JP2021169559A - Method for producing polyimide film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリイミドフィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a polyimide film.
ディスプレイ、太陽電池、タッチパネル等のエレクトロニクスデバイスの急速な進歩に伴い、デバイスの薄型化や軽量化、更にはフレキシブル化が要求されている。これらの要求に対して、基板やカバーウインドウ等に用いられているガラス材料のプラスチックフィルム材料への置き換えが検討されている。特に、高い耐熱性や、高温での寸法安定性、高機械強度が求められる用途では、ガラス代替材料としてポリイミドフィルムの適用が検討されている。 With the rapid progress of electronic devices such as displays, solar cells, and touch panels, it is required to make the devices thinner, lighter, and more flexible. In response to these demands, replacement of glass materials used for substrates, cover windows, etc. with plastic film materials is being considered. In particular, in applications where high heat resistance, dimensional stability at high temperatures, and high mechanical strength are required, the application of a polyimide film as a glass substitute material is being studied.
一般的な全芳香族ポリイミドは、分子内および分子間の電荷移動相互作用が強く、吸収端波長が可視光領域にも及ぶため、黄色または褐色に着色している。また、全芳香族ポリイミドは、剛直な分子構造や分子間のπ‐πスタッキング等に起因して、有機溶媒に対する溶解性が乏しい。そのため、ポリイミドフィルムは、一般には、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸溶液を支持体上に膜状に塗布し、加熱により溶媒を除去すると共に、ポリアミド酸を脱水環化してイミド化する方法(熱イミド化)により製造される。熱イミド化は、一般に300℃以上の高温で行われる。 General all-aromatic polyimides are colored yellow or brown because they have strong intramolecular and intermolecular charge transfer interactions and the absorption edge wavelength extends to the visible light region. Further, the total aromatic polyimide has poor solubility in an organic solvent due to a rigid molecular structure, π-π stacking between molecules, and the like. Therefore, in general, a polyimide film is a method in which a polyamic acid solution, which is a polyimide precursor, is applied in a film form on a support, the solvent is removed by heating, and the polyamic acid is dehydrated and cyclized to be imidized (thermal imide). Manufactured by Thermal imidization is generally performed at a high temperature of 300 ° C. or higher.
ポリイミドに可視光透過性および溶媒可溶性を付与する手法として、脂環式構造の導入、屈曲構造の導入、フッ素置換基の導入等が知られている。可溶性のポリイミドはポリイミド樹脂溶液を支持体上に塗布し、溶媒を除去する方法によりフィルムを製造することもできる(例えば特許文献1参照)。ポリイミド樹脂溶液を用いる方法は、イミド化のための高温での加熱を必要としないため、加熱による着色が生じ難く、透明性の高い透明ポリイミドフィルムが得らやすいとの利点がある。 As a method for imparting visible light transparency and solvent solubility to polyimide, introduction of an alicyclic structure, introduction of a bent structure, introduction of a fluorine substituent and the like are known. The soluble polyimide can also be produced as a film by applying a polyimide resin solution on the support and removing the solvent (see, for example, Patent Document 1). Since the method using the polyimide resin solution does not require heating at a high temperature for imidization, there is an advantage that coloring due to heating is unlikely to occur and a highly transparent transparent polyimide film can be easily obtained.
製膜後に熱イミド化を行う方法および可溶性ポリイミド樹脂溶液を用いて製膜する方法のいずれにおいても、製膜後にポリイミド膜を加熱することにより、有機溶媒の除去が行われる。特許文献1には、熱イミド化後のポリイミド膜を水に浸漬することにより、残存溶媒を減少させる方法が開示されている。特許文献2には、ポリイミド樹脂溶液を支持体上に塗布し加熱乾燥した後に、貧溶媒に浸漬することにより、残存溶媒を減少させる方法が開示されており、貧溶媒の具体例として、水、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒および酢酸エステル系溶媒が記載されている。 In both the method of performing thermal imidization after film formation and the method of forming a film using a soluble polyimide resin solution, the organic solvent is removed by heating the polyimide film after film formation. Patent Document 1 discloses a method of reducing the residual solvent by immersing the polyimide film after thermal imidization in water. Patent Document 2 discloses a method of reducing the residual solvent by applying a polyimide resin solution on a support, heating and drying, and then immersing in a poor solvent. As a specific example of the poor solvent, water, Alcohol-based solvents, ketone-based solvents and acetate-based solvents are described.
有機溶媒を含むポリイミド膜を貧溶媒に浸漬する処理は、残存溶媒の減少に効果的である。しかし、特許文献2に開示されている貧溶媒を用いると、残存溶媒を減少させるための処理に長時間を要する。 The treatment of immersing the polyimide film containing an organic solvent in a poor solvent is effective in reducing the residual solvent. However, when the poor solvent disclosed in Patent Document 2 is used, a long time is required for the treatment for reducing the residual solvent.
本発明においては、残存有機溶媒を含むポリイミド膜を、所定の処理用液体と接触させる。処理用液体は、有機ハロゲン溶媒を含む液体であり、有機ハロゲン溶媒に加えてアルコールを含んでいてもよい。 In the present invention, the polyimide film containing the residual organic solvent is brought into contact with a predetermined treatment liquid. The treatment liquid is a liquid containing an organic halogen solvent, and may contain alcohol in addition to the organic halogen solvent.
処理用液体として用いられる有機ハロゲン溶媒は、ポリイミド膜に対する溶解性を示さないものであり、有機フッ素系溶媒、および有機塩素系溶媒等が挙げられる。処理用液体は、有機フッ素系溶媒を含むことが好ましく、有機フッ素系溶媒の中では、ハイドロフルオロエーテルが好ましい。有機ハロゲン溶媒としては、塩素化炭化水素が挙げられる。処理用液体は、2種以上の有機ハロゲン溶媒を含んでいてもよい。 The organic halogen solvent used as the treatment liquid does not show solubility in the polyimide film, and examples thereof include an organic fluorine-based solvent and an organic chlorine-based solvent. The treatment liquid preferably contains an organic fluorine-based solvent, and among the organic fluorine-based solvents, hydrofluoroether is preferable. Examples of the organic halogen solvent include chlorinated hydrocarbons. The treatment liquid may contain two or more kinds of organic halogen solvents.
有機ハロゲン溶媒と併用するアルコールとしては、メタノール、エタノールおよびイソプロピルアルコール等の低級アルコールが挙げられる。処理用液体は2種以上のアルコールを含んでいてもよい。処理用液体のアルコール含有量は、1〜90重量%であってもよい。 Examples of the alcohol used in combination with the organic halogen solvent include lower alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol. The treatment liquid may contain two or more alcohols. The alcohol content of the treatment liquid may be 1-90% by weight.
有機溶媒を含むポリイミド膜は、例えば、有機溶媒中にポリイミド樹脂が溶解した溶液を支持体上に塗布し、有機溶媒の一部を除去することにより得られる。支持体からポリイミド膜を剥離した後、ポリイミド膜を処理用液体と接触させてもよい。 The polyimide film containing an organic solvent can be obtained, for example, by applying a solution in which a polyimide resin is dissolved in an organic solvent onto a support and removing a part of the organic solvent. After peeling the polyimide film from the support, the polyimide film may be brought into contact with the processing liquid.
ポリイミドは、テトラカルボン酸二無水物成分として、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(6FDA)等のフッ素含有酸二無水物を含むものでもよく、ジアミン成分として、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)等のフッ素含有ジアミンを含むものでもよい。ポリイミド膜および残存溶媒を除去後のポリイミドフィルムの厚みは、一般に5μm以上である。 The polyimide contains, as a tetracarboxylic acid dianhydride component, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride (6FDA) and the like. It may contain a fluorine-containing acid dianhydride, or may contain a fluorine-containing diamine such as 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzidine (TFMB) as a diamine component. The thickness of the polyimide film after removing the polyimide film and the residual solvent is generally 5 μm or more.
本発明の方法では、有機溶媒が残存しているポリイミド膜を、所定の貧溶媒と接触させる。 In the method of the present invention, the polyimide film in which the organic solvent remains is brought into contact with a predetermined poor solvent.
[ポリイミド]
ポリイミドは、一般にテトラカルボン酸二無水物(以下、「酸二無水物」と記載する場合がある)とジアミンとの重合によりポリアミド酸を得て、ポリアミド酸を脱水環化することにより得られる。すなわち、ポリイミドはテトラカルボン酸二無水物由来構造とジアミン由来構造とを有する。
[Polyimide]
Polyimide is generally obtained by polymerizing tetracarboxylic acid dianhydride (hereinafter, may be referred to as "acid dianhydride") with diamine to obtain polyamic acid, and dehydrating and cyclizing the polyamic acid. That is, the polyimide has a tetracarboxylic dianhydride-derived structure and a diamine-derived structure.
<ポリアミド酸およびポリイミドの組成>
ポリアミド酸およびポリイミドの原料として使用可能な酸二無水物の例としては、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、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、1,1’‐ビシクロヘキサン−3,3’,4,4’テトラカルボン酸二無水物、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、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2−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(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、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、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{4−[4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]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、1,3−ビス[(3,4−ジカルボキシ)ベンゾイル]ベンゼン二無水物、1,4−ビス[(3,4−ジカルボキシ)ベンゾイル]ベンゼン二無水物、2,2−ビス{4−[4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}プロパン二無水物、2,2−ビス{4−[3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}プロパン二無水物、ビス{4−[4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−[3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}ケトン二無水物、4,4’−ビス[4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]ビフェニル二無水物、4,4’−ビス[3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]ビフェニル二無水物、ビス{4−[4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−[3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−[4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−[3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−[4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}スルフィド二無水物、ビス{4−[3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}スルフィド二無水物、2,2−ビス{4−[4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルプロパン二無水物、2,2−ビス{4−[3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}−1,1,1,3,3,3−プロパン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、ビス(1,3−ジヒドロ−1,3−ジオキソ−5−イソベンゾフランカルボン酸)−1,4−フェニレンエステル、ビス(1,3−ジヒドロ−1,3−ジオキソ−5−イソベンゾフランカルボン酸)−(2,2’,3,3’,5,5’−ヘキサメチル[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジイル)エステルが挙げられる。
<Composition of polyamic acid and polyimide>
Examples of acid dianhydrides that can be used as raw materials for polyamic acid and polyimide are ethylenetetracarboxylic dianhydride, butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride. , 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 1,1'-bicyclohexane-3,3', 4,4 'Tetetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,2', 3,3'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,2', 3 , 3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, pyromellitic 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 (3,4-dicarboxyphenyl) Symphone dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane Dihydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) Phenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropanedianhydride, 2,2-bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} -1,1, 1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 1,3-bis [(3,4-dicarboxy) benzoyl] benzene dianhydride, 1,4-bis [(3,4-dicarboxy) Benoxyl] benzene dianhydride, 2,2-bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} propane dianhydride, 2,2-bis {4- [3- (1,2,1,2) -Dicarboxy) phenoxy] phenyl} propane dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, bis {4- [3- (1,2-di) Carboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, 4,4'-bis [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] biphenyl dianhydride, 4,4'-bis [3- (1,2-di) Carboxi) phenoxy] biphenyl dianhydride, bis {4- [4- ( 1,2-Dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, bis {4- [4- (1,1,) 2-Dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfone dianhydride, bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfone dianhydride, bis {4- [4- (1,2-) Dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfide dianhydride, bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfide dianhydride, 2,2-bis {4- [4- (1,1) 2-Dicarboxy) phenoxy] phenyl} -1,1,1,3,3,3-hexaflupropane dianhydride, 2,2-bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] Phenyl} -1,1,1,3,3,3-propane dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid dianhydride , 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic acid dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,6,7-anthracene tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrene tetracarboxylic acid dianhydride, bis (1,3-dihydro-1,3-dioxo-5-isobenzofuran) Carboxylic acid) -1,4-phenylene ester, bis (1,3-dihydro-1,3-dioxo-5-isobenzofurancarboxylic acid)-(2,2', 3,3', 5,5'-hexamethyl [1,1'-biphenyl] -4,4'-diyl) ester can be mentioned.
