JP5834574B2 - Method for purifying 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder and polyimide using the same - Google Patents

Method for purifying 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder and polyimide using the same Download PDF

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Description

本発明は、着色の少ない3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末の精製方法、及びそれを用いたポリイミドに関する。ここで、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末とは、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を主成分とし、実質的に3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物からなる化学原料として好適に用いられる粉末のことである。   The present invention relates to a method for purifying 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder with little coloring, and a polyimide using the same. Here, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder is mainly composed of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and is substantially 3 , 3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride is a powder suitably used as a chemical raw material.

高度情報化社会の到来に伴い、光通信分野の光ファイバーや光導波路等、表示装置分野の液晶配向膜やカラーフィルター用保護膜等の光学材料の開発が進んでいる。さらに表示装置分野では、ガラス基板代替として軽量でフレキシブル性に優れたプラスチック基板の検討が行なわれ、それを用いて曲げたり丸めたりすることが可能なディスプレイの開発が進んでいる。   With the advent of an advanced information society, development of optical materials such as a liquid crystal alignment film and a protective film for a color filter in the display device field, such as an optical fiber and an optical waveguide in the optical communication field, is progressing. Further, in the field of display devices, a lightweight and flexible plastic substrate has been studied as an alternative to a glass substrate, and a display that can be bent and rolled using the plastic substrate has been developed.

ポリイミドは、テトラカルボン酸成分とジアミン成分とから得られる樹脂であって、高寸法安定性や高耐熱性などの優れた特性を有することから高性能光学材料としての用途展開が望まれている。しかしながら、ポリイミドはその化学構造に起因して容易に着色が起こるのみならず、原料のテトラカルボン酸成分やジアミン成分においても着色を抑制することが容易ではなかった。   Polyimide is a resin obtained from a tetracarboxylic acid component and a diamine component, and has excellent properties such as high dimensional stability and high heat resistance, so that application development as a high-performance optical material is desired. However, polyimide is not only easily colored due to its chemical structure, but also it is not easy to suppress coloring in the raw material tetracarboxylic acid component and diamine component.

ポリイミドのテトラカルボン酸成分の原料の一つに、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物がある。
特許文献1には、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸加熱無水化生成物を加熱溶融させた後、減圧下、系内の酸素濃度を10ppm以下に保ちながら、307℃以上330℃以下の温度で蒸発させ、その蒸気を冷却し結晶化することによって、着色の少ない3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸加熱無水化生成物を得ることが記載されている。
One of the raw materials for the tetracarboxylic acid component of polyimide is 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride.
Patent Document 1 discloses that a 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid heat-dehydrated product is heated and melted and then kept at 307 ° C. or higher while maintaining the oxygen concentration in the system at 10 ppm or lower under reduced pressure. It is described that 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid heat-dehydrated product with less coloration is obtained by evaporating at a temperature of 330 ° C. or less, cooling the vapor and crystallizing. .

特許文献2には、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸を、特定の加熱装置を用い、特定の圧力条件下、最高到達温度を210℃〜250℃の範囲内とし、特定の昇温速度で昇温し、且つ150℃〜250℃に特定の時間保持することによって脱水環化して3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を得ること、得られた3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を、さらに250℃以上の温度で、減圧下昇華精製処理して、着色の少ない3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸加熱無水化生成物を得ることが記載されている。   In Patent Document 2, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid is specified using a specific heating device, with a maximum pressure within a range of 210 ° C. to 250 ° C. under a specific pressure condition. The mixture is heated at a temperature rising rate of 150 ° C. and kept at 150 ° C. to 250 ° C. for a specific time to obtain a 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride by dehydration cyclization. 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride was further purified by sublimation purification under reduced pressure at a temperature of 250 [deg.] C. or higher to give less colored 3,3', 4,4'-biphenyl. Obtaining a tetracarboxylic acid heat-dehydrated product is described.

特許文献3には、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸テトラメチルを加水分解、脱水し、溶媒中で吸着剤を加え濾過後、再結晶することからなるビフェニルテトラカルボン酸無水物の精製方法が記載され、再結晶に用いる溶媒として無水酢酸が好適であることが記載されている。   Patent Document 3 discloses biphenyltetracarboxylic acid anhydride comprising hydrolyzing and dehydrating tetramethyl 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylate, adding an adsorbent in a solvent, filtering, and recrystallizing. A purification method of the product is described, and it is described that acetic anhydride is suitable as a solvent used for recrystallization.

特開2005−314296号公報JP 2005-314296 A 特開2006−45198号公報JP 2006-45198 A 特開2004−196687号公報JP 2004-196687 A

特許文献1,2の製造方法によって、着色の少ない3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が得られている。しかしながら、特許文献1,2の製造方法は、加熱溶融後に減圧下で特定の酸素濃度雰囲気下高温で蒸発させるための装置や、無水化のための特殊な構造を持った加熱装置などの大掛かりな設備が必要であり、設備コストの面でも問題があった。また厳しい操作条件下で複雑な操作が要求されるという問題があり、改善が求められていた。
特許文献3の製造方法では、アルカリ金属を低減した3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が得られている。しかしながら、無水酢酸での再結晶では、着色の低減の効果は十分ではなかった。
According to the production methods of Patent Documents 1 and 2, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride with little coloring is obtained. However, the production methods of Patent Documents 1 and 2 are large-scale devices such as an apparatus for evaporating at a high temperature under a specific oxygen concentration atmosphere under reduced pressure after heating and melting, or a heating apparatus having a special structure for dehydration. Equipment was necessary and there was a problem in terms of equipment cost. In addition, there is a problem that complicated operation is required under severe operating conditions, and improvement has been demanded.
In the production method of Patent Document 3, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride with reduced alkali metal is obtained. However, recrystallization with acetic anhydride was not sufficient in reducing the coloring.

本発明は、大掛かりな設備を必要とせず、温和な条件下簡便な操作による方法によって、着色の少ない3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を容易に得ることができる精製方法について、種々検討した結果なされたものである。
すなわち本発明は、大掛かりな設備を必要とせず、温和な条件下で簡便な操作による方法によって、着色の少ない3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を容易に得ることができる精製方法提供すること、およびその精製方法によって得られた着色の少ない3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を用いて透過性が良好なポリイミドを得ることを目的とする。
The present invention does not require large-scale equipment, and easily obtains 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder with little coloration by a method by simple operation under mild conditions. As a result of various investigations on possible purification methods.
That is, the present invention does not require large-scale equipment, and easily obtains 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder with little coloration by a method by a simple operation under mild conditions. Providing a purification method that can be used, and obtaining a polyimide having good permeability by using 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder with little coloration obtained by the purification method With the goal.

本発明は、以下の各項に関する。
1. 3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物に対する25℃の溶解度が0.1g/100g以上の溶剤と、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末とを、少なくとも一部の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末が溶解していない不均一な状態で混合し、次いで混合液から未溶解の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を分離回収することを特徴とする3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物二無水物粉末の精製方法。
The present invention relates to the following items.
1. A solvent having a solubility at 25 ° C. in 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride of 0.1 g / 100 g or more, and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride The powder is mixed in an inhomogeneous state in which at least a portion of the 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder is not dissolved, and then undissolved 3,3 ′ from the mixture. A method for purifying 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride dianhydride powder, which comprises separating and recovering 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder.

2. 溶剤の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物に対する25℃の溶解度が、1g/100g以上であることを特徴とする前記項1に記載の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末の精製方法。 2. The 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride having a solubility of 25 ° C. in the solvent is 1 g / 100 g or more, A method for purifying 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder.

3. 溶剤が、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルー2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドンであることを特徴とする前記項1または2に記載の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末の精製方法。 3. 3. The 3,3 ′ according to item 1 or 2, wherein the solvent is N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone. , 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder purification method.

4. 分離回収した3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を2規定の水酸化ナトリウム水溶液に10質量%の濃度で溶解した溶液に対する波長400nm、光路長1cmの光透過率が75%以上であることを特徴とする前記項1〜3のいずれかに記載の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末の精製方法。 4). Light transmittance of a wavelength of 400 nm and an optical path length of 1 cm with respect to a solution obtained by dissolving the separated and recovered 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder in a 2N aqueous sodium hydroxide solution at a concentration of 10% by mass. Item 3. The method for purifying 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder according to any one of Items 1 to 3, wherein the ratio is 75% or more.

5. 分離回収した3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を、さらに昇華することを特徴とする前記項1〜4のいずれかに記載の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末の精製方法。 5. The 3,3 ′, 4,4 according to any one of Items 1 to 4, wherein the 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder separated and recovered is further sublimated. Purification method of '-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder.

6. テトラカルボン酸成分が、前記項1〜5のいずれかの精製方法で分離回収した3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を含んで構成され、ジアミン成分が、脂肪族ジアミン類、脂環構造を有するジアミン類、及びハロゲン基、カルボニル基、スルホニル基のいずれかの置換基を有する芳香族ジアミン類からなる群から選択されたジアミン類で構成された、膜厚10μmのフィルムにしたときの400nmにおける光透過率が80%以上であることを特徴とするポリイミド。 6). The tetracarboxylic acid component is composed of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder separated and recovered by the purification method according to any one of Items 1 to 5, and the diamine component is a fat. A film thickness of 10 μm composed of a diamine selected from the group consisting of aromatic diamines, diamines having an alicyclic structure, and aromatic diamines having a substituent of any one of a halogen group, a carbonyl group and a sulfonyl group A polyimide characterized by having a light transmittance of 80% or more at 400 nm when the film is formed.

