JP4268943B2 - ポリイミドの新規な製造方法 - Google Patents
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Description
することを目的としている。
本明細書において、「ポリイミド」とは、ポリアミド酸の−NH−CO−基とカルボキシル基を脱水環化して得られる重合体を意味する。したがって、いわゆるポリアミド酸の環化反応とは、前記−NH−CO−基とカルボキシル基を脱水縮合して環状基とする過程を指し、「イミド化反応」とも称するものである。
本発明において、ポリアミド酸の製造に用いられる酸二無水物としては、これらに限定されるものではないが、例えば、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、4,4−ジフタル酸二無水物(BPDA)、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物(6FDA)、1−(トリフルオロメチル)−2,3,5,6−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物(P3FDA)、1,4−ジ(トリフルオロメチル)−2,3,5,6−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物(P6GDA)、1−(3’,4’−ジカルボキシフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン−5,6−ジカルボン酸二無水物、1−(3’,4’−ジカルボキシフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン−6,7−ジカルボン酸二無水物、1−(3’,4’−ジカルボキシフェニル)−3−メチルインダン−5,6−ジカルボン酸二無水物、1−(3’,4’−ジカルボキシフェニル)−3−メチルインダン−6,7−ジカルボン酸二無水物、2,3,9,10−ペリ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−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、2,7−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−テトラクロロナフタレン−2,4,5,8−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、3,3’,4’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、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、4、4’−イソプロピリデンジフタル酸無水物、3,3’−イソプロピリデンジフタル酸無水物、4,4’−オキシジフタル酸無水物、4,4’−スルホニルジフタル酸無水物、3,3’−オキシジフタル酸無水物、4,4’−メチレンジフタル酸無水物、4,4’−チオジフタル酸無水物、4,4’−エチリデンジフタル酸無水物、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、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、ベンゼン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、ピラジン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物などの芳香族酸二無水物が挙げられる。より好ましくは、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、4,4−ジフタル酸二無水物(BPDA)、4,4’−ヘ
キサフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物(6FDA)、1−(トリフルオロメチル)−2,3,5,6−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物(P3FDA)、1,4−ジ(トリフルオロメチル)−2,3,5,6−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物(P6GDA)などが挙げられる。
ロリドン(NMP)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)が挙げられる。
を外側または内側にした状態で、巻きあげ機のスチール管上に巻き付ける。この際、張力を20kgf/cm2以下に調整する。その後、基材の巻きあげを弛めてロール状のまま
で各層の間に間隔を与え、加熱した気流を各層間に導入し、環化反応させる。巻きあげ長さは、通常150mであり、より好ましくは20〜120mの範囲である。
以下、実施例および比較例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例および比較例に限定されるものではない。
揮発成分の測定方法
10cm×10cmの樹脂を塗布した金属箔を試料とし、正確にその重量を測定してW1とする。次に、その試料をオーブン中に220℃で20分間置いた後、取り出して正確
にその重量を測定してW2とする。同様な10cm×10cmの樹脂を塗布していない金属箔を試料とし、その重量を測定してW3とする。下記の式により揮発成分含量(%)を計算する。
環化率(イミド化率)の測定方法
フーリエ変換型赤外光度計(Fourier transform infrared
spectrophoto−meter、FTIR)を用い、温度Tにおける樹脂の1720cm-1と1500cm-1との吸収ピーク面積比率(〔面積(1720cm-1)/面積(1500cm-1)〕T)を測定する。その後、FTIRを用い、350℃で1時間加熱した樹脂における1720cm-1と1500cm-1との吸収ピーク面積比率(〔面積(1720cm-1)/面積(1500cm-1)〕T1)を測定し、下式により環化率(%)
