JP3375346B2 - ポリアミド酸とポリイミドフィルム及びそれらの製造方法 - Google Patents
ポリアミド酸とポリイミドフィルム及びそれらの製造方法Info
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Description
を有し、かつ金属やガラスに近い線膨張係数、適度な柔
軟性、及び低吸湿性を持つポリイミドフィルムを与える
ポリアミド酸共重合体、それからなるポリイミドフィル
ム、及びそれらの製造方法に関するものである。
性、電気絶縁性を有しており、電気機器を初めとして、
広く工業材料として用いられている。ポリイミド樹脂
は、このように他のポリマーに比べ種々の優れた特性を
持つが、技術の進歩とともに、ポリイミド樹脂に求めら
れる要求特性も高度なものとなり、用途に応じて種々の
性能を合わせ持つことが望まれている。
著になっている電気・電子材料用途に用いられることが
多くなり、このため用いられるポリイミドの寸法安定性
が強く望まれるようになっている。なかでもフィルム用
途では加工工程において応力を受ける工程、温度変化を
受ける工程を数多く含み、このため応力や温度変化によ
る寸法変化が小さいことが望まれる。応力による寸法変
化を小さくするには、フィルムが高弾性率を有すること
が有効であり、また温度変化による寸法変化を小さくす
るにはフィルムの線膨張係数が小さいことが有効であ
る。ただし、ポリイミドがフィルムで用いられる用途
は、フレキシブルプリント基板、TAB用ベースフィル
ム、銅線被覆などが主であり、これらは何れも銅などの
金属あるいはガラスと複合化される用途であるため、線
膨張係数が銅などの金属あるいはガラスなどに比較し極
端に小さくなることは実用上好ましくない。また、ポリ
イミドフィルムが空気中の水分を吸湿すると電気特性が
低下するために、低吸湿性であることが望まれる。
るためには、直線性の高いモノマーを用いることが有効
であることが知られている。例えば、ピロメリット酸無
水物とパラフェニレンジアミンといった剛直鎖のみを用
いれば、高弾性ポリイミドを合成することができる。し
かし、このような構造では、非常に脆く、線膨張係数が
極端に小さくなりすぎ、また吸湿率も大きくなってしま
う。
れ、高弾性、適度な線膨張係数、適度な柔軟性、低吸湿
性を持つポリイミドフィルムを与えるポリアミド酸共重
合体、それからなるポリイミドフィルム、及びそれらの
製造方法を提供することを目的とする。
めに、本発明者らはポリイミドの分子構造について鋭意
検討の結果、ポリアミド酸共重合体及びそれからなるポ
リイミドフィルムを見いだし、本発明を完成した。
2 は屈曲性ジアミン残基であり、nは3以上の整数を表
す。)で表される繰り返し構造からなるポリアミド酸共
重合体である。
nは3〜19である請求項1記載のポリアミド酸共重合
体である。
線性ジアミンに、4,4′−オキシジフタル酸無水物を
加え、酸無水物末端を有するポリアミド酸とし、次い
で、少なくとも1種の屈曲性ジアミンを酸二無水物成分
とジアミン成分の各々の総モル量が実質的に等モル量に
なるように添加し反応させて得られる請求項1又は2記
載のポリアミド酸共重合体である。
線性ジアミンに、4,4′−オキシジフタル酸無水物を
加え、酸無水物末端を有するポリアミド酸とし、次い
で、少なくとも1種の屈曲性ジアミンを酸二無水物成分
とジアミン成分の各々の総モル量が実質的に等モル量に
なるように添加し反応させることを特徴とする請求項1
又は2記載のポリアミド酸共重合体の製造方法である。
れか1項に記載のポリアミド酸共重合体を支持体上に流
延又は塗布し、次いでこれをイミド化して得られるポリ
イミドフィルムである。
れか1項に記載のポリアミド酸共重合体を支持体上に流
延又は塗布し、次いでこれをイミド化するポリイミドフ
ィルムの製造方法である。
中で用いる直線性ジアミンとは、エーテル基、メチレン
基、プロパギル基、ヘキサフルオロプロパギル基、カル
ボニル基などの屈曲基を主鎖中に含まず、2個のアミノ
基の窒素原子とそれらが結合している炭素原子が一直線
に並ぶ構造を持つジアミン化合物をさす。例えば、
CH3 O,CF3 を示す。)などのジアミンを例示する
ことができ、これらは単独又は2種以上組み合わせて用
いられる。
メチレン基、プロパギル基、ヘキサフルオロプロパギル
