JP2022108306A - Composition, production method of polyimide film, and production method of composite film using polyimide film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、テトラフルオロエチレン系ポリマーの粒子と所定の芳香族性ポリイミドとを含有する組成物、かかる組成物を用いるポリイミドフィルムの製造方法、及びかかるポリイミドフィルムを用いた複合フィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a composition containing particles of a tetrafluoroethylene-based polymer and a predetermined aromatic polyimide, a method for producing a polyimide film using such a composition, and a method for producing a composite film using such a polyimide film.
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のテトラフルオロエチレン系ポリマーは、電気特性、撥水撥油性、耐薬品性、耐熱性等の物性に優れており、プリント基板等の種々の産業用途に利用されている。前記物性を基材表面に付与するために用いるコーティング剤として、テトラフルオロエチレン系ポリマーの粒子を含む液状組成物が知られている。
かかる液状組成物は、高周帯域の周波数に対応するプリント基板の誘電体層を形成する、低誘電率、低誘電正接等の電気特性に優れた材料として注目されている。
Tetrafluoroethylene polymers such as polytetrafluoroethylene (PTFE) have excellent physical properties such as electrical properties, water and oil repellency, chemical resistance, and heat resistance, and are used in various industrial applications such as printed circuit boards. there is A liquid composition containing particles of a tetrafluoroethylene-based polymer is known as a coating agent used for imparting the physical properties to the substrate surface.
Such a liquid composition is attracting attention as a material excellent in electrical properties such as a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent for forming a dielectric layer of a printed circuit board corresponding to frequencies in a high frequency band.
より優れた誘電体層を形成するために、テトラフルオロエチレン系ポリマーと芳香族性樹脂の混合の検討もなされており、特許文献1には、ポリアミック酸のワニスにPTFEの粒子を混合し、それをイミド化プロセスに供して作成された、ポリイミド-PTFEブレンドフィルムが開示されている。特許文献2には、ポリアミック酸のワニスを製造し、その一部を取り出してPTFEの粒子と混合し、それと残余のワニスを混合し、それを熱キャスト法に供して作成された、ポリイミド-PTFEブレンドフィルムが開示されている。 Mixing a tetrafluoroethylene polymer and an aromatic resin has also been studied in order to form a more excellent dielectric layer. is disclosed as a polyimide-PTFE blend film made by subjecting the to an imidization process. In Patent Document 2, a polyamic acid varnish is produced, a part of it is taken out, mixed with PTFE particles, mixed with the remaining varnish, and subjected to a heat casting method to produce polyimide-PTFE. A blend film is disclosed.
テトラフルオロエチレン系ポリマーは表面張力が低く、他の成分と相互作用しにくく、分散安定性が著しく低い。そのため、先行技術文献に記載の態様では、得られる混合物(組成物)の分散安定性が低く、また変質しやすいため、それから得られる成形品の成分分布の均一性や緻密性が低下しやすい。さらに、本発明者らは、かかる混合物(組成物)をキャストして、ポリイミドフィルム等の成形品を得る際に、テトラフルオロエチレン系ポリマーが均一に分散し難く、ポリイミドとテトラフルオロエチレン系ポリマーとが相分離しやすいこと、その結果、成形品においてテトラフルオロエチレン系ポリマーとポリイミドとの物性が充分に発揮され難いことを知見している。 A tetrafluoroethylene-based polymer has a low surface tension, does not easily interact with other components, and has extremely low dispersion stability. Therefore, in the embodiments described in the prior art documents, the resulting mixture (composition) has low dispersion stability and tends to deteriorate, so that the uniformity and denseness of the component distribution of the molded product obtained therefrom tend to decrease. Furthermore, the present inventors have found that when such a mixture (composition) is cast to obtain a molded product such as a polyimide film, the tetrafluoroethylene-based polymer is difficult to uniformly disperse, and the polyimide and the tetrafluoroethylene-based polymer is likely to undergo phase separation, and as a result, it is difficult for the physical properties of the tetrafluoroethylene-based polymer and the polyimide to be exhibited sufficiently in molded articles.
本発明者らは、鋭意検討した結果、所定のテトラフルオロエチレン系ポリマーの粒子と、かかるテトラフルオロエチレン系ポリマーとの溶融温度の関係が特定範囲にある芳香族性ポリイミド(又はその前駆体)を含む組成物を予め調製して、ポリイミドを含むワニスと混合し、成形すると、テトラフルオロエチレン系ポリマーが良好に分散した、成分分布の均一性に優れかつ緻密であるポリイミドフィルム等の成形品が得られることを知見した。また、かかるポリイミドフィルムは、テトラフルオロエチレン系ポリマーとの接着性に優れるため、かかるポリイミドフィルムからは低誘電正接及び低線膨張係数等に特に優れる複合フィルムが得られることを知見した。
本発明の目的は、テトラフルオロエチレン系ポリマーが良好に分散したポリイミドフィルム等の製造に有用な組成物、かかる組成物を用いるポリイミドフィルムの製造方法、及びかかるポリイミドフィルムからなる基材層とテトラフルオロエチレン系ポリマーからなる層を有する複合フィルムの製造方法の提供である。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that an aromatic polyimide (or its precursor) having a melting temperature relationship between predetermined tetrafluoroethylene-based polymer particles and the tetrafluoroethylene-based polymer falls within a specific range. A composition containing polyimide is prepared in advance, mixed with a varnish containing polyimide, and molded to obtain a molded product such as a polyimide film in which the tetrafluoroethylene-based polymer is well dispersed and which has excellent uniformity in component distribution and is dense. I found out that In addition, the inventors have found that such a polyimide film has excellent adhesiveness to a tetrafluoroethylene-based polymer, so that a composite film having particularly excellent low dielectric loss tangent, low coefficient of linear expansion, and the like can be obtained from such a polyimide film.
An object of the present invention is to provide a composition useful for producing polyimide films and the like in which a tetrafluoroethylene-based polymer is well dispersed, a method for producing a polyimide film using such a composition, and a base layer made of such a polyimide film and tetrafluoro A method for producing a composite film having a layer comprising an ethylene-based polymer is provided.
本発明は、下記の態様を有する。
<1> 芳香族性ポリイミド又はその前駆体と、熱溶融性テトラフルオロエチレン系ポリマーの粒子とをそれぞれ10質量%以上含む組成物であって、前記芳香族性ポリイミドの溶融温度が、前記熱溶融性テトラフルオロエチレン系ポリマーの溶融温度±50℃の範囲にあり、ポリイミド又はその前駆体のワニスと混合して使用される、組成物。
<2> 前記熱溶融性テトラフルオロエチレン系ポリマーの溶融温度が、200~320℃である、<1>の組成物。
<3> 前記熱溶融性テトラフルオロエチレン系ポリマーの粒子の平均粒子径(体積基準累積50%径)が、0.1~25μmである、<1>又は<2>の組成物。
<4> 前記芳香族性ポリイミド又はその前駆体の質量に対する、前記熱溶融性テトラフルオロエチレン系ポリマーの粒子の質量の比が、0.5~4の範囲である、<1>~<3>のいずれかの組成物。
<5> 前記芳香族性ポリイミドの溶融温度が、前記ワニスを構成する前記ポリイミドの溶融温度以下である、<1>~<4>のいずれかの組成物。
<6> 前記芳香族性ポリイミドの溶融温度が、前記ワニスに含まれる溶剤の沸点よりも100℃以上高い、<1>~<5>のいずれかの組成物。
<7> 前記芳香族性ポリイミド又は前駆体が、芳香族性ポリイミドの前駆体である、<1>~<6>のいずれかの組成物。
<8> 前記熱溶融性テトラフルオロエチレン系ポリマーが、ペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)に基づく単位を含むカルボニル基含有基を有するテトラフルオロエチレン系ポリマーである、<1>~<7>のいずれかの組成物。
<9> <1>~<8>のいずれかの組成物とポリイミド又はその前駆体のワニスとを混合し、キャスト法で成形してポリイミドフィルムを得る、ポリイミドフィルムの製造方法。
<10> <9>の方法で得られるポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面にテトラフルオロエチレン系ポリマーの層を形成する、前記ポリイミドフィルムと、その少なくとも一方の表面にテトラフルオロエチレン系ポリマーの層とを有する複合フィルムの製造方法。
<11> 前記テトラフルオロエチレン系ポリマーの層を、前記ポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面にテトラフルオロエチレン系ポリマーのフィルムをラミネートして形成する、<10>の方法。
<12> 前記テトラフルオロエチレン系ポリマーの層を、前記ポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面にテトラフルオロエチレン系ポリマーの粒子を含む分散液を塗布して加熱させることにより形成する、<10>の方法。
<13> 前記分散液が、芳香族性ポリイミド、芳香族性ポリアミドイミド又はそれらの前駆体を含む、<12>の方法。
<14> <10>~<13>のいずれかの方法で得られる、複合フィルム。
<15> <10>~<13>のいずれかの方法で得られる複合フィルムを含む、プリント配線基板。
The present invention has the following aspects.
<1> A composition containing an aromatic polyimide or a precursor thereof and particles of a heat-melting tetrafluoroethylene-based polymer each in an amount of 10% by mass or more, wherein the melting temperature of the aromatic polyimide is the same as the heat melting A composition which has a melting temperature of a tetrafluoroethylene-based polymer within a range of ±50° C. and is used by mixing with a polyimide or its precursor varnish.
<2> The composition according to <1>, wherein the hot-melt tetrafluoroethylene-based polymer has a melting temperature of 200 to 320°C.
<3> The composition of <1> or <2>, wherein the heat-meltable tetrafluoroethylene-based polymer particles have an average particle diameter (volume-based cumulative 50% diameter) of 0.1 to 25 μm.
<4><1> to <3>, wherein the ratio of the mass of the heat-meltable tetrafluoroethylene-based polymer particles to the mass of the aromatic polyimide or its precursor is in the range of 0.5 to 4. any composition of
<5> The composition according to any one of <1> to <4>, wherein the melting temperature of the aromatic polyimide is equal to or lower than the melting temperature of the polyimide constituting the varnish.
<6> The composition according to any one of <1> to <5>, wherein the melting temperature of the aromatic polyimide is 100° C. or more higher than the boiling point of the solvent contained in the varnish.
<7> The composition according to any one of <1> to <6>, wherein the aromatic polyimide or precursor is an aromatic polyimide precursor.
<8> The composition according to any one of <1> to <7>, wherein the hot-melt tetrafluoroethylene-based polymer is a tetrafluoroethylene-based polymer having a carbonyl group-containing group containing a unit based on perfluoro(alkyl vinyl ether). thing.
<9> A method for producing a polyimide film, comprising mixing the composition according to any one of <1> to <8> with a polyimide or a varnish of a precursor thereof and molding the polyimide film by a casting method.
<10> Forming a tetrafluoroethylene-based polymer layer on at least one surface of the polyimide film obtained by the method of <9>, and forming a tetrafluoroethylene-based polymer layer on at least one surface of the polyimide film. A method for manufacturing a composite film comprising:
<11> The method of <10>, wherein the tetrafluoroethylene-based polymer layer is formed by laminating a tetrafluoroethylene-based polymer film on at least one surface of the polyimide film.
<12> The method of <10>, wherein the tetrafluoroethylene-based polymer layer is formed by applying a dispersion containing tetrafluoroethylene-based polymer particles to at least one surface of the polyimide film, followed by heating.
<13> The method of <12>, wherein the dispersion contains an aromatic polyimide, an aromatic polyamideimide, or a precursor thereof.
<14> A composite film obtained by the method according to any one of <10> to <13>.
<15> A printed wiring board comprising the composite film obtained by any one of <10> to <13>.
本発明によれば、テトラフルオロエチレン系ポリマーが良好に分散したポリイミドフィルム等の製造に有用な組成物、かかる組成物を用いるポリイミドフィルムの製造方法、及びかかるポリイミドフィルムからなる基材層とテトラフルオロエチレン系ポリマーからなる層を有する複合フィルムの製造方法が提供される。前記ポリイミドフィルム、及び前記複合フィルムは電気特性等の物性に優れ、例えば、プリント配線基板の構成材料として有用である。 According to the present invention, a composition useful for producing a polyimide film or the like in which a tetrafluoroethylene-based polymer is well dispersed, a method for producing a polyimide film using such a composition, and a base layer made of such a polyimide film and tetrafluoro A method of making a composite film having a layer comprising an ethylene-based polymer is provided. The polyimide film and the composite film are excellent in physical properties such as electrical properties, and are useful, for example, as constituent materials for printed wiring boards.