ポリアミド酸およびポリイミドの原料として使用可能なジアミンの例としては、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、4,4’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ]ジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2−ジ(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ジ(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、1,4−ジアミノ−2−フルオロベンゼン、1,4−ジアミノ−2,3−ジフルオロベンゼン、1,4−ジアミノ−2,5−ジフルオロベンゼン、1,4−ジアミノ−2,6−ジフルオロベンゼン、1,4−ジアミノ−2,3,5−トリフルオロベンゼン、1,4−ジアミノ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼン、1,4−ジアミノ−2−(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,4−ジアミノ−2,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,4−ジアミノ−2,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,4−ジアミノ−2,6−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,4−ジアミノ−2,3,5−トリス(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,4−ジアミノ−2,3,5,6−テトラキス(トリフルオロメチル)ベンゼン、2−フルオロベンジジン、3−フルオロベンジジン、2,3−ジフルオロベンジジン、2,5−ジフルオロベンジジン、2,6−ジフルオロベンジジン、2,3,5−トリフルオロベンジジン、2,3,6−トリフルオロベンジジン、2,3,5,6−テトラフルオロベンジジン、2,2’−ジフルオロベンジジン、3,3’−ジフルオロベンジジン、2,3’−ジフルオロベンジジン、2,2’,3−トリフルオロベンジジン、2,3,3’−トリフルオロベンジジン、2,2’,5−トリフルオロベンジジン、2,2’,6−トリフルオロベンジジン、2,3’,5−トリフルオロベンジジン、2,3’,6,−トリフルオロベンジジン、2,2 ’,3,3’−テトラフルオロベンジジン、2,2’,5,5’−テトラフルオロベンジジン、2,2’,6,6’−テトラフルオロベンジジン、2,2’,3,3’,6,6’−ヘキサフルオロベンジジン、2,2’,3,3’,5,5’,6,6’−オクタフルオロベンジジン、2−(トリフルオロメチル)ベンジジン、3−(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,6−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,3,5−トリス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,3,6−トリス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,3,5,6−テトラキス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,3’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,2’,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,3,3’−トリス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,2’,5−トリス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,2’,6−トリス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,3’,5−トリス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,3’,6,−トリス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,2’,3,3’−テトラキス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,2’,5,5’−テトラキス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,2’,6,6’−テトラキス(トリフルオロメチル)ベンジジン2,2−ジ(3−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ジ(4−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,1−ジ(3−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ジ(4−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、1−(3−アミノフェニル)−1−(4−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、2,6−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゾニトリル、2,6−ビス(3−アミノフェノキシ)ピリジン、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、4,4’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、4,4’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ]ジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、6,6’−ビス(3−アミノフェノキシ)−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインダン、6,6’−ビス(4−アミノフェノキシ)−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインダン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3−ビス(4−アミノブチル)テトラメチルジシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノブチル)ポリジメチルシロキサン、ビス(アミノメチル)エーテル、ビス(2−アミノエチル)エーテル、ビス(3−アミノプロピル)エーテル、ビス(2−アミノメトキシ)エチル]エーテル、ビス[2−(2−アミノエトキシ)エチル]エーテル、ビス[2−(3−アミノプロトキシ)エチル]エーテル、1,2−ビス(アミノメトキシ)エタン、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン、1,2−ビス[2−(アミノメトキシ)エトキシ]エタン、1,2−ビス[2−(2−アミノエトキシ)エトキシ]エタン、エチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、ジエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミノドデカン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、1,3−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、1,4−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロへキシル)メタン、2,6−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2,5−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタンが挙げられる。 Examples of diamines that can be used as raw materials for polyamic acid and polyimide are 3,3'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 3 , 4'-diaminodiphenylsulfide, 4,4'-diaminodiphenylsulfide, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 3,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, bis [4- (3) -Aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 4,4'-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] diphenylsulfone, 4, 4'-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] diphenylsulfone, 3,3'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 2,2-di (3-aminophenyl) propane, 2,2-di (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 1,4-diamino-2-fluorobenzene, 1,4-diamino-2,3-difluorobenzene, 1,4-diamino-2,5-difluorobenzene, 1, 4-Diamino-2,6-difluorobenzene, 1,4-diamino-2,3,5-trifluorobenzene, 1,4-diamino-2,3,5,6-tetrafluorobenzene, 1,4-diamino -2- (trifluoromethyl) benzene, 1,4-diamino-2,3-bis (trifluoromethyl) benzene, 1,4-diamino-2,5-bis (trifluoromethyl) benzene, 1,4- Diamino-2,6-bis (trifluoromethyl) benzene, 1,4-diamino-2,3,5-tris (trifluoromethyl) benzene, 1,4-diamino-2,3,5,6-tetrakis ( Trifluoromethyl) benzene, 2-fluorobenzidine, 3-fluorobenzidine, 2,3-difluorobenzidine, 2,5-difluorobenzidine, 2,6-difluorobenzidine, 2,3,5-trifluorobenzidine, 2,3 , 6-Trifluorobenzidine, 2,3,5,6-tetrafluorobenzidine, 2,2'-difluorovezine Ndidin, 3,3'-difluorobenzidine, 2,3'-difluorobenzidine, 2,2', 3-trifluorobenzidine, 2,3,3'-trifluorobenzidine, 2,2', 5-trifluorobenzidine , 2,2', 6-trifluorobenzidine, 2,3', 5-trifluorobenzidine, 2,3', 6,-trifluorobenzidine, 2,2', 3,3'-tetrafluorobenzidine, 2 , 2', 5,5'-tetrafluorobenzidine, 2,2', 6,6'-tetrafluorobenzidine, 2,2', 3,3', 6,6'-hexafluorobenzidine, 2,2' , 3,3', 5,5', 6,6'-octafluorobenzidine, 2- (trifluoromethyl) benzidine, 3- (trifluoromethyl) benzidine, 2,3-bis (trifluoromethyl) benzidine, 2,5-bis (trifluoromethyl) benzidine, 2,6-bis (trifluoromethyl) benzidine, 2,3,5-tris (trifluoromethyl) benzidine, 2,3,6-tris (trifluoromethyl) Benzidine, 2,3,5,6-tetrakis (trifluoromethyl) benzidine, 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzidine, 3,3'-bis (trifluoromethyl) benzidine, 2,3'-bis (Trifluoromethyl) benzidine, 2,2', 3-bis (trifluoromethyl) benzidine, 2,3,3'-tris (trifluoromethyl) benzidine, 2,2', 5-tris (trifluoromethyl) Benzidine, 2,2', 6-tris (trifluoromethyl) benzidine, 2,3', 5-tris (trifluoromethyl) benzidine, 2,3', 6,-tris (trifluoromethyl) benzidine, 2, 2', 3,3'-tetrakis (trifluoromethyl) benzidine, 2,2', 5,5'-tetrakis (trifluoromethyl) benzidine, 2,2', 6,6'-tetrakis (trifluoromethyl) Benzidine 2,2-di (3-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-di (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3 , 3-Hexafluoropropane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,1-di (3-amino) Phenyl) -1-phenylethane, 1,1-di (4-aminophenyl) -1-phenylethane, 1- (3-aminopheni) Le) -1- (4-Aminophenyl) -1-phenylethane, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3) -Aminophenoxy) Benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-Aminobenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-) α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,3 -Bis (3-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-α) , Α-Ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 2,6-bis (3-aminophenoxy) benzonitrile, 2,6-bis (3-Aminophenoxy) pyridine, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, Bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (3-amino) phenyl] Phenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, 2, 2-Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-Aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1 , 3-bis [4- (3-aminophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4 -Bis [4- (3-aminophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 4,4'- Bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzophenone, 4,4'-bis [4- (4) -Amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] diphenyl sulfone, 4,4'-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] diphenyl sulfone, 3,3'-diamino-4,4'-diphenoxybenzophenone , 3,3'-diamino-4,4'-dibiphenoxybenzophenone, 3,3'-diamino-4-phenoxybenzophenone, 3,3'-diamino-4-biphenoxybenzophenone, 6,6'-bis (3) -Aminophenoxy) -3,3,3', 3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindan, 6,6'-bis (4-aminophenoxy) -3,3,3', 3'-tetramethyl -1,1'-spirobiindane, 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,3-bis (4-aminobutyl) tetramethyldisiloxane, α, ω-bis (3-aminopropyl) ) Polydimethylsiloxane, α, ω-bis (3-aminobutyl) polydimethylsiloxane, bis (aminomethyl) ether, bis (2-aminoethyl) ether, bis (3-aminopropyl) ether, bis (2-amino) Methoxy) ethyl] ether, bis [2- (2-aminoethoxy) ethyl] ether, bis [2- (3-aminoprotoxy) ethyl] ether, 1,2-bis (aminomethoxy) ethane, 1,2- Bis (2-aminoethoxy) ether, 1,2-bis [2- (aminomethoxy) ethoxy] ethane, 1,2-bis [2- (2-aminoethoxy) ethoxy] ethane, ethylene glycol bis (3-amino) Propyl) ether, diethylene glycol Bis (3-aminopropyl) ether, triethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane , 1,7-Diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,11-diaminoundecane, 1,12-diaminododecane, 1,2-diaminocyclohexane, 1, , 3-Diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 1,2-di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,3-di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,4-di (2-aminoethyl) Cyclohexane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane Can be mentioned.