基、カルボニル基などの屈曲基を主鎖中に含むジアミ
ン、又は屈曲基を含まない場合は、2個のアミノ基の窒
素原子とそれらと結合する炭素原子が一直線に並ばない
構造を持つジアミン化合物をさす。例えば、
3 ,CH3 O,CF3 を示す。)などのジアミンを例示
することができ、これらは単独又は2種以上組み合わせ
て用いられる。
二無水物成分とジアミン成分を実質等モル使用し有機極
性溶媒中で重合して得られるが、酸二無水物としては、
4,4′−オキシジフタル酸無水物を用いるのが好まし
い。この酸二無水物を用いることにより、得られるポリ
イミドフィルムの吸水率を低く抑えることができる。こ
れは、4,4′−オキシジフタル酸無水物残基に含まれ
る電子供与性のエーテル基がイミド基の分極率を低く抑
え、その結果、水分子のイミド基への吸着量が少なくな
ることが原因であると考えられる。
全ジアミン成分の75mol %以上、屈曲性ジアミンが全
ジアミン成分の25mol %以下、好ましくは、直線性ジ
アミンが全ジアミン成分の75〜95mol %、屈曲性ジ
アミンが全ジアミン成分の25〜5mol %用いられる。
直線性ジアミンの比率がこれより大きいと、ポリイミド
フィルムとした時に脆くなり、また線膨張係数が低くな
りすぎる。また、屈曲性ジアミンの比率がこれより大き
いと弾性率が小さくなる。直線性ジアミンとしては、パ
ラフェニレンジアミンを用いることが好ましい。パラフ
ェニレンジアミンは脂肪族の置換基などを有さず、従っ
て耐熱性に優れている。また屈曲性ジアミンとしては、
4,4′−ジアミノジフェニルエーテルを用いることが
好ましい。4,4′−ジアミノジフェニルエーテルは屈
曲性ジアミンの中では比較的耐熱性が高く、化学的安定
性に優れている。
〜1000000であることが望ましい。平均分子量が
10000未満では得られたフィルムが脆くなり、一
方、1000000を越えるとポリイミド前駆体である
ポリアミド酸ワニスの粘度が高くなりすぎ取扱いが難し
くなるので好ましくない。また、このポリイミドフィル
ムに各種の有機添加剤、或いは無機のフィラー類、或い
は各種の強化材を複合することも可能である。
れる有機極性溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキ
シド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶
媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチル
ホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒、N,N−ジメ
チルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなど
のアセトアミド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、
N−ビニル−2−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒、
フェノール、o−、m−、またはp−クレゾール、キシ
レノール、ハロゲン化フェノール、カテコールなどのフ
ェノール系溶媒、あるいはヘキサメチルホスホルアミ
ド、γ−ブチロラクトンなどを挙げることができ、これ
らを単独または混合物として用いるのが望ましいが、更
にはキシレン、トルエンのような芳香族炭化水素の一部
使用も可能である。
は、例えば下記の如き方法で合成法で製造される。容
器に有機極性溶媒と1種以上の直線性ジアミンを計量分
取し、冷却攪拌する。直線性ジアミンのモル量よりも
過剰量の4,4′−オキシジフタル酸無水物を上記反応
溶液に加え、好ましくは20分以上冷却攪拌する。
4,4′−オキシジフタル酸無水物のモル量と全ジアミ
ン成分のモル量が等しくなるように不足分のジアミン成
分として1種以上の屈曲性ジアミンを徐々に冷却攪拌し
ながら加え、該ポリアミド酸共重合体溶液を得ることが
できる。このポリアミド酸共重合体は前記の有機極性溶
媒中に5〜40重量%、好ましくは10〜30重量%溶
解されているのが取扱いの面からも望ましい。
本発明のポリイミドフィルムを得るには、熱的に脱水す
る熱的方法、脱水剤を用いる化学的方法のいずれを用い
てもよいが、化学的方法によると生成するポリイミドフ
