JP6082390B2 - ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリイミドフィルム、ポリイミド金属積層体およびポリイミド溶液 - Google Patents

ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリイミドフィルム、ポリイミド金属積層体およびポリイミド溶液 Download PDF

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Description

本発明は、金属層または接着剤との接着性に優れ、かつ耐熱性が改良されたポリイミドフィルム、ポリイミドフィルムを得るためのポリイミド前駆体、ポリイミド、およびポリイミド金属積層体、並びにコーティング材料用途等において有用なポリイミド溶液に関する。
ポリイミドフィルムは、耐熱性、耐薬品性、機械的強度、電気特性、寸法安定性などに優れていることから、電気・電子デバイス分野、半導体分野などの分野で広く使用されている。例えば、フレキシブルプリント配線板(FPC)としては、ポリイミドフィルムの片面または両面に銅箔を積層してなる銅張り積層基板が使用されている。
ポリイミドフィルムは、一般にポリイミドフィルムに金属蒸着やスパッタリングなどの乾式めっきにより金属層を設けた場合またはポリイミドフィルムに無電解めっきなどの湿式めっきにより金属層を設けた場合に、十分に剥離強度の大きい積層体が得られないことがある。
また、ポリイミドの多く、特に芳香族基を主として含む高耐熱性ポリイミドの多くは、有機溶媒に不溶である。そのため、高耐熱性ポリイミドフィルムを形成するには、ポリアミック酸等の完全ポリイミド化前のポリイミド前駆体溶液を使用して、自己支持性フィルム(ゲルフィルムと呼ばれることもある)を形成し、これを加熱してイミド化を完了することで行われている。可溶性ポリイミドも知られているが、現在まで知られている可溶性ポリイミドは一般に耐熱性が低いものが多く、耐熱性が比較的高いポリイミドは組成が限られている。
特許文献1には、トリアジン系ジアミンを用いたポリイミドが記載され、ポリイミド溶液を金属箔に塗布した例が記載されている。さらにトリアジン系ジアミンを用いた例としては、特許文献2には、トリアジン系ジアミンを用いた末端変性イミドオリゴマーが開示され、特許文献3には、トリアジン系ジアミンを用いた高分子電解質が開示されている。また、特許文献4には、トリアジン環に結合した2つのNH基に対して、ベンゼン環のパラ位に2つのアミノ基(−NH)が存在するトリアジン系ジアミン(以下「p−ATDA」ということがある)を用いたポリイミドが記載されている。さらに、特許文献5には、トリアジン系ジアミンを用いたポリイミドフィルムと金属箔との積層体が、接着性、密着性に優れていることが記載されている。
米国特許第3803075号公報 特開2009−263570号公報 特開2009−87763号公報 特開2010−31102号公報 WO2011/099555号公報
本発明の主要な1態様は、トリアジン系ジアミンを用いたポリイミドの性能をさらに改良するためになされたものである。即ち、本発明の1態様の目的は、接着剤との接着性および/または金属層との密着性に優れ、かつ耐熱性がさらに改善されたポリイミドフィルムを得るためのポリイミド前駆体および前記ポリイミド前駆体を使用したポリイミド、並びに前記ポリイミドを使用したポリイミドフィルムを提供することである。
さらに本発明の異なる態様の目的は、ポリイミドフィルムと接着剤との積層体、ポリイミドフィルムに直接または接着剤層を介して金属箔を積層したポリイミド金属積層を提供することである。
また、前述のとおり、現在まで知られている可溶性ポリイミドは、組成、特性が限られたものであるため、種々の用途に対して充分に対応するには限界があった。従って、新規なポリイミド溶液を提供することは、保護膜、絶縁膜、コーティング剤等の分野において、特性の改善が期待され、また新規用途の広がりも期待されるため、技術的な意義が大きいと思われる。
従って、本発明の主要な1態様の目的は、特性に優れたポリイミドの被膜形成が可能なポリイミド溶液を提供することである。
本発明の態様は、大別して2つのグループに分けられる。
本発明の主要な1態様は、下記一般式(AI):
Figure 0006082390
(式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基であり、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数3〜9のアルキルシリル基である。)
で表される構造単位を有するポリイミド前駆体であって、
前記一般式(AI)中の基Bとして、下記式(AB1):
Figure 0006082390
(式中、Rは水素原子、炭素数1〜6の脂肪族アルキル基、または芳香族基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
で表されるトリアジン部分構造を含むこと
を特徴とするポリイミド前駆体に関する。
また、本発明の異なる主要な1態様は、下記一般式(BII):
Figure 0006082390
(式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基である。)
で表される構造単位を有するポリイミドが、有機溶媒中に溶解しているポリイミド溶液であって、
前記ポリイミドが、前記一般式(BII)中の基Bとして、下記式(BB1):
Figure 0006082390
(式中、RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
で表されるトリアジン部分構造を含むこと
を特徴とするポリイミド溶液に関する。
本発明の1つの態様によれば、接着剤との接着性および/または金属層との密着性に優れ、かつ耐熱性がさらに改善されたポリイミドフィルムを得るためのポリイミド前駆体および前記ポリイミド前駆体を使用したポリイミド、並びに前記ポリイミドを使用したポリイミドフィルムを提供することができる。
また、本発明の1つの態様によれば、特性に優れたポリイミドの被膜形成が可能なポリイミドを与えるポリイミド溶液を提供することができる。
