JP5359719B2 - ポリイミド前駆体、ポリイミド、およびジアミン - Google Patents
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Description
特許文献1には、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを含む芳香族ジアミンと芳香族酸二無水物を反応させて得られるポリアミド酸を、イミド化して得られるポリイミドフィルムであって、下記(1)〜(4)の条件
(1)280℃〜320℃の範囲に貯蔵弾性率の変曲点を有し、
(2)損失弾性率を貯蔵弾性率で割った値であるtanδのピークトップが320℃〜380℃の範囲内にあり、
(3)380℃における貯蔵弾性率が0.4GPa〜2.0GPaであり、
(4)変曲点における貯蔵弾性率α1(GPa)と、380℃における貯蔵弾性率α2(GPa)が下記式(1)の範囲にある
(式1);85≧{(α1−α2)/α1}×100≧65
を全て満たすことを特徴とする、ポリイミドフィルムが開示されている。
テトラカルボン酸成分が、ピロメリット酸二無水物及びビフェニルテトラカルボン酸二無水物より選ばれるテトラカルボン酸成分を含有すること。
本発明は、光透過性に優れるポリイミドを提供することができる。
特に、化学式(1)のジアミンを含有させることにより、光透過性に優れるポリイミドを製造できるポリイミド前駆体、及び光透過性に優れるポリイミドが容易に得られる。
さらに本発明は、優れた特性のポリイミド前駆体及びポリイミドの製造原料となる新規ジアミンを提供することができる。
テトラカルボン酸成分とジアミン成分とを0〜100℃、好ましくは5〜50℃の温度で、0.5〜数十時間反応させてポリイミド前駆体を製造することができる。
本発明のポリイミドの少なくとも片面に、薄膜成膜法及び電気めっき法を用いて金属層膜を形成して、積層体を製造することができる。
4−メチル−3,4’−ジニトロジフェニルエーテルの合成は、3−ニトロ−p−クレゾールと、アルカリ金属化合物と、4−ハロゲノニトロベンゼンとを有機極性溶媒中で反応させる方法で得ることができる。反応条件としては、反応温度と反応時間は適宜選択できるが、好ましくは120℃以上の温度で、1〜数十時間、加熱することが好ましい。
本発明の重縮合反応において用いられるアルカリ金属化合物としては、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属水素化物、あるいは、アルカリ金属アルコキシドなどが挙げられる。特に、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムが好ましい。
4−メチル−3,4’−ジアミノジフェニルエーテルは、4−メチル−3,4’−ジニトロジフェニルエーテルのニトロ基をアミノ基に変換させる方法により得ることができる。変換させる方法として、還元が好ましく、還元の条件は公知の条件を適宜選択して用いることができる。
この還元反応は、ニトロ基をアミノ基に変換させる方法ならば特に限定されないが、金属触媒の存在下、水素と反応させる方法が好適に適用される。その際の金属原子としては、例えば、ニッケル、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、コバルト、銅等であり、これらの金属原子は、そのまま又は金属酸化物の状態でも使用できる。更に、金属原子そのまま又は金属酸化物を、炭素、硫酸バリウム、シリカゲル、アルミナ、セライト等の担体に担持させたものを使用することもでき、ニッケル、コバルト、銅等はラネー触媒として使用することもできる。
1)光透過率測定:ポリイミドフィルムの光透過率を、日立社製U−2800形分光光度計を用いて、350nm〜900nmの範囲で測定した。
(4−メチル−3,4’−ジニトロジフェニルエーテルの合成)
500mlの三口フラスコに、4−クロロニトロベンゼン31.21g(198mmol)、炭酸カリウム37.32g(270mmol)、N,N’-ジメチルホルムアミド180mlを入れて撹拌した。45mlのN,N’-ジメチルホルムアミドに溶解した3−ニトロ−p−クレゾール27.58g(180mmol)を約20分間かけて滴下した後、130℃で3時間反応を行った。反応終了後トルエン及び水を加え分液し、有機層をエバポレーターにて留去して茶色の固形分を得た。この固形分を酢酸エチル、ヘキサン(3:5)混合溶媒にて再結晶し、4−メチル−3,4’−ジニトロジフェニルエーテル32.97g(182mmolg、収率:66.8%)を得た。
