の方法で求めることができる。   The number average molecular weight (Mn) of the polyimide is not particularly limited. The number average molecular weight in terms of polystyrene is usually 500 or more, preferably 1000 or more, more preferably 2500 or more. Further, it is usually 100,000 or less, preferably 90000 or less, more preferably 80000 or less. By being in this range, the solubility in a solvent, the composition viscosity, and the like tend to be easily handled by ordinary production equipment, which is preferable. The number average molecular weight in terms of polystyrene can be determined by the same method as the weight average molecular weight.

ポリイミドの分子量分布(PDI:重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn))は、通常1以上、好ましくは1.1以上、より好ましくは1.2以上である。また通常10以下、好ましくは9以下、より好ましくは8以下である。この範囲にあることで、膜中成分の均一性、および平滑性に優れた膜が得られる傾向にある。
本発明において、分子量は、組成物に含まれるポリイミドの平均値を表す。
本発明のポリイミドは、溶媒に可溶であることが好ましい。なお、本発明において、「溶媒に可溶」とは、組成物を構成する溶媒中で、ポリイミドを室温(25℃)において0.5質量%で溶解させた際に、完全に溶解することをいう。
The molecular weight distribution (PDI: weight average molecular weight / number average molecular weight (Mw / Mn)) of polyimide is usually 1 or more, preferably 1.1 or more, more preferably 1.2 or more. Moreover, it is 10 or less normally, Preferably it is 9 or less, More preferably, it is 8 or less. By being in this range, a film excellent in uniformity and smoothness of components in the film tends to be obtained.
In this invention, molecular weight represents the average value of the polyimide contained in a composition.
The polyimide of the present invention is preferably soluble in a solvent. In the present invention, “soluble in a solvent” means that when a polyimide is dissolved at 0.5 mass% at room temperature (25 ° C.) in a solvent constituting the composition, it is completely dissolved. Say.

[テトラカルボン酸残基及びジアミン残基]
本発明のポリイミド前駆体及びポリイミドが有するテトラカルボン酸残基及びジアミン残基は、原料化合物由来の構造である。
テトラカルボン酸残基を生じる化合物としては、テトラカルボン酸二無水物が挙げられ、ジアミン残基を生じる化合物としては、ジアミン化合物が挙げられる。
<テトラカルボン酸二無水物>
テトラカルボン酸二無水物としては、芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物、脂肪族テトラカルボン酸二無水物、及びシリコ−ン系テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物としては、1分子内に芳香環が1つであるテトラカルボン酸二無水物、1分子内に独立した2つ以上の芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物及び1分子内に縮合芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
これらの中でも、製造時の粘度が制御しやすいため、分子内に含まれる1分子内に芳香環が1つであるテトラカルボン酸二無水物又は1分子内に独立した2つ以上の芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物が好ましく、特に、1分子内に独立した2つ以上の芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物が好ましい。
1分子内に含まれる芳香環が1つであるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物及び1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
[Tetracarboxylic acid residue and diamine residue]
The tetracarboxylic acid residue and the diamine residue that the polyimide precursor and polyimide of the present invention have are structures derived from raw material compounds.
Examples of the compound that generates a tetracarboxylic acid residue include tetracarboxylic dianhydride, and examples of the compound that generates a diamine residue include a diamine compound.
<Tetracarboxylic dianhydride>
Examples of the tetracarboxylic dianhydride include an aromatic ring-containing tetracarboxylic dianhydride, an aliphatic tetracarboxylic dianhydride, and a silicone-based tetracarboxylic dianhydride.
As tetracarboxylic dianhydride having an aromatic ring, tetracarboxylic dianhydride having one aromatic ring in one molecule, tetracarboxylic dianhydride having two or more independent aromatic rings in one molecule And tetracarboxylic dianhydrides having a condensed aromatic ring in one molecule.
Among these, since the viscosity at the time of production is easy to control, tetracarboxylic dianhydride having one aromatic ring in one molecule or two or more independent aromatic rings in one molecule. The tetracarboxylic dianhydride having two or more independent aromatic rings in one molecule is particularly preferable.
Examples of the tetracarboxylic dianhydride having one aromatic ring in one molecule include pyromellitic dianhydride and 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic dianhydride. .

1分子内に独立した2つ以上の芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、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、2,2−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、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、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、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’−オキシジフタル酸二無水物、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、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)−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、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’、5,5’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4’−(ヘキサフルオロトリメチレン)−ジフタル酸二無水物、4,4’−(オクタフルオロテトラメチレン)−ジフタル酸二無水物、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’、5,5’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4’−(ヘキサフルオロトリメチレン)−ジフタル酸二無水物、4,4’−(オクタフルオロテトラメチレン)−ジフタル酸二無水物、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、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及び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二無水物等が挙げられる。   Examples of tetracarboxylic dianhydrides having two or more independent aromatic rings in one molecule include 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (2,3- Dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3 4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (2,3 -Dicarboxyphenyl) ether dianhydride, 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,2', 3,3'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 4,4 ' − Xydiphthalic dianhydride, 4,4- (p-phenylenedioxy) diphthalic dianhydride, 4,4- (m-phenylenedioxy) diphthalic dianhydride, 2,2 ', 6,6'- Biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis (2, 3-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2′-bis (trifluoromethyl) -4,4 ′, 5,5′-biphenyltetra Carboxylic dianhydride, 4,4 '-(hexafluorotrimethylene) -diphthalic dianhydride, 4,4'-(octafluorotetramethylene) -diphthalic dianhydride, 2,2'-bis (tri Fluoromethyl) -4,4 ', 5 '-Biphenyltetracarboxylic dianhydride, 4,4'-(hexafluorotrimethylene) -diphthalic dianhydride, 4,4 '-(octafluorotetramethylene) -diphthalic dianhydride, 2,2- Bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) -1,1,1 , 3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride and 2, Examples include 2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride dianhydride.

1分子内に縮合芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物としては、1,2,5,6−ナフタレンジカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンジカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンジ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及び1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。   Examples of tetracarboxylic dianhydrides having a condensed aromatic ring in one molecule include 1,2,5,6-naphthalenedicarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenedicarboxylic dianhydride, 2, 3,6,7-naphthalenedicarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride and 1,2,7 , 8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride and the like.

脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、脂環式テトラカルボン酸二無水物及び鎖状脂肪族テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。   Examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride include alicyclic tetracarboxylic dianhydrides and chain aliphatic tetracarboxylic dianhydrides.

脂環式テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、3,3’,4,4’−ビスシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタ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−テトラメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル) −3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、トリシクロ[6.4.0.0(2,7)]ドデカン−1,8:2,7−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1,2−ジカルボン酸無水物及び1,1’−ビシクロヘキサン−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。   Examples of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride include 3,3 ′, 4,4′-biscyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1 , 2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4 -Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuryl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, tricyclo [6.4.0.0 (2 7)] dodecane-1,8: 2,7-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 4- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3 Yl) -1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1,2-dicarboxylic anhydride and 1,1′-bicyclohexane-3,3 ′, 4,4′-tetracarboxylic dianhydride It is done.

鎖状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、meso−ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。   Examples of chain aliphatic tetracarboxylic dianhydrides include ethylene tetracarboxylic dianhydride, butanetetracarboxylic dianhydride, meso-butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, etc. Is mentioned.

シリコ−ン系テトラカルボン酸二無水物としては、以下構造式(3)で表されるものが挙げられる。   Examples of the silicon-based tetracarboxylic dianhydride include those represented by the following structural formula (3).

Figure 2018009063
(式中、Xは酸無水物構造を含む有機基であり、R5及びR6はそれぞれ独立に2価の有機基であり、R7及びR8は、それぞれ独立に置換基を有していてもよい、アルキル基又はフェニル基であり、n1は3〜200の整数である。
<ジアミン化合物>
ジアミン化合物としては、芳香族ジアミン化合物、脂肪族ジアミン化合物及びシリコーン系ジアミン化合物等が挙げられる。これらの化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の比率及び組合せで用いてもよい。
芳香族ジアミン化合物としては、1分子内に芳香環が1つであるジアミン化合物、1分子内に独立した2つ以上の芳香環を有するジアミン化合物、1分子内に縮合芳香環を有するジアミン化合物等が挙げられる。これらの中でも、製造時の粘度制御が容易になる点で、1分子内の芳香環が1つであるジアミン化合物又は独立した2つ以上の芳香環を有するジアミン化合物が好ましく、独立した2つ以上の芳香環を有するジアミン化合物が特に好ましい。
1分子内に芳香環が1つであるジアミン化合物としては、例えば、1,4−フェニレンジアミン、1,2−フェニレンジアミン及び1,3−フェニレンジアミン等が挙げられる。
1分子内に独立した2つ以上の芳香環を有するジアミン化合物としては、例えば、4,4’−(ビフェニル−2,5−ジイルビスオキシ)ビスアニリン、4,4’−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、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、ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ネオペンタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルビフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、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スルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、N−(4−アミノフェノキシ)−4−アミノベンズアミン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、ビス(3−アミノフェニル)スルホン、ノルボルナンジアミン、4,4’−ジアミノ−2−(トリフルオロメチル)ジフェニルエーテル、5−トリフルオロメチル−1,3−ベンゼンジアミン、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、2,2−ビス[4−{4−アミノ−2−(トリフルオロメチル)フェノキシ}フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2−トリフルオロメチル−p−フェニレンジアミン及び2,2−ビス(3−アミノ−4−メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。中でも溶解性の点から、4,4’−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−アミノフェノキシ)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スルホン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル及び2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン等が好ましい。
Figure 2018009063
(In the formula, X is an organic group containing an acid anhydride structure, R 5 and R 6 are each independently a divalent organic group, and R 7 and R 8 are each independently having a substituent. It may be an alkyl group or a phenyl group, and n 1 is an integer of 3 to 200.
<Diamine compound>
Examples of the diamine compound include aromatic diamine compounds, aliphatic diamine compounds, and silicone-based diamine compounds. These compounds may be used individually by 1 type, or may be used 2 or more types by arbitrary ratios and combinations.
As an aromatic diamine compound, a diamine compound having one aromatic ring in one molecule, a diamine compound having two or more independent aromatic rings in one molecule, a diamine compound having a condensed aromatic ring in one molecule, etc. Is mentioned. Among these, a diamine compound having one aromatic ring in one molecule or a diamine compound having two or more independent aromatic rings is preferable in terms of facilitating viscosity control during production. Particularly preferred are diamine compounds having the following aromatic rings.
Examples of the diamine compound having one aromatic ring in one molecule include 1,4-phenylenediamine, 1,2-phenylenediamine, 1,3-phenylenediamine, and the like.
Examples of the diamine compound having two or more independent aromatic rings in one molecule include 4,4 ′-(biphenyl-2,5-diylbisoxy) bisaniline, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4 '-Diaminodiphenyl ether, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) sulfone, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) propane, bis (4- (3-aminophenoxy) phenyl) sulfone, 1,3-bis (4-aminophenoxy) neopentane, 4,4′-diamino-3,3 '-Dimethylbiphenyl, 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, , 4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfide, N- (4-aminophenoxy) -4-aminobenzamine, 2,2′-bis (trifluoro) Methyl) -4,4′-diaminobiphenyl, bis (3-aminophenyl) sulfone, norbornanediamine, 4,4′-diamino-2- (trifluoromethyl) diphenyl ether, 5-trifluoromethyl-1,3-benzene Diamine, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) hexafluoropropane, 4,4′-diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 2,2-bis [4- {4-amino-2- (trifluoromethyl) phenoxy} phenyl] hexafluoropropane, 2-trifluorome Le -p- phenylenediamine and 2,2-bis (3-amino-4-methylphenyl) hexafluoropropane, and the like. Among them, from the viewpoint of solubility, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, (4- (4-aminophenoxy) phenyl) sulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′- Diaminodiphenyl sulfone, 2,2′-bis (trifluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) propane and the like are preferable.

1分子内に縮合芳香環を有するジアミン化合物としては、4,4’−(9−フルオレニリデン)ジアニリン、2,7−ジアミノフルオレン、1,5−ジアミノナフタレン及び3,7−ジアミノ−2,8−ジメチルジベンゾチオフェン5,5−ジオキシド等が挙げられる。   Examples of the diamine compound having a condensed aromatic ring in one molecule include 4,4 ′-(9-fluorenylidene) dianiline, 2,7-diaminofluorene, 1,5-diaminonaphthalene and 3,7-diamino-2,8-. Examples include dimethyldibenzothiophene 5,5-dioxide.

脂肪族ジアミン化合物としては、脂環系ジアミン化合物及び鎖状脂肪族系ジアミン化合物等が挙げられる。これらの中で、溶解性の点から、脂環系ジアミン化合物が好ましく、特に、1,4−ジアミノシクロヘキサン又は1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンが好ましい。   Examples of the aliphatic diamine compound include alicyclic diamine compounds and chain aliphatic diamine compounds. Among these, from the viewpoint of solubility, alicyclic diamine compounds are preferable, and 1,4-diaminocyclohexane or 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane is particularly preferable.