本発明は、大別して2つのグループに分けられ、それぞれパートAの発明およびパートBの発明と呼ぶ。以下に、パートAの発明とパートBの発明に分けて説明する。
<<< パートA >>>
パートAの発明は、以下の事項に関する。
1. 下記一般式(AI):
Figure 0006082390
(式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基であり、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数3〜9のアルキルシリル基である。)
で表される構造単位を有するポリイミド前駆体であって、
前記一般式(AI)中の基Bとして、下記式(AB1):
Figure 0006082390
(式中、Rは水素原子、炭素数1〜6の脂肪族アルキル基、または芳香族基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
で表されるトリアジン部分構造を含むこと
を特徴とするポリイミド前駆体。
2. 前記一般式(AI)中の基Aとして、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸無水物および3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物から選ばれる化合物から、2つのカルボン酸無水物基を除いた4価の残基を含む上記1に記載のポリイミド前駆体。
3. 前記一般式(AI)中の基Aとして、ピロメリット酸二無水物から、2つのカルボン酸無水物基を除いた4価の残基を含む上記1に記載のポリイミド前駆体。
4. 前記一般式(AI)中の基Bとして、一般式(AB1)で表されるトリアジン部分構造を10〜100モル%の範囲で含む上記1〜3のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体。
5. 上記1〜4のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体から得られる下記一般式(AII):
Figure 0006082390
(式中、AおよびBは上記と同じである。)
で表される構造単位を有するポリイミド。
6. 上記5記載のポリイミドを含むポリイミドフィルム。
7. 上記6記載のポリイミドフィルムに直接または接着剤を介して金属層が積層されてなるポリイミド金属積層体。
8. テトラカルボン酸二無水物成分と、一般式(AB2)で表されるトリアジン化合物を含むジアミン成分とを有機溶媒中で反応させた後、有機溶媒を除去することにより固体状のポリイミドを得た後、固体状のポリイミドを有機溶媒に溶解し、得られたポリイミド溶液を支持体上に流延または塗布し、80〜150℃以下の温度で加熱するポリイミドフィルムの製造方法。
Figure 0006082390
9. テトラカルボン酸二無水物成分と、一般式(AB2)で表されるトリアジン化合物を含むジアミン成分とを有機溶媒中で反応させた後、有機溶媒を除去することにより固体状のポリイミドを得た後、固体状のポリイミドを有機溶媒に溶解し、得られたポリイミド溶液を支持体上に流延または塗布し、280〜350℃以下の温度で加熱するポリイミドフィルムの製造方法。
Figure 0006082390
パートAの発明によれば、接着剤との接着性および/または金属層との密着性に優れ、かつ耐熱性がさらに改善されたポリイミドフィルムを得るためのポリイミド前駆体および前記ポリイミド前駆体を使用したポリイミド、並びに前記ポリイミドを使用したポリイミドフィルムを提供することができる。
さらにパートAの発明の1つの態様によれば、ポリイミドフィルムと接着剤との積層体、ポリイミドフィルムに直接または接着剤層を介して金属箔を積層したポリイミド金属積層を提供することができる。
<<パートAの発明の実施形態>>
以下、パートAの発明の実施形態について詳述する。
ポリイミド前駆体(ポリアミック酸)は、下記一般式(AI):
Figure 0006082390
(式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基であり、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数3〜9のアルキルシリル基である。)
で表される構造単位を有する。基Aは、テトラカルボン酸から4つのCOOH基を除いた残基(即ち、テトラカルボン酸二無水物から2つのカルボン酸無水物基(CO)Oを除いた残基)であり、基Bはジアミンから2つのNH基を除いた残基である。式(AI)において、Rは好ましくは、水素原子、炭素数3〜9のアルキルシリル基等である。
前記ポリイミド前駆体から得られるポリイミドは、下記一般式(AII):
Figure 0006082390
(式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基である。)
で表される構造単位を有する。基Aは、テトラカルボン酸から4つのCOOH基を除いた残基(即ち、テトラカルボン酸二無水物から2つのカルボン酸無水物基(CO)Oを除いた残基)であり、基Bはジアミンから2つのNH基を除いた残基である。以下、ポリイミド製造の反応に使用されるテトラカルボン酸およびその二無水物をテトラカルボン酸成分、ジアミン類をジアミン成分という。一般式(AI)および一般式(AII)中の基Aおよび基Bは、それぞれテトラカルボン酸成分、ジアミン成分に由来して、ポリイミド構造中に含まれるものである。
パートAの発明のポリイミド前駆体およびポリイミドは、前記一般式(AI)および一般式(AII)中の基Bとして、下記式(AB1):
Figure 0006082390
(式中、Rは水素原子、炭素数1〜6の脂肪族アルキル基、または芳香族基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
で表されるトリアジン部分構造を含む。ポリイミド前駆体およびポリイミドに含まれる基Bの中で、式(AB1)で表される基の割合は、0を超え100モル%まで、好ましくは5〜100モル%、さらに好ましくは10〜100モル%である。