ィルムの伸びや引張強度などの機械特性がすぐれたもの
になるので好ましい。以下に、ポリイミドフィルムの作
製方法の一例について説明する。上記ポリアミド酸重合
体又はその溶液に化学量論以上の脱水剤と触媒量の第3
級アミンを加えた溶液をドラム或いはエンドレスベルト
上に流延又は塗布して膜状とし、その膜を150℃以下
の温度で約5〜90分間乾燥し、自己支持性のポリアミ
ド酸の膜を得る。ついで、これを支持体より引き剥がし
端部を固定する。その後、約100〜500℃まで徐々
に加熱することによりイミド化し、冷却後ドラム或いは
エンドレスベルトより取り外し、本発明のポリイミドフ
ィルムを得る。ここで言う脱水剤としては、例えば無水
酢酸などの脂肪族酸無水物、無水安息香酸などの芳香族
酸無水物などが挙げられる。また触媒としては、例えば
トリエチルアミンなどの脂肪族第3級アミン類、ジメチ
ルアニリンなどの芳香族第3級アミン類、ピリジン、ピ
コリン、イソキノリンなどの複素環式第3級アミン類な
どが挙げられる。これらの脱水剤、触媒は単独又は2種
以上組み合せて用いられる。
るが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものでは
ない。実施例中、ODAは4,4′−ジアミノジフェニ
ルエーテル、p−PDAはパラフェニレンジアミン、m
−PDAはメタフェニレンジアミン、PMDAはピロメ
リット酸二無水物、ODPAは4,4′−オキシジフタ
ル酸無水物、DMFはN,N−ジメチルホルムアミドを
表す。
り、ジアミン化合物が完全に溶解するまで室温でよく攪
拌し、その後、氷で冷却した。次に、ODPA4当量を
加え、40分冷却攪拌した。そして、ODA1当量をD
MFに溶かし、徐々に加え、このあと1時間冷却攪拌
し、ポリアミド酸のDMF溶液を得た。なおDMFの使
用量は、ジアミノ化合物および芳香族テトラカルボン酸
化合物のモノマー仕込み濃度が18重量%となるように
した。ポリアミド酸溶液をガラス板上に流延塗布し、約
100℃に約30分間乾燥後、ポリアミド酸塗膜をガラ
ス板より剥し、その塗膜を支持枠に固定し、その後約1
00℃で約30分間、約200℃で約60分間、約30
0℃で約60分間加熱して脱水閉環乾燥し、約25ミク
ロンのポリイミドフィルムを得た。得られたポリイミド
フィルムの物性を表1に示した。
り、ジアミン化合物が完全に溶解するまで室温でよく攪
拌し、その後、氷で冷却した。次に、ODPA8当量を
加え、40分冷却攪拌した。そして、ODA1当量をD
MFに溶かし、徐々に加え、このあと1時間冷却攪拌
し、ポリアミド酸のDMF溶液を得た。実施例1と同様
の方法で焼成し、ポリイミドフィルムを得た。得られた
ポリイミドフィルムの物性を表1に示した。
り、ジアミン化合物が完全に溶解するまで室温でよく攪
拌し、その後、氷で冷却した。次に、ODPA4当量を
加え、40分冷却攪拌した。そして、m−PDA1当量
をDMFに溶かし、徐々に加え、このあと1時間冷却攪
拌し、ポリアミド酸のDMF溶液を得た。実施例1と同
様の方法で焼成し、ポリイミドフィルムを得た。得られ
たポリイミドフィルムの物性を表1に示した。
り、ジアミン化合物が完全に溶解するまで室温でよく攪
拌し、その後、氷で冷却した。次に、ODPA8当量を
加え、40分冷却攪拌した。そして、m−PDA1当量
をDMFに溶かし、徐々に加え、このあと1時間冷却攪
拌し、ポリアミド酸のDMF溶液を得た。実施例1と同
様の方法で焼成し、ポリイミドフィルムを得た。得られ
たポリイミドフィルムの物性を表1に示した。
ルずつ用いて、ポリイミドフィルムを得た。得られたポ
リイミドフィルムの物性を表1に示した。
り、ジアミン化合物が完全に溶解するまで室温でよく攪
拌し、その後、氷で冷却した。次に、PMDA2当量を
加え、40分冷却攪拌した。そして、ODA1当量をD
MFに溶かし、徐々に加え、このあと1時間冷却攪拌
し、ポリアミド酸のDMF溶液を得た。実施例1と同様
の方法で焼成し、ポリイミドフィルムを得た。得られた
ポリイミドフィルムの物性を表1に示した。
ル酸無水物を直線性ジアミンと屈曲性ジアミンと共重合
することにより、高弾性、適度な線膨張係数、適度な柔
軟性、低吸湿性をバランス良く備え、特に低吸湿性に優
れたポリイミドフィルムを得ることができる。
Claims (6)