を求める。
実施例1
ピロメリット酸二無水物(PMDA)と4,4’−オキシジアニリン(ODA)とを用い、1−メチルピロリドン(NMP)を溶剤として、当量比(ジアミン/酸二無水物)0.75にて反応を行い、固形成分含量15重量%のポリアミド酸樹脂溶液を得た。幅520mm×厚さ18μmの銅箔上、ローラーコーターを用い上記の樹脂溶液を25μmの厚さで塗布した。熱風または赤外線オーブンで溶剤のNMPを除去し、銅箔上に塗布された樹脂中の揮発成分含量を3.2重量%に調整した。ポリアミド酸樹脂を塗布した銅箔を、塗布面が内向きになるようにして、ステンレス管上に、張力を20kgf/cm2以下に
調整して巻きあげ機により巻きあげた。巻きあげの際には15mおきに巻きあげ物の各層間に平滑棒を一本挿入した。巻きあげた後に、外側の層をポリイミドテープで固定し、上記の平滑棒を除いて上記銅箔をロール状のまま弛めた。その後、窒素ガスを導入し酸素含量を0.1%以下に調整したオーブン中に入れて、下記の勾配温度昇温方式で加熱して環化反応を行った。
環化条件
1.180℃まで昇温、180℃で30分間(その後、30分間で220℃に昇温)
2.220℃で30分間(その後、30分間で280℃に昇温)
3.280℃で30分間(その後、30分間で350℃に昇温)
4.350℃で30分間(その後、10分間で370℃に昇温)
5.370℃で10分間(その後、冷却降温)
その後、上記の環化率の測定方法により環化率を求め、外観の検査を行った。その結果を表1に示す。
実施例2
ピロメリット酸二無水物(PMDA)と4,4’−オキシジアニリン(ODA)とを用い、1−メチルピロリドン(NMP)を溶剤として、当量比(ジアミン/酸二無水物)0.75にて反応を行い、固形成分含量15重量%のポリアミド酸樹脂溶液を得た。この樹脂溶液中にトリエチルアミンと酢酸無水物を触媒として添加し、幅520mm×厚さ18μmの銅箔上に、ローラーコーターを用い、上記の樹脂溶液を25μmの厚さで塗布した。熱風または赤外線オーブン中で溶剤のNMPを除去し、銅箔上に塗布された樹脂中の揮発成分含量を5.3重量%に調整した。ポリアミド酸樹脂を塗布した銅箔を、塗布面が内向きになるようにしてステンレス管上に、張力を20kgf/cm2以下に調整して巻き
あげ機により巻きあげた。巻きあげの際には15mおきに巻きあげ物の各層間に平滑棒を一本挿入した。巻きあげた後、外側の層をポリイミドテープで固定し、上記の平滑棒を除いて上記銅箔をロール状のまま弛めた。その後、窒素ガスを導入し酸素含量を0.1%以下に調整したオーブン中に入れて、下記の勾配温度昇温方式で加熱して環化反応を行った
。
環化条件
1.120℃まで昇温、120℃で30分間(その後、30分間で180℃に昇温)
2.180℃で30分間(その後、30分間で250℃に昇温)
3.250℃で30分間(その後、30分間で300℃に昇温)
4.300℃で10分間(その後、冷却降温)
その後、上記の環化率測定方法により環化率を求め、外観の検査を行った。その結果を表1に示す。
実施例3及び実施例4
樹脂の揮発成分含量をそれぞれ3.3重量%(実施例3)と3.5重量%(実施例4)とに調整したほかは実施例1と同様にして行った。その結果を表1に示す。
比較例1
樹脂の揮発成分含量を3.4重量%に調整し、40メッシュの鉄製の網をスペーサーとして使用したほかは実施例1と同様にして行った。結果を表1に示す。
比較例2
樹脂の揮発成分含量を3.7重量%に調整し、Upilex(R)ポリイミドフィルム(宇部興産(株)製、日本)をスペーサーとして使用したほかは実施例1と同様にして行った。結果を表1に示す。
比較例3
樹脂の揮発成分含量を3.5重量%に調整し、Kapton(R)ポリイミドフィルム(E.I. Du Pont de Nemorus and Company製、U.S.A.)をスペーサーとして使用したほかは実施例1と同様にして行った。結果を表1に示す。
比較例4
樹脂の揮発成分含量を11重量%に調整したほかは実施例1と同様にして行った。結果を表1に示す。
Claims (8)
- 酸二無水物とジアミンとの反応によりポリアミド酸を形成した後に、
コーティングまたはキャスティングの方法によりポリアミド酸を基材上に塗布し、
溶剤の除去を行いポリアミド酸の揮発成分含量を10重量%以下に調整し、
張力を20kgf/cm2以下に調整して巻きあげ、巻きあげた巻あげ物の各層間に間隔を与え、
該巻あげ物を高温のオーブンに入れ、勾配温度昇温方式により加熱し、ポリアミド酸の脱水環化を行うことを特徴とするポリイミド積層板の製造方法。 - 前記脱水環化の反応を必要により触媒の存在下で行うことを特徴とする請求項1に記載のポリイミド積層板の製造方法。
- 前記触媒が、トリエチルアミンと酢酸無水物から選ばれる少なくとも一種の触媒か、またはその混合物であることを特徴とする請求項2に記載のポリイミド積層板の製造方法。
- 前記基材が、ポリイミドフィルム、または銅箔、アルミ箔、ステンレス箔、ニッケル箔からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属箔であることを特徴とする請求項1に記載のポリイミド積層板の製造方法。
- 前記基材が、銅箔であることを特徴とする請求項4に記載のポリイミド積層板の製造方法。
- 前記環化反応が、1.0vol%以下の酸素含量の不活性ガス中で行なわれることを特徴とする請求項5に記載のポリイミド積層板の製造方法。
- 前記環化反応が、0.5vol%以下の酸素含量の不活性ガス中で行なわれることを特徴とする請求項5に記載のポリイミド積層板の製造方法。
- 前記環化反応が、0.1vol%以下の酸素含量の不活性ガス中で行なわれることを請求項5に記載のポリイミド積層板の製造方法。
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