7. 光学材料として用いられることを特徴とする前記項6に記載のポリイミド。 7. Item 7. The polyimide according to Item 6, which is used as an optical material.

8. 前記項1〜5のいずれかの精製方法で分離回収した3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を含んで構成されたテトラカルボン酸成分と、脂肪族ジアミン類、脂環構造を有するジアミン類、及びハロゲン基、カルボニル基、スルホニル基のいずれかの置換基を有する芳香族ジアミン類からなる群から選択されたジアミン類で構成されたジアミン成分とを、重合イミド化することを特徴とするポリイミドの製造方法。 8). A tetracarboxylic acid component comprising the 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder separated and recovered by the purification method according to any one of Items 1 to 5, an aliphatic diamine, Polymerization imidization of diamines having an alicyclic structure and diamine components composed of diamines selected from the group consisting of aromatic diamines having a substituent of any one of a halogen group, a carbonyl group and a sulfonyl group A method for producing polyimide, comprising:

本発明によって、大掛かりな設備を必要とせず、温和な条件下簡便な操作による方法によって、着色の少ない3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を容易に得ることができる精製方法を提供することができる。また、本発明の精製方法によって得られた着色の少ない3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を用いて、透過性が良好な高性能光学材料用、特にフレキシブルなディスプレイやタッチパネルなどの表示装置において透明性基材用として好適に用いることができるポリイミドを提供することができる。   According to the present invention, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder with little coloration can be easily obtained by a method by simple operation under mild conditions without requiring large-scale equipment. Possible purification methods can be provided. Further, the 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder with little coloration obtained by the purification method of the present invention is used for a high-performance optical material having good transparency, particularly flexible. A polyimide that can be suitably used for a transparent substrate in a display device such as a display or a touch panel can be provided.

以下の記載において、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物をs−BPDA、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末をs−BPDA粉末、と略記することもある。
本発明の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末の精製方法は、s−BPDAに対する25℃の溶解度が0.1g/100g以上の溶剤と、原料のs−BPDA粉末とを、少なくとも一部のs−BPDA粉末が溶解していない不均一な状態で混合し、次いで混合液から未溶解のs−BPDA粉末を分離回収することを特徴とする。
In the following description, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride is s-BPDA, and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder is s-BPDA powder. , Sometimes abbreviated.
The method for purifying 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder of the present invention comprises a solvent having a solubility at 25 ° C. in s-BPDA of 0.1 g / 100 g or more, and a raw material s-BPDA. The powder is mixed in a non-uniform state where at least a part of the s-BPDA powder is not dissolved, and then the undissolved s-BPDA powder is separated and recovered from the mixed solution.

ここで、25℃におけるs−BPDAの溶解度が0.1g/100g以上である溶剤とは、当該溶媒100gに、25℃においてs−BPDAが0.1g以上溶解することを意味する。
本発明において、s−BPDAの溶解度は以下の方法で測定した。
すなわち、純度99%以上のs−BPDA粉末5.0gと当該溶剤50.0gとを混合し、25℃で3時間撹拌して混合液を得る。(この攪拌条件で飽和状態となることを事前に確認した。飽和にならないときは粉末の量を2倍、3倍・・・と増やす。)この混合液中の未溶解のs−BPDA粉末をアドバンテック社製のろ紙5Aを用いてろ別し、ろ液としてs−BPDAの飽和溶液を得る。このs−BPDAの飽和溶液の5gをシャーレに秤取り、それを80℃で1時間次いで200℃で1時間加熱して溶剤を除去する。加熱後のシャーレのs−BPDAの質量を求め、その値から25℃の溶解度を算出する。
Here, the solvent having a solubility of s-BPDA at 25 ° C. of 0.1 g / 100 g or more means that 0.1 g or more of s-BPDA is dissolved in 100 g of the solvent at 25 ° C.
In the present invention, the solubility of s-BPDA was measured by the following method.
That is, 5.0 g of s-BPDA powder having a purity of 99% or more and 50.0 g of the solvent are mixed and stirred at 25 ° C. for 3 hours to obtain a mixed solution. (It was confirmed in advance that the mixture would be saturated under the stirring conditions. If not saturated, the amount of the powder was increased to 2 times, 3 times, etc.) The undissolved s-BPDA powder in this mixed solution A filter paper 5A manufactured by Advantech Co., Ltd. is used for filtration, and a saturated solution of s-BPDA is obtained as the filtrate. 5 g of this saturated solution of s-BPDA is weighed in a petri dish and heated at 80 ° C. for 1 hour and then at 200 ° C. for 1 hour to remove the solvent. The mass of s-BPDA of the petri dish after heating is determined, and the solubility at 25 ° C. is calculated from the value.

本発明の精製方法で使用する溶剤としては、25℃におけるs−BPDAの溶解度が0.1g/100g以上、好ましくは1.0g/100g以上、より好ましくは2.0g/100g以上、好ましくは100.0g/100g以下、より好ましくは30.0g/100g以下の溶剤を好適に使用できる。溶解度が小さいと着色の少ないs−BPDA粉末を得ることが難しくなる。溶解度が大きいと、着色の少ないs−BPDA粉末を得ることはできるが、原料が過剰に溶解して回収率が低下するので経済的ではなくなる。この溶剤は単一種の溶剤である必要はなく、複数種の溶剤の混合物であっても、混合物としての溶解度が0.1g/100g以上であれば構わない。   As a solvent used in the purification method of the present invention, the solubility of s-BPDA at 25 ° C. is 0.1 g / 100 g or more, preferably 1.0 g / 100 g or more, more preferably 2.0 g / 100 g or more, preferably 100. A solvent of 0.0 g / 100 g or less, more preferably 30.0 g / 100 g or less can be suitably used. If the solubility is low, it is difficult to obtain s-BPDA powder with little coloration. If the solubility is high, s-BPDA powder with little coloration can be obtained, but the raw material is excessively dissolved and the recovery rate is lowered, so that it is not economical. This solvent does not need to be a single type of solvent, and may be a mixture of a plurality of types of solvents as long as the solubility as a mixture is 0.1 g / 100 g or more.

本発明で使用する溶剤としては、特に限定するものではないが、例えばn−ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、メタノール、エタノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、ブタノール、ターシャリーブタノール、ブタンジオール、エチルヘキサノール、ベンジルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸メトキシブチル、酢酸セロソルブ、酢酸アミル、酢酸ノルマルプロピル、酢酸イソプロピル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトンなどのエステル類、ジメチルエーテル、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、フラン、ジベンゾフラン 、オキセタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、ジオキサン、メチルターシャリーブチルエーテル、ブチルカルビトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエーテル類、アセトニトリル、プロピオニトリル、 ブチロニトリルなどのニトリル類、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメトルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシドなどのスルホン類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどのカーボネート類、m−クレゾール、p−クレゾール、3−クロロフェノール、4−クロロフェノールなどのフェノール類、その他、アセトフェノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルホラン、水などを例示することができる。好ましくは、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルー2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドンが挙げられる。溶解度が0.1g/100gより小さい溶剤では、溶解度が0.1g/100g以上の溶剤と組み合わせて、混合物の溶解度を0.1g/100g以上として用いることができる。アルコール類や水などを用いる場合には、酸無水物と反応して開環反応を起こすことがあるため、精製後に加熱処理などを行うことが好ましい。また、精製後の加熱処理なしで済ませるためには、これらの溶剤は水分やアルコール分を含まない高純度溶剤が好ましい。   The solvent used in the present invention is not particularly limited, but for example, aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, cyclohexane, heptane and octane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, methanol, Alcohols such as ethanol, butanol, isopropyl alcohol, normal propyl alcohol, butanol, tertiary butanol, butanediol, ethylhexanol, benzyl alcohol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, ethyl acetate, Methyl acetate, butyl acetate, methoxybutyl acetate, cellosolve acetate, amyl acetate, normal propyl acetate, isopropyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, γ-valerolac , Δ-valerolactone, γ-caprolactone, ε-caprolactone, esters such as α-methyl-γ-butyrolactone, dimethyl ether, ethyl methyl ether, diethyl ether, furan, dibenzofuran, oxetane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, methyl cellosolve, Cellosolve, butyl cellosolve, dioxane, methyl tertiary butyl ether, butyl carbitol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, 3-methoxy-3-methyl- 1-butanol, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene Glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, ethers such as diethylene glycol monoethyl ether acetate, nitriles such as acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, Amides such as N-dimethylacetamide, sulfones such as dimethyl sulfoxide, carbonates such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate, phenols such as m-cresol, p-cresol, 3-chlorophenol, 4-chlorophenol, etc. Examples include acetophenone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, sulfolane, water and the like. Preferred examples include dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and N-ethyl-2-pyrrolidone. In a solvent having a solubility of less than 0.1 g / 100 g, the solubility of the mixture can be set to 0.1 g / 100 g or more in combination with a solvent having a solubility of 0.1 g / 100 g or more. In the case of using alcohols or water, it may react with an acid anhydride to cause a ring-opening reaction. Therefore, it is preferable to perform a heat treatment after purification. In order to avoid the heat treatment after purification, these solvents are preferably high-purity solvents that do not contain moisture or alcohol.