式(AB1)の構造は、ジアミン成分として使用される、2,4−ビス(アミノアニリノ)−6−置換アミノ−1,3,5−トリアジンに由来して、ポリイミド前駆体およびポリイミド中に導入される。式(AB1)の構造の詳細は、後述するジアミン成分の説明から明らかである。
式(AB1)において、Rの脂肪族アルキル基は、好ましくは、炭素数1〜3であり、Rの芳香族基は、好ましくは炭素数6〜12であり、より好ましくはフェニル基、ナフチル基またはビフェニル基である。Rは、好ましくは水素原子、および炭素数1〜3のアルキル基である。式(AB1)において、Rは、好ましくは水素原子またはメチル基であり、より好ましくは水素原子である。
パートAの発明のポリイミド前駆体は、ハンドリングの観点から溶液の形態であることが好ましい。また、パートAの発明のポリイミドは、フィルム、粉体、溶液等、所望の形態であることができるが、以下、ポリイミドフィルムの製造を例に説明する。
ポリイミドフィルムは、熱イミド化および/または化学イミド化により得られるものであり、テトラカルボン酸成分とジアミン成分とを複数含む場合には、ランダム共重合していても、ブロック共重合していてもよく、またはこれらが併用されていてもよい。
ポリイミドフィルムの厚みは特に限定されるものではないが、5〜120μm、好ましくは6〜75μm、さらに好ましくは7〜60μmである。
ポリイミドフィルムの製造方法の例を概略的に示すと、
(1)ポリアミック酸溶液、またはポリアミック酸溶液に必要に応じてイミド化触媒、脱水剤、離型助剤、無機微粒子などを選択して加えたポリアミック酸溶液組成物をフィルム状に支持体上に流延し、加熱乾燥して自己支持性フィルムを得た後、加熱により脱水環化、脱溶媒することによりポリイミドフィルムを得る方法;
(2)ポリアミック酸溶液に環化触媒および脱水剤を加え、さらに必要に応じて無機微粒子などを選択して加えたポリアミック酸溶液組成物をフィルム状に支持体上に流延し、化学的に脱水環化させて、必要に応じて加熱乾燥して自己支持性フィルムを得た後、これを加熱により脱溶媒、イミド化することによりポリイミドフィルムを得る方法;
(3)ポリイミドが有機溶媒に可溶の場合、離型助剤、無機微粒子などを選択して加えたポリイミド溶液組成物をフィルム状に支持体上に流延し、加熱乾燥などにより一部または全部の溶媒を除去した後、最高加熱温度に加熱することによりポリイミドフィルムを得る方法;
(4)ポリイミドが有機溶媒に可溶の場合、離型助剤、無機微粒子などを選択して加えたポリイミド溶液組成物をフィルム状に支持体上に流延し、加熱により溶媒を除去しながら最高加熱温度に加熱することによりポリイミドフィルムを得る方法、
が挙げられる。
上記製造方法において、自己支持性フィルムを得た後、加熱処理工程において、加熱する。加熱温度としては、加熱最高温度を300℃以上、350℃以上、さらに450℃以上で行うことが好ましい。これにより、熱処理後の剥離強度が優れる。
上記製造方法において、最高加熱温度で加熱する場合、支持体上で行ってもよく、支持体上から剥がしておこなってもよい。
ポリイミドフィルムはポリイミド前駆体(ポリアミック酸)より製造することが好ましい。
以下にポリイミド前駆体およびポリイミドに使用される原料と共に、製造方法を説明する。
<テトラカルボン酸成分、ジアミン成分>
テトラカルボン酸成分を構成するテトラカルボン酸二無水物は、芳香族系または脂肪族系のものが使用できる。
芳香族系のテトラカルボン酸二無水物の具体例としては、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)、ピロメリット酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、ジフェニルスルホン−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルフィド二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物(別名:4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物)、2,3,3’,4’−ベンゾフェノン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、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、p−ビフェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、m−ターフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、p−ターフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ビフェニル二無水物、2,2−ビス〔(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕プロパン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレン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リデン)ジフタル酸二無水物などを挙げることができる。これらは単独でも、2種以上を混合して用いることもできる。用いるテトラカルボン酸二無水物は、所望の特性などに応じて適宜選択することができる。
脂肪族系のテトラカルボン酸二無水物としては、脂環式のテトラカルボン酸二無水物を好適に用いることができる。脂環式のテトラカルボン酸二無水物の具体例としては、以下のもの及びそれらの誘導体などが挙げられる。
(1S,2R,4S,5R)−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、
(シス、シス、シス−1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物)、
(1S,2S,4R,5R)−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、
(1R,2S,4S,5R)−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、
