JP3487022B2 - ポリアミック酸組成物 - Google Patents
ポリアミック酸組成物Info
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- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
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Description
たポリイミド膜を形成でき、さらに220℃以下の比較
的低温の熱処理でも脱水閉環イミド化が可能な、いわゆ
る低温キュア可能なポリアミック酸組成物に関するもの
である。
耐熱性に優れており、電気・電子材料として種々の用途
に応用されている。しかし、一般にはポリイミドは黄
色、褐色、赤褐色に着色しており、光透過性が充分でな
く、画像形成用の材料に使用したり、光センサ−、太陽
電池などの保護膜として使用する場合には不適当であっ
た。また、一般的にはポリイミドは、その前駆体(ポリ
アミック酸、ポリアミド酸ともいう。)の溶液を使用し
て、塗布膜を形成し、次いで、乾燥とイミド化のために
塗布膜をかなりの高温で長時間加熱処理して、脱水閉環
イミド化を行う必要があった。一方、高温加熱処理では
十分な信頼性を有するポリイミド製保護膜が形成できる
が、反面、保護すべき電気・電子材料自体が熱的に劣化
してしまうという問題があった。
テトラカルボン酸類と含SO2 ジアミン化合物とから合
成されるポリアミック酸の溶液を熱処理して得られるポ
リイミドが特開昭62−7733号公報に記載されてい
るが、信頼性の高いポリイミド膜の形成のためには25
0℃以上の熱処理を必要としている。一方、高温処理の
問題を解決する手段として、溶剤可溶性の低着色性ポリ
イミドの溶媒溶液からなる組成物(ワニス)が特開平1
−132632号公報、特開平5−32894号公報
や、特公平5−72406号公報に記載されている。
理の問題は解決しているが、ポリイミドの良溶媒であ
る、例えばN−メチル−2−ピロリドンを用いたワニス
では、吸湿によるポリマ−の析出が起こりやすく塗布環
境の調湿に十分な注意が必要となり工程上の制限を受け
る。一方、クレゾ−ル系溶媒を用いた場合には吸湿によ
る問題はないが、臭気等の作業環境悪化が問題となる。
記のような従来技術の欠点を解決し、比較的低温(22
0℃以下)、さらには200℃以下でも脱水閉環イミド
化が可能であり、塗布工程で問題の発生の少ない、低着
色性ポリイミド皮膜の形成が可能な低温キュア型ポリア
ミド酸組成物を提供することである。また、この発明の
目的は、比較的高分子量、低着色性で、かつ信頼性の高
い強靱なポリイミド製被覆膜を提供することである。
下記のアミック酸単位AおよびBからなるポリアミック
酸を有機極性溶媒に溶解してなる組成物であって、
化水素残基、または直鎖状脂肪族オキサ炭化水素残基を
表し、A:Bはモル比で97:3〜70:30であ
る。) 該ポリアミック酸に対して0.005〜10重量%のラ
クタムを含有することを特徴とするポリアミック酸組成
物に関するものである。
AおよびBからなるポリアミック酸を有機極性溶媒に溶
解してなる組成物であって、
化水素残基、または直鎖状脂肪族オキサ炭化水素残基を
表し、A:Bはモル比で97:3〜70:30であ
る。) 該ポリアミック酸に対して0.005〜10重量%のラ
クタムを含有させたポリアミック酸組成物を加熱して乾
燥、イミド化してなることを特徴とする低着色のポリイ
ミド膜に関するものである。
はビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(アミノ
フェノキシフェニル)スルホンおよび式H2 N−R−N
H2(Rは2価の炭素数4〜12個の直鎖状脂肪族炭化
水素残基、または2価の直鎖状オキサ炭化水素残基であ
る。)で示されるジアミンの混合物を有機極性溶媒中で
反応させてポリアミック酸とし、これにラクタムを添加
することによって得られる。
ンは全ジアミン成分のうち3〜30モル%、好ましくは
5〜25モル%であることが必要である。 前記式:H2 N−R−NH2 で示されるジアミン成分の
割合が3モル%未満では、得られるポリアミック酸溶液
組成物を熱処理後の閉環イミド化がやや不完全でかつ溶
媒が残存しやすい。また前記式:H2 N−R−NH2 で
示されるジアミン成分の割合が30モル%より多いと、
得られるポリイミドのガラス転移温度が低く耐熱性が損
なわれる。
総和の使用量はほぼ1:1(モル比)でおこなう。反応
温度は 0〜100℃、好ましくは50〜80℃、ポリ
マ−濃度は5〜40重量%が適当である。
溶液にラクタムを添加することが必須であり、その添加
量はポリマ−(ポリアミック酸)に対して0.005〜