以下の用語は、以下の意味を有する。
「平均粒子径(D50)」は、レーザー回折・散乱法によって求められる、対象物(粒子及びフィラー)の体積基準累積50%径である。すなわち、レーザー回折・散乱法によって粒度分布を測定し、粒子の集団の全体積を100%として累積カーブを求め、その累積カーブ上で累積体積が50%となる点の粒子径である。
「D90」は、同様にして測定される、対象物の体積基準累積90%径である。
対象物のD50及びD90は、対象物を水中に分散させ、レーザー回折・散乱式の粒度分布測定装置(堀場製作所社製、LA-920測定器)を用いたレーザー回折・散乱法により分析して求められる。
「溶融温度」は、示差走査熱量測定(DSC)法で測定したポリマーの融解ピークの最大値に対応する温度である。
「分散液の粘度」は、B型粘度計を用いて、25℃で回転数が30rpmの条件下で測定される粘度である。測定を3回繰り返し、3回分の測定値の平均値とする。
「チキソ比」とは、分散液の、回転数が30rpmの条件で測定される粘度η1を、回転数が60rpmの条件で測定される粘度η2で除して算出される値である。それぞれの粘度の測定は、3回繰り返し、3回分の測定値の平均値とする。
ポリマーにおける「単位」とは、モノマーの重合により形成された前記モノマーに基づく原子団を意味する。単位は、重合反応によって直接形成された単位であってもよく、ポリマーを処理することによって前記単位の一部が別の構造に変換された単位であってもよい。以下、モノマーaに基づく単位を、単に「モノマーa単位」とも記す。
The following terms have the following meanings.
"Average particle diameter (D50)" is the volume-based cumulative 50% diameter of the object (particles and filler) determined by a laser diffraction/scattering method. That is, the particle size distribution is measured by a laser diffraction/scattering method, and the cumulative curve is obtained with the total volume of the group of particles being 100%.
"D90" is the volume-based cumulative 90% diameter of the object measured in the same manner.
D50 and D90 of the object are analyzed by a laser diffraction/scattering method using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer (LA-920 measuring instrument manufactured by Horiba, Ltd.) after dispersing the object in water. Desired.
"Melting temperature" is the temperature corresponding to the maximum melting peak of the polymer as measured by differential scanning calorimetry (DSC).
The “viscosity of the dispersion” is the viscosity measured using a Brookfield viscometer at 25° C. and a rotation speed of 30 rpm. The measurement is repeated 3 times, and the average value of the 3 measurements is taken.
The “thixotropic ratio” is a value calculated by dividing the viscosity η 1 of the dispersion measured at a rotation speed of 30 rpm by the viscosity η 2 measured at a rotation speed of 60 rpm. Each viscosity measurement is repeated three times, and the average value of the three measurements is taken.
A "unit" in a polymer means an atomic group based on the monomer formed by polymerization of the monomer. The units may be units directly formed by a polymerization reaction, or may be units in which some of said units have been converted to another structure by treatment of the polymer. Hereinafter, units based on monomer a are also simply referred to as "monomer a units".
本発明の組成物(以下、「本組成物」とも記す。)は、芳香族性ポリイミド又はその前駆体(以下、「第1のポリイミド」とも記す。)と、熱溶融性テトラフルオロエチレン系ポリマー(以下、「Fポリマー」とも記す。)の粒子(以下、「F粒子」とも記す。)をそれぞれ10質量%以上含む組成物であって、前記芳香族性ポリイミドの溶融温度(以下、「第1のポリイミドの溶融温度」とも記す。)が、前記Fポリマーの溶融温度±50℃の範囲にあり、ポリイミド又はその前駆体(以下、「第2のポリイミド」とも記す。)のワニスと混合して使用される、組成物である。 The composition of the present invention (hereinafter also referred to as "this composition") comprises an aromatic polyimide or its precursor (hereinafter also referred to as "first polyimide") and a heat-melting tetrafluoroethylene polymer. (hereinafter also referred to as “F polymer”.) Particles (hereinafter also referred to as “F particles”) are each contained in an amount of 10% by mass or more, and the melting temperature of the aromatic polyimide (hereinafter referred to as “second 1) is in the range of the melting temperature of the F polymer ± 50 ° C., and is mixed with the varnish of polyimide or its precursor (hereinafter also referred to as "second polyimide"). A composition for use in
本組成物及び本組成物と第2のポリイミドのワニスとを混合した混合物は、分散安定性に優れる。また、かかる混合物からは、Fポリマーが良好に分散した、成分分布の均一性に優れかつ緻密であるポリイミドフィルム等の成形品が得られる。かかる成形品はポリイミドに基づく物性とFポリマーに基づく物性を良好に発現し、他基材との密着性、低吸水性、低線膨張性、電気特性等に優れる。その理由と作用機構とは、必ずしも明確ではないが、例えば以下のように推定している。
テトラフルオロエチレン系ポリマーの粒子はポリイミドとの混合に際して、複雑な二次粒子を形成して凝集しやすい。しかし、Fポリマーは非熱溶融性のテトラフルオロエチレン系ポリマーに比較して、分子運動を行いやすく、コンフォメーションの自由度が高いため、ポリイミドと相互作用しやすく親和性が高い。そのため、F粒子と第1のポリイミドとを多く含む場合にも本組成物は分散安定性に優れやすい。
本組成物はさらに、第2のポリイミドのワニスと混合して使用される。F粒子は良好に分散した状態で、さらに第2のポリイミドと混合されるために、F粒子の分散状態がより向上し、混合物が分散安定性に優れると考えられる。その結果、本組成物からは成分分布の均一性に優れたポリイミドフィルム等の成形品が得られると考えられる。
また、第1のポリイミドの溶融温度は、Fポリマーの溶融温度±50℃の範囲にあるため、本組成物と第2のポリイミドのワニスとの混合物を加熱成形する際に、Fポリマーと第1のポリイミドの溶融が並行して進行する。その結果、Fポリマーと第1のポリイミドが密着し、緻密なポリイミドフィルム等の成形品が得られると考えられる。
The present composition and the mixture obtained by mixing the present composition and the second polyimide varnish are excellent in dispersion stability. In addition, from such a mixture, a molded product such as a polyimide film, in which the F polymer is well dispersed, excellent in uniformity of component distribution, and dense, can be obtained. Such a molded article satisfactorily exhibits physical properties based on polyimide and physical properties based on F polymer, and is excellent in adhesion to other substrates, low water absorption, low linear expansion, electrical properties, and the like. The reason and action mechanism thereof are not necessarily clear, but are presumed as follows, for example.
Particles of tetrafluoroethylene-based polymer tend to form complex secondary particles and agglomerate when mixed with polyimide. However, compared to non-heat-melting tetrafluoroethylene-based polymers, the F polymer easily undergoes molecular motion and has a high degree of conformational freedom, so it easily interacts with polyimide and has a high affinity. Therefore, even when the composition contains a large amount of F particles and the first polyimide, the composition tends to have excellent dispersion stability.
The composition is further used in admixture with a second polyimide varnish. Since the F particles are mixed with the second polyimide in a well-dispersed state, the dispersed state of the F particles is further improved, and the mixture is considered to have excellent dispersion stability. As a result, it is believed that molded articles such as polyimide films having excellent uniformity of component distribution can be obtained from the present composition.
In addition, since the melting temperature of the first polyimide is within the range of the melting temperature of the F polymer ± 50 ° C., when the mixture of the present composition and the second polyimide varnish is heat-molded, the F polymer and the first polyimide of polyimide proceeds in parallel. As a result, the F polymer and the first polyimide are in close contact with each other, and it is believed that a molded product such as a dense polyimide film can be obtained.
本組成物において、F粒子のD50は0.1~25μmであるのが好ましい。F粒子のD50は20μm以下が好ましく、10μm以下がより好ましい。F粒子のD50は0.01μm以上が好ましく、0.1μm以上がより好ましい。また、F粒子のD90は10μm以下が好ましい。この範囲のD50及びD90において、F粒子の流動性と分散性とが良好となりやすい。 In the present composition, D50 of F particles is preferably 0.1 to 25 μm. D50 of the F particles is preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less. D50 of the F particles is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.1 μm or more. Moreover, D90 of the F particles is preferably 10 μm or less. In this range of D50 and D90, the F particles tend to have good fluidity and dispersibility.
本組成物では、分散安定性の観点から、F粒子の嵩密度は0.15g/m2以上が好ましく、0.20g/m2以上がより好ましい。F粒子の嵩密度は0.50g/m2以下が好ましく、0.35g/m2以下がより好ましい。 In the present composition, the bulk density of the F particles is preferably 0.15 g/m 2 or more, more preferably 0.20 g/m 2 or more, from the viewpoint of dispersion stability. The bulk density of F particles is preferably 0.50 g/m 2 or less, more preferably 0.35 g/m 2 or less.
F粒子は、Fポリマー以外の樹脂又は無機フィラーを含んでいてもよいが、Fポリマーを主成分とするのが好ましい。F粒子におけるFポリマーの含有量は80質量%以上が好ましく、100質量%がより好ましい。
上記樹脂としては、芳香族ポリエステル、ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンオキシド等の耐熱性樹脂が挙げられる。
無機フィラーとしては、酸化ケイ素(シリカ)、金属酸化物(酸化ベリリウム、酸化セリウム、アルミナ、ソーダアルミナ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン等)、窒化ホウ素、メタ珪酸マグネシウム(ステアタイト)が挙げられる。無機フィラーは、その表面の少なくとも一部が表面処理されていてもよい。
The F particles may contain a resin or an inorganic filler other than the F polymer, but preferably contain the F polymer as a main component. The content of the F polymer in the F particles is preferably 80% by mass or more, more preferably 100% by mass.
Examples of the resin include heat-resistant resins such as aromatic polyesters, polyamideimides, thermoplastic polyimides, polyphenylene ethers, and polyphenylene oxides.
Examples of inorganic fillers include silicon oxide (silica), metal oxides (beryllium oxide, cerium oxide, alumina, soda alumina, magnesium oxide, zinc oxide, titanium oxide, etc.), boron nitride, and magnesium metasilicate (steatite). . At least part of the surface of the inorganic filler may be surface-treated.
Fポリマー以外の樹脂又は無機フィラーを含むF粒子は、Fポリマーをコアとし、Fポリマー以外の樹脂又は無機フィラーをシェルに有するコア-シェル構造を有するか、Fポリマーをシェルとし、Fポリマー以外の樹脂又は無機フィラーをコアに有するコア-シェル構造を有していてもよい。かかるF粒子は、例えば、Fポリマーの粒子と、Fポリマー以外の樹脂又は無機フィラーの粒子とを合着(衝突、凝集等)させて得られる。 The F particle containing a resin other than the F polymer or an inorganic filler has a core-shell structure in which the F polymer is the core and the shell is the resin other than the F polymer or the inorganic filler, or the F polymer is the shell and the other than the F polymer. It may have a core-shell structure with a resin or inorganic filler in the core. Such F particles are obtained, for example, by coalescing (collision, aggregation, etc.) particles of F polymer and particles of resin or inorganic filler other than F polymer.
本組成物におけるFポリマーは、テトラフルオロエチレン(TFE)に基づく単位(TFE単位)を含む熱溶融性のポリマーである。Fポリマーの溶融温度は200~320℃が好ましく、260℃以上320℃未満がより好ましく、280℃以上320℃未満がさらに好ましく、290℃以上310℃未満がより好ましい。かかる場合、本組成物を用いて形成されるポリイミドフィルムの耐熱性が優れやすい。
Fポリマーのガラス転移点は、75~125℃が好ましく、80~100℃がより好ましい。
The F polymer in the present composition is a hot melt polymer containing units based on tetrafluoroethylene (TFE) (TFE units). The melting temperature of the F polymer is preferably from 200 to 320°C, more preferably from 260°C to less than 320°C, still more preferably from 280°C to less than 320°C, and more preferably from 290°C to less than 310°C. In such a case, the heat resistance of the polyimide film formed using the present composition tends to be excellent.
The glass transition point of F polymer is preferably 75 to 125°C, more preferably 80 to 100°C.
Fポリマーとしては、TFE単位及びペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)に基づく単位(PAVE単位)を含むポリマー(PFA)、TFE単位及びエチレンに基づく単位を含むポリマー(ETFE)、TFE単位及びヘキサフルオロプロペン(HFP)に基づく単位を含むポリマー(FEP)が挙げられ、PFAであるのが好ましい。PAVEとしては、CF2=CFOCF3、CF2=CFOCF2CF3及びCF2=CFOCF2CF2CF3(PPVE)が好ましく、PPVEがより好ましい。ETFE、PFA及びFEPのそれぞれは、さらに他の単位を含んでいてもよい。
Fポリマーは、PFA又はFEPであるのが好ましく、PFAであるのがより好ましい。
As F polymers, polymers containing TFE units and units based on perfluoro(alkyl vinyl ether) (PAVE) (PAVE units) (PFA), polymers containing TFE units and units based on ethylene (ETFE), TFE units and hexafluoropropene Polymers (FEP) containing units based on (HFP) are mentioned, preferably PFA. PAVE is preferably CF 2 =CFOCF 3 , CF 2 =CFOCF 2 CF 3 and CF 2 =CFOCF 2 CF 2 CF 3 (PPVE), more preferably PPVE. Each of ETFE, PFA and FEP may further contain other units.