ビシクロ[2.2.2]オクタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、
ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、
4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−テトラリン−1,2−ジカルボン酸無水物、
テトラヒドロフラン−2,3,4,5−テトラカルボン酸二無水物、
ビシクロ−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、
1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、
1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物 (以下「CBDA」ということがある)、
1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、
1,4−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、
1,2,3,4−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、
ペンタシクロ[8.2.1.14,7.02,9.03,8]テトラデカン−5,6,11,12−テトラカルボン酸二無水物、
5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、
シクロヘキサ−1−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6− テトラカルボン酸二無水物。
これらの脂環式テトラカルボン酸二無水物等は、単独で又は2種以上を併用することができる。
テトラカルボン酸成分は、少なくとも,3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、4,4’−オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物(6FDA)、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(DSDA)から選ばれる酸二無水物を含むことが好ましい
パートAの発明の好ましい1実施形態において、テトラカルボン酸成分は、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)、4,4’−オキシジフタル酸二無水物(ODPA)および3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)から選ばれる酸二無水物を含むことが好ましい。これらの酸二無水物を、式(AB2)で示した2,4−ビス(アミノアニリノ)−6−ヒドロキシフェニル置換アミノ−1,3,5−トリアジンと組み合わせて使用した場合、従来のトリアジン系ジアミンを使用した場合に比べて、窒素中で加熱した場合の10%重量減少温度が高いポリイミドが得られるとともに、ガラス転移温度が大きく上昇したポリイミドが得られる。
この実施形態において、s−BPDA、ODPAおよびBTDAから選ばれる酸二無水物を、テトラカルボン酸成分100モル%中に、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、特に好ましくは75モル%以上含む。
パートAの発明の異なる好ましい1実施形態において、テトラカルボン酸成分は、ピロメリット酸二無水物(PMDA)を含むことが好ましい。PMDAを式(AB2)で示した2,4−ビス(アミノアニリノ)−6−ヒドロキシフェニル置換アミノ−1,3,5−トリアジンと組み合わせて使用した場合、従来のトリアジン系ジアミンを使用した場合に比べて、有機溶媒に対する溶解性が向上する。
この実施形態では、テトラカルボン酸成分100モル%中に、PMDAを好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、特に好ましくは75モル%以上含む。
一般式(AI)および一般式(AII)中の基Aの例、好ましい構造は、上記のテトラカルボン酸二無水物からカルボン酸無水物基(CO)Oを除いた4価の残基に対応し、その割合は、上記のテトラカルボン酸成分の記載に対応する。
ジアミン成分は、一般式(AB2)で表されるジアミン化合物を含む。
Figure 0006082390
式中、Rは水素原子、炭素数1〜6の脂肪族アルキル基、または芳香族基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。Rの脂肪族アルキル基は、好ましくは、炭素数1〜3であり、Rの芳香族基は、好ましくは炭素数6〜12であり、より好ましくはフェニル基、ナフチル基またはビフェニル基である。Rは、好ましくは水素原子、および炭素数1〜3のアルキル基である。式(AB2)において、Rは、好ましくは水素原子またはメチル基であり、より好ましくは水素原子である。
一般式(AB2)で表されるジアミン化合物では、トリアジン環に結合した2つのNH基に接続するアミノアニリノ基(N−置換または無置換)は特に限定されないが、4−アミノアニリノ(パラ位)または3−アミノアニリノ(メタ位)が好ましい。また、ヒドロキシフェニル基におけるOH基の置換位置は、特に限定されないが、オルト位またはパラ位が好ましい。
一般式(AB2)で示されるジアミン化合物としては、具体的には、2,4−ビス(4−アミノアニリノ)−6−(4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3−アミノアニリノ)−6−(4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(4−アミノアニリノ)−6−(N−メチル−4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3−アミノアニリノ)−6−(N−メチル−4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(4−アミノアニリノ)−6−(2−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3−アミノアニリノ)−6−(2−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(4−アミノアニリノ)−6−(N−メチル−2−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン、および2,4−ビス(3−アミノアニリノ)−6−(N−メチル−2−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン等を挙げることができる。