1Lの三口フラスコに4−メチル−3,4−ジニトロジフェニルエーテル50.6g(185mmol)を酢酸エチル462mlに溶解した後に、5%Pd/C(53.2wet%)10.86gを加え、水素雰囲気下、30℃で7時間撹拌し、反応を行った。反応終了後、Pd/Cをろ過にて除去し、ろ液をナスフラスコに集めてエバポレーターにて溶媒を留去、白色の4−メチル−3,4’−ジアミノジフェニルエーテル38.7g(181mmmol, 収率97.8%)を得た。
4−メチル−3,4’−ジアミノジフェニルエーテル47.46gをエタノール285mlに加熱還流条件化で溶解した後に室温まで冷却して、析出した結晶をろ過、乾燥し41.78g(収率88%、純度99.4%以上)を得た。
精製した4−メチル−3,4’−ジアミノジフェニルエーテルの赤外分光測定及び1H−NMR測定の結果を図1及び図2に示し、これら結果から同定を行った。
1H−NMR(300MHz、CDCL3、ppm):2.1ppm(s、3H)、3.56ppm(Br、4H)、6.23−6.30ppm(m、2H)、6.63−6.66ppm(m、2H)、6.84−6.87ppm(m、2H)、6.91−6.94ppm(1H、dd)
実施例1で得た4−メチル−3,4’−ジアミノジフェニルエーテル(以下、MDEと略す)をN,Nジメチルアセトアミドに溶解し、等モル量の3,3’4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下s−BPDA)を加え、30℃、4時間撹拌し重合して、18質量%濃度のポリアミック酸溶液(ポリイミド前駆体溶液)を得た。このポリアミック酸溶液に、ポリアミック酸100質量部に対して0.1質量部のモノステアリルリン酸エステルトリエタノールアミン塩、次いでポリアミック酸100質量部に対して0.5質量部のシリカフィラー(平均粒径0.08μm、日産化学社製ST−ZL)を添加して均一に混合し、ポリイミド前駆体溶液組成物(A)を得た。
前駆体溶液組成物(A)を加熱乾燥後のフィルム厚みが25μmになるように基板(支持体)上に連続的に流延し、140℃の熱風で乾燥をおこない、支持体から剥離して自己支持性フィルムを得た。この自己支持性フィルムを基板より剥離して、加熱炉で100℃から400℃に徐々に昇温して溶媒を除去、イミド化し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について、光透過率を測定し、波長500nm及び550nmの結果を表1に示す。
テトラカルボン酸二無水物である3,3’4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下s−BPDA)に変えて、表1に示すテトラカルボン酸二無水物を用いて、実施例2と同様の方法でポリイミド前駆体溶液組成物、さらにポリイミドフィルムを製造した。
得られたポリイミドフィルムについて、光透過率を測定し、500nm及び550nmの結果を表1に示す。
4−メチル−3,4’−ジアミノジフェニルエーテルに変えて、表1に示すジアミンを用いて、実施例2と同様の方法でポリイミド前駆体溶液組成物、さらにポリイミドフィルムを製造した。
得られたポリイミドフィルムについて、光透過率を測定し、500nm及び550nmの結果を表1に示す。
表1において、34DEは、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルを示す。
500nmでの光透過率は、比較例1<実施例4<実施例2<実施例3の順序である。
Claims (5)
- テトラカルボン酸成分と、下記化学式(1)で示されるジアミン化合物を含むジアミン成分とを反応させて得られるポリイミド前駆体であって、
前記テトラカルボン酸成分が、ピロメリット酸二無水物及びビフェニルテトラカルボン酸二無水物より選ばれるテトラカルボン酸成分を含有するポリイミド前駆体。
- テトラカルボン酸成分がビフェニルテトラカルボン酸二無水物であり、前記ビフェニルテトラカルボン酸二無水物は、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を含有する請求項1記載のポリイミド前駆体。
- テトラカルボン酸成分と、下記化学式(1)で示されるジアミン化合物を含むジアミン成分とを反応させて得られるポリイミドであって、
前記テトラカルボン酸成分が、ピロメリット酸二無水物及びビフェニルテトラカルボン酸二無水物より選ばれるテトラカルボン酸成分を含有するポリイミド。
- テトラカルボン酸成分がビフェニルテトラカルボン酸二無水物であり、前記ビフェニルテトラカルボン酸二無水物は、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を含有する請求項3記載のポリイミド。
- 550nmにおける光透過率が80%以上である請求項3または4記載のポリイミド。
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