The F polymer is preferably PFA or FEP, more preferably PFA.
Fポリマーは、極性官能基を有するのが好ましい。この場合、Fポリマーと第1のポリイミドとが相互作用しやすく、本組成物が分散安定性に優れやすい。また、本組成物を用いてポリイミドフィルムを得る場合、加熱時にFポリマーと第1のポリイミドとが架橋を形成し、緻密なポリイミドフィルムが得られる点で好ましい。
極性官能基は、Fポリマー中の単位に含まれていてもよく、ポリマーの主鎖の末端基に含まれていてもよい。後者の態様としては、重合開始剤、連鎖移動剤等に由来する末端基として極性官能基を有するFポリマー、Fポリマーをプラズマ処理や電離線処理して得られる、極性官能基を有するFポリマーが挙げられる。極性官能基は、水酸基含有基、カルボニル基含有基及びホスホノ基含有基が好ましく、本組成物を用いて形成されるポリイミドフィルムの接着性の観点から、水酸基含有基及びカルボニル基含有基がより好ましく、カルボニル基含有基がさらに好ましい。
水酸基含有基は、アルコール性水酸基を含有する基が好ましく、-CF2CH2OH、-C(CF3)2OH及び1,2-グリコール基(-CH(OH)CH2OH)がより好ましい。
カルボニル基含有基は、カルボニル基(>C(O))を含む基であり、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アミド基、イソシアネート基、カルバメート基(-OC(O)NH2)、酸無水物残基(-C(O)OC(O)-)、イミド残基(-C(O)NHC(O)-等)及びカーボネート基(-OC(O)O-)が好ましく、酸無水物残基がより好ましい。
Fポリマーがカルボニル基含有基を有する場合、Fポリマーにおけるカルボニル基含有基の数は、主鎖の炭素数1×106個あたり、10~5000個が好ましく、100~3000個がより好ましく、800~1500個がさらに好ましい。なお、Fポリマーにおけるカルボニル基含有基の数は、国際公開第2020/145133号に記載の方法によって定量できる。
The F polymer preferably has polar functional groups. In this case, the F polymer and the first polyimide tend to interact with each other, and the present composition tends to have excellent dispersion stability. Moreover, when a polyimide film is obtained using this composition, the F polymer and the first polyimide form crosslinks during heating, which is preferable in that a dense polyimide film can be obtained.
The polar functional group may be contained in a unit in the F polymer or may be contained in the terminal group of the main chain of the polymer. The latter embodiment includes an F polymer having a polar functional group as a terminal group derived from a polymerization initiator, a chain transfer agent, etc., and an F polymer having a polar functional group obtained by plasma treatment or ionizing radiation treatment of the F polymer. mentioned. The polar functional group is preferably a hydroxyl group-containing group, a carbonyl group-containing group and a phosphono group-containing group, and more preferably a hydroxyl group-containing group and a carbonyl group-containing group from the viewpoint of adhesion of the polyimide film formed using the present composition. , a carbonyl group-containing group is more preferred.
The hydroxyl group-containing group is preferably a group containing an alcoholic hydroxyl group, more preferably -CF 2 CH 2 OH, -C(CF 3 ) 2 OH and 1,2-glycol group (-CH(OH)CH 2 OH). .
A carbonyl group-containing group is a group containing a carbonyl group (>C(O)), and includes a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, an amide group, an isocyanate group, a carbamate group (-OC(O)NH 2 ), an acid anhydride residue, Groups (-C(O)OC(O)-), imide residues (-C(O)NHC(O)-, etc.) and carbonate groups (-OC(O)O-) are preferred, and acid anhydride residues is more preferred.
When the F polymer has a carbonyl group-containing group, the number of carbonyl group-containing groups in the F polymer is preferably 10 to 5000, more preferably 100 to 3000, more preferably 800 per 1 × 10 6 carbon atoms in the main chain. ~1500 is more preferred. The number of carbonyl group-containing groups in the F polymer can be quantified by the method described in WO2020/145133.
Fポリマーは、TFE単位及びPAVE単位を含む、極性官能基を有するポリマーであるのが好ましく、TFE単位、PAVE単位及び極性官能基を有するモノマーに基づく単位を含むポリマーであるのが好ましく、全単位に対して、これらの単位をこの順に、90~99モル%、0.5~9.97モル%、0.01~3モル%、含むポリマーであるのがより好ましい。極性官能基が存在すると、第1のポリイミドとの親和性や密着性を一層向上させる観点から好ましい。かかる極性官能基は、カルボニル基含有基であるのが好ましい。また、極性官能基を有するモノマーは、無水イタコン酸、無水シトラコン酸又は5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物(以下、「NAH」とも記す。)が好ましい。かかるFポリマーの具体例としては、国際公開第2018/16644号に記載されるポリマーが挙げられる。
かかるFポリマーは、ポリイミドとの親和性に優れ、本組成物から得られるポリイミドフィルムにおいて、より緻密かつ均質に分布しやすい。また、ポリイミドフィルム中で微小球晶を形成しやすく、他の成分との密着性が高まりやすいため、電気特性等の各種物性に優れたポリイミドフィルムを、より得られやすい。
The F polymer is preferably a polymer with polar functional groups comprising TFE units and PAVE units, preferably a polymer comprising TFE units, PAVE units and units based on monomers with polar functional groups, all units 90 to 99 mol %, 0.5 to 9.97 mol %, and 0.01 to 3 mol % of these units in this order. The presence of a polar functional group is preferable from the viewpoint of further improving the affinity and adhesion with the first polyimide. Such polar functional groups are preferably carbonyl group-containing groups. Further, the monomer having a polar functional group is preferably itaconic anhydride, citraconic anhydride or 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride (hereinafter also referred to as "NAH"). Specific examples of such F polymers include the polymers described in WO2018/16644.
Such F polymer has excellent affinity with polyimide, and tends to be more densely and homogeneously distributed in the polyimide film obtained from the present composition. In addition, since microspherulites are easily formed in the polyimide film and adhesion with other components is easily enhanced, it is easier to obtain a polyimide film excellent in various physical properties such as electrical properties.
本組成物における第1のポリイミドは、テトラカルボン酸二無水物とジアミンに基づく単位であり、両者の化合物のイミド化反応により形成された単位(イミド構造を有する単位;以下、「イミド単位」とも記す。)を有し、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの少なくとも一方、かつ、その少なくとも一部は芳香族性の化合物である。
第1のポリイミドは、イミド単位のみからなる芳香族性ポリイミドであってもよく、イミド単位と上記両者の化合物のアミド化反応により形成された単位(アミック酸構造を有する単位;以下、「アミック酸単位」とも記す。)を有する、芳香族性ポリイミドの前駆体(芳香族ポリアミック酸)であってもよく、芳香族性ポリイミドの前駆体であるのがより好ましい。
第1のポリイミドが芳香族性ポリイミドの前駆体であり、Fポリマーが極性官能基を有する場合、加熱成形する際に両者が架橋を形成し、緻密なポリイミドフィルムが得られる点で好ましい。
テトラカルボン酸二無水物とジアミンはそれぞれ、1種の化合物を使用しても、2種以上を併用してもよい。テトラカルボン酸二無水物として、少なくとも1種の芳香族テトラカルボン酸二無水物を使用するのが好ましい。
The first polyimide in the present composition is a unit based on a tetracarboxylic dianhydride and a diamine, and a unit formed by an imidization reaction of both compounds (a unit having an imide structure; hereinafter, also referred to as an "imide unit" ), and at least one of tetracarboxylic dianhydride and diamine, and at least part of it is an aromatic compound.
The first polyimide may be an aromatic polyimide consisting only of imide units, and a unit formed by an amidation reaction between the imide unit and the above-described compounds (a unit having an amic acid structure; hereinafter referred to as "amic acid It may be an aromatic polyimide precursor (aromatic polyamic acid) having a unit (also referred to as "unit"), and is more preferably an aromatic polyimide precursor.
When the first polyimide is an aromatic polyimide precursor and the F polymer has a polar functional group, the two form crosslinks during thermoforming, which is preferable in that a dense polyimide film can be obtained.
Each of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine may be used alone or in combination of two or more. As tetracarboxylic dianhydride, preference is given to using at least one aromatic tetracarboxylic dianhydride.
第1のポリイミドを形成するテトラカルボン酸二無水物は、芳香族テトラカルボン酸二無水物が好ましく、具体的には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’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、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、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1-ビス(3,4-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、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ベンゼン-1,2,3,4-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、2,3,2’,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ベンゾフェノ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、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-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、2,6-ジクロルナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、2,7-ジクロルナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-テトラクロルナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、フェナントレン-1,8,9,10-テトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ジメチルシラン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メチルフェニルシラン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ジフェニルシラン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェニルジメチルシリル)ベンゼン二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)-1,1,3,3-テトラメチルジシクロヘキサン二無水物、p-フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2-ビス[4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2-ビス[4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、4,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物が挙げられる。 Tetracarboxylic dianhydride forming the first polyimide is preferably an aromatic tetracarboxylic dianhydride, specifically pyromellitic dianhydride, 3,3'4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 2,2',3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'- biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, 2,2 -bis(2,3-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, 1,1-bis(2,3-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 1,1-bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, bis(2,3-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfone dianhydride, 3 ,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)ether dianhydride, benzene-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,2',3'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride , 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1 ,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,6-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2,7-dichloronaphthalene-1,4, 5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-tetrachloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, phenanthrene-1,8,9,10-tetracarboxylic Acid dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)dimethylsilane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)methylphenylsilane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)diphenylsilane Dianhydride, 1,4-bis(3,4-dicarboxyphenyldimethylsilyl)benzene dianhydride, 1,3-bis(3,4-dicarboxyphenyl)-1,1,3,3-tetramethyl Dicyclo Hexane dianhydride, p-phenylene bis (trimellitic monoester acid anhydride), 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis[4-( 3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]propane dianhydride, 4,4-bis(3,4 -dicarboxyphenoxy)diphenyl sulfide dianhydride.
なお、第1のポリイミドを構成するテトラカルボン酸二無水物として、以下に示す、脂環構造を有するテトラカルボン酸二無水物を使用してもよい。 As the tetracarboxylic dianhydride constituting the first polyimide, the following tetracarboxylic dianhydride having an alicyclic structure may be used.
第1のポリイミドを形成するジアミンとしては、芳香族ジアミン又は脂肪族ジアミンが挙げられる。芳香族ジアミンとしては、o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、3,3’-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、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジアミノジフェニルジフルオロメタン、4,4’-ジアミノジフェニルジフルオロメタン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、3,4’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、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ケトン、3,4’-ジアミノジフェニルケトン、4,4’-ジアミノジフェニルケトン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)プロパン、2,2-(3,4’-ジアミノジフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-(3,4’-ジアミノジフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,3-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、3,3’-[1,4-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、3,4’-[1,4-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、4,4’-[1,4-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、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[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]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]ヘキサフルオロプロパン、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、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)プロパン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ブタン、1,5-ビス(4-アミノフェノキシ)ヘプタンが挙げられる。 Diamines forming the first polyimide include aromatic diamines or aliphatic diamines. The aromatic diamines include o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′- diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenyldifluoromethane, 4,4'-diaminodiphenyldifluoromethane, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 3, 4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 3,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl ketone, 3,4'-diaminodiphenyl ketone, 4,4'-diaminodiphenyl ketone, 2,2-bis(3-aminophenyl)propane, 2,2-(3,4'-diaminodiphenyl)propane, 2, 2-bis(4-aminophenyl)propane, 2,2-bis(3-aminophenyl)hexafluoropropane, 2,2-(3,4′-diaminodiphenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(4 -aminophenyl)hexafluoropropane, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 3,3′-[1,4-phenylenebis(1-methyl ethylidene)]bisaniline, 3,4′-[1,4-phenylenebis(1-methylethylidene)]bisaniline, 4,4′-[1,4-phenylenebis(1-methylethylidene)]bisaniline, 2,2 -bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]hexa Fluoropropane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfide, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfide , bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone, 1,3-bis(4-aminophenoxy)propane, 1,4-bis(4- aminophenoxy)butane, 1,5-bis(4-aminopheno oxy)heptane.