10重量%、好ましくは0.01〜5重量%である。前
記の範囲内の量のラクタムを使用することによって、得
られるポリイミドの分子量を大きくする(好ましくは、
対数粘度が0.8〜2.0)ことが可能になり、低着色
性で、かつ信頼性の高い強靱なポリイミド製被覆膜を得
ることが可能になるのである。
としては、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物および2,3,3’,4’−ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物のいずれも使用できる。ま
た、これらのビフェニルテトラカルボン酸二無水物のう
ちの一部をピロメリット酸二無水物、3,3’,4,
4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ナフ
タレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、
ナフタレン−2,3,6,7−テトラカルボン酸二無水
物、3,3’,4,4’−ジフェニルエ−テルテトラカ
ルボン酸二無水物などで置き換えることができる。その
場合、これらの使用量は20モル%以下、好ましくは1
0モル%以下が適当である。
ルホンとしては、4,4’−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ジフェニルスルホン、4,4’−ビス(3−アミノ
フェノキシ)ジフェニルスルホン、3,3’−ビス(4
−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホンが挙げられ
る。これらは単独、または併用して使用できる。
ジアミンとしては、1,4−ジアミノブタン、1,6−
ジアミノヘキサン、1,8−ジアミノオクタン、1,1
0−ジアミノデカン、1,12−ジアミノドデカン、
4,7−ジオキサデカン−1,10−ジアミン、4,9
−ジオキサドデカン−1,12−ジアミン、4,7,1
0−トリオキサトリデカン−1,13−ジアミンなどが
挙げられる。これらは単独、または併用して使用でき
る。また、これらのジアミンの混合物の一部を4,4’
−ジアミノジフェニルエ−テル、3,4’−ジアミノジ
フェニルエ−テル、3,3’−ジアミノジフェニルメタ
ン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、1,4−ビ
ス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス
(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス
(3−アミノフェノキシ)ジフェニルプロパン、4,
4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ジフェニル等の芳
香族ジアミンなどで置き換えて使用することができる。
置換して使用する場合の使用量は10モル%以下が好ま
しい。
有機極性溶媒中で重合することによりポリアミック酸溶
液が得られるが、ポリアミック酸の重合度調節の目的で
単官能性のモノマ−を少量使用することができる。単官
能性のモノマ−としては、無水マレイン酸、無水コハク
酸、無水フタル酸、無水ナジック酸、アニリン、アルキ
ルアミンなどが挙げられる。
N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシ
ド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチル
アセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンなど、ある
いはこれらの混合溶媒が挙げられる。特に、N,N−ジ
メチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンが好
ましい。
加するラクタムは、β−プロピオラクタム、γ−ブチロ
ラクタム、γ−バレロラクタム、δ−バレロラクタム、
ε−カプロラクタムなどが挙げられる。特にε−カプロ
ラクタムが好適である。これらのラクタムはポリアミッ
ク酸重合液に添加することが普通であるが、重合の初期
または中間段階で添加することもできる。
ば、被覆する対象物(回路基板、光センサ−など)の表
面に、常温または加温下、回転塗布機や印刷機などを使
用して、均一な厚さに塗布し、次いでその塗布膜を好適
には約50〜220℃の温度で乾燥およびイミド化反応
を行うことにより、透明で着色の少ないポリイミドの固
化膜を製造することができる。
する膜厚、塗布機の特性等に応じて、濃度調節、粘度調