可視光の透過率が高く、かつ有機溶媒に可溶のポリイミドを得るためには、酸二無水物として、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)等の脂環式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(6FDA)等のフッ素含有芳香族テトラカルボン酸二無水物;および/または3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、p−フェニレンビス(トリメリット酸無水物)(TMHQ)、ビス(1,3−ジオキソ−1,3−ジヒドロイソベンゾフラン−5−カルボン酸)−2,2',3,3',5,5'−ヘキサメチルビフェニル−4,4’ジイル(別名2,2',3,3',5,5'−ヘキサメチル−ビフェニレンビス(トリメリット酸二無水物)(TAHMBP)等の異なる芳香環に2つずつのカルボニル基が結合している芳香族テトラカルボン酸二無水物を用いることが好ましく、ジアミンとして、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)等のフッ素含有芳香族ジアミン(中でもフルオロアルキル置換ベンジジン);および/または3,3’−ジアミノジフェニルスルホン(3,3'−DDS)等の異なる芳香環のそれぞれにアミノ基が結合している芳香族ジアミンを用いることが好ましい。 In order to obtain a polyimide having high visible light transmittance and being soluble in an organic solvent, an alicyclic such as 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride (CBDA) is used as the acid dianhydride. Fluorine-containing aromatics such as tetracarboxylic acid dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride (6FDA) Tetracarboxylic hydride; and / or 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic hydride (BPDA), p-phenylene bis (trimeritic anhydride) (TMHQ), bis (1, 3-Dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-carboxylic acid) -2,2', 3,3', 5,5'-hexamethylbiphenyl-4,4'diyl (also known as 2,2', 3 , 3', 5,5'-Hexamethyl-biphenylenebis (trimeritic acid dianhydride) (TAHMBP), etc. Aromatic tetracarboxylic dianhydride in which two carbonyl groups are bonded to different aromatic rings. Preferably used, as the diamine, fluorine-containing aromatic diamines such as 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzidine (TFMB); and / or 3,3'-diaminodiphenylsulfone (especially fluoroalkyl-substituted benzidine); It is preferable to use an aromatic diamine in which an amino group is bonded to each of different aromatic rings such as 3,3'-DDS).
ポリイミドフィルムの透明性、溶媒可溶性および機械強度を確保する観点から、ポリイミドの酸二無水物成分としては、CBDA、6FDA、BPDA、TMHQ、TAHMBP等が好ましく、ジアミン成分としては、TFMB、3,3'−DDS等が好ましい。ポリイミドの酸二無水物成分の合計100モル%のうち、6FDAの含有量は、20モル%以上が好ましく、30モル%以上がより好ましく、35モル%以上、40モル%以上、45モル%以上または50モル%以上であってもよい。6FDAの含有量は、100モル%でもよく、90モル%以下、80モル%以下または70モル%以下でもよい。ポリイミドのジアミン成分の合計100モル%のうち、TFMBの含有量は、20モル%以上が好ましく、30モル%以上がより好ましく、40モル%以上がさらに好ましく、50モル%以上、60モル%以上または70モル%以上であってもよい。TFMBの含有量は、100モル%でもよく、95モル%以下、90モル%以下、85モル%以下または80モル%以下であってもよい。 From the viewpoint of ensuring the transparency, solvent solubility and mechanical strength of the polyimide film, the acid dianhydride component of the polyimide is preferably CBDA, 6FDA, BPDA, TMHQ, TAHMBP and the like, and the diamine component is TFMB, 3, 3 '-DDS or the like is preferable. Of the total 100 mol% of the acid dianhydride component of the polyimide, the content of 6FDA is preferably 20 mol% or more, more preferably 30 mol% or more, 35 mol% or more, 40 mol% or more, 45 mol% or more. Alternatively, it may be 50 mol% or more. The content of 6FDA may be 100 mol% or less, 90 mol% or less, 80 mol% or less, or 70 mol% or less. Of the total 100 mol% of the diamine component of the polyimide, the content of TFMB is preferably 20 mol% or more, more preferably 30 mol% or more, further preferably 40 mol% or more, 50 mol% or more, 60 mol% or more. Alternatively, it may be 70 mol% or more. The content of TFMB may be 100 mol% or less, 95 mol% or less, 90 mol% or less, 85 mol% or less, or 80 mol% or less.
特に、有機溶媒に対する溶解性の高いポリイミド樹脂を得るためには、ジアミンとして、TFMB、またはTFMBと3,3’−DDSの組合せを用いることが好ましい。この場合、酸二無水物としては、6FDAとCBDAの組み合わせ、6FDAとBPDAの組み合わせ、6FDAとTMHQの組み合わせ、6FDAとTMHQとBPDAの組み合わせ、6FDAとTAHMBPの組み合わせ等が好ましい。ジアミンおよび酸二無水物として、上記の組合せに加えて、他のジアミンおよび酸二無水物を含めてもよい。 In particular, in order to obtain a polyimide resin having high solubility in an organic solvent, it is preferable to use TFMB or a combination of TFMB and 3,3'-DDS as the diamine. In this case, as the acid dianhydride, a combination of 6FDA and CBDA, a combination of 6FDA and BPDA, a combination of 6FDA and TMHQ, a combination of 6FDA and TMHQ and BPDA, a combination of 6FDA and TAHMBP, and the like are preferable. In addition to the above combinations, other diamines and acid dianhydrides may be included as the diamine and acid dianhydride.
[ポリイミド膜の作製]
<ポリアミド酸溶液の調製>
ポリイミドは、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸の脱水環化により得られる。ポリアミド酸の製造方法は、公知のあらゆる方法を用いることができ、特に限定されない。例えば、酸二無水物とジアミンとを、略等モル量(95:100〜105:100のモル比)で有機溶媒中に溶解させ、酸二無水物とジアミンとの重合が完了するまで攪拌することによりポリアミド酸溶液が得られる。ポリアミド酸溶液の濃度は、通常5〜35重量%、好ましくは10〜30重量%である。この範囲の濃度である場合に、適切な分子量と粘度を有するポリアミド酸溶液が得られる。複数種のジアミンや複数種の酸二無水物を添加する場合は、一度に添加してもよく、添加回数を複数回に分けて添加してもよい。
[Preparation of polyimide film]
<Preparation of polyamic acid solution>
Polyimide is obtained by dehydration cyclization of polyamic acid, which is a polyimide precursor. Any known method can be used for producing the polyamic acid, and the method is not particularly limited. For example, acid dianhydride and diamine are dissolved in an organic solvent in approximately equal molar amounts (molar ratio of 95: 100 to 105: 100), and the mixture is stirred until the polymerization of acid dianhydride and diamine is completed. This gives a polyamic acid solution. The concentration of the polyamic acid solution is usually 5 to 35% by weight, preferably 10 to 30% by weight. When the concentration is in this range, a polyamic acid solution having an appropriate molecular weight and viscosity can be obtained. When a plurality of types of diamines and a plurality of types of acid dianhydrides are added, they may be added at once, or the number of additions may be divided into a plurality of times.
ポリアミド酸の重合に使用する有機溶媒は、ジアミンおよび酸二無水物と反応せず、ポリアミド酸を溶解させ得る溶媒であれば、特に限定されない。有機溶媒としては、メチル尿素、N,N−ジメチルエチルウレア等のウレア系溶媒、ジメチルスルホキシド、ジフェニルスルホン、テトラメチルスルフォン等のスルホキシドあるいはスルホン系溶媒、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N’−ジエチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、γ−ブチロラクトン、ヘキサメチルリン酸トリアミド等のアミド系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、p−クレゾールメチルエーテル等のエーテル系溶媒が挙げられる。通常これらの溶媒を単独でまたは必要に応じて2種以上を適宜組み合わせて用いる。ポリアミド酸の溶解性および重合反応性の観点から、DMAc、DMF、NMP等が好ましく用いられる。 The organic solvent used for the polymerization of the polyamic acid is not particularly limited as long as it is a solvent that does not react with the diamine and the acid dianhydride and can dissolve the polyamic acid. Examples of the organic solvent include urea solvents such as methyl urea and N, N-dimethylethyl urea, sulfoxide or sulfone solvents such as dimethyl sulfoxide, diphenyl sulfone and tetramethyl sulfone, and N, N-dimethylacetamide (DMAc), N, Amido solvents such as N-dimethylformamide (DMF), N, N'-diethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), γ-butyrolactone, hexamethylphosphate triamide, alkyl halides such as chloroform and dichloromethane. Examples thereof include based solvents, aromatic hydrocarbon solvents such as benzene and toluene, and ether solvents such as tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, dimethyl ether, diethyl ether and p-cresol methyl ether. Usually, these solvents are used alone or in combination of two or more as needed. From the viewpoint of solubility of polyamic acid and polymerization reactivity, DMAc, DMF, NMP and the like are preferably used.
<ポリイミド樹脂の調製>
ポリアミド酸溶液からポリイミド膜を作製する方法としては、(i)支持体上にポリアミド酸溶液を膜状に塗布し、溶媒を乾燥除去するとともにポリアミド酸をイミド化する方法;および(ii)ポリアミド酸溶液の状態でイミド化を行ってポリイミド樹脂を調製し、ポリイミド樹脂溶液を支持体上に膜状に塗布し、溶媒を乾燥除去する方法が挙げられる。有機溶媒に可溶なポリイミドは、上記(i)(ii)のいずれの方法も適用可能である。イミド化のために高温での加熱を必要とせず、透明性の高いポリイミドフィルムが得られることから、上記(ii)の方法が好ましい。
<Preparation of polyimide resin>
As a method for producing a polyimide film from a polyamic acid solution, (i) a method in which a polyamic acid solution is applied in a film form on a support, the solvent is dried and removed, and the polyamic acid is imidized; and (ii) polyamic acid. Examples thereof include a method in which a polyimide resin is prepared by imidization in a solution state, the polyimide resin solution is applied in a film form on a support, and the solvent is dried and removed. As the polyimide soluble in an organic solvent, any of the above methods (i) and (ii) can be applied. The above method (ii) is preferable because a highly transparent polyimide film can be obtained without requiring heating at a high temperature for imidization.
ポリアミド酸溶液からポリイミド溶液を調製する方法として、ポリアミド酸溶液に脱水剤、イミド化触媒等を添加して、溶液中でイミド化を進行させる方法(化学イミド化)が挙げられる。イミド化の進行を促進するために、ポリアミド酸溶液を加熱してもよい。 Examples of a method for preparing a polyimide solution from a polyamic acid solution include a method (chemical imidization) in which a dehydrating agent, an imidization catalyst, or the like is added to the polyamic acid solution to allow imidization to proceed in the solution. The polyamic acid solution may be heated to accelerate the progress of imidization.
ポリアミド酸のイミド化により得られたポリイミド溶液は、そのまま製膜ドープとして用いることもできるが、一旦、ポリイミド樹脂を固形物として析出させることが好ましい。ポリイミド溶液と貧溶媒とを混合することにより、ポリイミド樹脂が析出する。貧溶媒は、ポリイミド樹脂の貧溶媒であって、ポリイミド樹脂を溶解している溶媒と混和するものが好ましく、水、アルコール類等が挙げられる。析出したポリイミド樹脂には、少量のイミド化触媒や脱水剤等が残存している場合があるため、貧溶媒により洗浄することが好ましい。析出および洗浄後のポリイミド樹脂は、真空乾燥、熱風乾燥等により貧溶媒を除去することが好ましい。 The polyimide solution obtained by imidization of the polyamic acid can be used as it is as a film-forming dope, but it is preferable to once precipitate the polyimide resin as a solid substance. By mixing the polyimide solution and the poor solvent, the polyimide resin is precipitated. The poor solvent is a poor solvent of the polyimide resin, preferably miscible with a solvent in which the polyimide resin is dissolved, and examples thereof include water and alcohols. Since a small amount of imidization catalyst, dehydrating agent, etc. may remain in the precipitated polyimide resin, it is preferable to wash with a poor solvent. It is preferable to remove the poor solvent from the polyimide resin after precipitation and washing by vacuum drying, hot air drying, or the like.