本発明においては、適切な溶解度を有する溶剤とs−BPDA粉末とを、少なくとも一部のs−BPDA粉末が溶解していない不均一な状態で混合することによって、s−BPDA粉末の着色原因を溶剤に選択的に溶解させ、未溶解の着色の低減されたs−BPDA粉末を分離回収することによって、着色の低減されたs−BPDA粉末を高収率で容易に得ることができる。   In the present invention, the cause of coloring of the s-BPDA powder is mixed by mixing a solvent having an appropriate solubility and the s-BPDA powder in an uneven state in which at least a part of the s-BPDA powder is not dissolved. By selectively dissolving in a solvent and separating and recovering undissolved s-BPDA powder with reduced coloring, the s-BPDA powder with reduced coloring can be easily obtained in high yield.

すなわち、ここで得られる混合液は、溶剤に、その溶解度を越える量のs−BPDA粉末を混合し、その一部は溶解するが、残りの粉末は未溶解の不均一な混合状態の混合液である。したがって、溶剤とs−BPDA粉末との混合割合は、s−BPDA粉末が、混合した混合液の温度における(好ましくは25℃における)溶解度を超える割合にすればよいが、好ましくは溶解度の2〜5000倍、より好ましくは5〜2000倍、さらに好ましくは5〜200倍、特に好ましくは5〜100倍程度の割合が好適である。少な過ぎると溶解して回収できない割合が高くなるので経済的ではなく、多過ぎると精製効果が不十分になることがある。   That is, the mixed liquid obtained here is mixed with a solvent in an amount exceeding the solubility of s-BPDA powder, a part of which is dissolved, but the remaining powder is an undissolved mixed liquid in a non-uniform mixed state. It is. Therefore, the mixing ratio of the solvent and the s-BPDA powder may be a ratio in which the s-BPDA powder exceeds the solubility at the temperature of the mixed liquid mixture (preferably at 25 ° C.). A ratio of about 5000 times, more preferably 5 to 2000 times, still more preferably 5 to 200 times, and particularly preferably about 5 to 100 times is suitable. If the amount is too small, the ratio of dissolution and recovery cannot be increased, which is not economical. If the amount is too large, the purification effect may be insufficient.

本発明の精製方法で、溶剤とs−BPDA粉末を混合する温度は、溶剤の沸点未満の比較的低温であることが好ましい。具体的には、150℃以下、好ましくは100℃以下、より好ましくは70℃未満であり、さらに好ましくは0〜50℃である。特に加熱処理しないで0〜50℃の室温で行うことが好ましい。加熱して高温にしたり還流したりすると、溶剤が反応したり、分解したり、酸化劣化して着色することがある。また高温では、s−BPDA粉末自身が酸化等により着色することもある。   In the purification method of the present invention, the temperature at which the solvent and the s-BPDA powder are mixed is preferably a relatively low temperature below the boiling point of the solvent. Specifically, it is 150 degrees C or less, Preferably it is 100 degrees C or less, More preferably, it is less than 70 degreeC, More preferably, it is 0-50 degreeC. It is particularly preferable to carry out at a room temperature of 0 to 50 ° C. without heat treatment. When heated to a high temperature or refluxed, the solvent may react, decompose, or oxidatively deteriorate and become colored. In addition, at high temperatures, the s-BPDA powder itself may be colored by oxidation or the like.

混合液は、好適には撹拌装置によって撹拌される。撹拌時間は、精製効果が十分に得られれば特に限定はない。本発明において、混合液中の溶液部分は必ずしも飽和状態である必要はなく、粉末の一部が溶解して着色が改善されればよい。また撹拌時間は、通常0.5〜6時間程度である。   The mixed solution is preferably stirred by a stirring device. The stirring time is not particularly limited as long as the purification effect is sufficiently obtained. In the present invention, the solution portion in the mixed solution is not necessarily saturated, and it is sufficient that a part of the powder is dissolved to improve the coloring. The stirring time is usually about 0.5 to 6 hours.

なお、本発明精製方法で用いる原料のs−BPDA粉末は、限定されるものではなく従来公知のものを好適に用いることができる。例えば特許文献1,2に記載されたs−BPDAの製造方法によって製造したものでもよく、それ以外の公知の製造方法によって製造したものでも構わない。精製後直ちに化学原料として好適に用いためには、純度が98質量%以上、好ましくは99質量%以上、より好ましくは99.5質量%以上のものが好適である。粒子径や粒子の形態についても特に限定はない。通常は粒子径が5mm以下、好ましくは1mm以下程度の粉末である。また、粉末の結晶性(結晶化度)には特に限定はない。   The raw material s-BPDA powder used in the purification method of the present invention is not limited, and conventionally known s-BPDA powder can be suitably used. For example, it may be manufactured by a method for manufacturing s-BPDA described in Patent Documents 1 and 2, or may be manufactured by other known manufacturing methods. In order to be suitably used as a chemical raw material immediately after purification, a material having a purity of 98% by mass or more, preferably 99% by mass or more, more preferably 99.5% by mass or more is suitable. There is no particular limitation on the particle diameter and the form of the particles. Usually, it is a powder having a particle diameter of 5 mm or less, preferably about 1 mm or less. Further, there is no particular limitation on the crystallinity (crystallinity) of the powder.

本発明の精製方法においては、好ましくは混合液を十分に撹拌した後で、混合液中の未溶解のs−BPDA粉末を溶剤と分離して回収する。この分離によって、着色原因は溶剤と共に分離され、着色が少ないs−BPDA粉末を好適に回収することができる。混合液から未溶解のs−BPDA粉末を分離回収する方法としては、常圧でのろ過、加圧ろ過、吸引ろ過、遠心ろ過など公知の方法を好適に利用できる。なお、分離工程は、混合液の混合・撹拌時とほぼ同じ温度条件下で行うことが好ましい。分離工程の温度が、混合液の混合・撹拌時の温度よりも低下すると、溶剤へ一旦溶解した着色原因物質が再度析出してs−BPDA粉末を着色させることがある。
分離回収されたs−BPDA粉末には、溶剤が付着し残存している。このため、好ましくは不活性雰囲気中で、熱風乾燥、加熱乾燥、真空乾燥などの公知の方法によって十分に乾燥することが好適である。なお、精製工程中に酸無水物の一部が開環反応を起こすことがある。その場合には、乾燥時の加熱等によって、閉環することが好ましい。
In the purification method of the present invention, preferably, the mixed solution is sufficiently stirred, and then the undissolved s-BPDA powder in the mixed solution is separated from the solvent and recovered. By this separation, the cause of coloring is separated together with the solvent, and the s-BPDA powder with little coloring can be suitably recovered. As a method for separating and recovering undissolved s-BPDA powder from the mixed solution, known methods such as filtration at normal pressure, pressure filtration, suction filtration, and centrifugal filtration can be suitably used. In addition, it is preferable to perform a isolation | separation process on the temperature conditions substantially the same as the time of mixing and stirring of a liquid mixture. When the temperature of the separation step is lower than the temperature at the time of mixing and stirring the mixed solution, the color-causing substance once dissolved in the solvent may be precipitated again to color the s-BPDA powder.
A solvent is adhered and remains on the separated and recovered s-BPDA powder. For this reason, it is preferable to dry sufficiently by a known method such as hot air drying, heat drying, vacuum drying, etc., preferably in an inert atmosphere. In addition, a part of the acid anhydride may cause a ring-opening reaction during the purification process. In that case, it is preferable to close the ring by heating or the like during drying.

本発明の精製方法においては、s−BPDAに対する25℃の溶解度が0.1g/100g以上の溶剤と、s−BPDA粉末とを、少なくとも一部のs−BPDA粉末が溶解していない不均一な状態で混合し、次いで混合液から未溶解のs−BPDA粉末を分離回収することによって得られたs−BPDAを、さらに昇華することが好ましい。
この昇華は、特別の条件下で行う必要はなく、従来公知の条件で好適に行うことができる。特許文献1,2で開示されているような、s−BPDA粉末を加熱溶融させた後、減圧下に250℃以上の高温で蒸発させ、その蒸気を冷却し結晶化する方法でも構わない。また加熱溶融せず、100〜250℃程度の比較的低温で昇華させることによっても、より着色が少ないs−BPDA結晶を好適に得ることができる。このs−BPDA結晶は、凝固していても、粉砕によって容易に粉末化できる。
In the purification method of the present invention, a solvent having a solubility in s-BPDA at 25 ° C. of 0.1 g / 100 g or more and s-BPDA powder are non-uniform in which at least a part of s-BPDA powder is not dissolved. It is preferable to further sublimate the s-BPDA obtained by mixing in the state and then separating and recovering the undissolved s-BPDA powder from the mixed solution.
This sublimation does not need to be performed under special conditions, and can be suitably performed under conventionally known conditions. As disclosed in Patent Documents 1 and 2, after heating and melting the s-BPDA powder, it may be evaporated at a high temperature of 250 ° C. or higher under reduced pressure, and the vapor may be cooled and crystallized. Moreover, the s-BPDA crystal | crystallization with less coloring can be obtained suitably also by sublimating at comparatively low temperature about 100-250 degreeC, without melt | dissolving by heating. Even if this s-BPDA crystal is solidified, it can be easily pulverized by pulverization.