脂肪族ジアミンとしては、ダイマージアミン、アルキレンジアミン(2-メチル-1,8-オクタンジアミン、2-メチル-1,9-ノナンジアミン、2,7-ジメチル-1,8-オクタンジアミン等)、脂環式ジアミン(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、1,2-ジアミノシクロヘキサン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、2,2-ビス(4-アミノシクロヘキシル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノシクロヘキシル)ヘキサフルオロプロパン、イソホロンジアミン、ノルボルナンジアミン等)が挙げられる。
脂肪族ジアミンを使用すると、上記傾向を一層示しやすいだけでなく、成形品におけるFポリマー物性(特に、比誘電率、誘電正接等の電気物性)が高度に発現しやすく、その柔軟性がより向上しやすい。
Aliphatic diamines include dimer diamine, alkylenediamine (2-methyl-1,8-octanediamine, 2-methyl-1,9-nonanediamine, 2,7-dimethyl-1,8-octanediamine, etc.), alicyclic Formula diamines (1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, 1,2-diaminocyclohexane, bis(4-aminocyclohexyl)methane, 2,2-bis(4-amino cyclohexyl)propane, 2,2-bis(4-aminocyclohexyl)hexafluoropropane, isophoronediamine, norbornanediamine, etc.).
The use of an aliphatic diamine not only makes the above tendency more likely to occur, but also facilitates the expression of F polymer physical properties (especially electrical physical properties such as dielectric constant and dielectric loss tangent) in molded products at a high level, further improving flexibility. It's easy to do.
第1のポリイミドの具体例としては、「ネオプリム」シリーズ(三菱ガス化学社製)、「スピクセリア」シリーズ(ソマール社製)、「Q-PILON」シリーズ(ピーアイ技術研究所製)、「WINGO」シリーズ(ウィンゴーテクノロジー社製)、「トーマイド」シリーズ(T&K TOKA社製)、「KPI-MX」シリーズ(河村産業社製)、「ユピア-AT」シリーズ(宇部興産社製)等が挙げられる。 Specific examples of the first polyimide include the "Neoprim" series (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company), the "Spixeria" series (manufactured by Somar), the "Q-PILON" series (manufactured by P.I. Institute of Technology), and the "WINGO" series. (manufactured by Wingo Technology), "Tomide" series (manufactured by T&K TOKA), "KPI-MX" series (manufactured by Kawamura Sangyo), and "Upia-AT" series (manufactured by Ube Industries).
第1のポリイミドの溶融温度は、Fポリマーの溶融温度±50℃の範囲にあり、Fポリマーの溶融温度±30℃の範囲であるのが好ましい。この場合、Fポリマーとの親和性が高まりやすく好ましい。
なお、第1のポリイミドが芳香族性ポリイミドの前駆体である場合、第1のポリイミドの溶融温度とは、前駆体が完全にイミド化したポリイミドの溶融温度を意味する。
The melting temperature of the first polyimide is within the range of the melting temperature of the F polymer ±50°C, preferably within the range of the melting temperature of the F polymer ±30°C. In this case, the affinity with the F polymer tends to increase, which is preferable.
When the first polyimide is an aromatic polyimide precursor, the melting temperature of the first polyimide means the melting temperature of the polyimide in which the precursor is completely imidized.
第1のポリイミドはそのワニスの形態として用いて、本組成物を構成していてもよい。かかるワニスを構成する溶剤としては、例えばN-メチル-2-ピロリドン、シクロヘキサノンが挙げられる。 The first polyimide may be used in its varnish form to make up the composition. Solvents constituting such varnish include, for example, N-methyl-2-pyrrolidone and cyclohexanone.
第1のポリイミドのイミド化率は10%以上が好ましく、25%以上がより好ましく、50%以上がさらに好ましく、75%以上が特に好ましい。イミド化率がかかる範囲にあれば、ポリイミドの極性(解離性プロトン)がより低下して、Fポリマーの分散性をより促しやすい。
イミド化率は100%未満が好ましく、98%以下がより好ましく、96%以下がさらに好ましい。イミド化率がかかる範囲にあれば、ポリイミドが、その極性(解離性プロトン)を充分に保持しつつ、各成分(溶媒及びFポリマー)の相互作用を促し、本組成物の物性(粘度、チキソトロピー性等)をより向上させやすい。
ポリイミドのイミド化率は、その製造条件により制御できる。例えば、ディーンスターク等の脱水装置を使用し、水と共沸する溶媒(トルエン等)の存在下、副生する水を共沸により除去しながら、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンを反応させれば、任意のイミド化率のポリイミドを製造できる。
The imidization rate of the first polyimide is preferably 10% or more, more preferably 25% or more, still more preferably 50% or more, and particularly preferably 75% or more. If the imidization rate is within this range, the polarity (dissociative protons) of the polyimide is further lowered, and the dispersibility of the F polymer is more likely to be promoted.
The imidization rate is preferably less than 100%, more preferably 98% or less, even more preferably 96% or less. If the imidization rate is in such a range, the polyimide promotes the interaction of each component (solvent and F polymer) while sufficiently maintaining its polarity (dissociative protons), and the physical properties of the composition (viscosity, thixotropy , etc.) can be further improved.
The imidization rate of polyimide can be controlled by the production conditions. For example, using a dehydrator such as Dean Stark, the tetracarboxylic dianhydride and the diamine are reacted in the presence of a solvent that is azeotropic with water (such as toluene) while removing by-product water by azeotropy. For example, polyimide with any imidization rate can be produced.
なお、本発明におけるイミド化率は、アミック酸単位とイミド単位との合計のモル数に対するイミド単位のモル数の比、すなわち、イミド単位のモル数/(アミック酸単位のモル数+イミド単位のモル数)の式で計算される値である。つまり、ポリイミドがイミド単位のみからなる場合には、そのイミド化率は100%となる。ポリイミド又はその前駆体(ポリアミック酸)のイミド化率は、溶媒としてジメチルスルホキシド-d6を用いて1H-NMRを測定し、芳香族プロトンのピークの積分値とカルボン酸プロトンのピークの積分値との比から、下記式(I)に従って算出できる。
イミド化率(%)=[1-(Y/Z)×(1/X)]×100 ・・・ (I)
X:モノマーの仕込み量から求められる、イミド化率0%の場合の
カルボン酸プロトンピークの積分値/芳香族プロトンピークの積分値
Y:1H-NMR測定から得られるカルボン酸プロトンピークの積分値
Z:1H-NMR測定から得られる芳香族プロトンピークの積分値
The imidization ratio in the present invention is the ratio of the number of moles of imide units to the total number of moles of amic acid units and imide units, that is, the number of moles of imide units/(the number of moles of amic acid units + the number of imide units). number of moles). In other words, when the polyimide consists only of imide units, the imidization rate is 100%. The imidization rate of the polyimide or its precursor (polyamic acid) is measured by 1 H-NMR using dimethyl sulfoxide-d 6 as a solvent, and the integral value of the aromatic proton peak and the integral value of the carboxylic acid proton peak. can be calculated according to the following formula (I).
Imidation rate (%) = [1-(Y/Z) x (1/X)] x 100 (I)
X: Integral value of carboxylic acid proton peak/integral value of aromatic proton peak when imidization rate is 0%, obtained from amount of charged monomer Y: Integral value of carboxylic acid proton peak obtained from 1 H-NMR measurement Z: integral value of aromatic proton peak obtained from 1 H-NMR measurement
本組成物中において、F粒子の含有量は10質量%以上であり、15質量%以上が好ましい。F粒子の含有量は90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましい。
本組成物中において、第1のポリイミドの含有量は10質量%以上であり、15質量%以上がより好ましい。第1のポリイミドの含有量は、80質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましい。
本組成物中において、第1のポリイミドの質量に対するF粒子の質量の比は、0.5~4の範囲であるのが好ましく、2~3.5がより好ましい。かかる範囲であると、後述する第2のポリイミドのワニスと本組成物とを混合した際、F粒子の分散性を向上しやすくなり、均一かつ緻密なポリイミドフィルムを得やすい。
In the present composition, the content of F particles is 10% by mass or more, preferably 15% by mass or more. The content of F particles is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less.
In the present composition, the content of the first polyimide is 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more. The content of the first polyimide is preferably 80% by mass or less, more preferably 60% by mass or less.
In the present composition, the ratio of the mass of the F particles to the mass of the first polyimide is preferably in the range of 0.5-4, more preferably 2-3.5. Within this range, when the composition is mixed with the second polyimide varnish to be described later, the dispersibility of the F particles is likely to be improved, and a uniform and dense polyimide film is likely to be obtained.
F粒子と、第1のポリイミドのワニスの混合には、撹拌槽と、一軸あるいは多軸の撹拌羽根を備えた混合装置を用いるのが好ましい。撹拌羽根の数は二つ以上であるのが、撹拌効果の観点から好ましい。混合方法はバッチ式、連続式のいずれでもよい。
F粒子と第1のポリイミドのワニスとの混合は、F粒子と液状分散媒との混合物を、第1のポリイミドのワニスと混合して行ってもよい。液状分散媒としては、例えば、水、アミド、ケトン、グリコール及びエステルから選択される少なくとも1種の極性化合物が挙げられる。
For mixing the F particles and the first polyimide varnish, it is preferable to use a mixing apparatus equipped with a stirring vessel and uniaxial or multiaxial stirring blades. From the viewpoint of the stirring effect, the number of stirring blades is preferably two or more. The mixing method may be batch type or continuous type.
The F particles and the first polyimide varnish may be mixed by mixing the mixture of the F particles and the liquid dispersion medium with the first polyimide varnish. Liquid dispersion media include, for example, at least one polar compound selected from water, amides, ketones, glycols and esters.
バッチ式混合では、ヘンシェルミキサー、加圧ニーダー、バンバリーミキサー又はプラネタリーミキサーが好ましく、プラネタリーミキサーがより好ましい。プラネタリーミキサーは、互いに自転と公転を行う2軸の撹拌羽根を有し、撹拌槽中の混練物を撹拌、混練する構造を有している。そのため、撹拌槽中に撹拌羽根の到達しないデッドスペースが少なく、羽根の負荷を軽減して、高度に内容物を混合できる。また、混合終了後、得られた本組成物と、続いて第2のポリイミドのワニスとを混合して、ポリイミドフィルムを作成するための混合物を製造できる。
連続式の混合装置としては、二軸型押出混練機や石臼型混練機が挙げられる。二軸型押出混練機とは、例えば被混練物を平行に近接配置された二本のスクリュー間のせん断力によって混練する二軸スクリュー式の連続混練装置である。石臼型混練機とは、例えば被混練物が通過可能な内部空間を備える筒状の固定部と、固定部の内部空間に配置され、回転することで内部空間を通過する被混練物を連続的に混練しながら回転軸方向に搬送する回転部とを有する混練機である。
For batch mixing, a Henschel mixer, a pressure kneader, a Banbury mixer or a planetary mixer is preferred, and a planetary mixer is more preferred. The planetary mixer has two stirring blades that rotate and revolve mutually, and has a structure for stirring and kneading the kneaded material in the stirring vessel. Therefore, there is little dead space in the agitation tank that the agitating blades do not reach, and the load on the agitating blades is reduced, so that the contents can be mixed to a high degree. Also, after mixing is complete, the resulting composition can be subsequently mixed with a second polyimide varnish to produce a mixture for making a polyimide film.
Examples of continuous mixing devices include a twin-screw extrusion kneader and a stone mill type kneader. A twin-screw extrusion kneader is, for example, a twin-screw type continuous kneading device that kneads a material to be kneaded by shearing force between two screws arranged in parallel and close to each other. A stone mill type kneader has, for example, a cylindrical fixed part with an internal space through which the material to be kneaded can pass, and a continuous material to be kneaded that is placed in the internal space of the fixed part and that passes through the internal space by rotating. It is a kneader having a rotating part that conveys the material in the direction of the rotation axis while kneading the material.
本組成物は、さらに界面活性剤を含んでもよく、含まなくてもよい。
本組成物が界面活性剤を含む場合、その含有量は1~15質量%が好ましく、また界面活性剤はノニオン性であるのが好ましい。
界面活性剤の親水部位は、オキシアルキレン基又はアルコール性水酸基を有するのが好ましい。
界面活性剤の疎水部位は、アセチレン基、ポリシロキサン基、ペルフルオロアルキル基又はペルフルオロアルケニル基を有するのが好ましい。換言すれば、界面活性剤としては、アセチレン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤が好ましく、シリコーン系界面活性剤がより好ましい。かかる界面活性剤の具体例としては、「フタージェント」シリーズ(ネオス社製)、「サーフロン」シリーズ(AGCセイミケミカル社製)、「メガファック」シリーズ(DIC社製)、「ユニダイン」シリーズ(ダイキン工業社製)、「BYK-347」、「BYK-349」、「BYK-378」、「BYK-3450」、「BYK-3451」、「BYK-3455」、「BYK-3456」(ビックケミー・ジャパン株式会社社製)、「KF-6011」、「KF-6043」(信越化学工業株式会社製)が挙げられる。
The composition may or may not further contain a surfactant.
When the present composition contains a surfactant, its content is preferably 1 to 15% by mass, and the surfactant is preferably nonionic.