脂環系ジアミン化合物としては、例えば、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、4,4’−メチレンビス(2−メチルシクロヘキシルアミン)等が挙げられる。   Examples of the alicyclic diamine compound include 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), 4,4′-methylenebis (2-methylcyclohexylamine) and the like.

鎖状脂肪族系ジアミン化合物としては、例えば、(1,2−エチレンジアミン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,5−ジアミノペンタン、1,10−ジアミノデカン、1,2−ジアミノ−2−メチルプロパン、2,3−ジアミノ−2,3−ブタンジアミン、2−メチル−1,5−ジアミノペンタン)等が挙げられる。
シリコ−ン系ジアミン化合物としては、以下構造式(4)で表されるものが挙げられる。
Examples of chain aliphatic diamine compounds include (1,2-ethylenediamine, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,6-hexamethylenediamine, 1, 5-diaminopentane, 1,10-diaminodecane, 1,2-diamino-2-methylpropane, 2,3-diamino-2,3-butanediamine, 2-methyl-1,5-diaminopentane) and the like. It is done.
Examples of the silicone-based diamine compound include those represented by the following structural formula (4).

Figure 2018009063
(式中、R9及びR10はそれぞれ独立に2価の有機基であり、R11及びR12はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい、アルキル基又はフェニル基であり、n2は3〜200の整数である。)
Figure 2018009063
(Wherein R 9 and R 10 are each independently a divalent organic group, R 11 and R 12 are each independently an alkyl group or a phenyl group which may have a substituent, and n 2 Is an integer from 3 to 200.)

これらの化合物の中で、ポリイミド前駆体及びポリイミドの機械特性維持のため、柔軟骨格を有するテトラカルボン酸残基及び/又はジアミン残基を導入できるテトラカルボン酸無水物及び/又はアミン化合物が好ましい。なお、本発明において、柔軟骨格とは分子内の結合軸が回転、変角しやすい構造を有する骨格である。
柔軟骨格はテトラカルボン酸無水物、アミン化合物のどちらか一方が有していても、両方が有していてもよい。また、柔軟骨格を有するテトラカルボン酸無水物やアミン化合物1種を単独で用いても、2種以上を任意の比率及び組合せで用いてもよい。このようなテトラカルボン酸無水物としては、例えば、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物及び4,4’−オキシジフタル酸二無水物等が挙げられる。ジアミン化合物としては、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン及びビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)スルホンなどが挙げられる。
中でも、機械特性と耐熱性の両立の観点から、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物又は4,4’−ジアミノジフェニルエーテルが好ましい。
Among these compounds, a tetracarboxylic anhydride and / or an amine compound capable of introducing a tetracarboxylic acid residue and / or a diamine residue having a flexible skeleton are preferable for maintaining the mechanical properties of the polyimide precursor and polyimide. In the present invention, the flexible skeleton is a skeleton having a structure in which a bond axis in a molecule is likely to rotate and bend.
Either one or both of the tetracarboxylic anhydride and the amine compound may have the flexible skeleton. Further, a tetracarboxylic anhydride having a flexible skeleton or one amine compound may be used alone, or two or more may be used in any ratio and combination. Examples of such tetracarboxylic acid anhydrides include 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, and 4 , 4'-oxydiphthalic dianhydride and the like. Examples of the diamine compound include 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) propane and bis (4- ( 4-aminophenoxy) phenyl) sulfone and the like.
Among these, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride or 4,4′-diaminodiphenyl ether is preferable from the viewpoint of achieving both mechanical properties and heat resistance.

[非共有結合を形成する構造]
本発明のポリイミド前駆体及びポリイミドは、非共有結合を形成する構造を含む繰り返し単位を有している。
分子鎖間を化学結合で連結すると、弾性率が高くなることが知られている。化学結合には共有結合と非共有結合があるが、共有結合で分子鎖間を連結した場合、弾性率は高くなるが、機械的な柔軟性(伸び)は低下する。通常、ポリイミド前駆体やポリイミドは一定の温度以上で焼成すると、分子の末端が他の分子または分子内の特定部位等と反応して共有結合を形成するため、柔軟性は低下する。本発明のポリイミド前駆体及びポリイミドは、分子末端が封止されることで共有結合の形成が抑制され、柔軟性が維持され、更に、分子が非共有結合を形成する構造を含む繰り返し単位を有することで、分子間及び/または分子内の特定部位等と非共有結合(以下、単に「非共有結合」と記すことがある)が形成され、分子間相互作用により適度な弾性率を有し、弾性率と柔軟性とを両立することができたものである。
非共有結合としては、特に制限はないが、イオン結合、π−πスタッキング及び水素結合等が挙げられるが、中でも水素結合が好ましい。水素結合を有すると、ポリイミド前駆体及びポリイミドの耐熱性が高くなり、また機械特性に優れるため好ましい。
分子中の、非共有結合を形成する構造の含有量としては、特に制限はないが、ポリイミド前駆体の場合、ポリイミド前駆体中の全ての繰り返し単位が非共有結合を形成する構造を1つずつ含む場合を100%とすると、通常0%より大きく、好ましくは2%以上、より好ましくは5%以上、通常100%未満、好ましくは75%以下、より好ましくは50%以下である。また、ポリイミドの場合も、全ての繰り返し単位が非共有結合を形成する構造を1つずつ含む場合を100%とすると、通常0%より大きく、好ましくは2%以上、より好ましくは5%以上、通常100%未満、好ましくは75%以下、より好ましくは50%以下である。導入量がこの範囲にあることで、引張弾性率や伸び等の機械特性が良好な本発明の組成物を得られ易い。
分子中の、非共有結合を形成する構造の含有量は、通常、NMR、IR、ラマン、滴定又は質量分析法等により求めることができる。
[Structures that form non-covalent bonds]
The polyimide precursor and polyimide of this invention have a repeating unit containing the structure which forms a noncovalent bond.
It is known that elastic modulus increases when molecular chains are connected by chemical bonds. Chemical bonds include covalent bonds and non-covalent bonds. When molecular chains are linked by covalent bonds, the elastic modulus increases, but mechanical flexibility (elongation) decreases. Usually, when a polyimide precursor or polyimide is baked at a certain temperature or more, the terminal of the molecule reacts with another molecule or a specific site in the molecule to form a covalent bond, so that flexibility is lowered. The polyimide precursor and polyimide of the present invention have a repeating unit including a structure in which a molecular end is blocked to suppress formation of a covalent bond, flexibility is maintained, and a molecule forms a non-covalent bond. Thus, a non-covalent bond (hereinafter sometimes simply referred to as “non-covalent bond”) is formed between molecules and / or a specific site in the molecule, and has an appropriate elastic modulus due to the intermolecular interaction, It was possible to achieve both elastic modulus and flexibility.
The non-covalent bond is not particularly limited, and examples include ionic bond, π-π stacking, and hydrogen bond. Among them, hydrogen bond is preferable. When it has a hydrogen bond, the heat resistance of a polyimide precursor and a polyimide becomes high, and since it is excellent in a mechanical characteristic, it is preferable.
The content of the structure that forms a non-covalent bond in the molecule is not particularly limited, but in the case of a polyimide precursor, each repeating unit in the polyimide precursor forms a structure that forms a non-covalent bond one by one. When the content is 100%, it is usually larger than 0%, preferably 2% or more, more preferably 5% or more, usually less than 100%, preferably 75% or less, more preferably 50% or less. Also, in the case of polyimide, when 100% is a case where all repeating units include one structure forming a non-covalent bond, it is usually larger than 0%, preferably 2% or more, more preferably 5% or more, Usually, it is less than 100%, preferably 75% or less, more preferably 50% or less. When the introduction amount is within this range, it is easy to obtain the composition of the present invention having good mechanical properties such as tensile elastic modulus and elongation.
The content of the structure forming a non-covalent bond in the molecule can be usually determined by NMR, IR, Raman, titration, mass spectrometry or the like.

非共有結合を形成する構造を繰り返し単位に導入する方法としては、ポリイミド前駆体やポリイミドを製造する際に、非共有結合を形成する構造を有するモノマーを重合する方法、重合反応によって非共有結合を形成する構造を形成する方法が挙げられる。
例えば、水素結合を形成する構造としては、フッ素等のハロゲン、硫黄、酸素又は窒素等の電気的に陰性な原子と水素原子が結合してなる構造が挙げられる。このような構造中の水素原子と、分子内または他の分子の電気的に陰性な原子とが水素結合を形成することにより、ポリイミド前駆体やポリイミドの弾性率等機械的強度が高くなる。
水素結合を形成する構造としては、具体的には、−NH−(イミノ結合;イミノ基と言うこともある)、=NH(イミノ基)、−CONH−(アミド結合;アミド基と言うこともある)、−NHCOO−(ウレタン結合;ウレタン基と言うこともある)、−NHCONH−(ウレア結合;ウレア基と言うこともある)、−NHCSNH−(チオウレア結合;チオウレア基と言うこともある)−NH2(アミノ基)、−OH(水酸基)、−COOH(カルボキシ基)、−SH(チオール基)、−CHON(OH)−(ヒドロキシアミド基)及び−OCSH(チオカルボキシ基)等が挙げられる。この中でもアミド結合、ウレア結合及び水酸基が好ましい。
前記水素結合を形成する構造を分子に導入する方法としては、該構造を1種以上有するモノマーをポリイミド前駆体やポリイミドを製造する際に重合する方法等が挙げられる。
水素結合を形成する構造を1種以上有するモノマーとしては、水素結合を形成する構造を1種以上有するテトラカルボン酸二無水物やジアミン化合物が挙げられる。
具体的には、該テトラカルボン酸二無水物としては、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられ、ジアミン化合物の例としては、4,4’−ジアミノベンズアニリド、4,4’−ビス(4−アミノベンズアミド)−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、ビス(4−アミノ−3−カルボキシフェニル)メタン等が挙げられる。
これらのモノマーは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の比率及び組合せで用いてもよい。
As a method for introducing a structure that forms a non-covalent bond into a repeating unit, a method of polymerizing a monomer having a structure that forms a non-covalent bond or a non-covalent bond by a polymerization reaction when producing a polyimide precursor or polyimide. A method for forming the structure to be formed is mentioned.
For example, as a structure for forming a hydrogen bond, a structure in which a hydrogen atom is bonded to an electrically negative atom such as halogen such as fluorine, sulfur, oxygen, or nitrogen can be given. A hydrogen atom in such a structure and an electronegative atom in the molecule or another molecule form a hydrogen bond, thereby increasing the mechanical strength such as the elastic modulus of the polyimide precursor or polyimide.
Specifically, as a structure for forming a hydrogen bond, —NH— (imino bond; sometimes referred to as imino group), ═NH (imino group), —CONH— (amide bond; amide group) -NHCOO- (urethane bond; sometimes referred to as urethane group), -NHCONH- (urea bond; sometimes referred to as urea group), -NHCSNH- (thiourea bond; sometimes referred to as thiourea group) -NH 2 (amino group), - OH (hydroxyl), - COOH (carboxy group), - SH (thiol group), - CHON (OH) - like can be mentioned (hydroxy amide group) and -OCSH (thiocarboxy group) It is done. Among these, an amide bond, a urea bond, and a hydroxyl group are preferable.
Examples of a method for introducing a structure forming a hydrogen bond into a molecule include a method of polymerizing a monomer having one or more types of the structure when a polyimide precursor or a polyimide is produced.
Examples of the monomer having one or more structures that form hydrogen bonds include tetracarboxylic dianhydrides and diamine compounds having one or more structures that form hydrogen bonds.
Specifically, examples of the tetracarboxylic dianhydride include 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, and examples of the diamine compound include 4,4′-diamino. Benzanilide, 4,4′-bis (4-aminobenzamide) -3,3′-dihydroxybiphenyl, 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, 2,2′-bis (3 -Amino-4-hydroxyphenyl) propane, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, bis (4-amino-3-carboxyphenyl) methane and the like.
These monomers may be used individually by 1 type, or may be used 2 or more types by arbitrary ratios and combinations.

これらのモノマーの導入量としては、特に制限はないが、ポリイミド前駆体の場合は、やポリイミド前駆体中(ポリイミド前駆体分子中)の全繰り返し単位中、通常0.5mol%以上、好ましくは5mol%以上、より好ましくは10mol%以上、通常50mol%以下、好ましくは40mol%以下、より好ましくは30mol%以下である。また、ポリイミドの場合も、前駆体中の全繰り返し単位中、通常0.5mol%以上、好ましくは5mol%以上、より好ましくは10mol%以上、通常50mol%以下、好ましくは40mol%以下、より好ましくは30mol%以下である。モノマーの導入量がこの範囲にあることで、高弾性及び高伸度が両立された本発明の組成物が得られ易い。   The amount of these monomers to be introduced is not particularly limited. However, in the case of a polyimide precursor, it is usually 0.5 mol% or more, preferably 5 mol in all repeating units in the polyimide precursor (in the polyimide precursor molecule). % Or more, more preferably 10 mol% or more, usually 50 mol% or less, preferably 40 mol% or less, more preferably 30 mol% or less. Also in the case of polyimide, in all repeating units in the precursor, usually 0.5 mol% or more, preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, usually 50 mol% or less, preferably 40 mol% or less, more preferably 30 mol% or less. When the amount of the monomer introduced is within this range, the composition of the present invention having both high elasticity and high elongation can be easily obtained.