本発明の精製方法によって、大掛かりな設備を必要とせず、温和な条件下簡便な操作による方法によって、着色の少ない3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を容易に得ることができる。得られるs−BPDA粉末は、2規定の水酸化ナトリウム水溶液に10質量%の濃度で溶解して得られた溶液に対する波長400nmの光透過率が75%を超えており、好ましくは80%以上である。   By the purification method of the present invention, a large amount of equipment is not required, and a 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder with little coloration can be easily obtained by a method by simple operation under mild conditions. Can be obtained. The obtained s-BPDA powder has a light transmittance at a wavelength of 400 nm of more than 75%, preferably 80% or more with respect to a solution obtained by dissolving it in a 2N aqueous sodium hydroxide solution at a concentration of 10% by mass. is there.

本発明の精製方法によって得られたs−BPDA粉末を用いることによって、透過性が良好な高性能光学材料用として好適に用いることができるポリイミドを容易に得ることができる。   By using the s-BPDA powder obtained by the purification method of the present invention, it is possible to easily obtain a polyimide that can be suitably used for a high-performance optical material having good permeability.

したがって、本発明は以下のポリイミド及びポリイミドの製造方法にも関する。すなわち、本発明のポリイミドは、テトラカルボン酸成分が、本発明の精製方法で分離回収した3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を含んで構成され、ジアミン成分が、脂肪族ジアミン類、脂環構造を有するジアミン類、及びハロゲン基、カルボニル基、スルホニル基のいずれかの置換基を有する芳香族ジアミン類からなる群から選択されたジアミン類で構成された、膜厚10μmのフィルムにしたときの400nmにおける光透過率が70%以上であることを特徴とするポリイミドである。   Therefore, this invention relates also to the manufacturing method of the following polyimide and a polyimide. That is, the polyimide of the present invention comprises a tetracarboxylic acid component containing 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder separated and recovered by the purification method of the present invention, and the diamine component is A film composed of a diamine selected from the group consisting of aliphatic diamines, diamines having an alicyclic structure, and aromatic diamines having a substituent of any one of a halogen group, a carbonyl group, and a sulfonyl group The polyimide is characterized in that the light transmittance at 400 nm when the film is 10 μm thick is 70% or more.

本発明のポリイミドにおいて、テトラカルボン酸成分は、本発明のs−BPDA粉末以外のテトラカルボン酸成分を、テトラカルボン酸成分の総モル量に対し、50%以下、好ましくは、25%以下、特に好ましくは、10%以下を用いてもよい。s−BPDA以外のテトラカルボン酸成分を用いることで、ポリイミド前駆体の溶解性が改善し、製造し易くなることがある。
本発明のs−BPDA粉末以外のテトラカルボン酸成分としては、特に限定はなく、通常のポリイミドに原料として採用されるテトラカルボン酸成分であればいずれでも構わないが、芳香族テトラカルボン酸二無水物が好ましい。その様なテトラカルボン酸二無水物としては、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、ピロメリット酸二無水物、オキシジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、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、m−ターフェニル−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、4,4’−(2,2−ヘキサフルオロイソプロピレン)ジフタル酸二無水物、2,2’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン類、1,4,5,8−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、(1,1’:3’,1”−ターフェニル)−3,3”,4,4”−テトラカルボン酸二無水物、4,4’−(ジメチルシラジイル)ジフタル酸二無水物、4,4’−(1,4−フェニレンビス(オキシ))ジフタル酸二無水物、など、より好ましくは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を好適に挙げることができる。
In the polyimide of the present invention, the tetracarboxylic acid component is a tetracarboxylic acid component other than the s-BPDA powder of the present invention, based on the total molar amount of the tetracarboxylic acid component, preferably 50% or less, preferably 25% or less. Preferably, 10% or less may be used. By using a tetracarboxylic acid component other than s-BPDA, the solubility of the polyimide precursor may be improved and the production may be facilitated.
The tetracarboxylic acid component other than the s-BPDA powder of the present invention is not particularly limited and may be any tetracarboxylic acid component that is employed as a raw material for a normal polyimide, but is aromatic tetracarboxylic dianhydride. Things are preferred. Examples of such tetracarboxylic dianhydrides include 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and pyromeritole. Acid dianhydride, oxydiphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, m- Terphenyl-3,3 ′, 4,4′-tetracarboxylic dianhydride, 4,4 ′-(2,2-hexafluoroisopropylene) diphthalic dianhydride, 2,2′-bis (3 4-dicarboxyphenyl) propanes, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, (1,1 ′: 3 ′, 1 "-terphenyl) -3,3", 4,4 "-teto Lacarboxylic acid dianhydride, 4,4 ′-(dimethylsiladiyl) diphthalic acid dianhydride, 4,4 ′-(1,4-phenylenebis (oxy)) diphthalic acid dianhydride, and the like, more preferably 2 2,2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 2,3,3', 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride can be preferably mentioned.

ジアミン成分は、脂肪族ジアミン類、脂環構造を有するジアミン類、及びハロゲン基、カルボニル基、スルホニル基のいずれかの置換基を有する芳香族ジアミン類(換言すれば置換基としてハロゲン基、カルボニル基、スルホニル基のいずれかを有する芳香族ジアミン類)からなる群から選択されるジアミン類を用いることができる。ここで、ジアミン類とは、ポリイミドの原料として通常採用されるジアミンやジイソシアネートなどのジアミン乃至ジアミン誘導体である。ジアミン誘導体は、反応性や生成物の溶解性付与の目的で、ジアミンをシリル化剤(アミド系シリル化剤など)と反応させたジアミン誘導体であってもよい。   The diamine component includes aliphatic diamines, diamines having an alicyclic structure, and aromatic diamines having any one of a halogen group, a carbonyl group, and a sulfonyl group (in other words, a halogen group, a carbonyl group as a substituent). And diamines selected from the group consisting of aromatic diamines having any of sulfonyl groups). Here, the diamine is a diamine or a diamine derivative such as diamine or diisocyanate which is usually employed as a raw material for polyimide. The diamine derivative may be a diamine derivative obtained by reacting a diamine with a silylating agent (such as an amide-based silylating agent) for the purpose of imparting reactivity or product solubility.

脂肪族ジアミン類としては、例えばジアミノブタン、ジアミノペンタン、ジアミノヘキサン、ジアミノヘプタン、ジアミノオクタン、ジアミノノナン、ジアミノデカン、ジアミノウンデカン、ジアミノドデカンなどの直鎖状および分枝状の脂肪族ジアミンおよびその誘導体を例示できる。   Examples of the aliphatic diamines include linear and branched aliphatic diamines such as diaminobutane, diaminopentane, diaminohexane, diaminoheptane, diaminooctane, diaminononane, diaminodecane, diaminoundecane, diaminododecane, and derivatives thereof. It can be illustrated.

脂環構造を有するジアミン類としては、例えば1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、3−メチル−1,4−ジアミノシクロヘキサン、3−メチル−、3−アミノメチル−、5,5−ジメチルシクロヘキシルアミン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス(4,4′−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(3,3′−メチル−4,4′−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(アミノメチル)ノルボルナン、ビス(アミノメチル)−トリシクロ〔5,2,1,0〕デカン、イソホロンジアミン、1,3−ジアミノアダマンタンなどの脂環構造を有するジアミンおよびその誘導体を例示できる。   Examples of the diamine having an alicyclic structure include 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 1,2-diaminocyclohexane, 3-methyl-1,4-diaminocyclohexane, 3-methyl-, 3- Aminomethyl-, 5,5-dimethylcyclohexylamine, 1,3-bisaminomethylcyclohexane, bis (4,4'-aminocyclohexyl) methane, bis (3,3'-methyl-4,4'-aminocyclohexyl) Examples include diamines having an alicyclic structure such as methane, bis (aminomethyl) norbornane, bis (aminomethyl) -tricyclo [5,2,1,0] decane, isophoronediamine, 1,3-diaminoadamantane, and derivatives thereof. .