ポリイミド樹脂を固形物として析出させることにより、ポリアミド酸の重合時に発生した不純物や残存モノマー成分、ならびに脱水剤およびイミド化触媒等を、洗浄・除去できる。そのため、透明性や機械特性に優れたポリイミドフィルムが得られる。また、ポリイミド樹脂を一旦固形物として析出させることにより、製膜条件に適した溶媒を適用できる。 By precipitating the polyimide resin as a solid substance, impurities generated during the polymerization of the polyamic acid, residual monomer components, a dehydrating agent, an imidization catalyst, and the like can be washed and removed. Therefore, a polyimide film having excellent transparency and mechanical properties can be obtained. Further, by once precipitating the polyimide resin as a solid substance, a solvent suitable for the film forming conditions can be applied.
<ポリイミド溶液>
ポリイミド樹脂を、有機溶媒に溶解さることにより、ポリイミド溶液(製膜ドープともいう)を調製する。有機溶媒は、ポリイミド樹脂を溶解可溶なものであれば特に限定されず、例えば、ポリアミド酸の重合に用いる有機溶媒として先に例示したウレア系溶媒、スルホキシドあるいはスルホン系溶媒、アミド系溶媒、ハロゲン化アルキル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒等が挙げられる。これらの他に、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンおよびメチルシクロヘキサノン等のケトン系溶媒も、ポリイミド樹脂の溶媒として好適に用いられる。
<Polyimide solution>
A polyimide solution (also referred to as film-forming dope) is prepared by dissolving the polyimide resin in an organic solvent. The organic solvent is not particularly limited as long as it is soluble and soluble in the polyimide resin. For example, the urea solvent, sulfoxide or sulfone solvent, amide solvent, halogen, which are exemplified above as the organic solvent used for the polymerization of polyamic acid. Examples thereof include alkylation-based solvents, aromatic hydrocarbon-based solvents, ether-based solvents and the like. In addition to these, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, diethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone and methyl cyclohexanone are also preferably used as solvents for the polyimide resin.
ポリイミドフィルムに加工特性や各種機能性を付与するために、製膜ドープには、有機又は無機の低分子又は高分子化合物を配合してもよい。例えば、紫外線吸収剤、架橋剤、染料、界面活性剤、レベリング剤、可塑剤、微粒子、増感剤等を用いることができる。製膜ドープの固形分濃度は5〜30重量%が好ましく、製膜ドープの25℃における粘度は、0.5Pa・s〜60Pa・sが好ましい。製膜ドープの固形分100重量部に対するポリイミド樹脂の含有量は60重量部以上が好ましく、70重量部以上がより好ましく、80重量部以上がさらに好ましい。 In order to impart processing characteristics and various functionalities to the polyimide film, an organic or inorganic small molecule or polymer compound may be blended in the film-forming dope. For example, an ultraviolet absorber, a cross-linking agent, a dye, a surfactant, a leveling agent, a plasticizer, fine particles, a sensitizer and the like can be used. The solid content concentration of the film-forming dope is preferably 5 to 30% by weight, and the viscosity of the film-forming dope at 25 ° C. is preferably 0.5 Pa · s to 60 Pa · s. The content of the polyimide resin with respect to 100 parts by weight of the solid content of the film-forming dope is preferably 60 parts by weight or more, more preferably 70 parts by weight or more, still more preferably 80 parts by weight or more.
ポリイミド溶液から溶媒を除去してポリイミドフィルムを作製する際の設備を簡素化する観点から、ポリイミド樹脂を溶解させる有機溶媒は、引火点が50℃以上であるか、または引火点を示さないものが好ましい。有機溶媒が引火点を示す場合、ポリイミドフィルムの製造工程における加熱温度よりも、有機溶媒の引火点が高いことが好ましい。加熱による乾燥温度を考慮すると、有機溶媒の引火点は70℃以上が好ましく、100℃以上がより好ましい。有機溶媒の引火点は、高いほど好ましく、150℃以上、200℃以上または250℃以上であってもよい。有機溶媒は引火点を示さないものが特に好ましい。低温での溶媒除去を容易とする観点から、ポリイミド樹脂を溶解させる有機溶媒の沸点は80℃以下が好ましく、60℃以下がより好ましく、50℃以下がさらに好ましい。引火点を示さず、かつ沸点が低いことから、有機溶媒としてはジクロロメタンが特に好ましい。 From the viewpoint of simplifying the equipment for producing the polyimide film by removing the solvent from the polyimide solution, the organic solvent for dissolving the polyimide resin has a flammability of 50 ° C. or higher or does not show a flammable point. preferable. When the organic solvent exhibits a flash point, it is preferable that the flash point of the organic solvent is higher than the heating temperature in the production process of the polyimide film. Considering the drying temperature due to heating, the flash point of the organic solvent is preferably 70 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher. The higher the flash point of the organic solvent, the more preferable, and it may be 150 ° C. or higher, 200 ° C. or higher, or 250 ° C. or higher. It is particularly preferable that the organic solvent does not show a flash point. From the viewpoint of facilitating solvent removal at a low temperature, the boiling point of the organic solvent for dissolving the polyimide resin is preferably 80 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or lower, and even more preferably 50 ° C. or lower. Dichloromethane is particularly preferable as the organic solvent because it does not show a flash point and has a low boiling point.
製膜ドープを塗布する支持体としては、ガラス基板、SUS等の金属基板、金属ドラム、金属ベルト、プラスチックフィルム等を使用できる。生産性向上の観点から、支持体として、金属ドラム、金属ベルト等の無端支持体、または長尺プラスチックフィルム等を用い、ロールトゥーロールによりフィルムを製造することが好ましい。プラスチックフィルムを支持体として使用する場合、製膜ドープの溶媒に溶解しない材料を適宜選択すればよく、プラスチック材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエチレンナフタレート等が用いられる。塗布方法としては、バーコート、ダイコート、スピンコート等を特定制限なく適用できる。 As the support to which the film-forming dope is applied, a glass substrate, a metal substrate such as SUS, a metal drum, a metal belt, a plastic film, or the like can be used. From the viewpoint of improving productivity, it is preferable to use an endless support such as a metal drum or a metal belt, a long plastic film, or the like as the support, and to manufacture the film by roll-to-roll. When a plastic film is used as a support, a material that does not dissolve in the solvent of the film-forming dope may be appropriately selected, and as the plastic material, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyacrylate, polyethylene naphthalate and the like are used. As a coating method, bar coating, die coating, spin coating and the like can be applied without specific restrictions.
支持体上への塗布厚みは、目的とするポリイミドフィルムの厚みに応じて設定すればよい。ポリイミドフィルムの厚みは、例えば5μm以上である。自己支持性と可撓性とを両立し、かつ透明性の高いフィルムとする観点から、ポリイミドフィルムの厚みは20μm〜100μmが好ましく、30μm〜90μmがより好ましく、40μm〜80μmがさらに好ましく、50μm〜80μmが特に好ましい。ディスプレイのカバーフィルム用途としての透明ポリイミドフィルムの厚みは、50μm以上が好ましい。 The coating thickness on the support may be set according to the thickness of the target polyimide film. The thickness of the polyimide film is, for example, 5 μm or more. From the viewpoint of achieving both self-supporting property and flexibility and making the film highly transparent, the thickness of the polyimide film is preferably 20 μm to 100 μm, more preferably 30 μm to 90 μm, further preferably 40 μm to 80 μm, and even more preferably 50 μm to 50 μm. 80 μm is particularly preferable. The thickness of the transparent polyimide film used as a cover film for a display is preferably 50 μm or more.
支持体上にポリイミド溶液を塗布し、溶媒を乾燥除去することにより、ポリイミド膜が得られる。溶媒の乾燥時には加熱を行うことが好ましい。加熱温度は溶媒が除去可能であればよく、例えば、30℃以上または50℃以上である。加熱温度の上限は特に限定されないが、加熱による着色を抑制し透明性の高いポリイミドフィルムを得るためには、250℃以下が好ましく、220℃以下がより好ましい。溶媒の除去効率を高めるために、ある程度乾燥が進んだ後に、支持体からポリイミド膜を剥離して乾燥を行ってもよい。溶媒の除去を促進するために、減圧下で加熱を行ってもよい。 A polyimide film is obtained by applying a polyimide solution on the support and drying and removing the solvent. It is preferable to heat the solvent when it dries. The heating temperature may be as long as the solvent can be removed, for example, 30 ° C. or higher or 50 ° C. or higher. The upper limit of the heating temperature is not particularly limited, but in order to suppress coloring due to heating and obtain a highly transparent polyimide film, 250 ° C. or lower is preferable, and 220 ° C. or lower is more preferable. In order to increase the solvent removal efficiency, the polyimide film may be peeled off from the support and dried after the drying has progressed to some extent. Heating may be carried out under reduced pressure to facilitate solvent removal.
上記では、ポリイミド樹脂溶液を用いてポリイミド膜を形成する例を中心に説明したが、ポリアミド酸溶液を支持体上に膜状に塗布し、加熱によりイミド化を行い、ポリイミド膜を形成してもよい。この場合も、支持体上で加熱して有機溶媒をある程度除去した後、支持体から膜を剥離して加熱を行ってもよい。 In the above, the example of forming the polyimide film using the polyimide resin solution has been mainly described, but even if the polyamic acid solution is applied in a film form on the support and imidized by heating to form the polyimide film. good. In this case as well, after heating on the support to remove the organic solvent to some extent, the film may be peeled off from the support and heated.
[残存溶媒低減処理]
(i)支持体上にポリアミド酸溶液を膜状に塗布し、溶媒を乾燥除去するとともにポリアミド酸をイミド化する方法;および(ii)ポリイミド樹脂溶液を支持体上に膜状に塗布し、溶媒を乾燥除去する方法のいずれにおいても、ポリイミド膜から完全に有機溶媒を除去することは困難であり、膜中にはある程度の有機溶媒が残存している。特に、(ii)の方法では、イミド化のための高温加熱を行わないため、ポリイミド膜中に有機溶媒が残存しやすい。また、厚みの大きい(例えば30μm以上の)ポリイミド膜は、表層付近の有機溶媒が揮発すると厚み方向の中心付近の溶媒の揮発が妨げられるため、長時間の加熱を行っても、残存溶媒量を十分に小さくすることが困難な場合がある。
[Residual solvent reduction treatment]
(I) A method in which a polyamic acid solution is applied in a film form on a support to dry and remove the solvent and imidize the polyamic acid; and (ii) a polyimide resin solution is applied in a film form on a support and a solvent is used. In any of the methods for drying and removing the water, it is difficult to completely remove the organic solvent from the polyimide film, and a certain amount of the organic solvent remains in the film. In particular, in the method (ii), since high-temperature heating for imidization is not performed, the organic solvent tends to remain in the polyimide film. Further, in a thick polyimide film (for example, 30 μm or more), when the organic solvent near the surface layer volatilizes, the volatilization of the solvent near the center in the thickness direction is hindered. It may be difficult to make it small enough.