次に、本発明のポリイミド前駆体やポリイミドの末端封止の方法としては、ポリイミド前駆体やポリイミドを製造する際に、単官能の化合物を末端封止剤として反応させる方法がある。このような末端封止剤としては、特に限定はしないが、例えば、酸無水物、アミン、エポキシ、イソシアネート及びアルコールなどが挙げられる。反応効率や耐熱性の維持のため、酸無水物又はアミンが好ましい。   Next, as a method for terminal sealing of the polyimide precursor or polyimide of the present invention, there is a method of reacting a monofunctional compound as a terminal sealing agent when manufacturing a polyimide precursor or polyimide. Such end capping agents are not particularly limited, and examples thereof include acid anhydrides, amines, epoxies, isocyanates, and alcohols. In order to maintain the reaction efficiency and heat resistance, an acid anhydride or an amine is preferred.

酸無水物としては、芳香族酸無水物及び脂肪族酸無水物等が挙げられる。芳香族酸無水物としては、例えば、無水フタル酸、2,3−ナフタレンジカルボン酸無水物、1,2−ナフタレンジカルボン酸無水物、4−メチルフタル酸無水物、3−メチルフタル酸無水物、4−クロロフタル酸無水物、4−tert−ブチルフタル酸無水物及び4−フルオロフタル酸無水物などが挙げられる。
脂肪族酸無水物には直鎖構造、環状構造があり、直鎖構造を有する脂肪族酸無水物としては、ブチルコハク酸無水物、デシルコハク酸無水物、n−オクチルコハク酸無水物、ドデシルコハク酸無水物、(2−メチル−2−プロピル)−コハク酸無水物及び2−オクチルコハク酸無水物などが挙げられる。
また、環状構造を有する脂肪族酸無水物としては、cis−1,2−シクロヘキシルカルボン酸無水物、tras−1,2−シクロヘキシルジカルボン酸無水物及び4−メチルシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物などが挙げられる。
特に、機械特性、耐熱性維持のために、無水フタル酸、2,3−ナフタレンジカルボン酸無水物、1,2−ナフタレンジカルボン酸無水物、4−メチルフタル酸無水物又は3−メチルフタル酸無水物が好ましい。
Examples of acid anhydrides include aromatic acid anhydrides and aliphatic acid anhydrides. Examples of the aromatic acid anhydride include phthalic anhydride, 2,3-naphthalenedicarboxylic anhydride, 1,2-naphthalenedicarboxylic anhydride, 4-methylphthalic anhydride, 3-methylphthalic anhydride, 4- Examples include chlorophthalic anhydride, 4-tert-butylphthalic anhydride, and 4-fluorophthalic anhydride.
The aliphatic acid anhydride has a linear structure and a cyclic structure, and the aliphatic acid anhydride having a linear structure includes butyl succinic anhydride, decyl succinic anhydride, n-octyl succinic anhydride, dodecyl succinic acid. Anhydrides, (2-methyl-2-propyl) -succinic anhydride, 2-octyl succinic anhydride and the like.
Examples of the aliphatic acid anhydride having a cyclic structure include cis-1,2-cyclohexylcarboxylic acid anhydride, tras-1,2-cyclohexyldicarboxylic acid anhydride, and 4-methylcyclohexane-1,2-dicarboxylic acid anhydride. Such as things.
In particular, phthalic anhydride, 2,3-naphthalenedicarboxylic acid anhydride, 1,2-naphthalenedicarboxylic acid anhydride, 4-methylphthalic acid anhydride or 3-methylphthalic acid anhydride are used to maintain mechanical properties and heat resistance. preferable.

アミンとしては、芳香族アミン及び脂肪族アミン等が挙げられる。
芳香族酸アミンとしては、例えば、アニリン、1−ナフチルアミン、1−アミノアントラセン、2−アミノアントラセン、9−アミノアントラセン、N,N−ジメチル−1,4−フェニレンジアミン、2−クロロアニリン、4−クロロアニリン、4−アミノピリジン、シトシン、p−トルイジン、4−ブチルアニリン、4−(2−アミノエチル)ピリジン、4−アミノ−4−エチルピリジン、4−アミノ−3−エチルピリジン及びイソニコチンアミドなどが挙げられる。
脂肪族アミンには直鎖構造、環状構造があり、直鎖構造を有する脂肪族アミンとしては、エチルアミン、tert−ブチルアミン、イソプロピルアミン、イソブチルアミン、ネオペンチルアミン及びプロピルアミンなどが挙げられる。
環状構造を有する脂肪族アミンとしては、シクロヘキシルアミン、4−メチルシクロヘキシルアミン、3−メチルシクロヘキシルアミン、アミノメチルシクロヘキサン、4−(2−アミノエチル)シクロヘキシルアミン及び4−ブチルシクロヘキシルアミンなどが挙げられる。
機械特性、耐熱性維持のために、無水フタル酸、アニリン、4−アミノピリジン及び1−ナフチルアミンが好ましい。
Examples of amines include aromatic amines and aliphatic amines.
Examples of the aromatic acid amine include aniline, 1-naphthylamine, 1-aminoanthracene, 2-aminoanthracene, 9-aminoanthracene, N, N-dimethyl-1,4-phenylenediamine, 2-chloroaniline, 4- Chloroaniline, 4-aminopyridine, cytosine, p-toluidine, 4-butylaniline, 4- (2-aminoethyl) pyridine, 4-amino-4-ethylpyridine, 4-amino-3-ethylpyridine and isonicotinamide Etc.
The aliphatic amine has a linear structure and a cyclic structure, and examples of the aliphatic amine having a linear structure include ethylamine, tert-butylamine, isopropylamine, isobutylamine, neopentylamine, and propylamine.
Examples of the aliphatic amine having a cyclic structure include cyclohexylamine, 4-methylcyclohexylamine, 3-methylcyclohexylamine, aminomethylcyclohexane, 4- (2-aminoethyl) cyclohexylamine, and 4-butylcyclohexylamine.
In order to maintain mechanical properties and heat resistance, phthalic anhydride, aniline, 4-aminopyridine and 1-naphthylamine are preferred.

エポキシとしては、フェニルグリシジルエーテル、メチルフェニルグリシジルエーテル、ジメチルフェニルグリシジルエーテル、トリメチルフェニルグリシジルエーテル、テトラメチルフェニルグリシジルエーテル、エチルフェニルグリシジルエーテル、ジエチルフェニルグリシジルエーテル、トリエチルフェニルグリシジルエーテル、テトラエチルフェニルグリシジルエーテル、イソプロピルフェニルグリシジルエーテル、ジイソプロピルフェニルグリシジルエーテル、トリイソプロピルフェニルグリシジルエーテル、テトライソプロピルフェニルグリシジルエーテル、オルソフェニルフェニールグリシジルエーテル、m−フェニルフェニールグリシジルエーテル、p−フェニルフェニールグリシジルエーテル、p−ターシャルブチルフェニルグリシジルエーテル、o−ターシャルブチルフェニルグリシジルエーテル、m−ターシャルブチルフェニルグリシジルエーテル、クロロフェニルグリシジルエーテル、ジクロロフェニルグリシジルエーテル、トリクロロフェニルグリシジルエーテル、テトラクロロフェニルグリシジルエーテル、ブロモフェニルグリシジルエーテル、ジブロモフェニルグリシジルエーテル、トリブロモフェニルグリシジルエーテル及びテトラブロモフェニルグリシジルエーテルなどが挙げられる。   Epoxy includes phenyl glycidyl ether, methylphenyl glycidyl ether, dimethylphenyl glycidyl ether, trimethylphenyl glycidyl ether, tetramethylphenyl glycidyl ether, ethylphenyl glycidyl ether, diethylphenyl glycidyl ether, triethylphenyl glycidyl ether, tetraethylphenyl glycidyl ether, isopropyl Phenyl glycidyl ether, diisopropyl phenyl glycidyl ether, triisopropyl phenyl glycidyl ether, tetraisopropyl phenyl glycidyl ether, orthophenyl phenyl glycidyl ether, m-phenyl phenyl glycidyl ether, p-phenyl phenyl glycidyl ether, p-tertiary butyl phenyl Luglycidyl ether, o-tert-butylphenyl glycidyl ether, m-tert-butylphenyl glycidyl ether, chlorophenyl glycidyl ether, dichlorophenyl glycidyl ether, trichlorophenyl glycidyl ether, tetrachlorophenyl glycidyl ether, bromophenyl glycidyl ether, dibromophenyl glycidyl ether, Examples include tribromophenyl glycidyl ether and tetrabromophenyl glycidyl ether.