ハロゲン基、カルボニル基、スルホニル基のいずれかの置換基を有する芳香族ジアミン類としては、例えば3,5−ジアミノベンゾトリフルオライド、2−(トリフルオロメチル)−1,4−フェニレンジアミン、 5−(トリフルオロメチル)−1,3−フェニレンジアミン、1,3 −ジアミノ−2,4,5,6−テトラフルオロベンゼン、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、2,2−ビス(3−アミノフェニル)1,1,1,3,3,3−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、4,4−ビス(トリフルオロメトキシ)ベンジジン、3,3’−ジアミノ−5,5’−トリフルオロメチルビフェニル、3,3’−ジアミノ−6,6’−トリフルオロメチルビフェニル、3,3’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン;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、4,4’−トリフルオロメチル−2,2’− ジアミノビフェニル、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3−ジクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,5,5’−ジクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)などのハロゲン基を有する芳香族ジアミンおよびその誘導体、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4−アミノフェニルー4−アミノベンゾエート、テレフタル酸ビス(4−アミノフェニル)エステル、ビフェニル−4,4’−ジカルボン酸ビス(4−アミノフェニル)1,4−ビス(4−アミノベンゾイルオキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノベンゾイルオキシ)ベンゼン、4,4’−ジアミノベンズアニライド、N,N−ビス(4−アミノフェニル)テレフタルアミド、N,N’−p−フェニレンビス(p−アミノベンズアミド)、N,N’−m−フェニレンビス(p−アミノベンズアミド)などのカルボニル基を有する芳香族ジアミンおよびその誘導体、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’−ジアミノー4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、O−トリジンスルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホンなどのスルホニル基を有する芳香族ジアミンおよびその誘導体を例示できる。   Examples of aromatic diamines having a substituent of any one of a halogen group, a carbonyl group and a sulfonyl group include 3,5-diaminobenzotrifluoride, 2- (trifluoromethyl) -1,4-phenylenediamine, 5- (Trifluoromethyl) -1,3-phenylenediamine, 1,3-diamino-2,4,5,6-tetrafluorobenzene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -hexafluoro Propane, 2,2-bis (3-aminophenyl) 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2′-bis- (4-aminophenyl) -hexafluoropropane, 4,4 -Bis (trifluoromethoxy) benzidine, 3,3'-diamino-5,5'-trifluoromethylbiphenyl, 3,3'-diamino-6,6 -Trifluoromethylbiphenyl, 3,3'-bis (trifluoromethyl) benzidine; 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4'-trifluoromethyl-2, 2'-diaminobiphenyl, 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl, 3,3-dichloro-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2 ', 5,5'- Aromatic diamines having halogen groups such as dichloro-4,4′-diaminobiphenyl and 4,4′-methylene-bis (2-chloroaniline) and derivatives thereof, 4,4′-diaminobenzophenone, 3,3′- Diaminobenzophenone, 4-aminophenyl-4-aminobenzoate, bis (4-aminophenyl) terephthalate, biphenyl- 4,4′-dicarboxylic acid bis (4-aminophenyl) 1,4-bis (4-aminobenzoyloxy) benzene, 1,3-bis (4-aminobenzoyloxy) benzene, 4,4′-diaminobenzani Carbonyls such as N, N-bis (4-aminophenyl) terephthalamide, N, N′-p-phenylenebis (p-aminobenzamide), N, N′-m-phenylenebis (p-aminobenzamide) Group-containing aromatic diamine and derivatives thereof, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 3,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxydiphenyl Sulfone, O-tolidine sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3- And aromatic diamines having a sulfonyl group such as aminophenoxy) phenyl] sulfone and derivatives thereof.

これらのジアミン類では、1,4−ジアミノシクロヘキサン、ビス(4,4′−アミノシクロヘキシル)メタン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホンおよびその誘導体は、得られるポリイミドの透明性と耐熱性が優れるためより好ましく、さらにトランス−1,4−ジアミノシクロヘキサンおよびその誘導体は、得られるポリイミドの熱線膨張係数が低いために特に好ましい。   Among these diamines, 1,4-diaminocyclohexane, bis (4,4′-aminocyclohexyl) methane, 2,2′-bis (trifluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl, 4,4′- Diaminodiphenylsulfone and its derivatives are more preferable because the resulting polyimide has excellent transparency and heat resistance, and trans-1,4-diaminocyclohexane and its derivatives are particularly preferable because the resulting polyimide has a low coefficient of thermal expansion. .

本発明のポリイミドは、膜厚10μmのフィルムにしたときの400nmにおける光透過率が80%以上であることを特徴とする。したがって、光学材料として好適に用いることができる。   The polyimide of the present invention is characterized by having a light transmittance of 80% or more at 400 nm when a film having a thickness of 10 μm is formed. Therefore, it can be suitably used as an optical material.

本発明のポリイミドの製造方法は、本発明の精製方法で分離回収した3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を含んで構成されたテトラカルボン酸成分と、脂肪族ジアミン類、脂環構造を有するジアミン類、及びハロゲン基、カルボニル基、スルホニル基のいずれかの置換基を有する芳香族ジアミン類からなる群から選択されたジアミン類で構成されたジアミン成分とを、重合イミド化することを特徴とする。
重合イミド化する方法や条件には特に限定はなく、従来のポリイミドの製造方法で採用される重合イミド化する方法や条件を好適に採用できるが、以下に説明するポリイミドの前駆体を経由する製造方法によって、より容易に製造することができる。
The polyimide production method of the present invention comprises a tetracarboxylic acid component comprising 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder separated and recovered by the purification method of the present invention, and an aliphatic group. A diamine component composed of a diamine, a diamine having an alicyclic structure, and a diamine selected from the group consisting of aromatic diamines having a substituent of any one of a halogen group, a carbonyl group, and a sulfonyl group, It is characterized by polymerization imidization.
The method and conditions for polymerization imidation are not particularly limited, and the method and conditions for polymerization imidization employed in conventional polyimide production methods can be suitably employed, but production via a polyimide precursor described below It can be manufactured more easily by the method.

1)ポリアミド酸
有機溶剤にジアミンを溶解し、この溶液に攪拌しながら、テトラカルボン酸二無水物を徐々に添加し、0〜100℃の範囲で1〜72時間攪拌することで、ポリイミド前駆体が得られる。
1) Polyamide acid A diamine is dissolved in an organic solvent, and tetracarboxylic dianhydride is gradually added to the solution while stirring. The polyimide precursor is stirred in a range of 0 to 100 ° C. for 1 to 72 hours. Is obtained.

2)ポリアミド酸シリルエステル
あらかじめ、ジアミンとシリル化剤を反応させ、シリル化されたジアミンを得る。必要に応じて、蒸留等によりシリル化されたジアミンの精製をおこなう。脱水された溶剤中にシリル化されたジアミンを溶解させ、攪拌しながら、テトラカルボン酸二無水物を徐々に添加し、0〜100℃の範囲で1〜72時間攪拌することで、ポリイミド前駆体が得られる。ここで用いるシリル化剤として、塩素を含有しないシリル化剤を用いると、シリル化されたジアミンを精製する必要がないので好適である。塩素原子を含まないシリル化剤としては、N,O-ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド、N,O-ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ヘキサメチルジシラザンが挙げられる。さらにフッ素原子を含まず低コストであることから、N,O-ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ヘキサメチルジシラザンが好ましい。また、ジアミンのシリル化反応には、反応を促進するために、ピリジン、ピペリジン、トリエチルアミンなどのアミン系触媒を用いることができる。この触媒はポリイミド前駆体の重合触媒として、そのまま使用することができる。
2) Polyamic acid silyl ester A diamine and a silylating agent are reacted in advance to obtain a silylated diamine. If necessary, the diamine silylated by distillation or the like is purified. A polyimide precursor is obtained by dissolving a silylated diamine in a dehydrated solvent, gradually adding tetracarboxylic dianhydride while stirring, and stirring in a range of 0 to 100 ° C. for 1 to 72 hours. Is obtained. If a silylating agent not containing chlorine is used as the silylating agent used here, it is not necessary to purify the silylated diamine, which is preferable. Examples of the silylating agent not containing a chlorine atom include N, O-bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide, N, O-bis (trimethylsilyl) acetamide, and hexamethyldisilazane. Further, N, O-bis (trimethylsilyl) acetamide and hexamethyldisilazane are preferred because they do not contain fluorine atoms and are low in cost. In addition, amine-based catalysts such as pyridine, piperidine and triethylamine can be used in the silylation reaction of diamine in order to accelerate the reaction. This catalyst can be used as it is as a polymerization catalyst for the polyimide precursor.

前記製造方法はいずれも有機溶媒中で好適に行われ、その結果としてポリイミド前駆体溶液組成物を容易に得ることができる。   Any of the above production methods is suitably performed in an organic solvent, and as a result, a polyimide precursor solution composition can be easily obtained.

これらの製造方法においては、いずれも、テトラカルボン酸成分とジアミン成分のモル比は、必要とするポリイミド前駆体の粘度により任意に設定できるが、好ましくは0.90〜1.10、より好ましくは0.95〜1.05である。   In any of these production methods, the molar ratio of the tetracarboxylic acid component and the diamine component can be arbitrarily set depending on the required viscosity of the polyimide precursor, preferably 0.90 to 1.10, more preferably 0.95 to 1.05.