製膜に用いた有機溶媒(製膜ドープの有機溶媒)が残存しているポリイミド膜を、処理用液体と接触させることにより、膜中の有機溶媒の除去が促進され、低温かつ短時間で残存溶媒量を低減できる。 By contacting the polyimide film on which the organic solvent used for film formation (film-forming-doped organic solvent) remains with the treatment liquid, the removal of the organic solvent in the film is promoted and remains at a low temperature in a short time. The amount of solvent can be reduced.
<処理用液体>
(有機ハロゲン溶媒)
製膜に用いた有機溶媒の除去に用いる処理用液体(処理用液体)は、有機ハロゲン溶媒を含む。有機ハロゲン溶媒は、有機フッ素系溶媒、有機塩素系溶媒および有機臭素系溶媒のいずれでもよく、複数のハロゲン種を含むものであってもよい。有機ハロゲン溶媒は、常温で液体であり、ポリイミド膜を溶解しないものを特に制限なく使用できる。有機ハロゲン溶媒の沸点は、100℃以下が好ましく、80℃以下がより好ましい。
<Processing liquid>
(Organic halogen solvent)
The treatment liquid (treatment liquid) used for removing the organic solvent used for film formation contains an organic halogen solvent. The organic halogen solvent may be any of an organic fluorine-based solvent, an organic chlorine-based solvent, and an organic bromine-based solvent, and may contain a plurality of halogen species. As the organic halogen solvent, a solvent that is liquid at room temperature and does not dissolve the polyimide film can be used without particular limitation. The boiling point of the organic halogen solvent is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower.
ポリイミド膜中の有機溶媒の除去性に優れることから、処理用液体は有機フッ素系溶媒を含むことが好ましい。有機フッ素系溶媒としては、パーフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、パーフルオロエーテル、ハイドロフルオロエーテル等が挙げられる。中でも、環境負荷が少ないことから、ハイドロフルオロエーテルが好ましい。 The treatment liquid preferably contains an organic fluorine-based solvent because it is excellent in removing the organic solvent in the polyimide film. Examples of the organic fluorine-based solvent include perfluorocarbon, hydrofluorocarbon, perfluoroether, hydrofluoroether and the like. Of these, hydrofluoroethers are preferable because they have a small environmental load.
ハイドロフルオロエーテルとしては、2,2,2−トリフルオロエチルメチルエーテル、2,2,2−トリフルオロエチルジフルオロメチルエーテル、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメチルエーテル、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルジフルオロメチルエーテル、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル−1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチルメチルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチルエチルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,2−トリフルオロエチルエーテル、ジフルオロメチルエーテル、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメチルエーテル、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルジフルオロメチルエーテル、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル−1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル、ヘキサフルオロイソプロピルメチルエーテル、1,1,3,3,3−ペンタフルオロ−2−トリフルオロメチルプロピルメチルエーテル、1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピルメチルエーテル、1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピルエチルエーテル、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルジフルオロメチルエーテル、1,1,2,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロピルメチルエーテル、(1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロペンチル)アリルエーテル、(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)アリルエーテル、ヘプタフルオロ−2−プロピルアリルエーテル、ビス(トリフルオロエトキシ)エタン、エトキシトリフルオロエトキシエタン、メトキシトリフルオロエトキシエタン、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロ−3−メトキシ−4−トリフルオロメチル−ペンタン、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロ−3−エトキシ−4−トリフルオロメチル−ペンタン、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロ−3−プロポキシ−4−トリフルオロメチル−ペンタン、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル、2,2−ジフルオロエチル−1,1,2,2−テトラフルオロプロピルエーテル、2,2−ジフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル、1H,1H,2’H,3H−デカフルオロジプロピルエーテル、1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロピル−2,2−ジフルオロエチルエーテル、イソプロピル1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、プロピル1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、1H,1H,5H−パーフルオロペンチル−1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、1H,1H,2’H−パーフルオロジプロピルエーテル、1H−パーフルオロブチル−1H−パーフルオロエチルエーテル、メチルパーフルオロペンチルエーテル、メチルパーフルオロへキシルエーテル、メチル1,1,3,3,3−ペンタフルオロ−2−(トリフルオロメチル)プロピルエーテル、1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル2,2,2−トリフルオロエチルエーテル、エチル1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピルエーテル、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、1H,1H,2’H−パーフルオロジプロピルエーテル、ヘプタフルオロプロピル1,2,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル−1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、エチルノナフルオロブチルエーテル、エチルノナフルオロイソブチルエーテル、メチルノナフルオロブチルエーテル、メチルノナフルオロイソブチルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、1,1,2,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロピルメチルエーテル、1,1−ジフルオロエチル−2,2,2−トリフルオロエチルエーテル、メチルノナフルオロブチルエーテルおよびエチルノナフルオロブチルエーテル等の引火点を示さないハイドロフルオロエーテルが好ましい。中でも、地球温暖化係数が小さく環境負荷が少ないことから、メチルノナフルオロブチルエーテルおよびエチルノナフルオロブチルエーテルが好ましい。 Examples of the hydrofluoroether include 2,2,2-trifluoroethylmethyl ether, 2,2,2-trifluoroethyldifluoromethyl ether, 2,2,3,3,3-pentafluoropropylmethyl ether and 2,2. , 3,3,3-pentafluoropropyldifluoromethyl ether, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl-1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether, 1,1,2,2-tetra Fluoroethyl methyl ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl ethyl ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,2-trifluoroethyl ether, difluoromethyl ether, 2,2 3,3,3-Pentafluoropropylmethyl ether, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyldifluoromethyl ether, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl-1,1,2,2 -Tetrafluoroethyl ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether, hexafluoroisopropylmethyl ether, 1,1,3,3,3-pentafluoro- 2-Trifluoromethylpropylmethyl ether, 1,1,2,3,3,3-hexafluoropropylmethyl ether, 1,1,2,3,3,3-hexafluoropropylethyl ether, 2,2,3 , 4,4,4-hexafluorobutyldifluoromethyl ether, 1,1,2,2,3,3,3-heptafluoropropylmethyl ether, (1,1,2,2,3,3,4,4) -Octafluoropentyl) allyl ether, (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) allyl ether, heptafluoro-2-propylallyl ether, bis (trifluoroethoxy) ethane, ethoxytrifluoroethoxyethane, methoxytrifluoro Ethoxyethane, 1,1,1,2,2,3,4,5,5-decafluoro-3-methoxy-4-trifluoromethyl-pentane, 1,1,1,2,2,3 4,5,5,5-decafluoro-3-ethoxy-4-trifluoromethyl-pentane, 1,1,1,2,2,3,4,5,5-decafluoro-3-propoxy- 4-Trifluoromethyl-pentane, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether, 2,2-difluoroethyl-1,1,2,2-tetrafluoro Propyl ether, 2, 2-Difluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether, 1H, 1H, 2'H, 3H-decafluorodipropyl ether, 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropyl- 2,2-Difluoroethyl ether, isopropyl 1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether, propyl 1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether, 1H, 1H, 5H-perfluoropentyl-1,1, 2,2-Tetrafluoroethyl ether, 1H, 1H, 2'H-perfluorodipropyl ether, 1H-perfluorobutyl-1H-perfluoroethyl ether, methyl perfluoropentyl ether, methyl perfluorohexyl ether, methyl 1,1,3,3,3-pentafluoro-2- (trifluoromethyl) propyl ether, 1,1,2,3,3,3-hexafluoropropyl 2,2,2-trifluoroethyl ether, ethyl 1,1,2,3,3,3-hexafluoropropyl ether, 1H, 1H, 5H-octafluoropentyl 1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether, 1H, 1H, 2'H-perfluorodi Propyl ether, heptafluoropropyl 1,2,2,2-tetrafluoroethyl ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether, 2,2,3 Examples thereof include 3,3-pentafluoropropyl-1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether, ethyl nonafluorobutyl ether, ethyl nonafluoroisobutyl ether, methyl nonafluorobutyl ether, and methyl nonafluoroisobutyl ether. Among these, 1,1,2,2,3,3,3-heptafluoropropyl methyl ether, 1,1-difluoroethyl-2,2,2-trifluoroethyl ether, methyl nonafluorobutyl ether and ethyl nonafluoro Hydrofluoroethers such as butyl ether, which do not show a flash point, are preferable. Of these, methyl nonafluorobutyl ether and ethyl nonafluorobutyl ether are preferable because they have a small global warming potential and a small environmental load.
処理用液体は、有機ハロゲン溶媒として、有機フッ素系溶媒に加えて、有機塩素系溶媒を含んでいてもよい。有機塩素系溶媒としては、塩素化炭化水素が挙げられる。低沸点で、ポリイミド膜の残存溶媒除去効果が高いことから、炭素数1〜6の塩素化炭化水素が好ましい。塩素化炭化水素の炭素数は、4以下が好ましく、2以下がより好ましい。 The treatment liquid may contain an organic chlorine-based solvent in addition to the organic fluorine-based solvent as the organic halogen solvent. Examples of the organochlorine solvent include chlorinated hydrocarbons. Chlorinated hydrocarbons having 1 to 6 carbon atoms are preferable because they have a low boiling point and a high effect of removing the residual solvent of the polyimide film. The carbon number of the chlorinated hydrocarbon is preferably 4 or less, more preferably 2 or less.
塩素化炭化水素の具体例としては、塩素化メタン類(ジクロロメタン、クロロホルムおよび四塩化炭素)、塩素化エタン類(1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、1,1,1,2−テトラクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン等、ペンタクロロエタンおよびヘキサクロロエタン)、塩素化エチレン類(1,1−ジクロロエチレン、シス−1,2−ジクロロエチレン、トランス−1,2−ジクロロエチレン、1,1,2−トリクロロエチレンおよびテトラクロロエチレン)、塩素化プロパン類(1,2−ジクロロプロパン、1,2,3−トリクロロプロパン等)、塩素化プロペン類(1,2−ジクロロプロペン、シス−1,3−ジクロロプロペン、トランス−1,3−ジクロロプロペン等)が挙げられる。中でも、ポリイミドの溶解性が低く、残存溶媒除去効果が高いことから、塩素化エチレン類が好ましく、中でもトランス−1,2−ジクロロエチレンが好ましい。 Specific examples of chlorinated hydrocarbons include chlorinated methanes (dichloromethane, chloroform and carbon tetrachloride), chlorinated ethanes (1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, 1). , 1,2-Trichloroethane, 1,1,1,2-tetrachloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, etc., pentachloroethane and hexachloroethane), chlorinated ethylenes (1,1-dichloroethylene, cis- 1,2-dichloroethylene, trans-1,2-dichloroethylene, 1,1,2-trichloroethylene and tetrachlorethylene), chlorinated propanes (1,2-dichloropropane, 1,2,3-trichloropropane, etc.), chlorinated Examples thereof include propenes (1,2-dichloropropene, cis-1,3-dichloropropene, trans-1,3-dichloropropene, etc.). Among them, chlorinated ethylenes are preferable, and trans-1,2-dichloroethylene is preferable because the solubility of polyimide is low and the effect of removing residual solvent is high.