The hydrophilic portion of the surfactant preferably has an oxyalkylene group or an alcoholic hydroxyl group.
The hydrophobic portion of the surfactant preferably has an acetylene group, polysiloxane group, perfluoroalkyl group or perfluoroalkenyl group. In other words, the surfactant is preferably an acetylene-based surfactant, a silicone-based surfactant, or a fluorine-based surfactant, and more preferably a silicone-based surfactant. Specific examples of such surfactants include "Futhergent" series (manufactured by Neos), "Surflon" series (manufactured by AGC Seimi Chemical), "Megafac" series (manufactured by DIC), "Unidyne" series (Daikin Kogyosha), "BYK-347", "BYK-349", "BYK-378", "BYK-3450", "BYK-3451", "BYK-3455", "BYK-3456" (BYK-Chemie Japan Co., Ltd.), “KF-6011” and “KF-6043” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
本組成物は、本組成物から得られるポリイミドフィルムの接着性と低線膨張性を向上させる観点から、Fポリマーと第1のポリイミド以外の樹脂材料をさらに含んでいてもよい。かかる樹脂材料は熱硬化性であっても熱可塑性であってもよく、変性されていてもよく、本分組成物中に溶解していてもよく、溶解せず分散していてもよい。
かかる樹脂材料としては、Fポリマー以外のテトラフルオロエチレン系ポリマー、芳香族マレイミド、アクリル樹脂、フェノール樹脂、液晶性ポリエステル、液晶性ポリエステルアミド、ポリオレフィン樹脂、変性ポリフェニレンエーテル、多官能シアン酸エステル樹脂、多官能マレイミド-シアン酸エステル樹脂、多官能性マレイミド、スチレンエラストマーのような芳香族エラストマー、ビニルエステル樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、メラミン-尿素共縮合樹脂、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリアリルスルホン、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエーテルアミド、ポリフェニレンスルファイド、ポリアリルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリフェニレンエーテル、エポキシ樹脂等が挙げられる。
本組成物が樹脂材料をさらに含む場合、その含有量は本組成物全体の質量に対して40質量%以下が好ましい。
The present composition may further contain a resin material other than the F polymer and the first polyimide from the viewpoint of improving the adhesion and low linear expansion properties of the polyimide film obtained from the present composition. Such resinous materials may be thermoset or thermoplastic, may be modified, may be dissolved in the composition of matter, or may be dispersed without being dissolved.
Examples of such resin materials include tetrafluoroethylene-based polymers other than F polymer, aromatic maleimides, acrylic resins, phenolic resins, liquid crystalline polyesters, liquid crystalline polyesteramides, polyolefin resins, modified polyphenylene ethers, polyfunctional cyanate ester resins, poly functional maleimide-cyanate ester resins, polyfunctional maleimides, aromatic elastomers such as styrene elastomers, vinyl ester resins, urea resins, diallyl phthalate resins, melamine resins, guanamine resins, melamine-urea cocondensation resins, polycarbonates, polyarylates , polysulfone, polyallylsulfone, aromatic polyamide, aromatic polyetheramide, polyphenylene sulfide, polyaryletherketone, polyamideimide, polyphenylene ether, epoxy resin, and the like.
When the composition further contains a resin material, the content thereof is preferably 40% by mass or less with respect to the mass of the entire composition.
樹脂材料の好適な態様として、第1のポリイミド以外の芳香族ポリマーが挙げられる。かかる芳香族ポリマーとしては、芳香族マレイミド、ポリフェニレンエーテル及び芳香族エラストマー(スチレンエラストマー等)が挙げられる。
この場合、本組成物を用いて形成されるポリイミドフィルムの接着性と低線膨張性が一層向上するだけでなく、本組成物の液物性(粘度、チキソ比等)のバランスがとれるため、その取扱い性が向上しやすい。
ここで、スチレンエラストマーとしては、スチレンと共役ジエン又は(メタ)アクリル酸エステルとのコポリマー(スチレン-ブタジエンゴム、スチレン系コア・シェル型コポリマー、スチレン系ブロックコポリマー等)が挙げられ、ゴムとプラスチックの両方の性質を備え、加熱により可塑化して柔軟性を示すスチレンエラストマーが好ましい。
Preferred embodiments of the resin material include aromatic polymers other than the first polyimide. Such aromatic polymers include aromatic maleimides, polyphenylene ethers and aromatic elastomers (such as styrene elastomers).
In this case, not only is the adhesiveness and low linear expansion property of the polyimide film formed using the present composition further improved, but also the liquid physical properties (viscosity, thixotropic ratio, etc.) of the present composition are balanced. Easy to improve handling.
Examples of styrene elastomers include copolymers of styrene and conjugated dienes or (meth)acrylic acid esters (styrene-butadiene rubbers, styrene core-shell copolymers, styrene block copolymers, etc.). A styrene elastomer that has both properties and is plasticized by heating to exhibit flexibility is preferred.
本組成物は、さらに無機フィラーを含んでもよい。この場合、かかる無機フィラーはFポリマーとの相互作用が亢進しやすく、本組成物を用いて形成されるポリイミドフィルムが、電気特性と低線膨張性とに優れやすい。 The composition may further contain an inorganic filler. In this case, the inorganic filler tends to enhance the interaction with the F polymer, and the polyimide film formed using the present composition tends to have excellent electrical properties and low linear expansion.
無機フィラーは、窒化物フィラー又は無機酸化物フィラーが好ましく、窒化ホウ素フィラー、ベリリアフィラー(ベリリウムの酸化物のフィラー)、ケイ酸塩フィラー(シリカフィラー、ウォラストナイトフィラー、タルクフィラー)、又は金属酸化物(酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン等)フィラーがより好ましく、シリカフィラーがさらに好ましい。
無機フィラーは、その表面の少なくとも一部が、シランカップリング剤(3-アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等)で表面処理されているのが好ましい。
The inorganic filler is preferably a nitride filler or an inorganic oxide filler, such as boron nitride filler, beryllia filler (beryllium oxide filler), silicate filler (silica filler, wollastonite filler, talc filler), or metal Oxide (cerium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, zinc oxide, titanium oxide, etc.) fillers are more preferred, and silica fillers are even more preferred.
At least part of the surface of the inorganic filler contains a silane coupling agent (3-aminopropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3 -methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, etc.).
無機フィラーのD50は、20μm以下が好ましく、10μm以下がより好ましい。D50は、0.01μm以上が好ましく、0.1μm以上がより好ましい。
無機フィラーの形状は、粒状、針状(繊維状)、板状のいずれであってもよい。無機フィラーの具体的な形状としては、球状、鱗片状、層状、葉片状、杏仁状、柱状、鶏冠状、等軸状、葉状、雲母状、ブロック状、平板状、楔状、ロゼット状、網目状、角柱状が挙げられる。
無機フィラーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
D50 of the inorganic filler is preferably 20 µm or less, more preferably 10 µm or less. D50 is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.1 μm or more.
The shape of the inorganic filler may be any of granular, needle-like (fibrous), and plate-like. Specific shapes of the inorganic filler include spherical, scaly, layered, leaf-like, apricot kernel-like, columnar, crest-like, equiaxed, leaf-like, mica-like, block-like, tabular, wedge-like, rosette-like, and network. shape and prismatic shape.
An inorganic filler may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
無機フィラーの好適な具体例としては、シリカフィラー(アドマテックス社製の「アドマファイン(登録商標)」シリーズ等)、ジカプリン酸プロピレングリコール等のエステルで表面処理された酸化亜鉛(堺化学工業株式会社製の「FINEX(登録商標)」シリーズ等)、球状溶融シリカ(デンカ社製の「SFP(登録商標)」シリーズ等)、多価アルコール及び無機物で被覆処理された酸化チタン(石原産業社製の「タイペーク(登録商標)」シリーズ等)、アルキルシランで表面処理されたルチル型酸化チタン(テイカ社製の「JMT(登録商標)」シリーズ等)、中空状シリカフィラー(太平洋セメント社製の「E-SPHERES」シリーズ、日鉄鉱業社製の「シリナックス」シリーズ、エマーソン・アンド・カミング社製「エココスフイヤー」シリーズ等)、タルクフィラー(日本タルク社製の「SG」シリーズ等)、ステアタイトフィラー(日本タルク社製の「BST」シリーズ等)、窒化ホウ素フィラー(昭和電工社製の「UHP」シリーズ、デンカ社製の「デンカボロンナイトライド」シリーズ(「GP」、「HGP」グレード)等)が挙げられる。 Preferable specific examples of inorganic fillers include silica fillers (“ADMAFINE (registered trademark)” series manufactured by Admatechs), zinc oxide surface-treated with an ester such as propylene glycol dicaprate (Sakai Chemical Industry Co., Ltd. "FINEX (registered trademark)" series manufactured by Denka), spherical fused silica ("SFP (registered trademark)" series manufactured by Denka, etc.), titanium oxide coated with polyhydric alcohol and inorganic substances (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. "Tipake (registered trademark)" series, etc.), rutile-type titanium oxide surface-treated with alkylsilane ("JMT (registered trademark)" series, manufactured by Tayca Corporation, etc.), hollow silica filler ("E -SPHERES" series, Nittetsu Mining Co., Ltd.'s "Silinax" series, Emerson & Cumming Co.'s "Ecocospear" series, etc.), Talc filler (Nippon Talc Co., Ltd.'s "SG" series, etc.), Steatite filler ( Nippon Talc "BST" series, etc.), boron nitride filler (Showa Denko "UHP" series, Denka "Denka Boron Nitride" series ("GP", "HGP" grade), etc.) mentioned.
本組成物は、上記成分以外にも、本発明の効果を損なわない範囲で、チキソ性付与剤、粘度調節剤、消泡剤、シランカップリング剤、脱水剤、可塑剤、耐候剤、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、帯電防止剤、増白剤、着色剤、導電剤、離型剤、表面処理剤、難燃剤、各種フィラー等の他の成分をさらに含んでいてもよい。 In addition to the above components, the present composition may contain a thixotropic agent, a viscosity modifier, an antifoaming agent, a silane coupling agent, a dehydrating agent, a plasticizer, a weathering agent, and an antioxidant within a range that does not impair the effects of the present invention. Other ingredients such as agents, heat stabilizers, lubricants, antistatic agents, brighteners, colorants, conductive agents, release agents, surface treatment agents, flame retardants, and various fillers may be further included.
F粒子と第1のポリイミドを含む本組成物と、第2のポリイミドのワニスとを混合して、キャスト法で成形することで、ポリイミドフィルム(以下、「本ポリイミドフィルム」とも記す。)を製造できる。
本ポリイミドフィルムは、第1のポリイミド及び第2のポリイミド中にFポリマーが高度に分散され、成分分布の均一性及び緻密性に優れることに起因して、ポリイミドに由来する絶縁性能に加え、Fポリマーに由来する特性、すなわち密着性や電気特性等の各種物性に優れる。中でも極性官能基、特にカルボニル基含有基を有するFポリマーを用いた場合には、これらの効果がいっそう顕著となる。
The present composition containing F particles and the first polyimide and the second polyimide varnish are mixed and molded by a casting method to produce a polyimide film (hereinafter also referred to as "present polyimide film"). can.
In this polyimide film, the F polymer is highly dispersed in the first polyimide and the second polyimide, and the uniformity and density of the component distribution are excellent. Excellent properties derived from polymers, namely, various physical properties such as adhesion and electrical properties. Above all, these effects are more pronounced when the F polymer having a polar functional group, especially a carbonyl group-containing group is used.
かかる第2のポリイミドは、テトラカルボン酸二無水物とジアミンに基づく単位であり、両者の化合物のイミド化反応により形成されたイミド単位を有する。
第2のポリイミドは、イミド単位のみからなるポリイミドであってもよく、イミド単位とアミック酸単位を有する、ポリイミドの前駆体(ポリアミック酸)であってもよい。テトラカルボン酸二無水物とジアミンはそれぞれ、1種の化合物を使用しても、2種以上を併用してもよい。テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの具体例としては、第1のポリイミドを構成し得るテトラカルボン酸二無水物及びジアミンと同様の化合物が挙げられる。第2のポリイミドの具体例としては、第1のポリイミドの具体例と同様のものが挙げられる。
第2のポリイミドのワニスを構成する溶剤としては、例えばN-メチル-2-ピロリドン、シクロヘキサノンが挙げられる。
Such a second polyimide is a unit based on a tetracarboxylic dianhydride and a diamine, and has an imide unit formed by the imidization reaction of both compounds.
The second polyimide may be a polyimide consisting only of imide units, or may be a polyimide precursor (polyamic acid) having imide units and amic acid units. Each of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine may be used alone or in combination of two or more. Specific examples of the tetracarboxylic dianhydrides and diamines include compounds similar to the tetracarboxylic dianhydrides and diamines that can constitute the first polyimide. Specific examples of the second polyimide include those similar to those of the first polyimide.