前記製造方法で使用する有機溶媒は、具体的にはN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホオキシド等の非プロトン性溶媒が好ましいが、原料モノマーと生成するポリイミド前駆体が溶解すれば問題はなく使用できるので、特にその構造には限定されない。N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン等の環状エステル溶媒、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート溶媒、トリエチレングリコール等のグリコール系溶媒、m−クレゾール、p−クレゾール、3−クロロフェノール、4−クロロフェノール等のフェノール系溶媒、アセトフェノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルスルホキシドなどが好ましく採用される。さらに、その他の一般的な有機溶剤、即ちフェノール、0−クレゾール、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールメチルアセテート、エチルセロソルブ、プチルセロソルブ、2−メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、ジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロへキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、ブタノール、エタノール、キシレン、トルエン、クロルベンゼン、ターペン、ミネラルスピリット、石油ナフサ系溶媒なども使用できる。   Specifically, the organic solvent used in the production method is preferably an aprotic solvent such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide, etc. There is no problem as long as the monomer and the polyimide precursor to be produced are dissolved, and the structure is not particularly limited. Amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, γ-caprolactone, ε-caprolactone, α-methyl-γ -Cyclic ester solvents such as butyrolactone, carbonate solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate, glycol solvents such as triethylene glycol, phenol solvents such as m-cresol, p-cresol, 3-chlorophenol, 4-chlorophenol, Acetophenone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, sulfolane, dimethyl sulfoxide and the like are preferably employed. In addition, other common organic solvents such as phenol, 0-cresol, butyl acetate, ethyl acetate, isobutyl acetate, propylene glycol methyl acetate, ethyl cellosolve, ptyl cellosolve, 2-methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, Tetrahydrofuran, dimethoxyethane, diethoxyethane, dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone, butanol, ethanol, xylene, toluene, chlorobenzene, terpene, mineral spirit, Petroleum naphtha solvents can also be used.

本発明において、ポリイミド前駆体溶液組成物には、必要に応じて、化学イミド化剤(無水酢酸などの酸無水物や、ピリジン、イソキノリンなどのアミン化合物)、酸化防止剤、フィラー、染料、無機顔料、シランカップリング剤、難燃材、消泡剤、レベリング剤、レオロジーコントロール剤(流動補助剤)、剥離剤などを添加することができる。   In the present invention, the polyimide precursor solution composition may contain a chemical imidizing agent (an acid anhydride such as acetic anhydride or an amine compound such as pyridine or isoquinoline), an antioxidant, a filler, a dye, an inorganic as necessary. Pigments, silane coupling agents, flame retardants, antifoaming agents, leveling agents, rheology control agents (flow aids), release agents and the like can be added.

本発明のポリイミドは、ポリイミド前駆体を脱水閉環反応(イミド化反応)することで製造することができる。イミド化の方法は特に限定されず、公知の熱イミド化、化学イミド化方法を適用することができる。得られるポリイミドの形態は、フィルム、ポリイミド積層体、粉末、ビーズ、成型体、発泡体およびワニスなどを好適に挙げることができる。   The polyimide of the present invention can be produced by subjecting a polyimide precursor to a dehydration ring-closing reaction (imidation reaction). The imidization method is not particularly limited, and known thermal imidization and chemical imidization methods can be applied. The form of the obtained polyimide can mention a film, a polyimide laminated body, a powder, a bead, a molded object, a foam, a varnish, etc. suitably.

以下例として、ポリイミド/基板積層体、及びポリイミドフィルムの製造方法について述べる。
例えばセラミック(ガラス、シリコン、アルミナ)、金属(銅、アルミニウム、ステンレス)、耐熱プラスチックフィルム(ポリイミド)などの基板に、ポリイミド前駆体溶液組成物を流延し、真空中、窒素等の不活性ガス中、あるいは空気中で、熱風もしくは赤外線を用い、20〜180℃、好ましくは20〜150℃で乾燥する。次に得られたポリイミド前駆体を基板上で、もしくはポリイミド前駆体(フィルム)を剥離し、そのフィルム端部を固定した状態で、真空中、窒素等の不活性ガス中、あるいは空気中で、熱風もしくは赤外線を用い、200〜500℃、より好ましくは250〜450℃で加熱することでポリイミド/基板積層体、もしくはポリイミドフィルムを製造することができる。得られるポリイミドが酸化劣化するのを防ぐため、イミド化は真空中あるいは不活性ガス中で行うことが望ましい。イミド化温度が高すぎなければ空気中で行なっても差し支えない。
As an example, a polyimide / substrate laminate and a method for producing a polyimide film will be described below.
For example, a polyimide precursor solution composition is cast on a substrate such as ceramic (glass, silicon, alumina), metal (copper, aluminum, stainless steel), heat-resistant plastic film (polyimide), and an inert gas such as nitrogen in a vacuum. It is dried at 20 to 180 ° C., preferably 20 to 150 ° C. using hot air or infrared rays in the air or in the air. Next, the obtained polyimide precursor is peeled off on the substrate or the polyimide precursor (film), and the film end is fixed, in vacuum, in an inert gas such as nitrogen, or in air, A polyimide / substrate laminate or a polyimide film can be produced by heating at 200 to 500 ° C., more preferably 250 to 450 ° C., using hot air or infrared rays. In order to prevent the resulting polyimide from being oxidized and deteriorated, it is desirable to perform imidization in a vacuum or in an inert gas. If the imidization temperature is not too high, it may be carried out in air.

またイミド化反応は、前記のような熱処理に代えて、ポリイミド前駆体をピリジンやトリエチルアミン等の3級アミン存在下、無水酢酸等の脱水環化試薬を含有する溶液に浸漬することによって行うことも可能である。また、これらの脱水環化試薬をあらかじめ、ポリイミド前駆体溶液組成物中に投入・攪拌し、それを基板上に流延・乾燥することで、部分的にイミド化したポリイミド前駆体を作製することもでき、これを更に前記のようにして熱処理することでもポリイミド/基板積層体、もしくはポリイミドフィルムを得ることができる。   The imidation reaction may be performed by immersing the polyimide precursor in a solution containing a dehydrating cyclization reagent such as acetic anhydride in the presence of a tertiary amine such as pyridine or triethylamine instead of the heat treatment as described above. Is possible. In addition, a partially imidized polyimide precursor is prepared by previously charging and stirring these dehydrating cyclization reagents in a polyimide precursor solution composition, and casting and drying it on a substrate. It is also possible to obtain a polyimide / substrate laminate or a polyimide film by further heat-treating it as described above.

このポリイミドフィルムやポリイミド/基板積層体は、ポリイミドの表面にセラミック薄膜もしくは金属薄膜を形成されるなどして、材料として透明性が要求される、例えばディスプレイ用透明基材、タッチパネル用透明基材、太陽電池用透明基板として好適に用いることができる。   This polyimide film or polyimide / substrate laminate is required to have transparency as a material by forming a ceramic thin film or metal thin film on the surface of the polyimide, for example, a transparent substrate for display, a transparent substrate for touch panel, It can be suitably used as a transparent substrate for solar cells.

以下、実施例によって本発明を更に説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be further described by way of examples. In addition, this invention is not limited to a following example.

以下の各例で使用した原材料は、次のとおりである。
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA):宇部興産株式会社製 純度99.9%(開環後した3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸のHPLC分析で求めた純度)、酸無水化率 99.8%
2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下、a−BPDAと略記することがある):宇部興産株式会社製 純度99.6%(開環後した2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸のHPLC分析で求めた純度)、酸無水化率 99.5%をアセトンにて洗浄したものを使用
2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下、i−BPDAと略記することがある):CHANGZHOU WEIJIA CHEMICAL株式会社製 純度 99.9%(開環後した2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸のHPLC分析で求めた純度)、酸無水化率 99%をNMPにて洗浄したものを使用
各溶剤:和光純薬株式会社製 特級もしくは1級相当品
2N 水酸化ナトリウム水溶液:東京化成株式会社製 水酸化ナトリウム水溶液
トランス−1,4−ジアミノシクロヘキサン(以下、t−DACHと略記することがある)):ZHEJIANG TAIZHOU QINGQUAN MEDICAL & CHEMICAL株式会社製 純度 99.1%(GC分析)を昇華精製したものを使用
The raw materials used in the following examples are as follows.
3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (s-BPDA): Ube Industries, Ltd. purity 99.9% (3,3 ′, 4,4′-biphenyltetra after ring opening) Purity determined by HPLC analysis of carboxylic acid), acid anhydride rate 99.8%
2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (hereinafter sometimes abbreviated as a-BPDA): Ube Industries, Ltd., purity 99.6% (after ring opening, 2,3 Purity obtained by HPLC analysis of 3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid), acid anhydride rate 99.5% washed with acetone 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic acid Dianhydride (hereinafter sometimes abbreviated as i-BPDA): CHANGZHOU WEIJIA CHEMICAL Co., Ltd. Purity 99.9% (HPLC analysis of 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic acid after ring opening) The purity obtained in step 1) and acid anhydride ratio 99% washed with NMP are used. Solvent: Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Special grade or first grade equivalent 2N sodium hydroxide aqueous solution: Tokyo Kasei Co., Ltd. sodium hydroxide Aqueous solution , 4-diaminocyclohexane (hereinafter, sometimes abbreviated as t-DACH)): used after sublimation purification ZHEJIANG TAIZHOU QINGQUAN MEDICAL & CHEMICAL Co., Ltd. Purity 99.1% a (GC analysis)

以下の各例において評価は次の方法で行った。 In each of the following examples, the evaluation was performed by the following method.