処理用液体は、2種以上の有機ハロゲン溶媒を含んでいてもよい。2種以上の有機ハロゲン溶媒は、有機フッ素系溶媒と有機塩素系溶媒を含んでいてもよく、共沸組成であってもよい。 The treatment liquid may contain two or more kinds of organic halogen solvents. The two or more kinds of organic halogen solvents may contain an organic fluorine-based solvent and an organic chlorine-based solvent, and may have an azeotropic composition.
(アルコール)
処理用液体は、有機ハロゲン溶媒に加えて、アルコールを含んでいてもよい。アルコールとしては、炭素数1〜6の低級アルコールが好ましく、中でも、メタノール、エタノールおよびイソプロピルアルコール等の炭素数1〜3のアルコールが好ましい。
(alcohol)
The treatment liquid may contain alcohol in addition to the organic halogen solvent. As the alcohol, a lower alcohol having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and among them, an alcohol having 1 to 3 carbon atoms such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol is preferable.
処理用液体は、2種以上のアルコールを含んでいてもよい。2種以上のアルコールの組合せは、炭素数2以下のアルコールと炭素数3以上のアルコールの組合せでもよい。炭素数2以下のアルコールとしては、メタノールおよびエタノールが挙げられる。炭素数2以下のアルコールとして、メタノールとエタノールの両方を含んでいてもよい。炭素数3以上のアルコールとしては、n−プロパノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール等が挙げられる。炭素数2以下のアルコールと炭素数3以下のアルコールとの組み合わせにおいて、処理用液体における炭素数2以下のアルコールの量(濃度)は、アルコールの全量に対して1〜99重量%であってもよい。 The treatment liquid may contain two or more alcohols. The combination of two or more kinds of alcohols may be a combination of an alcohol having 2 or less carbon atoms and an alcohol having 3 or more carbon atoms. Examples of alcohols having 2 or less carbon atoms include methanol and ethanol. Both methanol and ethanol may be contained as the alcohol having 2 or less carbon atoms. Examples of alcohols having 3 or more carbon atoms include n-propanol, isopropyl alcohol, n-butanol and the like. In the combination of the alcohol having 2 or less carbon atoms and the alcohol having 3 or less carbon atoms, the amount (concentration) of the alcohol having 2 or less carbon atoms in the treatment liquid may be 1 to 99% by weight based on the total amount of the alcohol. good.
有機ハロゲン溶媒に加えてアルコールを含む処理用液体を用いた場合も、有機ハロゲン溶媒を単独で用いた場合と同様に、ポリイミド膜の製膜に用いた有機溶媒を効率的に除去可能である。また、処理用液体にアルコールを含めることにより、ポリイミド膜中に含まれる処理用液体やポリイミド膜の表面に付着した処理用液体の除去性の向上が期待できる。 When a treatment liquid containing alcohol in addition to the organic halogen solvent is used, the organic solvent used for forming the polyimide film can be efficiently removed as in the case where the organic halogen solvent is used alone. Further, by including alcohol in the treatment liquid, it is expected that the removability of the treatment liquid contained in the polyimide film and the treatment liquid adhering to the surface of the polyimide film can be improved.
(処理用液体の組成)
処理用液体に含まれるアルコールの量は、例えば1〜90重量%である。アルコールの量が過度に多い場合は、処理用液体に含まれる有機ハロゲン溶媒の量が相対的に少なくなり、ポリイミド膜中の有機溶媒の除去性が低下する傾向がある。処理用液体中のアルコールの量は、85重量%以下、80重量%以下、75重量%以下、70重量%以下、65重量%以下、60重量%以下、55重量%以下、または50重量%以下であってもよい。処理用液体中のアルコールの量は、3重量%以上、5重量%以上、10重量%以上、または15重量%以上であってもよい。
(Composition of liquid for processing)
The amount of alcohol contained in the treatment liquid is, for example, 1 to 90% by weight. When the amount of alcohol is excessively large, the amount of the organic halogen solvent contained in the treatment liquid tends to be relatively small, and the removability of the organic solvent in the polyimide film tends to decrease. The amount of alcohol in the treatment liquid is 85% by weight or less, 80% by weight or less, 75% by weight or less, 70% by weight or less, 65% by weight or less, 60% by weight or less, 55% by weight or less, or 50% by weight or less. May be. The amount of alcohol in the treatment liquid may be 3% by weight or more, 5% by weight or more, 10% by weight or more, or 15% by weight or more.
処理用液体は、有機ハロゲン溶媒およびアルコール以外の有機溶媒や水を含んでいてもよい。ポリイミド膜の製膜に用いた有機溶媒の除去性を高める観点から、処理用液体における有機ハロゲン溶媒とアルコールの含有量の合計は、60重量%以上が好ましく、70重量%以上、80重量%以上、90重量%以上または95重量%以上であってもよい。 The treatment liquid may contain an organic solvent other than the organic halogen solvent and alcohol, or water. From the viewpoint of improving the removability of the organic solvent used for forming the polyimide film, the total content of the organic halogen solvent and the alcohol in the treatment liquid is preferably 60% by weight or more, preferably 70% by weight or more, and 80% by weight or more. , 90% by weight or more, or 95% by weight or more.
処理用液体に含まれる有機ハロゲン溶媒の量は、10重量%以上が好ましく、15重量%以上、20重量%以上、25重量%以上、30重量%以上、35重量%以上、40重量%以上、45重量%以上、または50重量%以上であってもよい。 The amount of the organic halogen solvent contained in the treatment liquid is preferably 10% by weight or more, 15% by weight or more, 20% by weight or more, 25% by weight or more, 30% by weight or more, 35% by weight or more, 40% by weight or more. It may be 45% by weight or more, or 50% by weight or more.
処理用液体は、引火点が50℃以上、80℃以上、100℃以上、150℃以上、200℃以上または250℃以上であってもよく、引火点を示さないものであってもよい。処理用液体の引火点が高い、または処理用液体が引火点を示さない場合は、残存溶媒低減処理のための設備の簡素化が期待できる。低級アルコールの引火点は50℃以下であるが、ハイドロフルオロエーテル等の非引火性のハロゲン溶媒や、引火点が高い有機溶媒と混合することにより、処理用液体の引火点を50℃以上とすることができる The liquid for treatment may have a flash point of 50 ° C. or higher, 80 ° C. or higher, 100 ° C. or higher, 150 ° C. or higher, 200 ° C. or higher or 250 ° C. or higher, and may not indicate a flash point. If the flash point of the treatment liquid is high, or if the treatment liquid does not show a flash point, simplification of equipment for residual solvent reduction treatment can be expected. The flash point of the lower alcohol is 50 ° C or lower, but the flash point of the treatment liquid is set to 50 ° C or higher by mixing it with a non-flammable halogen solvent such as hydrofluoroether or an organic solvent having a high flash point. be able to
<ポリイミド膜と処理用液体との接触>
残存溶媒を含むポリイミド膜と処理用液体との接触方法は特に限定されず、液体中へのポリイミド膜の浸漬、ポリイミド膜への液体のスプレー、ポリイミド膜への液体の塗布、処理用液体の蒸気またはミストへのポリイミド膜の暴露等が挙げられる。
<Contact between polyimide membrane and processing liquid>
The method of contacting the polyimide film containing the residual solvent with the processing liquid is not particularly limited, and the polyimide film is immersed in the liquid, the liquid is sprayed on the polyimide film, the liquid is applied to the polyimide film, and the processing liquid vapor is used. Alternatively, exposure of the polyimide film to mist and the like can be mentioned.
ポリイミド膜と処理用液体との接触は、支持体上にポリイミド膜が積層された状態で実施してもよく、支持体からポリイミド膜を剥離後に実施してもよい。残存溶媒の除去効率を高める観点からは、支持体から剥離したポリイミド膜を処理用液体と接触させることが好ましい。スプレーまたは塗布によりポリイミド膜に処理用液体を接触させる場合は、処理用液体をポリイミド膜の片面のみに接触させてもよく、両面に接触させてもよい。残存溶媒の除去効率を高める観点からは、ポリイミド膜の両面に処理用液体を接触させることが好ましい。例えば、処理用液体をスプレーする場合は、ポリイミド膜の両面から処理用液体をスプレーすればよい。スプレーノズルからの液体の流量(流速)や、スプレーノズルとポリイミド膜との距離は、適宜調整すればよい。 The contact between the polyimide film and the treatment liquid may be carried out in a state where the polyimide film is laminated on the support, or may be carried out after peeling the polyimide film from the support. From the viewpoint of increasing the efficiency of removing the residual solvent, it is preferable to bring the polyimide film peeled from the support into contact with the treatment liquid. When the treatment liquid is brought into contact with the polyimide film by spraying or coating, the treatment liquid may be brought into contact with only one side of the polyimide film or may be brought into contact with both sides. From the viewpoint of increasing the efficiency of removing the residual solvent, it is preferable to bring the treatment liquid into contact with both sides of the polyimide film. For example, when spraying the treatment liquid, the treatment liquid may be sprayed from both sides of the polyimide membrane. The flow rate (flow velocity) of the liquid from the spray nozzle and the distance between the spray nozzle and the polyimide film may be appropriately adjusted.
処理時間は、例えば、30秒〜10時間程度であり、ポリイミド膜中の残存溶媒量、目的とする残存溶媒量、残存溶媒の種類等に応じて適宜設定すればよい。ポリイミドフィルムの製造効率を高める観点からは、処理時間は1時間以下が好ましく、30分以下がより好ましく、10分以下がさらに好ましく、5分以下または3分以下であってもよい。ハイドロフルオロカーボン等の有機フッ素系溶媒を含む処理液を用いることにより、短時間の処理でもポリイミド膜中の残存溶媒量を低減可能である。 The treatment time is, for example, about 30 seconds to 10 hours, and may be appropriately set according to the amount of residual solvent in the polyimide film, the target amount of residual solvent, the type of residual solvent, and the like. From the viewpoint of increasing the production efficiency of the polyimide film, the treatment time is preferably 1 hour or less, more preferably 30 minutes or less, further preferably 10 minutes or less, and may be 5 minutes or less or 3 minutes or less. By using a treatment liquid containing an organic fluorine-based solvent such as hydrofluorocarbon, the amount of residual solvent in the polyimide film can be reduced even in a short treatment time.