イソシアネートとしては、n−ブチルイソシアネート、イソプロピルイソシアネート、フェニルイソシアネート、ベンジルイソシアネート等のような単官能イソシアネート化合物、(メタ)アクリロイルイソシアネート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルイソシアネート、2−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルエチルイソシアネート及び2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルエチルイソシアネート等の(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネートが挙げられる。
アルコールとしては、メタノール;エタノール;炭素数3である、1−プロパノール及び2−プロパノール;炭素数4である、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブタノール及びt−ブタノール;炭素数5である、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール及び2−エチル−1−プロパノール等;炭素数6である、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、2−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−2−ペンタノール、2−メチル−3−ペンタノール、2−エチル−1−ブタノール、3−エチル−2−ブタノール、2,3−ジメチル−1−ブタノール及びシクロヘキサノール等;炭素数7である、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、4−ヘプタノール、2−メチル−1−ヘキサノール、2−メチル−3−ヘキサノール、2−メチル−4−ヘキサノール、3−メチル−1−ヘキサノール、3−メチル―2−ヘキサノール、3−メチル−4−ヘキサノール、2−エチル−1−ペンタノール、2−エチル−3−ペンタノール、2,2−ジメチル−1−ペンタノール、2,3−ジメチル−1−ペンタノール及び2,4−ジメチル−1−ペンタノール等;炭素数8である、1−オクタノール、2−オクタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、2−メチル−1−ヘプタノール、2−メチル−3−ヘプタノール、2−メチル−4−ヘプタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、2−エチル−3−ヘキサノール、2−エチル−4−ヘキサノール、2−プロピル−1−ペンタノール、2−プロピル−3−ペンタノール、2−プロピル−4−ペンタノール、2,3−ジメチル−1−ヘキサノール及び2,4−ジメチル−1−ヘキサノール等;炭素数9である、1−ノナノール、2−ノナノール、3−ノナノール、4−ノナノール、5−ノナノール、2−メチル−1−オクタノール、2−メチル−3−オクタノール、2−メチル−4−オクタノール、2−メチル−5−オクタノール、2−メチル−6−オクタノール、2−エチル−1−ヘプタノール、2−エチル−3−ヘプタノール、2−エチル−4−ヘプタノール、2−エチル−5−ヘプタノール、2,6−ジメチル−1−ヘプタノール、2,6−ジメチル−4−ヘプタノール、3,5,5−トリメチル−1−ヘキサノール、3,5,5−トリメチル−2−ヘキサノール及び2,2,4−トリメチル−1−ヘキサノール等;炭素数10である、1−デカノール、2−デカノール、3−デカノール、4−デカノール、5−デカノール、2−メチル−1−ノナノール、2−メチル−3−ノナノール、2−メチル−4−ノナノール、2−メチル−5−ノナノール、2−エチル−1−オクタノール、2−エチル−3−オクタノール、2−エチル−4−オクタノール及び2−エチル−5−オクタノール等;炭素数11である、1−ドデカノール、2−ドデカノール、3−ドデカノール、4−ドデカノール、2−メチルー1−ウンデカノール、2−エチル−1−デカノール及び2−プロピル−1−ノナノール等;炭素数12である、1−ドデカノール、2―ドデカノール、3−ドデカノール、1−エチル−1−デカノール、2−エチル−1−デカノール、3−エチル−1−デカノール及び2−ブチル−1−オクタノール等;炭素数13である、1−トリデカノール、2―トリデカノール、3−トリデカノール、1−エチル−1−ウンデカノール、2−エチル−1−ウンデカノール、3−エチルー1−ウンデカノール及び2−ブチル−1−ノナノール等;炭素14である、1−テトラデカノール、2−テトラデカノール、3−テトラデカノール、2−メチル−1−トリデカノール、2−エチル−1−ドデカノール及び2−プロピル−1−ウンデカノール等;炭素15である、1−ペンタデカノール、2−ペンタデカノール、3−ペンタデカノール、2−メチル−1−テトラデカノール、2−エチル−1−トリデカノール、2−プロピル−1−ドデカノール等;炭素16である、1−ヘキサデカノール、2−ヘキサデカノール、3−ヘキサデカノール、2−メチル−1−ペンタデカノール、2−エチル−1−テトラデカノール及び2−プロピル−1−トリデカノール等;炭素17である、1−ヘプタデカノール、2−ヘプタデカノール、3−ヘプタデカノール、2−メチル−1−ヘキサデカノール、2−エチル−1−ペンタデカノール及び2−プロピル−1−テトラデカノール等;炭素18である、1−オクタデカノール、2−オクタデカノール、3−オクタデカノール、2−メチル−1−ヘプタデカノール、2−エチル−1−ヘキサデカノール及び2−プロピル−1−ペンタデカノール等;炭素19である、1−ノナデカノール、2−ノナデカノール、3−ノナデカノール、2−メチル−1−オクタデカノール、2−エチル−1−ヘプタデカノール及び2−プロピル−1−ヘキサデカノール等;炭素20である、1−エイコサノール、2−エイコサノール、3−エイコサノール、2−メチル−1−ノナデカノール、2−エチル−1−オクタデカノール及び2−プロピル−1−ヘプタデカノール等の一価アルコールが挙げられる。
Isocyanates include monofunctional isocyanate compounds such as n-butyl isocyanate, isopropyl isocyanate, phenyl isocyanate, benzyl isocyanate, (meth) acryloyl isocyanate, 2- (meth) acryloyloxyethyl isocyanate, 3- (meth) acryloyloxypropyl. Examples include (meth) acryloyloxyalkyl isocyanates such as isocyanate, 2- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl isocyanate, and 2- (meth) acryloyloxy-2-methylethyl isocyanate.
Examples of the alcohol include methanol, ethanol, 3 carbon atoms, 1-propanol and 2-propanol, 4 carbon atoms, 1-butanol, 2-butanol, isobutanol, and t-butanol; -Pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, 2-ethyl-1-propanol, etc .; 1-hexanol having 6 carbon atoms, 2 -Hexanol, 3-hexanol, 2-methyl-1-pentanol, 3-methyl-1-pentanol, 3-methyl-2-pentanol, 2-methyl-3-pentanol, 2-ethyl-1-butanol 3-ethyl-2-butanol, 2,3-dimethyl-1-butanol, cyclohexanol and the like; Tanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 4-heptanol, 2-methyl-1-hexanol, 2-methyl-3-hexanol, 2-methyl-4-hexanol, 3-methyl-1-hexanol, 3-methyl- 2-hexanol, 3-methyl-4-hexanol, 2-ethyl-1-pentanol, 2-ethyl-3-pentanol, 2,2-dimethyl-1-pentanol, 2,3-dimethyl-1-pen Tanol, 2,4-dimethyl-1-pentanol, etc .; those having 8 carbon atoms, 1-octanol, 2-octanol, 3-octanol, 4-octanol, 2-methyl-1-heptanol, 2-methyl-3- Heptanol, 2-methyl-4-heptanol, 2-ethyl-1-hexanol, 2-ethyl-3-hexanol, 2-ethyl 4-hexanol, 2-propyl-1-pentanol, 2-propyl-3-pentanol, 2-propyl-4-pentanol, 2,3-dimethyl-1-hexanol and 2,4-dimethyl-1-hexanol And the like: 9 carbon atoms, 1-nonanol, 2-nonanol, 3-nonanol, 4-nonanol, 5-nonanol, 2-methyl-1-octanol, 2-methyl-3-octanol, 2-methyl-4- Octanol, 2-methyl-5-octanol, 2-methyl-6-octanol, 2-ethyl-1-heptanol, 2-ethyl-3-heptanol, 2-ethyl-4-heptanol, 2-ethyl-5-heptanol, 2,6-dimethyl-1-heptanol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, 3,5,5-trimethyl-1-hexanol , 3,5,5-trimethyl-2-hexanol, 2,2,4-trimethyl-1-hexanol and the like; 10 carbon atoms, 1-decanol, 2-decanol, 3-decanol, 4-decanol, 5 -Decanol, 2-methyl-1-nonanol, 2-methyl-3-nonanol, 2-methyl-4-nonanol, 2-methyl-5-nonanol, 2-ethyl-1-octanol, 2-ethyl-3-octanol 2-ethyl-4-octanol, 2-ethyl-5-octanol and the like; 11 carbon atoms, 1-dodecanol, 2-dodecanol, 3-dodecanol, 4-dodecanol, 2-methyl-1-undecanol, 2-ethyl -1-decanol, 2-propyl-1-nonanol and the like; 12 carbon atoms, 1-dodecanol, 2-dodecanol, 3 Dodecanol, 1-ethyl-1-decanol, 2-ethyl-1-decanol, 3-ethyl-1-decanol, 2-butyl-1-octanol and the like; 13 carbon atoms, 1-tridecanol, 2-tridecanol, 3 -Tridecanol, 1-ethyl-1-undecanol, 2-ethyl-1-undecanol, 3-ethyl-1-undecanol, 2-butyl-1-nonanol, etc .; carbon 14, 1-tetradecanol, 2-tetradecane Diol, 3-tetradecanol, 2-methyl-1-tridecanol, 2-ethyl-1-dodecanol, 2-propyl-1-undecanol, etc .; carbon 15, 1-pentadecanol, 2-pentadecanol, 3-pentadecanol, 2-methyl-1-tetradecanol, 2-ethyl-1-tridecano 1-hexadecanol, 2-hexadecanol, 3-hexadecanol, 2-methyl-1-pentadecanol, 2-ethyl-1-tetra, which is carbon 16; Decanol, 2-propyl-1-tridecanol, etc .; carbon 17 such as 1-heptadecanol, 2-heptadecanol, 3-heptadecanol, 2-methyl-1-hexadecanol, 2-ethyl-1 -Pentadecanol, 2-propyl-1-tetradecanol, etc .; carbon 18, 1-octadecanol, 2-octadecanol, 3-octadecanol, 2-methyl-1-heptadecanol, 2 -Ethyl-1-hexadecanol, 2-propyl-1-pentadecanol, etc .; carbon 19, 1-nonadecanol, 2-nonadecanol, 3-no Nadecanol, 2-methyl-1-octadecanol, 2-ethyl-1-heptadecanol, 2-propyl-1-hexadecanol and the like; carbon 20, 1-eicosanol, 2-eicosanol, 3-eicosanol, Examples thereof include monohydric alcohols such as 2-methyl-1-nonadecanol, 2-ethyl-1-octadecanol and 2-propyl-1-heptadecanol.

末端封止率は通常、下限は、好ましくは30%以上、より好ましくは50%以上、さらに好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上である。上限は100%以下である。
末端封止率は80%以上、かつ100%以下が好ましい。
末端封止率は通常、NMR、IR、ラマン、滴定又は質量分析法等により求めることができる。
In general, the lower limit of the terminal blocking rate is preferably 30% or more, more preferably 50% or more, still more preferably 80% or more, and particularly preferably 90% or more. The upper limit is 100% or less.
The end capping rate is preferably 80% or more and 100% or less.
The end-capping rate can be usually determined by NMR, IR, Raman, titration, mass spectrometry or the like.

[ポリイミド前駆体の製造方法]
本発明のポリイミド前駆体は、テトラカルボン酸二無水物、ジアミン化合物、非共有結合を形成する構造を有するモノマー、必要に応じその他のモノマー及び封止剤(以下、合わせて「原料」と記す場合がある。)を溶媒中で反応させて得られる。原料を反応させる方法は特に限定されず、また、各原料の添加順序や添加方法も特に限定されない。例えば、溶媒にテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物、非共有結合を形成する構造を有するモノマー、必要に応じその他のモノマー及び封止剤を順に投入し、適切な温度で撹拌することにより、ポリイミド前駆体を得ることができる。
必要に応じ用いられるその他のモノマーとしては、ジイソシアネート化合物が挙げられる。ジイソシアネート化合物としては、例えば、脂肪族骨格を有する、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン4,4’−ジイソシアネート及び1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等、芳香族骨格を有する、3,3’−ジクロロー4,4’−ジイソシアネートビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアネートビフェニル、1,5−ジイソシアネートナフタレン、メチレンジフェニル4,4−ジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、トリレン−2,4−ジイソシアネート、トリレン−2,6−ジイソシアネート及びm−キシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
[Production method of polyimide precursor]
The polyimide precursor of the present invention includes a tetracarboxylic dianhydride, a diamine compound, a monomer having a structure that forms a non-covalent bond, other monomers and a sealing agent as necessary (hereinafter referred to as “raw material” together) Obtained by reacting in a solvent. The method for reacting the raw materials is not particularly limited, and the addition order and the addition method of the respective raw materials are not particularly limited. For example, a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound, a monomer having a structure that forms a non-covalent bond, another monomer and a sealing agent as necessary are sequentially added to a solvent, and stirred at an appropriate temperature to obtain a polyimide. A precursor can be obtained.
Examples of other monomers used as needed include diisocyanate compounds. Examples of the diisocyanate compound include an aromatic skeleton having an aliphatic skeleton, such as hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, dicyclohexylmethane 4,4′-diisocyanate, and 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane. 3,3′-dichloro-4,4′-diisocyanate biphenyl, 3,3′-dimethyl-4,4′-diisocyanate biphenyl, 1,5-diisocyanate naphthalene, methylenediphenyl 4,4-diisocyanate, 1,3 -Phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, tolylene-2,4-diisocyanate, tolylene-2,6-diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, etc.

ジアミン化合物の量は、テトラカルボン酸二無水物1モルに対して、通常0.7モル以上、好ましくは0.8モル以上であり、通常1.3モル以下、好ましくは1.2モル以下である。ジアミン化合物をこの範囲とすることで、得られるポリイミド前駆体の収率が向上する傾向にある。   The amount of the diamine compound is usually 0.7 mol or more, preferably 0.8 mol or more, and usually 1.3 mol or less, preferably 1.2 mol or less, relative to 1 mol of tetracarboxylic dianhydride. is there. By making a diamine compound into this range, it exists in the tendency for the yield of the polyimide precursor obtained to improve.

溶媒中のテトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の濃度は、反応条件や得られるポリイミド前駆体の粘度に応じて適宜設定できる。
テトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の合計質量は、とくに制限はないが、テトラカルボン酸二無水物、ジアミン化合物及び溶媒を含む溶液全量に対し、通常1質量%以上、好ましくは5質量%以上であり、通常70質量%以下、好ましくは50質量%以下である。テトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の濃度が低すぎないことで、分子量の伸長が起こりやすい傾向にある。また、高すぎないことで、粘度が高くなりすぎず、溶液の撹拌が容易である傾向にある。
なお、非共有結合を形成する構造を有するモノマーがテトラカルボン酸二無水物及び/又はジアミン化合物の場合は、前記のテトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の量及び濃度はこれらの量も含んだ値である。
The concentration of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound in the solvent can be appropriately set according to the reaction conditions and the viscosity of the obtained polyimide precursor.
The total mass of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound is not particularly limited, but is usually 1% by mass or more, preferably 5% by mass or more, based on the total amount of the solution containing the tetracarboxylic dianhydride, the diamine compound and the solvent. It is usually 70% by mass or less, preferably 50% by mass or less. Since the concentrations of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound are not too low, the molecular weight tends to increase. In addition, by not being too high, the viscosity does not become too high and the solution tends to be easily stirred.
In addition, when the monomer having a structure forming a non-covalent bond is a tetracarboxylic dianhydride and / or a diamine compound, the amount and concentration of the tetracarboxylic dianhydride and diamine compound include these amounts. Value.

原料を反応させる温度は、反応が進行する温度であれば、特に制限はないが、通常0℃以上、好ましくは20℃以上であり、通常120℃以下、好ましくは100℃以下である。
反応時間は通常1時間以上、好ましくは2時間以上であり、通常100時間以下、好ましくは42時間以下である。このような条件で行うことにより、低コストで収率よくポリイミド前駆体を得ることができる傾向にある。
反応時の圧力は、常圧、加圧及び減圧のいずれでもよい。雰囲気は空気下でも不活性雰囲気下でもよい。
The temperature at which the raw materials are reacted is not particularly limited as long as the reaction proceeds, but is usually 0 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher, and usually 120 ° C. or lower, preferably 100 ° C. or lower.
The reaction time is usually 1 hour or longer, preferably 2 hours or longer, usually 100 hours or shorter, preferably 42 hours or shorter. By carrying out under such conditions, the polyimide precursor tends to be obtained at a low cost and in a high yield.
The pressure during the reaction may be normal pressure, pressurization, or reduced pressure. The atmosphere may be air or an inert atmosphere.

反応時に用いる溶媒は特に限定されない。例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン及びアニソール等の炭化水素系溶媒;四塩化炭素、塩化メチレン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン及びフルオロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン及びメトキシベンゼン等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン及びメチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;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、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メチルエーテル及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコール系溶媒;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド及びN−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホン系溶媒;ピリジン、ピコリン、ルチジン、キノリン及びイソキノリン等の複素環系溶媒;フェノール及びクレゾール等のフェノール系溶媒;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン及びδ−バレロラクトン等のラクトン系溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の比率及び組合せで用いてもよい。   The solvent used in the reaction is not particularly limited. For example, hydrocarbon solvents such as hexane, cyclohexane, heptane, benzene, toluene, xylene, mesitylene and anisole; halogenation such as carbon tetrachloride, methylene chloride, chloroform, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene and fluorobenzene Hydrocarbon solvents; ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and methoxybenzene; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone and methyl isobutyl ketone; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene Glycol solvents such as glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate Amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone; sulfone solvents such as dimethyl sulfoxide; heterocyclic systems such as pyridine, picoline, lutidine, quinoline and isoquinoline; Solvents; phenolic solvents such as phenol and cresol; lactone solvents such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone and δ-valerolactone. These solvents may be used alone or in combination of two or more in any ratio and combination.