節等を行うことができる。濃度調節に関しては、前述の
重合溶媒以外にも、溶解性を損なわない範囲でキシレ
ン、エチルセロソルブ、ジグライム、ジオキサンや、メ
タノ−ル、エタノ−ル、n−プロパノ−ル、iso−プ
ロパノ−ル、n−ブタノ−ル、sec−ブタノ−ル、n
−アミルアルコ−ル、n−ヘキサノ−ル、n−ヘプタノ
−ル等のアルコ−ル類等のポリアミック酸の貧溶媒を使
用してもよい。ポリアミック酸組成物の粘度は、ポリマ
−濃度と分子量の両者に相関を持つが、同濃度であって
もジアミンとテトラカルボン酸二無水物とのモルバラン
スや、単官能性モノマ−類の使用によって調節すること
ができる。
0℃以下の比較的低温の熱処理温度でもほぼ100%イ
ミド化した固化膜が得られ、しかも得られたポリイミド
の分子量が高く、信頼性の高い強靱な皮膜となる。30
分間程度の比較的長時間(装置等の条件を選べば、3〜
5分間程度でも可能)の熱処理で200℃程度の温度に
十分耐えうるポリイミド皮膜を得ることができる。特に
20μm以下、特に約0.1〜10μmの厚さの皮膜は
着色性が少なく、実質的に透明である。
lの反応容器中のN,N−ジメチルアセトアミド53.
2gに、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ジフ
ェニルスルホン6.962g(0.016モル)および
1,6−ジアミノヘキサン0.465g(0.004モ
ル)を窒素ガスを流通しながら攪拌下に加え、均一に溶
解後、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物5.884g(0.020モル)を徐々に加
えた。その液を70℃の反応温度で3時間保持して重合
を行い、微黄色粘調なポリアミック酸溶液を得た。この
溶液を2等分し、その一つにε−カプロラクタムをポリ
マ−に対して0.15重量%の割合で加えてこの発明の
ポリアミック酸組成物を調製した。
ップリング剤(KBM−403、信越化学工業株式会社
製)で処理したSiO2 コ−トガラス上に、回転塗布機
を使用して塗布し、80℃×10分間、140℃×10
分間、200℃×30分間の熱処理を行い、約5μmの
厚さのポリイミドの薄膜を形成させた。この薄膜につい
て、自記分光光度計(株式会社日立製作所製、330
型)を使用し、同種のSiO2 コ−トガラスとの400
nmおよび450nmの波長の光線の光透過度差を測定
した。また、この薄膜について、プレッシャ−クッカ−
テスト(PCT)(条件:121℃、2気圧水蒸気、2
0時間)を行い、外観の変化及び碁盤目剥離テスト〔J
IS K−5400 碁盤目試験法〕を行い、接着性を
調べた。
ミニウム板上にアプリケ−タ−を用い均一に塗布した
後、80℃×10分間、140℃×10分間、200℃
×30分間の熱処理を行い、約5μmの厚さのポリイミ
ドの薄膜を形成させた。この薄膜について、プレッシャ
−クッカ−テスト前後の180°屈曲試験〔JIS K
−5400 耐屈曲性試験法〕を行い、膜強度の変化を
調べた。
用し前述の組成物を均一に塗布した後、80℃×10分
間、140℃×10分間、200℃×30分間の熱処理
を行い、約10μmの厚さのポリイミドの薄膜を形成し
た。次いでガラス板より薄膜を剥がし、この薄膜につい
て対数粘度ηinh〔濃度:0.5g/100ml溶
媒:N−メチル−2−ピロリドン、測定温度:30℃〕
を下式により測定した。 ηinh(dl/g)=ln(t/t0 )/c t0 :N−メチル−2−ピロリドンが粘度管中を落下す
る時間 t :試料溶液が粘度管中を落下する時間 c :試料濃度 結果をまとめて、表1に示す。また、このポリイミド
(膜)は、Tg(ガラス転移温度)が225℃であり、
Td3%(熱重量分析:TGA において3%重量減を示
す温度)が490℃であった。
ついて、ε−カプロラクタムを加えない他は、実施例1
と同様に実施した。結果をまとめて、表1に示す。
ルホンに代えて、4,4’−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ジフェニルスルホン6.962g(0.016モ
ル)と、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボ
ン酸二無水物に代えて、2,3,3’,4’−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物5.884g(0.020
モル)を用いた他は実施例1と同様に実施した。結果を
まとめて表1に示す。また、得られたポリイミド(膜)
は、Tg(ガラス転移温度)が235℃であり、Td3%
(熱重量分析:TGA において3%重量減を示す温
度)が490℃であった。
ルホンの量を6.962g(0.016モル)から8.