処理温度は、例えば、0〜150℃であり、加熱下で処理を行ってもよい。処理時の温度が高い方が、フィルム中の残存溶媒と処理用液体との置換が促進され、残存溶媒の除去効率が向上する傾向がある。加熱温度は、室温(例えば25℃)から使用する処理用液体の沸点までの間であればよい。加熱温度は30℃以上が好ましく、35℃以上、40℃以上、45℃以上または50℃以上であってもよい。処理用液体の揮発を抑制する観点から、沸点−10℃以下が好ましい。ポリイミド膜と処理用液体との接触処理は、加圧または減圧下で実施してもよい。 The treatment temperature is, for example, 0 to 150 ° C., and the treatment may be performed under heating. The higher the temperature during the treatment, the more the replacement of the residual solvent in the film with the treatment liquid is promoted, and the efficiency of removing the residual solvent tends to be improved. The heating temperature may be between room temperature (for example, 25 ° C.) and the boiling point of the processing liquid to be used. The heating temperature is preferably 30 ° C. or higher, and may be 35 ° C. or higher, 40 ° C. or higher, 45 ° C. or higher, or 50 ° C. or higher. From the viewpoint of suppressing volatilization of the treatment liquid, a boiling point of −10 ° C. or lower is preferable. The contact treatment between the polyimide film and the treatment liquid may be carried out under pressure or reduced pressure.
[後処理]
上記のように、ポリイミド膜を処理用液体と接触させることにより、製膜に用いた有機溶媒の残存量を低減できる。ポリイミドと処理用液体との接触処理後には、ポリイミド膜の表面に処理用液体が付着しているため、加熱、エアブロー、水洗等によりポリイミドフィルムの表面に付着した液体を除去してもよい。加熱を行う場合、加熱温度は、室温〜200℃が好ましく、70℃〜180℃がより好ましい。加熱時間は、加熱温度に応じてよって適宜設定すればよいが、生産性向上および溶媒の除去の観点から、1分〜120分が好ましく、5分〜90分がより好ましい。
[Post-processing]
By contacting the polyimide film with the treatment liquid as described above, the residual amount of the organic solvent used for the film formation can be reduced. After the contact treatment between the polyimide and the treatment liquid, the treatment liquid adheres to the surface of the polyimide film, so that the liquid adhering to the surface of the polyimide film may be removed by heating, air blowing, washing with water, or the like. When heating, the heating temperature is preferably room temperature to 200 ° C, more preferably 70 ° C to 180 ° C. The heating time may be appropriately set according to the heating temperature, but is preferably 1 minute to 120 minutes, more preferably 5 minutes to 90 minutes, from the viewpoint of improving productivity and removing the solvent.
製膜に用いた有機溶媒の残存量を低減するために用いた処理用液体(第一処理用液体)を、ポリイミド膜から除去するために、ポリイミド膜を別の処理用液体(第二処理用液体)に接触させる処理を行ってもよい。第二処理用液体としては、第一処理用液体と異なる組成の液体が用いられる。例えば、ハイドロフルオロエーテル等の有機フッ素系溶媒およびアルコールを含む第一処理用液体による処理を行った後、第一処理用液体よりも揮発性の高い第二処理用液体を用いて後処理を実施することにより、ポリイミド膜に残存している第一処理用液体を除去できるとともに、その後の加熱による処理用液体の除去を短時間で実施できる。 In order to remove the treatment liquid (first treatment liquid) used to reduce the residual amount of the organic solvent used for film formation from the polyimide film, the polyimide film is separated into another treatment liquid (for the second treatment). A process of contacting with a liquid) may be performed. As the second treatment liquid, a liquid having a composition different from that of the first treatment liquid is used. For example, after treatment with an organic fluorine-based solvent such as hydrofluoroether and a liquid for first treatment containing alcohol, post-treatment is carried out with a liquid for second treatment that is more volatile than the liquid for first treatment. By doing so, the first treatment liquid remaining on the polyimide film can be removed, and the subsequent treatment liquid can be removed by heating in a short time.
後処理に用いられる第二処理用液体としては、アルコールを20重量%以上含む液体が好ましい。洗浄効率(溶媒除去効率)を高める観点から、第二処理用液体におけるアルコールの含有量は、30重量%以上が好ましく、35重量%以上がより好ましく、40重量%以上がさらに好ましい。 As the liquid for the second treatment used for the post-treatment, a liquid containing 20% by weight or more of alcohol is preferable. From the viewpoint of increasing the cleaning efficiency (solvent removal efficiency), the alcohol content in the second treatment liquid is preferably 30% by weight or more, more preferably 35% by weight or more, still more preferably 40% by weight or more.
第二処理用液体に含まれるアルコールは、第一処理用液体に含まれるアルコールと同様、炭素数1〜6の低級アルコールが好ましく、中でも、メタノール、エタノールおよびイソプロピルアルコール等の炭素数1〜3のアルコールが好ましい。低級アルコールは、分子のサイズが小さいため、ポリイミド膜中またはポリイミド膜の表面に付着した有機ハロゲン溶媒と容易に置換可能であり、沸点が低く容易に除去可能である。第二処理用液体は2種以上のアルコールを含んでいてもよい。 The alcohol contained in the second treatment liquid is preferably a lower alcohol having 1 to 6 carbon atoms like the alcohol contained in the first treatment liquid, and among them, methanol, ethanol, isopropyl alcohol and the like having 1 to 3 carbon atoms. Alcohol is preferred. Since the lower alcohol has a small molecular size, it can be easily replaced with an organic halogen solvent adhering to the polyimide film or the surface of the polyimide film, and has a low boiling point and can be easily removed. The liquid for the second treatment may contain two or more kinds of alcohols.
第二処理用液体による処理を実施するための設備を簡素化できることから、第二処理用液体は非可燃物であることが好ましい。具体的には、第二処理用液体は、アルコールの含有量が20重量%以上60重量%未満であることが好ましい。アルコール以外の溶媒としては、水が好ましい。アルコールと水の混合液は、混合比に拠らず共沸組成であるため、ポリイミド膜からの溶媒の除去性に優れる。アルコール/水混合液における水の含有量は、40〜80重量%が好ましい。 The liquid for the second treatment is preferably a non-combustible material because the equipment for carrying out the treatment with the liquid for the second treatment can be simplified. Specifically, the liquid for the second treatment preferably has an alcohol content of 20% by weight or more and less than 60% by weight. Water is preferable as the solvent other than alcohol. Since the mixture of alcohol and water has an azeotropic composition regardless of the mixing ratio, it is excellent in removing the solvent from the polyimide film. The water content in the alcohol / water mixture is preferably 40 to 80% by weight.
第二処理用液体は、アルコールと水以外の液体成分を含んでいてもよい。第二処理用液体がアルコール/水混合液である場合、アルコールと水の合計濃度は、60重量%以上が好ましく、70重量%以上がより好ましく、80重量%以上がさらに好ましく、90重量%以上、95重量%以上または100重量%であってもよい。 The liquid for the second treatment may contain a liquid component other than alcohol and water. When the liquid for the second treatment is an alcohol / water mixture, the total concentration of alcohol and water is preferably 60% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, further preferably 80% by weight or more, and 90% by weight or more. , 95% by weight or more, or 100% by weight.
第二処理用液体は、有機ハロゲン溶媒を含んでいてもよいが、第二処理用液体に含まれる有機ハロゲン溶媒の量は、第一処理用液体に含まれる有機ハロゲン溶媒の量よりも少ないことが好ましい。第二処理用液体の有機ハロゲン溶媒の量は、40重量%以下が好ましく、30重量%以下がより好ましく、20重量%以下がさらに好ましく、10重量%以下、5重量%以下または1重量%以下であってもよい。 The liquid for the second treatment may contain an organic halogen solvent, but the amount of the organic halogen solvent contained in the liquid for the second treatment is smaller than the amount of the organic halogen solvent contained in the liquid for the first treatment. Is preferable. The amount of the organic halogen solvent in the liquid for the second treatment is preferably 40% by weight or less, more preferably 30% by weight or less, further preferably 20% by weight or less, 10% by weight or less, 5% by weight or less, or 1% by weight or less. It may be.
ポリイミド膜の製膜に用いた有機溶媒は、ポリイミド膜の厚み方向の内部に多く残存しているため、第一処理用液体としては、ポリイミド膜の内部に残存する有機溶媒に対しても十分な除去性を有することが好ましい。一方、第一処理用液体による処理後は、第一処理用液体は、ポリイミド膜の表層付近に多く存在するため、第二処理用液体と容易に置換可能である。そのため、第二処理用液体として、アルコールまたはアルコール/水混合系のように、第一処理用液体と混和可能な液体を用いることにより、第一処理用液体の残存量を容易に低減できる。また、第二処理用液体として、第一処理用液体よりも揮発性の高い液体を用いることにより、第一処理用液体の残存量を容易に低減できる。 Since a large amount of the organic solvent used for forming the polyimide film remains inside the polyimide film in the thickness direction, the liquid for the first treatment is sufficient for the organic solvent remaining inside the polyimide film. It is preferable to have removability. On the other hand, after the treatment with the first treatment liquid, since the first treatment liquid is abundantly present near the surface layer of the polyimide film, it can be easily replaced with the second treatment liquid. Therefore, by using a liquid that is miscible with the first treatment liquid, such as alcohol or an alcohol / water mixed system, as the second treatment liquid, the residual amount of the first treatment liquid can be easily reduced. Further, by using a liquid having a higher volatility than the first treatment liquid as the second treatment liquid, the residual amount of the first treatment liquid can be easily reduced.
ポリイミド膜を第二処理用液体に接触させる方法は特に限定されず、第一処理用液体による処理と同様、浸漬、スプレー、塗布、蒸気またはミストによる処理等が適用可能である。処理時間および処理温度は、第一処理用液体による処理について前述したものと同様の範囲が好ましい。第二処理用液体による処理後に、加熱、エアブロー、水洗等により、表面に付着した液体を除去してもよい。 The method of bringing the polyimide film into contact with the liquid for the second treatment is not particularly limited, and as in the treatment with the liquid for the first treatment, immersion, spraying, coating, treatment with steam or mist and the like can be applied. The treatment time and treatment temperature are preferably in the same range as those described above for the treatment with the first treatment liquid. After the treatment with the second treatment liquid, the liquid adhering to the surface may be removed by heating, air blowing, washing with water or the like.
[ポリイミドフィルムの特性および用途]
上記により得られたポリイミドフィルムは、フレキシブルプリント配線板やディスプレイ等の基板材料、ディスプレイ用のカバーウインドウ等の一般的にポリイミドフィルムが用いられている各種の用途に適用できる。ポリイミドフィルムは、可視光において透明であってもよく、例えば、波長400nmにおける光透過率が70%以上または80%以上であってもよい。
[Characteristics and applications of polyimide film]
The polyimide film obtained as described above can be applied to various applications in which a polyimide film is generally used, such as a substrate material such as a flexible printed wiring board and a display, and a cover window for a display. The polyimide film may be transparent in visible light, and may have, for example, a light transmittance of 70% or more or 80% or more at a wavelength of 400 nm.