得られたポリイミド前駆体はそのまま用いてもよく、また貧溶媒中に添加することで固体状に析出させた後に、他の溶媒に再溶解させてポリイミド前駆体を含む組成物として得ることもできる。   The obtained polyimide precursor may be used as it is, or may be added to a poor solvent to precipitate as a solid, and then re-dissolved in another solvent to obtain a composition containing the polyimide precursor. .

用いる貧溶媒は特に制限は無く、ポリイミド前駆体の種類によって適宜選択し得るが、ジエチルエーテル及びジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、イソブチルケトン及びメチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;メタノール、エタノール及びイソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒等が挙げられる。中でも、アルコール系溶媒が効率良く析出物が得られ、沸点が低く乾燥が容易となる傾向にあるため好ましい。これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の比率及び組合せで用いてもよい。   The poor solvent to be used is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the type of the polyimide precursor, but ether solvents such as diethyl ether and diisopropyl ether; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, isobutyl ketone and methyl isobutyl ketone; methanol, Examples include alcohol solvents such as ethanol and isopropyl alcohol. Among these, alcohol solvents are preferable because precipitates can be obtained efficiently, the boiling point is low, and drying tends to be easy. These solvents may be used alone or in combination of two or more in any ratio and combination.

[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、特に制限はない。例えば、前述のポリイミド前駆体からポリイミドを製造する方法、テトラカルボン酸二無水物、ジアミン化合物、非共有結合を形成する構造を有するモノマー、必要に応じその他のモノマー及び封止剤から直接ポリイミドを製造する方法等を用いることができる。
必要に応じ用いられるその他のモノマーとしては、上述のポリイミド前駆体の製造方法において挙げられた化合物が挙げられる。
[Production method of polyimide]
There is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of the polyimide of this invention. For example, a method for producing polyimide from the aforementioned polyimide precursor, a tetracarboxylic dianhydride, a diamine compound, a monomer having a structure forming a non-covalent bond, and if necessary, producing a polyimide directly from other monomers and a sealing agent Or the like can be used.
Examples of other monomers used as necessary include the compounds mentioned in the above-described method for producing a polyimide precursor.

<ポリイミド前駆体から製造する方法>
上述の方法等で得られたポリイミド前駆体を溶媒存在下で脱水環化(イミド化)することにより、ポリイミドを得ることができる。イミド化は従来知られている任意の方法を用いて行うことができるが、例えば熱的に環化させる加熱イミド化、化学的に環化させる化学イミド化等が挙げられる。これらのイミド化反応は単独で行っても、複数組み合わせて行ってもよい。
イミド化反応時のポリイミド前駆体の濃度に特に制限はないが、通常1質量%以上、好ましくは5質量%以上であり、通常70質量%以下、好ましくは40質量%以下である。この範囲とすることで、イミド化率を制御でき、生産効率が高く、また製造しやすい溶液粘度で製造することができる傾向にある。
<Method of manufacturing from polyimide precursor>
A polyimide can be obtained by dehydrating and cyclizing (imidizing) the polyimide precursor obtained by the above-described method or the like in the presence of a solvent. Although imidation can be performed using any conventionally known method, for example, thermal imidization for thermal cyclization, chemical imidization for chemical cyclization, and the like can be given. These imidation reactions may be performed alone or in combination.
Although there is no restriction | limiting in particular in the density | concentration of the polyimide precursor at the time of imidation reaction, Usually, 1 mass% or more, Preferably it is 5 mass% or more, and is 70 mass% or less normally, Preferably it is 40 mass% or less. By setting it within this range, the imidation rate can be controlled, production efficiency tends to be high, and the solution viscosity tends to be easy to manufacture.

(加熱イミド化)
ポリイミド前駆体をイミド化する際の溶媒は、上述のポリイミド前駆体を得る反応時(以下、「ポリイミド前駆体製造時」と記すことがある)に使用した溶媒と同様のものが挙げられる。ポリイミド前駆体製造時の溶媒と、ポリイミド製造時の溶媒は同じものを用いても、異なるものを用いてもよい。
この場合、イミド化によって生じた水は閉環反応を阻害するため、系外に排出してもよい。イミド化反応時のポリイミド前駆体の濃度は特に制限はないが、通常1質量%以上、好ましくは5質量%以上であり、通常70質量%以下、好ましくは40質量%以下である。この範囲で行うことによって、生産効率が高く、また製造しやすい溶液粘度で製造することができる傾向にある。
(Heat imidization)
Examples of the solvent for imidizing the polyimide precursor include the same solvents as those used in the reaction for obtaining the polyimide precursor described above (hereinafter sometimes referred to as “polyimide precursor production”). The solvent at the time of manufacturing the polyimide precursor and the solvent at the time of manufacturing the polyimide may be the same or different.
In this case, water generated by imidization may be discharged out of the system in order to inhibit the ring closure reaction. The concentration of the polyimide precursor during the imidation reaction is not particularly limited, but is usually 1% by mass or more, preferably 5% by mass or more, and usually 70% by mass or less, preferably 40% by mass or less. By carrying out in this range, the production efficiency tends to be high and the solution viscosity tends to be easy to produce.

加熱イミド化の反応温度は特に制限されないが、通常50℃以上、好ましくは80℃以上、さらに好ましくは100℃以上であり、通常300℃以下、好ましくは280℃以下、より好ましくは250℃以下である。この範囲で行うことで、イミド化反応が効率よく進行し、イミド化反応以外の反応が抑制される傾向にあるため好ましい。
反応時の圧力は常圧、加圧又は減圧のいずれでもよい。雰囲気は、空気下でも不活性雰囲気下でもよい。
The reaction temperature for heat imidation is not particularly limited, but is usually 50 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and usually 300 ° C. or lower, preferably 280 ° C. or lower, more preferably 250 ° C. or lower. is there. Performing in this range is preferable because the imidization reaction proceeds efficiently and reactions other than the imidization reaction tend to be suppressed.
The pressure during the reaction may be normal pressure, increased pressure, or reduced pressure. The atmosphere may be air or an inert atmosphere.

また、イミド化を促進するイミド化促進剤として、求核性、求電子性を高める働きをもつ化合物を加えることもできる。具体的には、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、トリエチレンジアミン、N−メチルピロリジン、N−エチルピロリジン、N−メチルピペリジン、N−エチルピペリジン、イミダゾール、ピリジン、キノリン及びイソキノリン等の三級アミン化合物;4−ヒドロキシフェニル酢酸、3−ヒドロキシ安息香酸、N−アセチルグリシン及びN−ベンゾイルグリシン等のカルボン酸化合物;3,5−ジヒドロキシアセトフェノン、3,5−ジヒドロキシ安息香酸メチル、ピロガロール、メチルガレート、エチルガレート及びナフタレン−1,6−ジオール等の多価フェノール化合物;2−ヒドロキシピリジン、3−ヒドロキシピリジン、4−ヒドロキシピリジン、4−ピリジンメタノール、N,N−ジメチルアミノピリジン、ニコチンアルデヒド、イソニコチンアルデヒド、ピコリンアルデヒド、ピコリンアルデヒドオキシム、ニコチンアルデヒドオキシム、イソニコチンアルデヒドオキシム、ピコリン酸エチル、ニコチン酸エチル、イソニコチン酸エチル、ニコチンアミド、イソニコチンアミド、2−ヒドロキシニコチン酸、2,2’−ジピリジル、4,4’−ジピリジル、3−メチルピリダジン、キノリン、イソキノリン、フェナントロリン、1,10−フェナントロリン、イミダゾール、ベンズイミダゾール及び1,2,4−トリアゾール等の複素環化合物等が挙げられる。   Further, as an imidization accelerator for promoting imidization, a compound having a function of enhancing nucleophilicity and electrophilicity can be added. Specifically, for example, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, triethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, triethylenediamine, N-methylpyrrolidine, N-ethylpyrrolidine , Tertiary amine compounds such as N-methylpiperidine, N-ethylpiperidine, imidazole, pyridine, quinoline and isoquinoline; carboxylic acids such as 4-hydroxyphenylacetic acid, 3-hydroxybenzoic acid, N-acetylglycine and N-benzoylglycine Compound; Polyhydric phenol compound such as methyl 3,5-dihydroxyacetophenone, methyl 3,5-dihydroxybenzoate, pyrogallol, methyl gallate, ethyl gallate and naphthalene-1,6-diol; 2-hydride Xipyridine, 3-hydroxypyridine, 4-hydroxypyridine, 4-pyridinemethanol, N, N-dimethylaminopyridine, nicotine aldehyde, isonicotialdehyde, picolinaldehyde, picolinaldehyde oxime, nicotinaldehyde oxime, isonicotialdehyde oxime, picolinic acid Ethyl, ethyl nicotinate, ethyl isonicotinate, nicotinamide, isonicotinamide, 2-hydroxynicotinic acid, 2,2′-dipyridyl, 4,4′-dipyridyl, 3-methylpyridazine, quinoline, isoquinoline, phenanthroline, 1 , 10-phenanthroline, imidazole, benzimidazole, and heterocyclic compounds such as 1,2,4-triazole.

これらの中で、三級アミン化合物、カルボン酸化合物及び複素環化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つが好ましく、さらに、トリエチルアミン、イミダゾール及びピリジンからなる群から選ばれる少なくとも1つが、イミド化率を制御しやすい傾向があるためより好ましい。これらの化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の比率及び組合せで用いてもよい。   Among these, at least one selected from the group consisting of a tertiary amine compound, a carboxylic acid compound and a heterocyclic compound is preferable, and at least one selected from the group consisting of triethylamine, imidazole and pyridine controls the imidization rate. It is more preferable because it tends to be easy to do. These compounds may be used individually by 1 type, or may be used 2 or more types by arbitrary ratios and combinations.

イミド化促進剤の使用量は、カルボキシル基又はエステル基に対して、通常0.01mol%以上であり、0.1mol%以上が好ましく、1mol%以上が更に好ましい。また、50mol%以下であることが好ましく、10mol%以下であることがより好ましい。イミド化促進剤の使用量が上記範囲にあることにより、イミド化反応が効率よく進行し、且つ、イミド化率を制御したポリイミドを得ることができる傾向にある。
また、イミド化促進剤を添加するタイミングは、所望のイミド化率にするために適宜調整することができ、加熱開始前でもよく、加熱中でもよい。また複数回に分けて添加してもよい。
The amount of the imidization accelerator used is usually 0.01 mol% or more, preferably 0.1 mol% or more, more preferably 1 mol% or more based on the carboxyl group or ester group. Moreover, it is preferable that it is 50 mol% or less, and it is more preferable that it is 10 mol% or less. When the amount of the imidization accelerator used is in the above range, the imidization reaction proceeds efficiently and a polyimide with a controlled imidation rate tends to be obtained.
Moreover, the timing which adds an imidation promoter can be adjusted suitably in order to make it a desired imidation rate, may be before a heating start, and may be during a heating. Moreover, you may add in multiple times.

(化学イミド化)
化学イミド化は、ポリイミド前駆体を溶媒存在下で、脱水縮合剤を用いて化学的にイミド化する方法である。
化学イミド化の際に使用する溶媒としては上述のポリイミド前駆体を得る反応時に使用した溶媒と同様のものが挙げられる。
(Chemical imidization)
Chemical imidation is a method in which a polyimide precursor is chemically imidized using a dehydrating condensing agent in the presence of a solvent.
Examples of the solvent used in the chemical imidization include the same solvents as those used in the reaction for obtaining the above polyimide precursor.

脱水縮合剤としては、例えば、N,N−ジシクロヘキシルカルボジイミド及びN,N−ジフェニルカルボジイミド等のN,N−2置換カルボジイミド;無水酢酸及び無水トリフルオロ酢酸等の酸無水物;塩化チオニル及び塩化トシル等の塩化物;アセチルクロライド、アセチルブロマイド、プロピオニルアイオダイド、アセチルフルオライド、プロピオニルクロライド、プロピオニルブロマイド、プロピオニルアイオダイド、プロピオニルフルオライド、イソブチリルクロライド、イソブチリルブロマイド、イソブチリルアイオダイド、イソブチリルフルオライド、n−ブチリルクロライド、n−ブチリルブロマイド、n−ブチリルアイオダイド、n−ブチリルフルオライド、モノ−,ジ−,トリ−クロロアセチルクロライド、モノ−,ジ−,トリ−ブロモアセチルクロライド、モノ−,ジ−,トリ−アイオドアセチルクロライド、モノ−,ジ−,トリ−フルオロアセチルクロライド、無水クロロ酢酸、フェニルホスフォニックジクロライド、チオニルクロライド、チオニルブロマイド、チオニルアイオダイド及びチオニルフルオライド等のハロゲン化化合物;三塩化リン、亜リン酸トリフェニル及びジエチルリン酸シアニド等のリン化合物等が挙げられる。   Examples of the dehydrating condensing agent include N, N-2-substituted carbodiimides such as N, N-dicyclohexylcarbodiimide and N, N-diphenylcarbodiimide; acid anhydrides such as acetic anhydride and trifluoroacetic anhydride; thionyl chloride and tosyl chloride Chlorides of: acetyl chloride, acetyl bromide, propionyl iodide, acetyl fluoride, propionyl chloride, propionyl bromide, propionyl iodide, propionyl fluoride, isobutyryl chloride, isobutyryl bromide, isobutyryl iodide, isobuty Ryl fluoride, n-butyryl chloride, n-butyryl bromide, n-butyryl iodide, n-butyryl fluoride, mono-, di-, tri-chloroacetyl chloride, mono-, di- Tri-bromoacetyl chloride, mono-, di-, tri-iodo acetyl chloride, mono-, di-, tri-fluoroacetyl chloride, chloroacetic anhydride, phenylphosphonic dichloride, thionyl chloride, thionyl bromide, thionyl iodide and Halogenated compounds such as thionyl fluoride; phosphorus compounds such as phosphorus trichloride, triphenyl phosphite, and diethyl phosphate cyanide.