- 【請求項1】 下記式(I) 【化1】 (ただし、R1 は直線性ジアミン残基、R2 は屈曲性ジ
アミン残基であり、nは3以上の整数を表す。)で表さ
れる繰り返し構造からなるポリアミド酸共重合体。 - 【請求項2】 式(I)において、nは3〜19である
請求項1記載のポリアミド酸共重合体。 - 【請求項3】 少なくとも1種の直線性ジアミンに、
4,4′−オキシジフタル酸無水物を加え、酸無水物末
端を有するポリアミド酸とし、次いで、少なくとも1種
の屈曲性ジアミンを酸二無水物成分とジアミン成分の各
々の総モル量が実質的に等モル量になるように添加し反
応させて得られる請求項1又は2記載のポリアミド酸共
重合体。 - 【請求項4】 少なくとも1種の直線性ジアミンに、
4,4′−オキシジフタル酸無水物を加え、酸無水物末
端を有するポリアミド酸とし、次いで、少なくとも1種
の屈曲性ジアミンを酸二無水物成分とジアミン成分の各
々の総モル量が実質的に等モル量になるように添加し反
応させることを特徴とする請求項1又は2記載のポリア
ミド酸共重合体の製造方法。 - 【請求項5】 請求項1〜3のいずれか1項に記載のポ
リアミド酸共重合体を支持体上に流延又は塗布し、次い
でこれをイミド化して得られるポリイミドフィルム。 - 【請求項6】 請求項1〜3のいずれか1項に記載のポ
リアミド酸共重合体を支持体上に流延又は塗布し、次い
でこれをイミド化するポリイミドフィルムの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10578392A JP3375346B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | ポリアミド酸とポリイミドフィルム及びそれらの製造方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10578392A JP3375346B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | ポリアミド酸とポリイミドフィルム及びそれらの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05271410A JPH05271410A (ja) | 1993-10-19 |
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Family
ID=14416748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10578392A Expired - Lifetime JP3375346B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | ポリアミド酸とポリイミドフィルム及びそれらの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070149758A1 (en) * | 2003-12-26 | 2007-06-28 | Nippon Steel Chemical Co., Ltd. | Aromatic polyamic acid and polyimide |
US9161440B2 (en) | 2006-06-26 | 2015-10-13 | Sabic Global Technologies B.V. | Articles comprising a polyimide solvent cast film having a low coefficient of thermal expansion and method of manufacture thereof |
JP5144361B2 (ja) * | 2008-05-01 | 2013-02-13 | 富士ゼロックス株式会社 | ポリアミック酸組成物、及びポリイミド樹脂成形体 |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP10578392A patent/JP3375346B2/ja not_active Expired - Lifetime
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