Examples of solvents that constitute the second polyimide varnish include N-methyl-2-pyrrolidone and cyclohexanone.
第1のポリイミドと第2のポリイミドは、異なる種類を用いてもよく、同じポリイミドを用いてもよい。異なる種類のポリイミドを用いる場合、第1のポリイミドの溶融温度は、第2のポリイミドの溶融温度以下であるのが、緻密な本ポリイミドフィルムを得られる観点から好ましい。なお、第2のポリイミドがポリイミドの前駆体である場合、第2のポリイミドの溶融温度とは、前駆体が完全にイミド化したポリイミドの溶融温度を意味する。
また、第1のポリイミドの溶融温度は、緻密な本ポリイミドフィルムを得られる観点から、第2のポリイミドのワニスに含まれる溶剤の沸点よりも100℃以上高いことが好ましく、120℃以上高いことがより好ましい。
Different types of the first polyimide and the second polyimide may be used, or the same polyimide may be used. When different kinds of polyimides are used, the melting temperature of the first polyimide is preferably lower than the melting temperature of the second polyimide from the viewpoint of obtaining a dense polyimide film. When the second polyimide is a polyimide precursor, the melting temperature of the second polyimide means the melting temperature of the polyimide in which the precursor is completely imidized.
Further, the melting temperature of the first polyimide is preferably 100° C. or higher than the boiling point of the solvent contained in the second polyimide varnish, from the viewpoint of obtaining a dense present polyimide film, and is preferably 120° C. or higher. more preferred.
本組成物と第2のポリイミドのワニスとの混合物における、F粒子の含有量は、0.1質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましい。F粒子の含有量は、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましい。
上記混合物における、第1のポリイミドと第2のポリイミドとの合計含有量に対する、F粒子の含有量の比は、1以下が好ましく、0.5以下がより好ましく、0.2以下がさらに好ましい。F粒子の含有量の比は、0.01以上が好ましく、0.05以上がより好ましい。
The content of the F particles in the mixture of the present composition and the second polyimide varnish is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more. The content of F particles is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less.
The ratio of the content of the F particles to the total content of the first polyimide and the second polyimide in the mixture is preferably 1 or less, more preferably 0.5 or less, and even more preferably 0.2 or less. The content ratio of the F particles is preferably 0.01 or more, more preferably 0.05 or more.
キャスト法としては、ダイコーター、リバースコーター、ブレードコーター等の公知の方法を適用でき、作製された液膜は70~200℃の温度で加熱し、乾燥される。加熱の際に、第1のポリイミド及び第2のポリイミドがポリイミドの前駆体である場合、そのアミック酸単位の一部または全部がイミド単位へ変換される。
本ポリイミドフィルムの厚さはその用途に応じて適宜調整でき、通常、10~200μmの範囲であるのが好ましく、30~150μmの範囲がより好ましい。
As the casting method, known methods such as die coater, reverse coater, blade coater, etc. can be applied, and the prepared liquid film is heated at a temperature of 70 to 200° C. and dried. Upon heating, if the first polyimide and the second polyimide are polyimide precursors, some or all of the amic acid units are converted to imide units.
The thickness of the present polyimide film can be appropriately adjusted according to its use, and is generally preferably in the range of 10 to 200 μm, more preferably in the range of 30 to 150 μm.
本ポリイミドフィルムにおける、Fポリマーの含有量は、0.1質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましい。Fポリマーの含有量は、40質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましい。
本ポリイミドフィルムにおける、第1のポリイミドと第2のポリイミドとの合計含有量に対する、Fポリマーの含有量の比は、1以下が好ましく、0.5以下がより好ましく、0.2以下がさらに好ましい。Fポリマーの含有量の比は、0.01以上が好ましく、0.05以上がより好ましい。
The content of the F polymer in the present polyimide film is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more. The content of the F polymer is preferably 40% by mass or less, more preferably 20% by mass or less.
In the present polyimide film, the ratio of the content of the F polymer to the total content of the first polyimide and the second polyimide is preferably 1 or less, more preferably 0.5 or less, and further preferably 0.2 or less. . The content ratio of the F polymer is preferably 0.01 or more, more preferably 0.05 or more.
上記で得られた本ポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面にテトラフルオロエチレン系ポリマーの層を形成することで、本ポリイミドフィルムからなる層と、その少なくとも一方の表面にテトラフルオロエチレン系ポリマーの層とを有する複合フィルム(以下、「本複合フィルム」とも記す。)を製造できる。本複合フィルムは、低線膨張性、低吸水性、低誘電率、低誘電正接に優れる。その理由としては、必ずしも明確ではないが、例えば以下のように推定している。
本ポリイミドフィルムが、他成分と親和性の高いポリイミドと、テトラフルオロエチレン系ポリマーと同種のポリマーであるFポリマーとを含むために、本ポリイミドフィルムとテトラフルオロエチレン系ポリマーの層とが良好に密着する。その結果、本複合フィルムが、テトラフルオロエチレン系ポリマーに由来する低誘電率、低誘電正接、低吸水性等の物性を良好に発現し、さらにポリイミドに由来する低線膨張性等の物性を良好に発現する。
By forming a layer of a tetrafluoroethylene-based polymer on at least one surface of the present polyimide film obtained above, a layer composed of the present polyimide film and a layer of a tetrafluoroethylene-based polymer on at least one surface thereof. A composite film (hereinafter also referred to as "this composite film") can be produced. This composite film is excellent in low linear expansion, low water absorption, low dielectric constant and low dielectric loss tangent. The reason for this is not necessarily clear, but is presumed as follows, for example.
Since the polyimide film contains polyimide, which has a high affinity with other components, and the F polymer, which is the same type of polymer as the tetrafluoroethylene-based polymer, the polyimide film and the tetrafluoroethylene-based polymer layer adhere well. do. As a result, the composite film exhibits excellent physical properties such as low dielectric constant, low dielectric loss tangent, and low water absorption derived from the tetrafluoroethylene polymer, and also exhibits excellent physical properties such as low linear expansion derived from the polyimide. expressed in
本複合フィルムの製造方法として、例えば、上記で得られた本ポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面にテトラフルオロエチレン系ポリマーのフィルムをラミネートして、前記テトラフルオロエチレン系ポリマーの層を形成する方法が挙げられる。
テトラフルオロエチレン系ポリマーとしては、前述したFポリマーのほか、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であってもよい。これらのポリマーを例えば溶融混練し、押出成形してテトラフルオロエチレン系ポリマーのフィルムを得てもよいし、テトラフルオロエチレン系ポリマーの粒子と分散媒を含む分散液を基材に塗布し、加熱後に剥離してテトラフルオロエチレン系ポリマーのフィルムを得てもよい。かかるフィルムを本ポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面にラミネート(熱圧着)することで本複合フィルムが得られる。
Examples of the method for producing the present composite film include a method of forming a layer of the tetrafluoroethylene polymer by laminating a tetrafluoroethylene polymer film on at least one surface of the present polyimide film obtained above. be done.
As the tetrafluoroethylene-based polymer, polytetrafluoroethylene (PTFE) may be used in addition to the F polymer described above. For example, these polymers are melt-kneaded and extruded to obtain a tetrafluoroethylene-based polymer film, or a dispersion containing tetrafluoroethylene-based polymer particles and a dispersion medium is applied to a substrate and heated. A film of tetrafluoroethylene-based polymer may be obtained by peeling. The composite film is obtained by laminating (thermocompression bonding) such a film to at least one surface of the polyimide film.
ラミネート手段としては、例えば、金属ロールを有する熱ロールラミネート装置、又はダブルベルトプレスによる連続処理を用いる方法が挙げられる。加熱方式は特に限定されず、熱循環方式、熱風加熱方式、誘導加熱方式等の、所定温度で加熱し得る従来公知の方式を採用できる。加圧手段も特に限定されず、油圧、空気圧、ギャップ間圧力などの、所定の圧力を加えられる公知の手段を採用できる。ラミネート温度は、完全にイミド化した、第1のポリイミドのガラス転移温度と第2のポリイミドのガラス転移温度のうち、より低いガラス転移温度+50℃以上の温度であるのが好ましく、+100℃以上であるのが好ましい。 Lamination means include, for example, a hot roll lamination device having metal rolls, or a method using a continuous process using a double belt press. The heating method is not particularly limited, and conventionally known methods capable of heating at a predetermined temperature, such as a heat circulation method, a hot air heating method, and an induction heating method, can be employed. The pressurizing means is also not particularly limited, and known means capable of applying a predetermined pressure, such as hydraulic pressure, pneumatic pressure, and pressure between gaps, can be employed. The lamination temperature is preferably the glass transition temperature of the completely imidized first polyimide and the glass transition temperature of the second polyimide, which is the lower glass transition temperature +50 ° C. or higher, and +100 ° C. or higher. It is preferable to have
本複合フィルムはまた、テトラフルオロエチレン系ポリマーを含む分散液(以下、単に「F分散液」とも記す。)を本ポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面に付与して液状被膜を形成し、この液状被膜を加熱して分散媒を除去して乾燥被膜を形成し、さらに乾燥被膜を加熱して焼成することにより、テトラフルオロエチレン系ポリマーを含むポリマー層(以下、「F層」とも記す。)を本ポリイミドフィルムの表面に形成する方法によっても製造できる。 The present composite film is also obtained by applying a dispersion containing a tetrafluoroethylene-based polymer (hereinafter also simply referred to as "F dispersion") to at least one surface of the present polyimide film to form a liquid coating, and this liquid coating is heated to remove the dispersion medium to form a dry film, and the dry film is heated and baked to form a polymer layer containing a tetrafluoroethylene-based polymer (hereinafter also referred to as "F layer"). It can also be produced by a method of forming on the surface of a polyimide film.
F分散液が含むテトラフルオロエチレン系ポリマーとしては、本組成物が含む前述したFポリマーのほか、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であってもよい。F分散液は、前述した、Fポリマーを含むF粒子が分散した分散液であってもよく、PTFEの粒子が分散した分散液であってもよい。F分散液がF粒子を含む場合、F粒子のD50、D90及び嵩密度の好適範囲や、かかる粒子がさらに含んでいてもよい樹脂及び無機フィラーは、前述したF粒子に関する説明と同様である。 As the tetrafluoroethylene-based polymer contained in the F dispersion, polytetrafluoroethylene (PTFE) may be used in addition to the above-described F polymer contained in the present composition. The F dispersion may be a dispersion in which the F particles containing the F polymer are dispersed, or may be a dispersion in which PTFE particles are dispersed. When the F dispersion contains F particles, the preferred ranges of D50, D90 and bulk density of the F particles, and the resin and inorganic filler that the particles may further contain are the same as those described above for the F particles.
F分散液における分散媒は、大気圧下、25℃にて液体の化合物であるのが好ましく、水、アミド、ケトン及びエステルから選択される少なくとも1種の極性化合物であるのがより好ましい。分散媒の沸点は50~240℃の範囲が好ましい。分散媒は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
分散媒としては、水、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、N-メチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、酢酸ブチル、メチルイソプロピルケトン、メチルエチルケトンが挙げられる。なお、分散媒はトルエンなどの非極性溶媒を含有していてもよい。
F分散液における分散媒の含有量は30~90質量%が好ましく、50~80質量%がより好ましい。
The dispersion medium in Dispersion F is preferably a compound that is liquid at 25° C. under atmospheric pressure, more preferably at least one polar compound selected from water, amides, ketones and esters. The boiling point of the dispersion medium is preferably in the range of 50 to 240°C. A dispersion medium may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
As the dispersion medium, water, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N,N-dimethylpropanamide, N-methyl-2 -pyrrolidone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, cyclopentanone, butyl acetate, methyl isopropyl ketone, methyl ethyl ketone. Incidentally, the dispersion medium may contain a non-polar solvent such as toluene.
The content of the dispersion medium in the F dispersion is preferably 30 to 90% by mass, more preferably 50 to 80% by mass.