これらの中で、酸無水物及びハロゲン化化合物が好ましく、特に、酸無水物が、イミド化反応が効率よく進行し、且つ、イミド化率を制御したポリイミドを得ることができる傾向にあるためより好ましい。これらの化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の比率及び組合せで用いてもよい。   Among these, acid anhydrides and halogenated compounds are preferable, and in particular, acid anhydrides tend to allow the imidization reaction to proceed efficiently and to obtain a polyimide with a controlled imidization rate. preferable. These compounds may be used individually by 1 type, or may be used 2 or more types by arbitrary ratios and combinations.

これらの脱水縮合剤の使用量は、ポリイミド前駆体1molに対して、通常0.1mol以上、好ましくは0.2mol以上であり、通常1.0mol以下、好ましくは0.9mol以下である。脱水縮合剤をこの範囲とすることで、イミド化率を制御することができる。   The amount of these dehydrating condensing agents used is usually 0.1 mol or more, preferably 0.2 mol or more, and usually 1.0 mol or less, preferably 0.9 mol or less, relative to 1 mol of the polyimide precursor. By setting the dehydration condensing agent within this range, the imidization rate can be controlled.

化学イミド化反応温度は特に制限されないが、通常0℃以上、好ましくは10℃以上、さらに好ましくは20℃以上である。また、通常150℃以下、好ましくは130℃以下、さらに好ましくは100℃以下である。この範囲で行うことで、イミド化反応が効率よく進行し、且つ、イミド化率を制御したポリイミドを得ることができる傾向にあるため好ましい。さらに、イミド化反応以外の副反応が抑制されるため好ましい。
反応時の圧力は常圧、加圧又は減圧のいずれでもよい。雰囲気は、空気下でも不活性雰囲気下でもよい。
The chemical imidation reaction temperature is not particularly limited, but is usually 0 ° C or higher, preferably 10 ° C or higher, more preferably 20 ° C or higher. Moreover, it is 150 degrees C or less normally, Preferably it is 130 degrees C or less, More preferably, it is 100 degrees C or less. It is preferable to carry out in this range since the imidization reaction proceeds efficiently and a polyimide having a controlled imidization rate tends to be obtained. Furthermore, it is preferable because side reactions other than the imidization reaction are suppressed.
The pressure during the reaction may be normal pressure, increased pressure, or reduced pressure. The atmosphere may be air or an inert atmosphere.

また、イミド化を促進する触媒として、前述の三級アミン類等を加熱イミド化と同様に加えることもできる。   Further, as the catalyst for promoting imidization, the above-mentioned tertiary amines and the like can be added in the same manner as in the heating imidization.

<テトラカルボン酸二無水物、ジアミン化合物、非共有結合を形成する構造を有するモノマー、必要に応じその他のモノマー及び封止剤から直接ポリイミドを製造する方法>
本発明のポリイミドは、テトラカルボン酸二無水物、ジアミン化合物、非共有結合を形成する構造を有するモノマー、必要に応じその他のモノマー及び封止剤から、従来既知の方法を用いて、直接得ることができる。この方法は、ポイミド前駆体の合成からイミド化までを、反応の停止や前駆体の単離を経ることなく、行うものである。
<Method of manufacturing polyimide directly from tetracarboxylic dianhydride, diamine compound, monomer having a structure forming a non-covalent bond, and other monomer and sealing agent as required>
The polyimide of the present invention can be obtained directly from a tetracarboxylic dianhydride, a diamine compound, a monomer having a structure forming a non-covalent bond, and if necessary, other monomers and a sealing agent using a conventionally known method. Can do. In this method, synthesis from a polyimide precursor to imidization is performed without stopping the reaction or isolating the precursor.

原料の添加順序や添加方法には特に限定はないが、例えば、溶媒にテトラカルボン酸二無水物、ジアミン化合物、非共有結合を形成する構造を有するモノマー、必要に応じその他のモノマー及び封止剤を順に投入し、イミド化までの反応が進行する温度で撹拌することでポリイミドが得られる。   There are no particular limitations on the order and method of addition of the raw materials, for example, tetracarboxylic dianhydride, diamine compound, monomer having a structure that forms a non-covalent bond in the solvent, and other monomers and sealing agents as necessary. Are put in order, and a polyimide is obtained by stirring at a temperature at which the reaction until imidization proceeds.

ジアミン化合物の量は、テトラカルボン酸二無水物1molに対して、通常0.7mol以上、好ましくは0.8mol以上であり、通常1.3mol以下、好ましくは1.2mol以下である。ジアミン化合物の量をこのような範囲とすることにより、イミド化率を制御したポリイミドを得ることができ、得られるポリイミドの収率が向上する傾向にある。   The amount of the diamine compound is usually 0.7 mol or more, preferably 0.8 mol or more, and usually 1.3 mol or less, preferably 1.2 mol or less, relative to 1 mol of tetracarboxylic dianhydride. By setting the amount of the diamine compound in such a range, it is possible to obtain a polyimide with a controlled imidization rate, and the yield of the resulting polyimide tends to be improved.

溶媒中のテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物の濃度は、各々の条件や重合中の粘度に対して適宜設定しうる。テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物の合計質量は、特段の設定ないが、全液量に対し、通常1質量%以上、好ましくは5質量%以上であり、通常70%質量%以下、好ましくは40質量%以下である。溶媒中の濃度が適当な範囲であることで、分子量の伸長が起こりやすくなり、また、撹拌も容易地となる傾向にある。
なお、非共有結合を形成する構造を有するモノマーがテトラカルボン酸二無水物及び/又はジアミン化合物の場合は、前記のテトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の量及び濃度はこれらの量も含んだ値である。
The concentration of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound in the solvent can be appropriately set for each condition and the viscosity during polymerization. The total mass of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound is not particularly set, but is usually 1% by mass or more, preferably 5% by mass or more, and usually 70% by mass or less, preferably with respect to the total liquid amount. It is 40 mass% or less. When the concentration in the solvent is in an appropriate range, the molecular weight tends to elongate, and stirring tends to be easy.
In addition, when the monomer having a structure forming a non-covalent bond is a tetracarboxylic dianhydride and / or a diamine compound, the amount and concentration of the tetracarboxylic dianhydride and diamine compound include these amounts. Value.

この反応で用いる溶媒としては、前記のポリイミド前駆体を得る反応時に使用した溶媒と同様のものが挙げられる。
また、原料からポリイミドを得る場合も、ポリイミド前駆体からポリイミドを得る場合と同様に、加熱イミド化及び/又は化学イミド化を用いることができる。この場合の加熱イミド化や化学イミド化の反応条件等は、上述と同様である。
Examples of the solvent used in this reaction include the same solvents as those used in the reaction for obtaining the polyimide precursor.
Moreover, also when obtaining a polyimide from a raw material, heating imidation and / or chemical imidation can be used similarly to the case where a polyimide is obtained from a polyimide precursor. The reaction conditions for heating imidization and chemical imidization in this case are the same as described above.

得られたポリイミドは、そのまま用いてもよく、また貧溶媒中に添加することでポリイミドを固体状に析出させた後に、他の溶媒に再溶解させて用いることもできる。   The obtained polyimide may be used as it is, or may be added to a poor solvent so that the polyimide is precipitated in a solid state and then re-dissolved in another solvent.

用いる貧溶媒は特に制限はなく、ポリイミドの種類によって適宜選択しうるが、上述のポリイミド前駆体を析出させる際に使用した溶媒を使用することができる。中でも、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒が効率よく析出物が得られ、沸点が低く乾燥が容易となる傾向にあるため好ましい。これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の比率及び組合せで用いてもよい。   There is no restriction | limiting in particular in the poor solvent to be used, Although it can select suitably according to the kind of polyimide, the solvent used when depositing the above-mentioned polyimide precursor can be used. Among them, alcohol solvents such as isopropyl alcohol are preferable because precipitates can be obtained efficiently and the boiling point is low and the drying tends to be easy. These solvents may be used alone or in combination of two or more in any ratio and combination.

[ポリイミド前駆体を含む組成物及びポリイミドを含む組成物]
本発明のポリイミド前駆体を含む組成物(以下、単に「ポリイミド前駆体組成物」と記すことがある)は、通常ポリイミド前駆体が溶媒に溶解されたものである。また、ポリイミドを含む組成物(以下、単に「ポリイミド組成物」と記すことがある)は、通常、ポリイミドが溶媒に溶解されたものである。
これら本発明の組成物に用いられる溶媒としては、特に制限はないが、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン及びアニソール等の炭化水素系溶媒;四塩化炭素、塩化メチレン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン及びフルオロベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン及びメトキシベンゼン等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン及びメチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;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、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メチルエーテル及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコール系溶媒;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド及びN−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド等の非プロトン系極性溶媒;ピリジン、ピコリン、ルチジン、キノリン及びイソキノリン等の複素環系溶媒;フェノール及びクレゾール等のフェノール系溶媒;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン及びδ−バレロラクトン等のラクトン系溶媒;イソプロピルアルコール、ブタノール、ヘキサノール、2−エチル−1−ヘキサノール、ヘプタノール及びベンジルアルコール等のアルコール系溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の比率及び組合せで用いてもよい。
[Composition Containing Polyimide Precursor and Composition Containing Polyimide]
The composition containing the polyimide precursor of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “polyimide precursor composition”) is usually obtained by dissolving the polyimide precursor in a solvent. In addition, a composition containing polyimide (hereinafter, sometimes simply referred to as “polyimide composition”) is usually obtained by dissolving polyimide in a solvent.
The solvent used in these compositions of the present invention is not particularly limited. For example, hydrocarbon solvents such as hexane, cyclohexane, heptane, benzene, toluene, xylene, mesitylene and anisole; carbon tetrachloride, methylene chloride, Halogenated hydrocarbon solvents such as chloroform, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene and fluorobenzene; ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and methoxybenzene; acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone and methyl Ketone solvents such as isobutyl ketone; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether and Glycol solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate; amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone; aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide; pyridine, Heterocyclic solvents such as picoline, lutidine, quinoline and isoquinoline; phenolic solvents such as phenol and cresol; lactone solvents such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone and δ-valerolactone; isopropyl alcohol, butanol, hexanol, 2 -Alcohol solvents such as ethyl-1-hexanol, heptanol and benzyl alcohol. These solvents may be used alone or in combination of two or more in any ratio and combination.

<組成物のその他の成分>
本発明のポリイミド前駆体組成物及びポリイミド組成物には、各々その他の成分として、例えば、他の樹脂や、界面活性剤、酸化防止剤、潤滑油、着色剤、安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、離形剤、レベリング剤及び消泡剤等を含有してもよい。また、その他必要に応じて、本発明の目的を損なわない範囲で、無機系充填剤又は有機系充填剤を配合してもよい。
<Other components of the composition>
In the polyimide precursor composition and the polyimide composition of the present invention, as other components, for example, other resins, surfactants, antioxidants, lubricants, colorants, stabilizers, ultraviolet absorbers, charging You may contain an inhibitor, a flame retardant, a plasticizer, a mold release agent, a leveling agent, an antifoamer, etc. Moreover, you may mix | blend an inorganic type filler or an organic type filler in the range which does not impair the objective of this invention as needed.