3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末の評価
[25℃のs−BPDAの溶解度]
ガラス製容器に純度99.9%、酸無水化率99.8%のs−BPDA粉末 5.0g、溶剤 50.0gを仕込み、25℃で3時間、十分に攪拌した。溶け残ったs−BPDAをアドバンテック製ろ紙5Aを用いてろ別し、s−BPDA飽和溶液を得た。s−BPDA飽和溶液5gをアルミ製シャーレに入れ、80℃で1時間、200℃で1時間加熱した。加熱後残分より飽和溶液中に含まれていたs−BPDAの質量を求め、溶解度を算出した。
[光透過率]
所定量のs−BPDA粉末を2N水酸化ナトリウム水溶液に溶解し、10質量%溶液を得た。大塚電子製MCPD−300、光路長1cmの標準セルを用いて、2N水酸化ナトリウム水溶液をブランクとし、s−BPDA溶液の400nmにおける光透過率を測定した。
Evaluation of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder
[Solubility of s-BPDA at 25 ° C]
A glass container was charged with 5.0 g of s-BPDA powder having a purity of 99.9% and an acid anhydride ratio of 99.8%, and 50.0 g of a solvent, and sufficiently stirred at 25 ° C. for 3 hours. The undissolved s-BPDA was filtered using Advantech filter paper 5A to obtain a s-BPDA saturated solution. 5 g of s-BPDA saturated solution was placed in an aluminum petri dish and heated at 80 ° C. for 1 hour and 200 ° C. for 1 hour. The mass of s-BPDA contained in the saturated solution was determined from the residue after heating, and the solubility was calculated.
[Light transmittance]
A predetermined amount of s-BPDA powder was dissolved in 2N aqueous sodium hydroxide solution to obtain a 10% by mass solution. Using a MCPD-300 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. and a standard cell with an optical path length of 1 cm, a 2N sodium hydroxide aqueous solution was used as a blank, and the light transmittance at 400 nm of the s-BPDA solution was measured.

ポリイミド前駆体、ポリイミドの評価
[対数粘度]
0.5g/dLのポリイミド前駆体 N,N−ジメチルアセトアミド溶液を、ウベローデ粘度計を用いて、30℃で測定した。
[光透過率(ポリイミド前駆体)]
10質量%のポリイミド前駆体/N,N−ジメチルアセトアミド溶液を、大塚電子製MCPD−300を用いて、光路長1cmの標準セルで測定した。N,N−ジメチルアセトアミドをブランクとし、10質量%のポリイミド前駆体/N,N−ジメチルアセトアミド溶液の400nmにおける光透過率を求めた。
[光透過率(ポリイミド)]
大塚電子製MCPD−300を用いて、膜厚約10μmのポリイミド膜の400nmにおける光透過率を測定した。
[弾性率、破断伸度]
ポリイミド膜をIEC450規格のダンベル形状に打ち抜いて試験片とし、ORIENTEC社製TENSILONを用いて、チャック間 30mm、引張速度 2mm/minで、初期の弾性率、破断伸度を測定した。
[熱膨張係数(CTE)]
ポリイミド膜を幅4mmの短冊状に切り取って試験片とし、島津製作所製TMA−50を用い、チャック間長15mm、荷重2g、昇温速度20℃/minで300℃まで昇温した。得られたTMA曲線から、50℃から200℃までの平均熱膨張係数を求めた。
Evaluation of polyimide precursor and polyimide
[Logarithmic viscosity]
A 0.5 g / dL polyimide precursor N, N-dimethylacetamide solution was measured at 30 ° C. using an Ubbelohde viscometer.
[Light transmittance (polyimide precursor)]
A 10% by mass polyimide precursor / N, N-dimethylacetamide solution was measured with a standard cell having an optical path length of 1 cm using MCPD-300 manufactured by Otsuka Electronics. Using N, N-dimethylacetamide as a blank, the light transmittance at 400 nm of a 10% by mass polyimide precursor / N, N-dimethylacetamide solution was determined.
[Light transmittance (polyimide)]
The light transmittance at 400 nm of a polyimide film having a film thickness of about 10 μm was measured using MCPD-300 manufactured by Otsuka Electronics.
[Elastic modulus, elongation at break]
The polyimide film was punched into an IEC450 standard dumbbell shape as a test piece, and the initial elastic modulus and elongation at break were measured at 30 mm between chucks and a tensile speed of 2 mm / min using TENILON manufactured by ORIENTEC.
[Coefficient of thermal expansion (CTE)]
The polyimide film was cut into a strip shape having a width of 4 mm to obtain a test piece, and the temperature was raised to 300 ° C. at a chuck length of 15 mm, a load of 2 g, and a heating rate of 20 ° C./min using TMA-50 manufactured by Shimadzu Corporation. From the obtained TMA curve, the average coefficient of thermal expansion from 50 ° C. to 200 ° C. was determined.

〔実施例1〕
ガラス製容器に未精製のs−BPDA 10.0g、溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド 10.0gを仕込み、25℃で3時間、十分に攪拌した。溶液をろ別し、得られた固体を100℃ 2時間真空乾燥し、s−BPDA粉末を得た。なお、収量は、9.7gであった。
得られたs−BPDA粉末の評価結果を表1に示す。
[Example 1]
10.0 g of unpurified s-BPDA and 10.0 g of N, N-dimethylformamide as a solvent were placed in a glass container, and the mixture was sufficiently stirred at 25 ° C. for 3 hours. The solution was filtered off, and the obtained solid was vacuum-dried at 100 ° C. for 2 hours to obtain s-BPDA powder. The yield was 9.7 g.
The evaluation results of the obtained s-BPDA powder are shown in Table 1.

〔実施例2〜7〕
溶媒を表1記載の溶剤へ変更した以外は、実施例1と同様にして、s−BPDA粉末を得た。なお、収量は、9.6g(実施例2)、9.4g(実施例3)、9.5g(実施例4)、9.6g(実施例5)、9.7g(実施例6)、9.6g(実施例7)であった。
得られたs−BPDA粉末の評価結果を表1に示す。
[Examples 2 to 7]
Except having changed the solvent into the solvent of Table 1, it carried out similarly to Example 1, and obtained s-BPDA powder. The yields were 9.6 g (Example 2), 9.4 g (Example 3), 9.5 g (Example 4), 9.6 g (Example 5), 9.7 g (Example 6), It was 9.6 g (Example 7).
The evaluation results of the obtained s-BPDA powder are shown in Table 1.

〔実施例8〕
ガラス製容器にs−BPDA 20.0g、溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン 200gを仕込み、25℃で3時間、十分に攪拌した。溶液をろ別し、得られた固体を100℃ 2時間真空乾燥したてs−BPDA粉末を得た。収量は、15.2gであった。
このs−BPDA粉末 5.0gをガラス製昇華装置に仕込み、1Torr以下に減圧し、s−BPDA粉末が接している壁下面の温度を200〜220℃に加熱してs−BPDAを昇華させ、昇華装置の上部に設けられた25℃に温調された壁面に冷却固化したs−BPDA結晶粉末を得た。収量は、3.1gであった。
得られたs−BPDA粉末の評価結果を表1に示す。
Example 8
A glass container was charged with 20.0 g of s-BPDA and 200 g of N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent, and sufficiently stirred at 25 ° C. for 3 hours. The solution was filtered, and the obtained solid was vacuum-dried at 100 ° C. for 2 hours to obtain s-BPDA powder. The yield was 15.2g.
5.0 g of this s-BPDA powder is charged into a glass sublimation apparatus, the pressure is reduced to 1 Torr or less, and the temperature of the wall lower surface in contact with the s-BPDA powder is heated to 200 to 220 ° C. to sublimate s-BPDA An s-BPDA crystal powder that was cooled and solidified on the wall surface adjusted to 25 ° C. provided at the top of the sublimation apparatus was obtained. The yield was 3.1 g.
The evaluation results of the obtained s-BPDA powder are shown in Table 1.

〔比較例1〕
精製等の処理を行っていないs−BPDA粉末の評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
Table 1 shows the evaluation results of the s-BPDA powder not subjected to treatment such as purification.

〔比較例2〜3〕
溶媒を表1記載の溶剤へ変更した以外は、実施例1と同様にして、s−BPDA粉末を得た。なお、収量は、9.7g(比較例2)、9.7g(比較例3)であった。
得られたs−BPDA粉末の評価結果を表1に示す。
[Comparative Examples 2-3]
Except having changed the solvent into the solvent of Table 1, it carried out similarly to Example 1, and obtained s-BPDA powder. The yields were 9.7 g (Comparative Example 2) and 9.7 g (Comparative Example 3).
The evaluation results of the obtained s-BPDA powder are shown in Table 1.

〔比較例4〕
精製等の処理を行っていないs−BPDA粉末 5.0gをガラス製昇華装置に仕込み、実施例8と同様にして昇華を行った。収量は、4.4gであった。
得られたs−BPDA粉末の評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 4]
5.0 g of s-BPDA powder not subjected to purification or other treatment was charged into a glass sublimation apparatus, and sublimation was performed in the same manner as in Example 8. The yield was 4.4g.
The evaluation results of the obtained s-BPDA powder are shown in Table 1.