F分散液は、例えば分散媒にテトラフルオロエチレン系ポリマーの粒子を一括又は分割して添加して混合する方法で調製できる。界面活性剤、無機フィラー、他の樹脂材料をさらに含有させる場合は、F粒子を分散媒に分散させる際に同時に添加するか、テトラフルオロエチレン系ポリマーの粒子を分散させる前の分散媒に予め添加しておくのが好ましい。混合の手段には、プロペラブレード、タービンブレード、パドルブレード、シェル状ブレード等のブレード(撹拌翼)を一軸あるいは多軸で備える撹拌装置や、ヘンシェルミキサー、加圧ニーダー、バンバリーミキサーまたはプラネタリーミキサーによる撹拌;ボールミル、アトライター、バスケットミル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル(ガラスビーズ又は酸化ジルコニウムビーズなどの粉砕媒体を用いたビーズミル)、ディスパーマット、SCミル、スパイクミル又はアジテーターミル等のメディアを使用する分散機による混合;マイクロフルイダイザー、ナノマイザー、アルティマイザーなどの高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、デゾルバー、ディスパー、高速インペラー分散機等の、メディアを使用しない分散機を用いた混合が含まれる。 The F dispersion can be prepared, for example, by adding particles of a tetrafluoroethylene polymer to a dispersion medium all at once or in portions and mixing them. When a surfactant, an inorganic filler, or another resin material is further included, it is added at the same time when the F particles are dispersed in the dispersion medium, or is added in advance to the dispersion medium before the tetrafluoroethylene polymer particles are dispersed. It is preferable to keep Mixing means include a stirring device equipped with uniaxial or multiaxial blades (stirring blades) such as propeller blades, turbine blades, paddle blades, shell-shaped blades, Henschel mixer, pressure kneader, Banbury mixer or planetary mixer. Stirring; using media such as ball mill, attritor, basket mill, sand mill, sand grinder, dyno mill (bead mill using grinding media such as glass beads or zirconium oxide beads), Dispermat, SC mill, spike mill or agitator mill Mixing by dispersing machine: Mixing using a dispersing machine that does not use media, such as a high-pressure homogenizer such as a microfluidizer, a nanomizer, or an ultimizer, an ultrasonic homogenizer, a desolver, a disper, or a high-speed impeller dispersing machine.
F分散液は、さらに界面活性剤を含んでもよい。F分散液が界面活性剤を含む場合、その含有量は1~15質量%が好ましく、また界面活性剤はノニオン性であるのが好ましい。界面活性剤の具体例としては、本組成物が含有していてもよい前述した界面活性剤と同様のものが挙げられる。 The F dispersion may further contain a surfactant. When the F dispersion contains a surfactant, its content is preferably 1 to 15% by mass, and the surfactant is preferably nonionic. Specific examples of the surfactant include the same surfactants as those described above that may be contained in the present composition.
F分散液は、さらに無機フィラーを含んでもよい。この場合、F分散液から生成するF層(成形物/焼成物)が、電気特性と低線膨張性とに優れやすい。無機フィラーとしては、本組成物が含んでいてもよい前述した無機フィラーと同様のものが挙げられる。 The F dispersion may further contain an inorganic filler. In this case, the F layer (molded product/fired product) produced from the F dispersion tends to be excellent in electrical properties and low linear expansion. Examples of inorganic fillers include the same inorganic fillers as those described above that may be contained in the present composition.
F分散液から形成されるF層(成形物)の接着性と低線膨張性を向上させる観点から、F分散液は、テトラフルオロエチレン系ポリマー以外の樹脂材料をさらに含むのが好ましい。
かかる樹脂材料としては、本組成物が含有していてもよい前述した樹脂材料のほか、芳香族性ポリイミド又はその前駆体、芳香族性ポリアミドイミド又はその前駆体、芳香族マレイミドが挙げられ、芳香族性ポリマーが好ましく、芳香族性ポリイミド、芳香族性ポリアミドイミド又はこれらの前駆体であるのが好ましく、熱可塑性の芳香族性ポリイミドであるのがより好ましい。
芳香族性ポリイミドの具体例としては、第1のポリイミドの具体例と同様のものが挙げられる。芳香族性ポリアミドイミドの具体例としては、「HPC」シリーズ(昭和電工マテリアルズ社製)が挙げられる。この場合、F分散液から形成されるF層(成形物)と本ポリイミドフィルムとの層間接着性と低線膨張性が一層向上する。また、F分散液の液物性(粘度、チキソ比等)のバランスがとれ、取扱い性が向上しやすい。これらはF分散液中に溶解していてもよく、溶解せず分散していてもよい。
F分散液が上記した樹脂材料を含む場合、その含有量はF分散液全体に対して40質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましい。その含有量は0.1質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましい。
From the viewpoint of improving the adhesiveness and low linear expansion property of the F layer (molded article) formed from the F dispersion, the F dispersion preferably further contains a resin material other than the tetrafluoroethylene-based polymer.
Examples of such resin materials include the above resin materials that may be contained in the present composition, aromatic polyimides or precursors thereof, aromatic polyamideimides or precursors thereof, and aromatic maleimides. Preferred are aromatic polymers, preferably aromatic polyimides, aromatic polyamideimides or precursors thereof, more preferably thermoplastic aromatic polyimides.
Specific examples of the aromatic polyimide include those similar to the specific examples of the first polyimide. Specific examples of aromatic polyamide-imides include the "HPC" series (manufactured by Showa Denko Materials). In this case, the interlayer adhesion and low linear expansion property between the F layer (molded article) formed from the F dispersion and the present polyimide film are further improved. In addition, the liquid physical properties (viscosity, thixotropic ratio, etc.) of the F dispersion are well-balanced, and the handleability is easily improved. These may be dissolved in the F dispersion, or may be dispersed without being dissolved.
When the F dispersion contains the resin material described above, the content thereof is preferably 40% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, relative to the entire F dispersion. The content is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more.
F分散液は、上記成分以外にも、チキソ性付与剤、粘度調節剤、消泡剤、シランカップリング剤、脱水剤、可塑剤、耐候剤、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、帯電防止剤、増白剤、着色剤、導電剤、離型剤、表面処理剤、難燃剤、各種フィラー等の他の成分をさらに含んでいてもよい。 Dispersion F contains, in addition to the above components, a thixotropic agent, a viscosity modifier, an antifoaming agent, a silane coupling agent, a dehydrating agent, a plasticizer, a weathering agent, an antioxidant, a heat stabilizer, a lubricant, and an antistatic agent. Other components such as agents, brighteners, colorants, conductive agents, release agents, surface treatment agents, flame retardants, and various fillers may be further included.
F分散液の粘度は50mPa・s以上が好ましく、100mPa・s以上がより好ましく、300mPa・s以上がさらに好ましい。F分散液の粘度は10000mPa・s以下が好ましく、5000mPa・s以下がより好ましく、1000mPa・s以下がさらに好ましい。この場合、F分散液は塗工性に優れ、任意の厚さを有するF層を形成しやすい。
F分散液のチキソ比は1.0以上が好ましい。F分散液のチキソ比は3.0以下が好ましく、2.0以下がより好ましい。この場合、F分散液は塗工性及び均質性に優れ、より緻密なF層を形成しやすい。
The viscosity of the F dispersion is preferably 50 mPa·s or more, more preferably 100 mPa·s or more, and even more preferably 300 mPa·s or more. The viscosity of the F dispersion is preferably 10000 mPa·s or less, more preferably 5000 mPa·s or less, and even more preferably 1000 mPa·s or less. In this case, the F dispersion is excellent in coatability and easily forms an F layer having an arbitrary thickness.
The thixotropic ratio of the F dispersion is preferably 1.0 or more. The thixotropic ratio of the F dispersion is preferably 3.0 or less, more preferably 2.0 or less. In this case, the F dispersion is excellent in coatability and homogeneity, and easily forms a denser F layer.
F分散液におけるテトラフルオロエチレン系ポリマーの粒子の含有量は、F分散液の全体質量に対して10質量%以上であるのが好ましく、15~80質量%がより好ましい。分散液からF層(塗膜等の成形物)を均一性高く形成でき、テトラフルオロエチレン系ポリマーによる物性を高度に発現しやすい。 The content of the tetrafluoroethylene-based polymer particles in the F dispersion is preferably 10% by mass or more, more preferably 15 to 80% by mass, relative to the total mass of the F dispersion. The F layer (formed article such as a coating film) can be formed from the dispersion liquid with high uniformity, and the physical properties of the tetrafluoroethylene-based polymer can be highly exhibited.
F分散液を本ポリイミドフィルムの表面に付与する方法としては、本ポリイミドフィルムの表面にF分散液からなる安定した液状被膜(ウェット膜)が形成される方法であればよく、塗布法、液滴吐出法、浸漬法が挙げられ、塗布法が好ましい。塗布法を用いれば、簡単な設備で効率よく本ポリイミドフィルムの表面に液状被膜を形成できる。
塗布法としては、スプレー法、ロールコート法、スピンコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、グラビアオフセット法、ナイフコート法、キスコート法、バーコート法、ダイコート法、ファウンテンメイヤーバー法、スロットダイコート法が挙げられる。
The method of applying the F dispersion to the surface of the present polyimide film may be any method as long as a stable liquid film (wet film) composed of the F dispersion is formed on the surface of the present polyimide film. A discharge method and an immersion method can be used, and a coating method is preferred. By using a coating method, a liquid coating can be efficiently formed on the surface of the present polyimide film with simple equipment.
Coating methods include spray method, roll coating method, spin coating method, gravure coating method, micro gravure coating method, gravure offset method, knife coating method, kiss coating method, bar coating method, die coating method, fountain-meyer bar method, and slot die coating. law.
液状被膜を乾燥する際は、液状被膜を分散媒が揮発する温度で加熱し、乾燥被膜を本ポリイミドフィルムの表面に形成する。かかる加熱の温度は、分散媒の沸点+50℃以下が好ましく、分散媒の沸点以下がより好ましく、分散媒の沸点-50℃以下の温度がさらに好ましい。乾燥時の温度は、120℃~200℃が好ましい。なお、分散媒を除去する工程で空気を吹き付けてもよい。
乾燥時に、分散媒は、必ずしも完全に揮発させる必要はなく、保持後の層形状が安定し、自立膜を維持できる程度まで揮発させればよい。
When drying the liquid coating, the liquid coating is heated at a temperature at which the dispersion medium volatilizes to form a dry coating on the surface of the present polyimide film. The temperature for such heating is preferably +50° C. or lower than the boiling point of the dispersion medium, more preferably equal to or lower than the boiling point of the dispersion medium, and even more preferably −50° C. or lower. The temperature during drying is preferably 120°C to 200°C. Air may be blown in the step of removing the dispersion medium.
During drying, the dispersion medium does not necessarily have to be completely volatilized, and may be volatilized to such an extent that the layer shape after retention is stable and a self-supporting film can be maintained.
F分散液におけるテトラフルオロエチレン系ポリマーの焼成の際は、テトラフルオロエチレン系ポリマーの溶融温度以上の温度で乾燥被膜を加熱するのが好ましい。かかる加熱の温度は380℃以下が好ましく、350℃以下がより好ましい。
それぞれの加熱の方法としては、オーブンを用いる方法、通風乾燥炉を用いる方法、赤外線等の熱線を照射する方法が挙げられる。加熱は、常圧下及び減圧下のいずれの状態で行ってもよい。また、加熱雰囲気は、酸化性ガス雰囲気(酸素ガス等)、還元性ガス雰囲気(水素ガス等)、不活性ガス雰囲気(ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、窒素ガス等)のいずれであってもよい。
加熱時間は0.1~30分間が好ましく、0.5~20分間がより好ましい。
以上のような条件で加熱すれば、高い生産性を維持しつつ、F層を好適に形成できる。
When baking the tetrafluoroethylene-based polymer in the F dispersion, it is preferable to heat the dry film at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the tetrafluoroethylene-based polymer. The heating temperature is preferably 380° C. or lower, more preferably 350° C. or lower.
Examples of heating methods include a method using an oven, a method using a ventilation drying oven, and a method of irradiating heat rays such as infrared rays. Heating may be performed under normal pressure or under reduced pressure. The heating atmosphere may be any of an oxidizing gas atmosphere (oxygen gas, etc.), a reducing gas atmosphere (hydrogen gas, etc.), and an inert gas atmosphere (helium gas, neon gas, argon gas, nitrogen gas, etc.). .
The heating time is preferably 0.1 to 30 minutes, more preferably 0.5 to 20 minutes.
By heating under the above conditions, the F layer can be suitably formed while maintaining high productivity.
F層の厚さは0.1~150μmが好ましく、10~50μmがより好ましい。
本ポリイミドフィルムの厚さに対する、F層の厚さの比は、0.2以上が好ましく、0.4以上がより好ましい。5以下が好ましく、3以下がより好ましい。
F層と本ポリイミドフィルムとの剥離強度は、10N/cm以上が好ましく、15N/cm以上がより好ましい。上記剥離強度は、100N/cm以下が好ましい。
F層が芳香族性ポリマーをさらに含む場合、F層における、テトラフルオロエチレン系ポリマーの含有量に対する芳香族性ポリマーの含有量の比は、0.4以下がより好ましく、0.2以下がより好ましく、0.1以下がさらに好ましい。含有量の比は、0.001以上が好ましく、0.01以上がより好ましい。
The thickness of the F layer is preferably 0.1-150 μm, more preferably 10-50 μm.
The ratio of the thickness of the F layer to the thickness of the present polyimide film is preferably 0.2 or more, more preferably 0.4 or more. 5 or less is preferable, and 3 or less is more preferable.