無機系充填剤としては、例えばシリカ、ケイ藻土、バリウムフェライト、酸化ベリリウム、軽石及び軽石バルーン等の無機酸化物;水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウム等の水酸化物;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ドロマイト及びドーソナイト等の金属炭酸塩;硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム及び亜硫酸カルシウム等の金属硫酸塩並びに亜硫酸塩;タルク、クレー、マイカ、アスベスト、ガラス繊維、ガラスバルーン、ガラスビーズ、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト及びベントナイト等のケイ酸塩;炭素繊維、カーボンブラック、グラファイト及び炭素中空球等の炭素類;硫化モリブデン、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム及びボロン繊維等の粉末状、粒状、板状又は繊維状の無機質充填剤;金属、金属化合物及び合金等の粉末状、粒状、繊維状又はウイスカー状の金属充填剤;炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、窒化アルミニウム、炭化チタン及びチタン酸カリウム等の粉末状、粒状、繊維状又はウイスカー状のセラミックス充填剤などが挙げられる。   Examples of inorganic fillers include inorganic oxides such as silica, diatomaceous earth, barium ferrite, beryllium oxide, pumice and pumice balloons; hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide; calcium carbonate, magnesium carbonate, base Metal carbonates such as basic magnesium carbonate, dolomite and dosonite; metal sulfates and sulfites such as calcium sulfate, barium sulfate, ammonium sulfate and calcium sulfite; talc, clay, mica, asbestos, glass fiber, glass balloon, glass beads, silica Silicates such as calcium oxide, montmorillonite and bentonite; carbons such as carbon fiber, carbon black, graphite and carbon hollow sphere; molybdenum sulfide, zinc borate, barium metaborate, calcium borate, sodium borate and boron Powdered, granular, plate-like or fibrous inorganic fillers such as fibers; powdery, granular, fibrous or whisker-like metal fillers such as metals, metal compounds and alloys; silicon carbide, silicon nitride, zirconia, nitriding Examples thereof include powder fillers such as aluminum, titanium carbide, and potassium titanate, granular fillers, fiber fillers, and whisker ceramic fillers.

有機系充填剤としては、例えばモミ殻などの殻繊維、カーボンナノチューブ、フラーレン、木粉、木綿、ジュート、紙細片、セロハン片、芳香族ポリアミド繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、熱硬化性樹脂粉末及びゴムなどを挙げることができる。
充填剤としては、不織布等平板状に加工したものを用いても良いし、複数の材料を混ぜて用いても良い。これら各種充填剤及び添加成分は、各組成物を製造するどの工程のどの段階で添加してもよい。
Examples of organic fillers include shell fibers such as fir shells, carbon nanotubes, fullerenes, wood flour, cotton, jute, paper strips, cellophane pieces, aromatic polyamide fibers, cellulose fibers, nylon fibers, polyester fibers, polypropylene fibers And thermosetting resin powder and rubber.
As a filler, what processed into flat form, such as a nonwoven fabric, may be used, and several materials may be mixed and used. These various fillers and additive components may be added at any stage of any process for producing each composition.

その他の成分の中で、レベリング剤を含むことがポリイミド膜の平滑性が向上する傾向となるため好ましい。レベリング剤としては、例えばシリコーン系化合物等が挙げられる。シリコーン系化合物は特に限定はないが、例えば、ポリエーテル変性シロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性ポリメチルアルキルシロキサン、アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン、高重合シリコーン、アミノ変性シリコーン、アミノ誘導体シリコーン、フェニル変性シリコーン及びポリエーテル変性シリコーン等が挙げられる。   Among other components, it is preferable to include a leveling agent because the smoothness of the polyimide film tends to be improved. Examples of the leveling agent include silicone compounds. The silicone compound is not particularly limited. For example, polyether-modified siloxane, polyether-modified polydimethylsiloxane, polyether-modified hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane, polyether-modified polymethylalkylsiloxane, polyester-modified polydimethylsiloxane, polyester-modified hydroxyl group Examples thereof include polydimethylsiloxane, polyester-modified polymethylalkylsiloxane, aralkyl-modified polymethylalkylsiloxane, highly polymerized silicone, amino-modified silicone, amino-derivative silicone, phenyl-modified silicone, and polyether-modified silicone.

本発明のポリイミド前駆体組成物に含まれるポリイミド前駆体の濃度、ポリイミド組成物に含まれるポリイミドの濃度は特に制限はないが、通常3質量%以上、好ましくは5質量%以上、より好ましくは7質量%以上である。また、通常60質量%以下、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下である。濃度がこの範囲であることで、組成物の製造が容易となり、また膜の厚さ、表面等が均一になりやすい傾向にある。   The concentration of the polyimide precursor contained in the polyimide precursor composition of the present invention and the concentration of the polyimide contained in the polyimide composition are not particularly limited, but are usually 3% by mass or more, preferably 5% by mass or more, more preferably 7%. It is at least mass%. Moreover, it is 60 mass% or less normally, Preferably it is 50 mass% or less, More preferably, it is 45 mass% or less. When the concentration is within this range, the composition can be easily produced, and the thickness and surface of the film tend to be uniform.

組成物中のポリイミド前駆体及びポリイミドの濃度は従来知られている方法を用いて適宜確認することができる。例えば、組成物の溶媒や、その他成分を減圧乾燥等の方法を用いて留去し、留去する前後の質量比から求めることができる。   The concentration of the polyimide precursor and the polyimide in the composition can be appropriately confirmed using a conventionally known method. For example, the solvent of the composition and other components can be distilled off using a method such as drying under reduced pressure, and the mass ratio before and after the distillation can be obtained.

本発明の組成物の粘度は特に制限はないが、25℃における濃度20%の粘度で、通常100cP以上、好ましくは200cP以上、より好ましくは500cP以上である。また通常200000cP以下、好ましくは100000cP以下、さらに好ましくは80000cP以下である。組成物の粘度がこの範囲であることで、製造時の取り扱いが容易になり、また塗工時の取り扱いが容易となる。
組成物の粘度は従来知られている方法で測定することができる。例えば、振動式粘度計、E型粘度計などを用いて測定することができる。
[ポリイミド前駆体組成物及びポリイミド樹脂組成物より得られるポリイミドフィルム並びに積層体]
本発明の組成物を用いた膜の形成方法は時に制限はないが、基材等に塗布する方法等が挙げられる。
塗布する方法としては、ダイコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、スクリーン印刷、スプレー、キャスト法、コーターを用いる方法、吹付による塗布方法、浸漬法、カレンダー法及び流涎法等が挙げられる。これらの方法は塗布面積及び被塗布面の形状などに応じて適宜選択することができる。
Although there is no restriction | limiting in particular in the viscosity of the composition of this invention, it is a viscosity of the density | concentration 20% in 25 degreeC, and is 100 cP or more normally, Preferably it is 200 cP or more, More preferably, it is 500 cP or more. Moreover, it is 200000 cP or less normally, Preferably it is 100000 cP or less, More preferably, it is 80000 cP or less. When the viscosity of the composition is within this range, handling during production becomes easy, and handling during coating becomes easy.
The viscosity of the composition can be measured by a conventionally known method. For example, it can be measured using a vibration viscometer, an E-type viscometer or the like.
[Polyimide film and laminate obtained from polyimide precursor composition and polyimide resin composition]
A method for forming a film using the composition of the present invention is sometimes not limited, but examples thereof include a method of applying to a substrate.
Examples of the coating method include die coating, spin coating, dip coating, screen printing, spraying, casting method, coating method, spraying coating method, dipping method, calendar method, and fluency method. These methods can be appropriately selected according to the application area and the shape of the surface to be applied.

塗布等で形成した膜に含まれる溶媒を揮発させる方法も特に制限はない。通常は、組成物が塗布されたキャリア基板を加熱することにより、溶媒を揮発させる。加熱方法は特に制限されず、例えば、熱風加熱、真空加熱、赤外線加熱、マイクロ波加熱及び熱板・ホットロール等を用いた接触による加熱等が挙げられる。   The method for volatilizing the solvent contained in the film formed by coating or the like is not particularly limited. Usually, the solvent is volatilized by heating the carrier substrate coated with the composition. The heating method is not particularly limited, and examples thereof include hot air heating, vacuum heating, infrared heating, microwave heating, and heating by contact using a hot plate / hot roll.

上記の場合の加熱温度は、溶媒の種類に応じて好適な温度を用いることができる。加熱温度は、通常40℃以上、好ましくは100℃以上、さらに好ましくは200℃以上、特に好ましくは300℃以上、通常1000℃以下、好ましくは700℃以下、さらに好ましくは600℃以下、特に好ましくは500℃以下である。加熱温度が40℃以上である場合、溶媒が十分揮発される点で好ましい。また、加熱温度が300℃以上である場合、イミド化反応の進行が速いため、短時間焼成が可能となる。また、加熱の雰囲気は、空気下でも不活性雰囲気下でもよく特に制限はないが、ポリイミドに無色透明が要求されるときは、着色抑制のため窒素等の不活性雰囲気下で加熱することが好ましい。   As the heating temperature in the above case, a suitable temperature can be used according to the kind of the solvent. The heating temperature is usually 40 ° C or higher, preferably 100 ° C or higher, more preferably 200 ° C or higher, particularly preferably 300 ° C or higher, usually 1000 ° C or lower, preferably 700 ° C or lower, more preferably 600 ° C or lower, particularly preferably. It is 500 degrees C or less. When heating temperature is 40 degreeC or more, it is preferable at the point from which a solvent is fully volatilized. Moreover, when heating temperature is 300 degreeC or more, since progress of an imidation reaction is quick, baking for a short time is attained. The heating atmosphere may be either air or an inert atmosphere, and is not particularly limited. However, when the polyimide is required to be colorless and transparent, it is preferable to heat in an inert atmosphere such as nitrogen to suppress coloring. .

<ポリイミドフィルム>
本発明のポリイミドフィルムの厚さは、通常1μm以上、好ましくは2μm以上であり、一方通常300μm以下、好ましくは200μm以下である。厚さが1μm以上であることにより、ポリイミドフィルムが十分な強度を得られ自律フィルムとして得られ、ハンドリング性が向上する傾向にある。また、厚さを300μm以下にすることによりフィルムの均一性が担保しやすい傾向にある。
<Polyimide film>
The thickness of the polyimide film of the present invention is usually 1 μm or more, preferably 2 μm or more, while usually 300 μm or less, preferably 200 μm or less. When the thickness is 1 μm or more, the polyimide film has sufficient strength and is obtained as an autonomous film, and the handling property tends to be improved. Moreover, it exists in the tendency which is easy to ensure the uniformity of a film by making thickness into 300 micrometers or less.

本発明のポリイミドフィルムのガラス転移温度(Tg)は、特に制限はないが、好ましくは150℃以上、より好ましくは180℃以上、さらに好ましくは200℃以上である。ガラス転移温度が高いことにより、様々な用途の加工工程に適用しうる傾向にある。   The glass transition temperature (Tg) of the polyimide film of the present invention is not particularly limited, but is preferably 150 ° C or higher, more preferably 180 ° C or higher, and further preferably 200 ° C or higher. Due to the high glass transition temperature, it tends to be applicable to processing steps for various uses.

ポリイミドフィルムは、求められる性能は用途に依存するが、以下のような機械的強度を有することが好ましい。
本発明のポリイミドフィルムの引張強度は、特段の制限はないが、通常50MPa以上、好ましくは70MPa以上であり、一方、通常400MPa以下、好ましくは300MPa以下である。引張弾性率は、特段の制限はないが、通常1000MPa以上、好ましくは2000MPa以上、より好ましくは2500MPa以上、更に好ましくは3000MPa以上であり、一方、通常20GPa以下、好ましくは10GPa以下、より好ましくは5GPa以下である。
また、引張破壊伸びは、特段の制限はないが、通常10%GL以上、好ましくは20%GL以上、より好ましくは30%GL以上、更に好ましくは50%GL以上であり、通常300%GL以下、好ましくは200%GL以下である。
ポリイミドフィルムがこのような機械的強度を有することにより、各種加工に耐えうるフィルムとなる傾向がある。
特に、ポリイミドフィルムの引張弾性率が3000MPa以上、5000MPa以下、かつ引張破壊伸びが50%GL以上、200%GL以下であると、高弾性率と高伸度が両立され、表面保護層、デバイス用基板、絶縁膜又は配線膜等様々な用途に好適に使用される。
The required performance of the polyimide film depends on the application, but preferably has the following mechanical strength.
The tensile strength of the polyimide film of the present invention is not particularly limited, but is usually 50 MPa or more, preferably 70 MPa or more, and is usually 400 MPa or less, preferably 300 MPa or less. The tensile elastic modulus is not particularly limited, but is usually 1000 MPa or more, preferably 2000 MPa or more, more preferably 2500 MPa or more, still more preferably 3000 MPa or more, and usually 20 GPa or less, preferably 10 GPa or less, more preferably 5 GPa. It is as follows.
The tensile elongation at break is not particularly limited, but is usually 10% GL or more, preferably 20% GL or more, more preferably 30% GL or more, further preferably 50% GL or more, and usually 300% GL or less. , Preferably 200% GL or less.
When the polyimide film has such mechanical strength, it tends to be a film that can withstand various types of processing.
In particular, when the tensile elastic modulus of the polyimide film is 3000 MPa or more and 5000 MPa or less and the tensile fracture elongation is 50% GL or more and 200% GL or less, the high elastic modulus and the high elongation are compatible, and the surface protective layer is used for a device. It is suitably used for various applications such as a substrate, an insulating film or a wiring film.