650g(0.020モル)に変えて、1,6−ジアミ
ノヘキサンを使用しない他は実施例1と同様に実施し
た。結果を表1に示す。
ルホンの量を6.962g(0.016モル)から8.
267g(0.019モル)に、1,6−ジアミノヘキ
サンの量を0.465g(0.004モル)から0.1
16g(0.001モル)に変えた他は実施例1と同様
に実施した。結果をまとめて表1にしめす。また、得ら
れたポリイミド(膜)は、Tg(ガラス転移温度)が2
45℃であり、Td3%(熱重量分析:TGA において
3%重量減を示す温度)が495℃であった。
ているので、以下に記載のような効果を奏する。
的低温(220℃以下)で脱水閉環イミド化が可能であ
り、塗布工程で問題の発生の少ない、低着色性ポリイミ
ド皮膜の形成が可能である。
量で、低着色性で光透過性が高く、かつ強靱である。
Claims (2)
- 【請求項1】下記のアミック酸単位AおよびBからなる
ポリアミック酸を有機極性溶媒に溶解してなる組成物で
あって、 【化1】 【化2】 (ただし、Rは2価の炭素数4〜12の直鎖状脂肪族炭
化水素残基、または直鎖状脂肪族オキサ炭化水素残基を
表し、A:Bはモル比で97:3〜70:30であ
る。) 該ポリアミック酸に対して0.005〜10重量%のラ
クタムを含有することを特徴とするポリアミック酸組成
物。 - 【請求項2】下記のアミック酸単位AおよびBからなる
ポリアミック酸を有機極性溶媒に溶解してなる組成物で
あって、 【化3】 【化4】 (ただし、Rは2価の炭素数4〜12の直鎖状脂肪族炭
化水素残基、または直鎖状脂肪族オキサ炭化水素残基を
表し、A:Bはモル比で97:3〜70:30であ
る。) 該ポリアミック酸に対して0.005〜10重量%のラ
クタムを含有させたポリアミック酸組成物を加熱して乾
燥、イミド化してなることを特徴とする低着色のポリイ
ミド膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15790195A JP3487022B2 (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | ポリアミック酸組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15790195A JP3487022B2 (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | ポリアミック酸組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0912883A JPH0912883A (ja) | 1997-01-14 |
JP3487022B2 true JP3487022B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=15659911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15790195A Expired - Lifetime JP3487022B2 (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | ポリアミック酸組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3487022B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3702579B2 (ja) * | 1997-05-09 | 2005-10-05 | 宇部興産株式会社 | 無色透明なポリイミドおよびその製造法 |
KR101492894B1 (ko) | 2012-06-12 | 2015-02-12 | 가부시키가이샤 나까타 코팅 | 이미도기 함유 화합물, 이미도기 함유 화합물 용액, 및 이미도기 함유 화합물의 제조 방법 |
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JP2014177558A (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Ube Ind Ltd | 樹脂組成物、及びそれを用いた積層体 |
-
1995
- 1995-06-23 JP JP15790195A patent/JP3487022B2/ja not_active Expired - Lifetime
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