The peel strength between the F layer and the present polyimide film is preferably 10 N/cm or more, more preferably 15 N/cm or more. The peel strength is preferably 100 N/cm or less.
When the F layer further contains an aromatic polymer, the ratio of the aromatic polymer content to the tetrafluoroethylene-based polymer content in the F layer is more preferably 0.4 or less, more preferably 0.2 or less. It is preferred, and 0.1 or less is more preferred. The content ratio is preferably 0.001 or more, more preferably 0.01 or more.
F層は、本ポリイミドフィルムの一方の表面にのみ付与してもよく、両面に付与してもよい。前者では、本ポリイミドフィルムと、本ポリイミドフィルムの片方の表面にF層を有する複合フィルムが得られ、後者では、本ポリイミドフィルムと、本ポリイミドフィルムの両方の表面にF層を有する複合フィルムが得られる。後者の複合フィルムは、より反りが発生しにくいため、その加工に際する取扱い性に優れる。 The F layer may be applied to only one surface of the present polyimide film, or may be applied to both surfaces. In the former, a composite film having the present polyimide film and an F layer on one surface of the present polyimide film is obtained, and in the latter, a composite film having the present polyimide film and an F layer on both surfaces of the present polyimide film is obtained. be done. The latter composite film is more resistant to warping, and is therefore excellent in handleability during processing.
本複合フィルムの最表面には、さらに他の基板を積層してもよい。
他の基板としては、金属箔、耐熱性樹脂フィルム、繊維強化樹脂板の前駆体であるプリプレグ、耐熱性樹脂フィルム層を有する積層体、プリプレグ層を有する積層体が挙げられる。
なお、プリプレグは、強化繊維(ガラス繊維、炭素繊維等)の基材(トウ、織布等)に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含浸させたシート状の基板である。
耐熱性樹脂フィルムは、1種以上の耐熱性樹脂を含むフィルムであり、耐熱性樹脂としては、上記した樹脂が挙げられる。積層の方法としては、本複合フィルムと他の基板とを熱プレスする方法が挙げられる。
Another substrate may be further laminated on the outermost surface of the composite film.
Other substrates include a metal foil, a heat-resistant resin film, a prepreg that is a precursor of a fiber-reinforced resin plate, a laminate having a heat-resistant resin film layer, and a laminate having a prepreg layer.
A prepreg is a sheet-like substrate obtained by impregnating a base material (tow, woven fabric, etc.) of reinforcing fibers (glass fiber, carbon fiber, etc.) with a thermosetting resin or thermoplastic resin.
A heat-resistant resin film is a film containing one or more heat-resistant resins, and examples of heat-resistant resins include the resins described above. As a lamination method, there is a method of hot-pressing the present composite film and another substrate.
上述のとおり、本組成物を用いれば、成分の均一分布性に優れ、電気特性に優れたポリイミドフィルムが得られる。また、得られるポリイミドフィルムの少なくとも一方の片面にF層を含有する複合フィルムが得られる。かかる複合フィルムはプリント配線基板、特にフレキシブルプリント配線基板の材料として有効に使用でき、Fポリマーの物性を良好に発現する。 As described above, by using the present composition, it is possible to obtain a polyimide film having excellent uniform distribution of components and excellent electrical properties. Also, a composite film containing an F layer on at least one side of the resulting polyimide film is obtained. Such a composite film can be effectively used as a material for printed wiring boards, particularly flexible printed wiring boards, and exhibits excellent physical properties of the F polymer.
以上、本組成物、本組成物を用いるポリイミドフィルムの製造方法、及びかかるポリイミドフィルムを含む複合フィルムの製造方法について説明したが、本発明は、前述した実施形態の構成に限定されない。
例えば、本組成物は、上記実施形態の構成において、他の任意の工程を追加で有してもよいし、同様の作用を生じる任意の工程と置換されていてよい。また本組成物を用いるポリイミドフィルムの製造方法、及びかかるポリイミドフィルムを含む複合フィルムの製造方法は、上記実施形態の構成において、他の任意の構成を追加してもよいし、同様の機能を発揮する任意の構成と置換されていてよい。
Although the present composition, the method for producing a polyimide film using the present composition, and the method for producing a composite film containing such a polyimide film have been described above, the present invention is not limited to the configurations of the above-described embodiments.
For example, the present composition may additionally have other optional steps in the configuration of the above embodiments, or may be replaced with any steps that produce similar effects. In addition, the method for producing a polyimide film using the present composition and the method for producing a composite film containing such a polyimide film may be added with any other configuration in the configuration of the above embodiment, and exhibit the same function. may be replaced with any configuration that
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
1.各成分の詳細
[F粒子]
F粒子1:TFE単位、NAH単位及びPPVE単位を、この順に97.9モル%、0.1モル%、2.0モル%含み、カルボニル基含有基を主鎖炭素数1×106個あたり1000個有するFポリマー1(溶融温度:300℃)からなる粒子(D50:2.1μm)
[液状分散媒]
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
CHN:シクロヘキサノン
[ポリイミド又はその前駆体のワニス]
ワニス1:熱可塑性の芳香族性ポリイミド(ポリイミド1;以下PI1と称する)の前駆体を含むワニス(溶媒:CHN)
ワニス2:熱可塑性の芳香族性ポリイミド(ポリイミド2;以下PI2と称する)を含むワニス(溶媒:NMP)
なお、PI1及びPI2を完全にイミド化したポリイミドの溶融温度は、いずれも、270~330℃の範囲にあり、PI1を完全にイミド化したポリイミドの溶融温度は、PI2を完全にイミド化したポリイミドの溶融温度以下である。
[界面活性剤]
界面活性剤1:含フッ素アルキル基と水酸基とを有する、フッ素含有量が35質量%であるノニオン性フッ素系界面活性剤
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these.
1. Details of each component [F particles]
F particle 1: 97.9 mol%, 0.1 mol% and 2.0 mol% of TFE units, NAH units and PPVE units in this order, and a carbonyl group-containing group per 1 × 10 6 main chain carbon atoms Particles (D50: 2.1 μm) made of F polymer 1 (melting temperature: 300° C.) having 1000 particles
[Liquid dispersion medium]
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone CHN: cyclohexanone [polyimide or its precursor varnish]
Varnish 1: Varnish containing precursor of thermoplastic aromatic polyimide (polyimide 1; hereinafter referred to as PI1) (solvent: CHN)
Varnish 2: Varnish containing thermoplastic aromatic polyimide (polyimide 2; hereinafter referred to as PI2) (solvent: NMP)
The melting temperatures of the polyimides obtained by completely imidizing PI1 and PI2 are both in the range of 270 to 330 ° C., and the melting temperature of the polyimide obtained by completely imidizing PI1 is below the melting temperature of
[Surfactant]
Surfactant 1: A nonionic fluorine-based surfactant having a fluorine-containing alkyl group and a hydroxyl group and having a fluorine content of 35% by mass.
2.ポリイミドフィルムの製造
[例1-1]
プラネタリーミキサーに、F粒子1とワニス1とを投入し、混練して、F粒子1(3質量部)、PI1(10質量部)、CHN(7質量部)を含む組成物1(粘度:20000mPa・s)を得た。
続いて、組成物1に、ワニス2を複数回に分けて添加して撹拌し、F粒子1(3質量部)、PI1(10質量部)、PI2(20質量部)、CHN(7質量部)及びNMP(60質量部)を含む混合物1(粘度:400mPa・s)を得た。
得られた混合物1をガラスプレート上に塗布し、その後、90℃で30分間加熱して溶媒を除去し、シート1を得た。シート1をガラスプレートから剥がし、金属フレームにピン止めした。シート1を金属フレーム中で、350℃で10分間加熱した。これにより、PI1及びPI2のイミド化物とF粒子1の溶融焼成物とを含むフィルム1(厚さ:50μm)を得た。
2. Production of polyimide film [Example 1-1]
F particles 1 and varnish 1 are put into a planetary mixer and kneaded to obtain composition 1 containing F particles 1 (3 parts by mass), PI1 (10 parts by mass), and CHN (7 parts by mass) (viscosity: 20000 mPa·s) was obtained.
Subsequently, varnish 2 is added to composition 1 in multiple portions and stirred, and F particles 1 (3 parts by mass), PI1 (10 parts by mass), PI2 (20 parts by mass), CHN (7 parts by mass) ) and NMP (60 parts by mass) to obtain a mixture 1 (viscosity: 400 mPa·s).
The obtained mixture 1 was applied on a glass plate and then heated at 90° C. for 30 minutes to remove the solvent, thereby obtaining a sheet 1. Sheet 1 was peeled off the glass plate and pinned to a metal frame. Sheet 1 was heated in a metal frame at 350° C. for 10 minutes. As a result, a film 1 (thickness: 50 μm) containing the imidized products of PI1 and PI2 and the melt-sintered product of the F particles 1 was obtained.
3.複合フィルムの製造
[例1-2]
フィルム1の一方の面に、F粒子1(20質量部)、PI2(1質量部)、界面活性剤1(3質量部)及びNMP(75質量部)を含む分散液1を小径グラビアリバース法で塗布し、通風乾燥炉(炉温150℃)に3分間で通過させて、NMPを除去して乾燥被膜を形成した。また、フィルム1の他方の面にも、同様に、分散液1を塗布、乾燥し、乾燥被膜を形成した。
次いで、両面に乾燥被膜が形成されたフィルム1を、遠赤外線炉(炉内入口、出口付近の炉温度300℃、中心付近の炉温度340℃)に20分間で通過させて、乾燥被膜中のF粒子1を溶融焼成させた。
これにより、フィルム1の両面にF粒子1の溶融焼成物とPI2のイミド化物とを含むポリマー層(厚さ:25μm)を形成し、ポリマー層、フィルム層及びポリマー層がこの順に直接形成されたフィルム(複合フィルム1)を得た。
複合フィルム1のポリマー層の表面を目視で観察したところ、平滑性が高く、ピンホールは認められなかった。また、複合フィルム1から矩形状(長さ100mm、幅10mm)の試験片を切り出し、試験片の長さ方向の一端から50mmの位置を固定し、引張り速度50mm/分、長さ方向の片端から試験片に対して90°で、ポリマー層とフィルム層とを剥離させた。その際にかかる最大荷重は、15N/cm以上であり、複合フィルム1は層間密着性に優れていた。
3. Production of composite film [Example 1-2]
On one side of the film 1, a dispersion 1 containing F particles 1 (20 parts by mass), PI2 (1 part by mass), surfactant 1 (3 parts by mass) and NMP (75 parts by mass) is applied by a small diameter gravure reverse method. and passed through a ventilation drying oven (furnace temperature 150° C.) for 3 minutes to remove NMP and form a dry film. Similarly, the dispersion liquid 1 was applied to the other surface of the film 1 and dried to form a dry film.
Next, the film 1 with the dry coatings formed on both sides is passed through a far-infrared furnace (furnace temperature of 300° C. near the entrance and exit of the furnace, and furnace temperature of 340° C. near the center) for 20 minutes. The F particles 1 were melted and sintered.
As a result, a polymer layer (thickness: 25 μm) containing the fused sintered product of F particles 1 and the imidized product of PI2 was formed on both surfaces of the film 1, and the polymer layer, the film layer, and the polymer layer were directly formed in this order. A film (composite film 1) was obtained.
When the surface of the polymer layer of Composite Film 1 was visually observed, it was highly smooth and no pinholes were observed. In addition, a rectangular (100 mm long, 10 mm wide) test piece was cut out from the composite film 1, the position of 50 mm from one end in the length direction of the test piece was fixed, and the tensile speed was 50 mm / min, from one end in the length direction. The polymer and film layers were peeled apart at 90° to the specimen. The maximum load applied at that time was 15 N/cm or more, and the composite film 1 was excellent in interlayer adhesion.
本発明の組成物はFポリマーが良好に分散したポリイミドフィルムの製造に有用である。また、かかるポリイミドフィルムからなる基材層とテトラフルオロエチレン系ポリマーからなる層を有する複合フィルムは、プリプレグ、金属積層板(樹脂付金属箔)に容易に加工できる。得られる加工物品は、アンテナ部品、プリント配線基板、航空機用部品、自動車用部品、スポーツ用具、食品工業用品、すべり軸受け等の材料として使用できる。
The compositions of the present invention are useful for making polyimide films in which the F polymer is well dispersed. Moreover, a composite film having a substrate layer made of such a polyimide film and a layer made of a tetrafluoroethylene-based polymer can be easily processed into a prepreg or a metal laminate (resin-coated metal foil). The processed articles obtained can be used as materials for antenna parts, printed wiring boards, aircraft parts, automobile parts, sporting goods, food industry goods, plain bearings, and the like.
Claims (15)
A printed wiring board comprising a composite film obtained by the manufacturing method according to any one of claims 10 to 13.
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