本発明のポリイミドフィルムは、例えば、支持体に、上述したように、本発明のポリイミド組成物を塗布後、加熱し、該支持体からフィルムを剥離することにより得られる。
支持体からポリイミドフィルムを剥離する方法は特に制限はないが、フィルムなどの性能を損なうことなく剥離できるという点で、物理的に剥離する方法、レーザーによって剥離する方法が好ましい。
The polyimide film of the present invention can be obtained, for example, by applying the polyimide composition of the present invention to a support, and then heating and peeling the film from the support, as described above.
The method for peeling the polyimide film from the support is not particularly limited, but a physical peeling method or a laser peeling method is preferable in that the film can be peeled without impairing the performance of the film.

物理的に剥離する方法とは、例えば、ポリイミドフィルム/支持体からなる積層体の周縁を切離してポリイミドフィルムを得る方法、周縁部を吸引してポリイミドフィルムを得る方法、周縁を固定し支持基材を移動させてポリイミドフィルムを得る方法などが挙げられる。
<ポリイミド積層体>
本発明の積層体は、例えば、上述したように、基材に本発明のポリイミド組成物を塗布後、加熱することにより得られる。
基材としては、硬質で耐熱性を有することが好ましい。すなわち、製造工程上必要とされる温度条件で、変形しない素材を用いることが好ましい。具体的には、通常200℃以上、好ましくは250℃以上のガラス転移温度を持つ素材で基材が構成されていることが好ましい。例えば、ガラス、セラミック、金属及びシリコンウェハ等が挙げられる。
The method of physically peeling is, for example, a method of obtaining a polyimide film by separating the periphery of a laminate comprising a polyimide film / support, a method of obtaining a polyimide film by sucking the periphery, and a support substrate with a fixed periphery And a method of obtaining a polyimide film by moving.
<Polyimide laminate>
The laminate of the present invention can be obtained, for example, by heating after applying the polyimide composition of the present invention to a substrate as described above.
The substrate is preferably hard and heat resistant. That is, it is preferable to use a material that does not deform under the temperature conditions required in the manufacturing process. Specifically, it is preferable that the base material is made of a material having a glass transition temperature of usually 200 ° C. or higher, preferably 250 ° C. or higher. For example, glass, ceramic, metal, a silicon wafer, etc. are mentioned.

基材としてガラスを用いる場合、用いられるガラスとしては、特に限定されるものではないが、例えば青板ガラス(アルカリガラス)、高ケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス(ホウケイ酸ガラス、コーニング社製イーグルXG等)及びアルミノケイ酸塩ガラス等が挙げられる。
基材として金属を用いる場合、用いられる金属としては、特に限定されるものではないが、例えば金、銀、銅、アルミニウム及び鉄などが挙げられる。これら各種合金を用いてもよい。
When glass is used as the substrate, the glass used is not particularly limited. For example, blue plate glass (alkali glass), high silicate glass, soda lime glass, lead glass, aluminoborosilicate glass, non-alkali Examples thereof include glass (borosilicate glass, Corning Eagle XG, etc.) and aluminosilicate glass.
When a metal is used as the substrate, the metal used is not particularly limited, and examples thereof include gold, silver, copper, aluminum, and iron. These various alloys may be used.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。なお、以下の実施例は本発明を詳細に説明するために示すものであり、本発明はその主旨に反しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. In addition, the following examples are shown in order to describe the present invention in detail, and the present invention is not limited to the following examples unless it is contrary to the gist thereof.

[実施例1]
熱電対、冷却器及び攪拌機を備えた4つ口フラスコに、4,4‘−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)5.41g(0.027mol)、4,4‘−ジアミノベンズアニリド(DABA)0.68g(0.003mol)、3,3‘,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)8.83g(0.03mol)、無水フタル酸0.089g(0.0006mol)及びN,N‘−ジメチルアセトアミド(DMAc)60gを加え、窒素下、80℃で6時間撹拌し反応させ、ポリイミド前駆体を含む組成物1を得た。
[Example 1]
A four-necked flask equipped with a thermocouple, a condenser and a stirrer was charged with 5.41 g (0.027 mol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether (ODA) and 0.68 g of 4,4′-diaminobenzanilide (DABA) ( 0.003 mol), 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) 8.83 g (0.03 mol), phthalic anhydride 0.089 g (0.0006 mol) and N, N ′ -60 g of dimethylacetamide (DMAc) was added, and the mixture was stirred and reacted at 80 ° C for 6 hours under nitrogen to obtain Composition 1 containing a polyimide precursor.

(ポリイミドフィルムの作成)
得られた組成物1をガラス基板上にスピンコート法により塗布し、ホットプレートを用い、空気下で6分かけて500℃まで昇温し、その後3分かけて300℃以下まで冷却することで(高温焼成)、膜厚20μmのポリイミドフィルム1を得た。
(Making polyimide film)
The obtained composition 1 is applied onto a glass substrate by a spin coating method, heated to 500 ° C. over 6 minutes in air using a hot plate, and then cooled to 300 ° C. or lower over 3 minutes. (High temperature baking) and a polyimide film 1 having a film thickness of 20 μm was obtained.

(耐熱性評価)
ポリイミドフィルム1を幅6mm、長さ50mmにスーバーストレートカッターにより打ち抜き試験片とし、得られた短冊状の試験片を用い、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製DMS6100を使用してtanδを測定した。tanδのピーク値をTgとし、結果を表2に記載した。
Tgが高いほど耐熱性がよいと評価した。
(Heat resistance evaluation)
The polyimide film 1 was punched out with a super straight cutter to a width of 6 mm and a length of 50 mm, and tan δ was measured using a DMS6100 manufactured by SII Nano Technology, using the obtained strip-shaped test piece. The peak value of tan δ was defined as Tg, and the results are shown in Table 2.
It was evaluated that the higher the Tg, the better the heat resistance.

(機械物性評価)
室温25℃、湿度50%の恒温恒湿室で一晩以上調湿したポリイミドフィルム1を幅10mmの短冊状に切り出したものを試験片とした。該試験片を用い、引張試験機(オリエンテック社製STA−1225)を使用して、チャック間距離30mm、引張速度10mm/minの条件で引張試験を行い、応力−歪曲線を作成し、引張弾性率(MPa)、引張破壊伸び(%GL)を求めた。
(Mechanical property evaluation)
A test piece was prepared by cutting a polyimide film 1 conditioned in a constant temperature and humidity chamber at room temperature of 25 ° C. and a humidity of 50% overnight into a strip shape having a width of 10 mm. Using this test piece, using a tensile tester (STA-1225 manufactured by Orientec Co., Ltd.), a tensile test is performed under the conditions of a distance between chucks of 30 mm and a tensile speed of 10 mm / min, and a stress-strain curve is created. Elastic modulus (MPa) and tensile elongation at break (% GL) were determined.

[実施例2]
4,4‘−ジアミノジフェニルエーテルの量を4.51g(0.023mol)に、4,4‘−ジアミノベンズアニリドの量を0.68g(0.008mol)に変更した以外は実験例1と同様の方法でポリイミド前駆体を含む組成物2及びポリイミドフィルム2を得た。実施例1と同様にしてポリイミドフィルム2のTg、引張弾性率及び引張破壊伸びを求めた。
[Example 2]
Experimental Example 1 except that the amount of 4,4′-diaminodiphenyl ether was changed to 4.51 g (0.023 mol) and the amount of 4,4′-diaminobenzanilide was changed to 0.68 g (0.008 mol). The composition 2 containing the polyimide precursor and the polyimide film 2 were obtained by the method. In the same manner as in Example 1, the Tg, tensile modulus, and tensile breaking elongation of the polyimide film 2 were determined.

[比較例1]
4,4‘−ジアミノジフェニルエーテル36.0g(0.18mol)、3,3‘,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物51.4g(0.0.17mol)及びN,N‘−ジメチルアセトアミド350gを使用し実験例1と同様の方法でポリイミド前駆体を含む組成物3及びポリイミドフィルム3を得た。実施例1と同様にしてポリイミドフィルム3のTg、引張弾性率及び引張破壊伸びを求めた。
[Comparative Example 1]
3,4′-Diaminodiphenyl ether 36.0 g (0.18 mol), 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride 51.4 g (0.0.17 mol) and N, N′-dimethyl A composition 3 and a polyimide film 3 containing a polyimide precursor were obtained in the same manner as in Experimental Example 1 using 350 g of acetamide. In the same manner as in Example 1, the Tg, tensile modulus, and tensile breaking elongation of the polyimide film 3 were determined.

Figure 2018009063
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Figure 2018009063
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表2に示すように、本発明のポリイミド前駆体組成物及び該組成物から得られたポリイミドフィルムは、高温焼成後も高弾性率及び高伸度の両立がなされていることが解る。   As shown in Table 2, it can be seen that the polyimide precursor composition of the present invention and the polyimide film obtained from the composition are compatible with both high elastic modulus and high elongation even after high-temperature firing.

本発明のポリイミド前駆体組成物及びポリイミド組成物は、コーティング材料、表面保護層、接着剤、デバイス用基板、絶縁膜又は配線膜等に用いることができる。また、これらの組成物から得られるフィルム及び積層体は表面保護層、デバイス用基板、絶縁膜又は配線膜等に用いることができる。   The polyimide precursor composition and the polyimide composition of the present invention can be used for coating materials, surface protective layers, adhesives, device substrates, insulating films, wiring films, and the like. Moreover, the film and laminated body obtained from these compositions can be used for a surface protective layer, a device substrate, an insulating film, a wiring film, or the like.

Claims (12)

ポリイミド前駆体を含む組成物であって、前記ポリイミド前駆体が、下記構造式(1)で表される構造を含む繰り返し単位及び非共有結合を形成する構造を含む繰り返し単位を有し、且つ分子末端が封止されていることを特徴とするポリイミド前駆体組成物。
Figure 2018009063
(式中、R1はテトラカルボン酸残基、R2はジアミン残基を表す。)
A composition containing a polyimide precursor, wherein the polyimide precursor has a repeating unit containing a structure represented by the following structural formula (1) and a repeating unit containing a structure forming a non-covalent bond, and a molecule The polyimide precursor composition characterized by the terminal being sealed.
Figure 2018009063
(In the formula, R 1 represents a tetracarboxylic acid residue, and R 2 represents a diamine residue.)
前記非共有結合が水素結合である請求項1に記載のポリイミド前駆体組成物。   The polyimide precursor composition according to claim 1, wherein the non-covalent bond is a hydrogen bond. 前記ポリイミド前駆体の非共有結合を形成する構造の含有量が、ポリイミド前駆体中の全ての繰り返し単位が前記構造を1つずつ含む場合を100%とすると、2%以上、かつ75%以下である請求項1または2に記載のポリイミド前駆体組成物。   When the content of the structure forming the non-covalent bond of the polyimide precursor is 100% when all the repeating units in the polyimide precursor include the structure one by one, it is 2% or more and 75% or less. The polyimide precursor composition according to claim 1 or 2. 前記ポリイミド前駆体の末端封止率が30%以上である請求項1〜3の何れか1項に記載のポリイミド前駆体組成物。   The polyimide precursor composition according to any one of claims 1 to 3, wherein a terminal blocking rate of the polyimide precursor is 30% or more. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物より得られるポリイミドフィルム。   The polyimide film obtained from the polyimide precursor composition of any one of Claims 1-4. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物より得られる樹脂層を有するポリイミド積層体。   The polyimide laminated body which has a resin layer obtained from the polyimide precursor composition of any one of Claims 1-4. ポリイミドを含む組成物であって、前記ポリイミドが、下記構造式(2)で表される構造を含む繰り返し単位及び非共有結合を形成する構造を含む繰り返し単位を有し、且つ分子末端が封止されていることを特徴とするポリイミド組成物。
Figure 2018009063
(式中、R3はテトラカルボン酸残基、R4はジアミン残基を表す。)
A composition containing polyimide, wherein the polyimide has a repeating unit containing a structure represented by the following structural formula (2) and a repeating unit containing a structure forming a non-covalent bond, and a molecular terminal is sealed. The polyimide composition characterized by the above-mentioned.
Figure 2018009063
(In the formula, R 3 represents a tetracarboxylic acid residue, and R 4 represents a diamine residue.)
前記非共有結合が水素結合である請求項7に記載のポリイミド組成物。   The polyimide composition according to claim 7, wherein the non-covalent bond is a hydrogen bond. 前記ポリイミドの非共有結合を形成する構造の含有量が、ポリイミド中の全ての繰り返し単位が前記構造を1つずつ含む場合を100%とすると、2%以上、かつ75%以下である請求項7または8に記載のポリイミド組成物。   The content of the structure forming a non-covalent bond of the polyimide is 2% or more and 75% or less, assuming that 100% is a case where all the repeating units in the polyimide include one structure. Or the polyimide composition of 8. 前記ポリイミドの末端封止率が30%以上である請求項7〜9の何れか1項に記載のポリイミド組成物。   The polyimide composition according to any one of claims 7 to 9, wherein a terminal sealing ratio of the polyimide is 30% or more. 請求項7〜10のいずれか1項に記載のポリイミド組成物より得られるポリイミドフィルム。   The polyimide film obtained from the polyimide composition of any one of Claims 7-10. 請求項7〜10のいずれか1項に記載のポリイミド組成物より得られる樹脂層を有するポリイミド積層体。   The polyimide laminated body which has a resin layer obtained from the polyimide composition of any one of Claims 7-10.
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