〔比較例5〕
ガラス製容器にs−BPDA粉末 5.0g、無水酢酸 200gを仕込み、加熱還流し、3時間攪拌し溶解した。この時、溶液が黄色に着色した。25℃まで冷却し析出させた。溶液をろ別し、得られた固体を100℃ 2時間真空乾燥してs−BPDA粉末を得た。収量は、4.2gであった。
得られたs−BPDA粉末の評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 5]
A glass container was charged with 5.0 g of s-BPDA powder and 200 g of acetic anhydride, heated to reflux, and stirred for 3 hours to dissolve. At this time, the solution was colored yellow. It cooled to 25 degreeC and precipitated. The solution was filtered off, and the obtained solid was vacuum-dried at 100 ° C. for 2 hours to obtain s-BPDA powder. The yield was 4.2g.
The evaluation results of the obtained s-BPDA powder are shown in Table 1.

Figure 0005834574
Figure 0005834574

表1に示した結果から分かるとおり、本発明の着色性が低減したs−BPDAは、2規定の水酸化ナトリウム水溶液に10質量%の濃度で溶解して得られた溶液に対する波長400nmの光透過率が75%を超えており、好ましくは80%以上である。   As can be seen from the results shown in Table 1, the s-BPDA with reduced colorability according to the present invention is capable of transmitting light having a wavelength of 400 nm with respect to a solution obtained by dissolving 10% by mass in a 2N aqueous sodium hydroxide solution. The rate is over 75%, preferably 80% or more.

以下では、テトラカルボン酸成分が、本発明の精製方法で分離回収したs−BPDAを含んで構成され、ジアミン成分が脂肪族ジアミン類、脂環構造を有するジアミン類、及びハロゲン基、カルボニル基、スルホニル基のいずれかの置換基を有する芳香族ジアミン類からなる群から選択されて構成されたポリイミドについて、実施例によって説明する。   In the following, the tetracarboxylic acid component is composed of s-BPDA separated and recovered by the purification method of the present invention, and the diamine component is an aliphatic diamine, a diamine having an alicyclic structure, a halogen group, a carbonyl group, Examples of polyimides selected from the group consisting of aromatic diamines having any substituent of a sulfonyl group will be described with reference to examples.

〔実施例9〕
反応容器中にトランス−1,4−ジアミノシクロヘキサン(t−DACH) 1.40g(0.0122モル)を入れ、モレキュラーシーブを用いて脱水したN,N−ジメチルアセトアミド 28.4gに溶解した。この溶液を50℃に加熱し、実施例3で得られたs−BPDA粉末 3.50g(0.0119モル)と、a−BPDA粉末 0.09g(0.0003モル)とを徐々に加えた。50℃で6時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
得られたポリイミド前駆体溶液をガラス基板に塗布し、窒素雰囲気下120℃で1時間、150℃で30分間、200℃で30分間、350℃まで昇温して5分間、加熱して熱的にイミド化を行い、無色透明なポリイミド/ガラス積層体を得た。次いで、得られたポリイミド/ガラス積層体を水に浸漬した後剥離し、膜厚が10μmのポリイミドフィルムを得た。
フィルムの特性を測定した結果を表2に示す。
Example 9
1.40 g (0.0122 mol) of trans-1,4-diaminocyclohexane (t-DACH) was put in a reaction vessel, and dissolved in 28.4 g of N, N-dimethylacetamide dehydrated using a molecular sieve. This solution was heated to 50 ° C., and 3.50 g (0.0119 mol) of s-BPDA powder obtained in Example 3 and 0.09 g (0.0003 mol) of a-BPDA powder were gradually added. . The mixture was stirred at 50 ° C. for 6 hours to obtain a uniform and viscous polyimide precursor solution.
The obtained polyimide precursor solution was applied to a glass substrate and heated under a nitrogen atmosphere at 120 ° C. for 1 hour, 150 ° C. for 30 minutes, 200 ° C. for 30 minutes, raised to 350 ° C. and heated for 5 minutes. Was imidized to obtain a colorless and transparent polyimide / glass laminate. Next, the obtained polyimide / glass laminate was immersed in water and then peeled to obtain a polyimide film having a thickness of 10 μm.
Table 2 shows the results of measuring the characteristics of the film.

〔実施例10〕
表2に記載した酸成分を用いた以外は、実施例9と同様にして、ポリイミド前駆体溶液及び、ポリイミドフィルムを得た。
フィルムの特性を測定した結果を表2に示す。
Example 10
Except having used the acid component described in Table 2, it carried out similarly to Example 9, and obtained the polyimide precursor solution and the polyimide film.
Table 2 shows the results of measuring the characteristics of the film.

〔比較例6〕
比較例1の精製をおこなっていないs−BPDA粉末をテトラカルボン酸成分として用いた以外は、実施例9と同様にして、ポリイミド前駆体溶液及び、ポリイミドフィルムを得た。
フィルムの特性を測定した結果を表2に示す。
[Comparative Example 6]
A polyimide precursor solution and a polyimide film were obtained in the same manner as in Example 9 except that the s-BPDA powder that was not purified in Comparative Example 1 was used as the tetracarboxylic acid component.
Table 2 shows the results of measuring the characteristics of the film.

Figure 0005834574
Figure 0005834574

表2から明らかなように、本発明の精製方法で分離回収したs−BPDAを用いることによって、得られるポリイミドの東海製が改善され、膜厚10μmのフィルムにしたときの400nmにおける光透過率が80%以上にすることができる。   As is apparent from Table 2, by using s-BPDA separated and recovered by the purification method of the present invention, Tokai made polyimide is improved, and the light transmittance at 400 nm when a film having a film thickness of 10 μm is obtained. It can be 80% or more.

本発明によって、大掛かりな設備を必要とせず、温和な条件下簡便な操作による方法によって、着色の少ない3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を容易に得ることができる精製方法を提供することができる。また、本発明の精製方法によって得られた着色の少ない3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を用いて、透過性が良好な高性能光学材料用、特にフレキシブルなディスプレイやタッチパネルなどの表示装置において透明性基材用として好適に用いることができるポリイミドを提供することができる。   According to the present invention, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder with little coloration can be easily obtained by a method by simple operation under mild conditions without requiring large-scale equipment. Possible purification methods can be provided. Further, the 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder with little coloration obtained by the purification method of the present invention is used for a high-performance optical material having good transparency, particularly flexible. A polyimide that can be suitably used for a transparent substrate in a display device such as a display or a touch panel can be provided.

Claims (7)

3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物に対する25℃の溶解度が0.1g/100g以上の溶剤と、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末とを、少なくとも一部の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末が溶解していない不均一な状態で混合し、次いで混合液から未溶解の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を分離回収することを特徴とする3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物二無水物粉末の精製方法。   A solvent having a solubility at 25 ° C. in 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride of 0.1 g / 100 g or more, and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride The powder is mixed in an inhomogeneous state in which at least a portion of the 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder is not dissolved, and then undissolved 3,3 ′ from the mixture. A method for purifying 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride dianhydride powder, which comprises separating and recovering 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder. 溶剤の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物に対する25℃の溶解度が、1g/100g以上であることを特徴とする請求項1に記載の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末の精製方法。   The 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride has a solubility at 25 ° C. of 1 g / 100 g or more in the solvent of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride. A method for purifying 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder. 溶剤が、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルー2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドンであることを特徴とする請求項1または2に記載の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末の精製方法。   The 3,3 'according to claim 1 or 2, wherein the solvent is N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone. , 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder purification method. 分離回収した3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を2規定の水酸化ナトリウム水溶液に10質量%の濃度で溶解した溶液に対する波長400nm、光路長1cmの光透過率が75%以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末の精製方法。   Light transmittance of a wavelength of 400 nm and an optical path length of 1 cm with respect to a solution obtained by dissolving the separated and recovered 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder in a 2N aqueous sodium hydroxide solution at a concentration of 10% by mass. The method for purifying 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder according to any one of claims 1 to 3, wherein the ratio is 75% or more. 分離回収した3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を、さらに昇華することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末の精製方法。   The 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder separated and recovered is further sublimated, and 3,3 ′, 4,4 according to any one of claims 1 to 4 Purification method of '-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder. 請求項1〜5のいずれかの精製方法を用いた3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末の製造方法 A method for producing 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder using the purification method according to claim 1 . 請求項1〜5のいずれかの精製方法で分離回収した3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物粉末を含んで構成されたテトラカルボン酸成分と、脂肪族ジアミン類、脂環構造を有するジアミン類、及びハロゲン基、カルボニル基、スルホニル基のいずれかの置換基を有する芳香族ジアミン類からなる群から選択されたジアミン類で構成されたジアミン成分とを、重合イミド化することを特徴とするポリイミドの製造方法。   A tetracarboxylic acid component comprising the 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder separated and recovered by the purification method according to claim 1, an aliphatic diamine, Polymerization imidization of diamines having an alicyclic structure and diamine components composed of diamines selected from the group consisting of aromatic diamines having a substituent of any one of a halogen group, a carbonyl group and a sulfonyl group A method for producing polyimide, comprising:
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