以下、実施例と比較例との対比を示して、本発明について更に具体的に説明するが、本発明は下記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 by showing a comparison between Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
有機溶媒および化合物は、以下の略称により記載している。
EtOH:エタノール
IPA:イソプロピルアルコール
DMF:N,N−ジメチルホルムアミド
DCM:ジクロロメタン
TFMB:2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン
3,3’−DDS:3,3’−ジアミノジフェニルスルホン
6FDA: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
TMHQ:p−フェニレンビス(トリメリット酸無水物)
Organic solvents and compounds are described by the following abbreviations.
EtOH: Ethanol IPA: Isopropyl alcohol DMF: N, N-dimethylformamide DCM: Dichloromethane TFMB: 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzidine 3,3'-DDS: 3,3'-diaminodiphenyl sulfone 6FDA: 2 , 2-Bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride TMHQ: p-phenylene bis (trimeritic acid anhydride)
[残存溶媒量の測定]
ポリイミド膜の残存溶媒量は、下記の手順により測定した。
1,3−ジオキソラン約8.9gを溶媒として、ポリイミド膜約0.1gと内部標準物質としてのDEGBME(ジエチレングリコールブチルメチルエーテル)約1gを溶解させ、測定試料を調製した。この試料を、ガスクロマトグラフ(GC)装置,(島津製作所製)を用いて分析し、GCピーク面積と調製濃度から、ポリイミド膜に含まれる残存溶媒量を求めた。
[Measurement of residual solvent amount]
The amount of residual solvent in the polyimide film was measured by the following procedure.
Using about 8.9 g of 1,3-dioxolane as a solvent, about 0.1 g of a polyimide film and about 1 g of DEGBME (diethylene glycol butyl methyl ether) as an internal standard substance were dissolved to prepare a measurement sample. This sample was analyzed using a gas chromatograph (GC) device (manufactured by Shimadzu Corporation), and the amount of residual solvent contained in the polyimide film was determined from the GC peak area and the prepared concentration.
[ポリイミド膜の作製]
反応容器にDMFを投入し、窒素雰囲気下で撹拌した。そこに、TFMB:17重量部、3,3’−DDS:6重量部、BPDA:6重量部、TMHQ:9重量部、および6FDA:17重量部を順次添加し、窒素雰囲気下にて5時間撹拌して、固形分濃度18%のポリアミド酸溶液を得た。ポリアミド酸溶液に、イミド化触媒としてピリジンを添加し、完全に分散させた後、無水酢酸を添加し、120℃で2時間攪拌後、室温まで冷却した。溶液を攪拌しながら、IPAを投入し、ポリイミドを析出させた。その後、吸引ろ過を行い、IPAによる洗浄作業を4回繰り返した後、120℃に設定した真空オーブンで12時間乾燥させてポリイミド樹脂を得た。
[Preparation of polyimide film]
DMF was charged into the reaction vessel and stirred under a nitrogen atmosphere. TFMB: 17 parts by weight, 3,3'-DDS: 6 parts by weight, BPDA: 6 parts by weight, TMHQ: 9 parts by weight, and 6FDA: 17 parts by weight were sequentially added thereto for 5 hours in a nitrogen atmosphere. The mixture was stirred to obtain a polyamic acid solution having a solid content concentration of 18%. Pyridine was added to the polyamic acid solution as an imidization catalyst to completely disperse the mixture, acetic anhydride was added, the mixture was stirred at 120 ° C. for 2 hours, and then cooled to room temperature. IPA was added while stirring the solution to precipitate the polyimide. Then, suction filtration was performed, the washing operation by IPA was repeated 4 times, and then dried in a vacuum oven set at 120 ° C. for 12 hours to obtain a polyimide resin.
上記のポリイミド樹脂を、DCMに溶解させて、固形分濃度が18重量%のポリイミド樹脂溶液を調製した。コンマコーターを用いてポリイミド樹脂溶液を無アルカリガラス板上に塗布し、40℃で30分、70℃で60分乾燥した後、無アルカリガラス板から引き剥がして、厚さ約70μmのポリイミド膜を得た。このポリイミド膜の残存溶媒(DCM)量を測定したところ、8重量%であった。 The above-mentioned polyimide resin was dissolved in DCM to prepare a polyimide resin solution having a solid content concentration of 18% by weight. A polyimide resin solution is applied onto a non-alkali glass plate using a comma coater, dried at 40 ° C. for 30 minutes and 70 ° C. for 60 minutes, and then peeled off from the non-alkali glass plate to form a polyimide film having a thickness of about 70 μm. Obtained. The amount of residual solvent (DCM) in this polyimide film was measured and found to be 8% by weight.
[参考例1]
ポリイミド膜を面積約12cm2のサイズに切り出し、メチルノナフルオロブチルエーテルとトランス−1,2−ジクロロエチレンを重量比50:50で混合したハロゲン系混合溶媒に、室温(25℃)で5分間浸漬した後取り出し、表面に付着した溶媒を拭き取った。
[Reference example 1]
A polyimide film is cut into a size of about 12 cm 2 and immersed in a halogen-based mixed solvent in which methyl nonafluorobutyl ether and trans-1,2-dichloroethylene are mixed at a weight ratio of 50:50 at room temperature (25 ° C.) for 5 minutes. It was taken out and the solvent adhering to the surface was wiped off.
[参考例2]
バーコーターを用いてポリイミド膜の両面にハロゲン系混合溶媒を塗布し、20分後に表面に付着した溶媒を拭き取った。
[Reference example 2]
A halogen-based mixed solvent was applied to both sides of the polyimide film using a bar coater, and after 20 minutes, the solvent adhering to the surface was wiped off.
[参考例3]
ポリイミド膜の両面に、スプレーノズルから、5.9mL/秒の流速で温度25℃のハロゲン系混合溶媒1を5分間スプレーした後、表面に付着した液体を拭き取った。
[Reference example 3]
A halogen-based mixed solvent 1 having a temperature of 25 ° C. was sprayed from a spray nozzle on both sides of the polyimide film at a flow rate of 5.9 mL / sec for 5 minutes, and then the liquid adhering to the surface was wiped off.
[実施例1]
ポリイミド膜を面積約12cm2のサイズに切り出し、参考例1で用いたハロゲン系混合溶媒と混合アルコール(EtOH/IPAの95/5(重量比)混合液)を重量比85:15で混合した混合溶媒に、室温(25℃)で5分間浸漬した後取り出し、表面に付着した溶媒を拭き取った。
[Example 1]
The polyimide film was cut into a size of about 12 cm 2 in area, and the halogen-based mixed solvent used in Reference Example 1 and a mixed alcohol (95/5 (weight ratio) mixed solution of EtOH / IPA) were mixed at a weight ratio of 85:15. After immersing in the solvent at room temperature (25 ° C.) for 5 minutes, the mixture was taken out and the solvent adhering to the surface was wiped off.
[実施例2,3]
ハロゲン系混合溶媒とアルコール混合溶媒の混合比を表1に示す様に変更したこと以外は実施例1と同様に浸漬処理を行い、表面に付着した液体を拭き取った。
[Examples 2 and 3]
The immersion treatment was carried out in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio of the halogen-based mixed solvent and the alcohol mixed solvent was changed as shown in Table 1, and the liquid adhering to the surface was wiped off.
[比較例1]
ハロゲン系混合溶媒に代えて水を用い、浸漬時間を20分に変更した。それ以外は参考例1と同様に、浸漬処理を行った後、表面に付着した液体を拭き取った。
[Comparative Example 1]
Water was used instead of the halogen-based mixed solvent, and the immersion time was changed to 20 minutes. Other than that, the liquid adhering to the surface was wiped off after the immersion treatment was performed in the same manner as in Reference Example 1.
[比較例2]
ポリイミド膜の両面に、スプレーノズルから、16.7mL/秒の流速で温度25℃の水を5分間スプレーした後、表面に付着した液体を拭き取った。
[Comparative Example 2]
Water at a temperature of 25 ° C. was sprayed from a spray nozzle on both sides of the polyimide film at a flow rate of 16.7 mL / sec for 5 minutes, and then the liquid adhering to the surface was wiped off.
[比較例3]
ポリイミド膜の両面に、スプレーノズルから、16.7mL/秒の流速で温度25℃のIPAを5分間スプレーした後、表面に付着した液体を拭き取った。
[Comparative Example 3]
IPA at a temperature of 25 ° C. was sprayed from a spray nozzle on both sides of the polyimide film at a flow rate of 16.7 mL / sec for 5 minutes, and then the liquid adhering to the surface was wiped off.
[評価結果]
参考例、実施例および比較例の処理液の種類、処理液とポリイミド膜との接触方法、および処理時間とともに、残存溶媒量を表1に示す。
[Evaluation results]
Table 1 shows the types of treatment liquids of Reference Examples, Examples and Comparative Examples, the contact method between the treatment liquid and the polyimide film, the treatment time, and the amount of residual solvent.
水への浸漬処理を実施した比較例1では、残存溶媒量は、処理前(8%)に比べてほとんど低減されておらず、水をスプレーした比較例2およびIPAをスプレーした比較例3も同様であった。 In Comparative Example 1 in which the immersion treatment was carried out in water, the amount of residual solvent was hardly reduced as compared with that before the treatment (8%), and in Comparative Example 2 sprayed with water and Comparative Example 3 sprayed with IPA. It was similar.
ハロゲン系混合溶媒への浸漬処理を実施した参考例1では、5分の処理で残存溶媒が大幅に低減しており、ハロゲン系混合溶媒を塗布した参考例2、およびハロゲン系混合溶媒をスプレーした参考例3も同様であった。ハロゲン系混合溶媒と混合アルコールとの混合液への浸漬を行った実施例1〜3では、参考例1〜3と同様に残存溶媒量が大幅に低減していた。 In Reference Example 1 in which the immersion treatment was carried out in the halogen-based mixed solvent, the residual solvent was significantly reduced in the treatment for 5 minutes, and Reference Example 2 in which the halogen-based mixed solvent was applied and the halogen-based mixed solvent were sprayed. The same was true for Reference Example 3. In Examples 1 to 3 in which the halogen-based mixed solvent and the mixed alcohol were immersed in the mixed solution, the amount of residual solvent was significantly reduced as in Reference Examples 1 to 3.
以上の結果から、残存溶媒を含むポリイミド膜に、ハイドロフルオロエーテルを含むハロゲン溶媒を接触させる処理を実施することにより、ポリイミド膜の残存溶媒を効率的に低減可能であり、ハロゲン溶媒にアルコールを添加した場合においても同様の効果があることが分かる。
From the above results, it is possible to efficiently reduce the residual solvent of the polyimide film by bringing the halogen solvent containing hydrofluoroether into contact with the polyimide film containing the residual solvent, and alcohol is added to the halogen solvent. It can be seen that the same effect is obtained even when the solvent is used.
Claims (12)
前記処理用液体が、有機フッ素系溶媒およびアルコールを含む、ポリイミドフィルムの製造方法。 It has a step of bringing a polyimide film containing an organic solvent into contact with a processing liquid.
A method for producing a polyimide film, wherein the treatment liquid contains an organic fluorine-based solvent and alcohol.
The method for producing a polyimide film according to any one of claims 1 to 11, wherein the thickness of the polyimide film is 5 μm or more.
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