ジアミン成分は、一般式(AB2)で表されるジアミン化合物以外に、ポリイミドの製造に一般的に使用されるジアミン化合物を含有してもよい。具体例としては、
1)パラフェニレンジアミン(1,4−ジアミノベンゼン;PPD)、1,3−ジアミノベンゼン、2,4−トルエンジアミン、2,5−トルエンジアミン、2,6−トルエンジアミンなどのベンゼン核1つのジアミン、
2)4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルなどのジアミノジフェニルエーテル類、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジメチル−4,4’−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’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ビス(4−アミノフェニル)スルフィド、4,4’−ジアミノベンズアニリド、3,3’−ジクロロベンジジン、3,3’−ジメチルベンジジン、2,2’−ジメチルベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、2,2’−ジメトキシベンジジン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、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’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジクロロベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−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、2,2−ビス(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)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)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホキシド、3,4’−ジアミノジフェニルスルホキシド、4,4’−ジアミノジフェニルスルホキシドなどのベンゼン核2つのジアミン、
3)1,3−ビス(3−アミノフェニル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェニル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−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)−4−トリフルオロメチルベンゼン、3,3’−ジアミノ−4−(4−フェニル)フェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジ(4−フェニルフェノキシ)ベンゾフェノン、1,3−ビス(3−アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,3−ビス〔2−(4−アミノフェニル)イソプロピル〕ベンゼン、1,4−ビス〔2−(3−アミノフェニル)イソプロピル〕ベンゼン、1,4−ビス〔2−(4−アミノフェニル)イソプロピル〕ベンゼンなどのベンゼン核3つのジアミン、
4)3,3’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、3,3’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔3−(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、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、2,2−ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)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〔3−(4−アミノフェノキシ)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−(3−アミノフェノキシ)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−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンなどのベンゼン核4つのジアミン、
などを挙げることができる。これらは単独でも、2種以上を混合して用いることもできる。用いるジアミンは、所望の特性などに応じて適宜選択することができる。
ジアミン成分は、下記一般式(C)で表されるトリアジン系ジアミン化合物を含有してもよい。
Figure 0006082390
(式中、R21は水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、R22は水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示す。)
具体的には、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ベンジルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ナフチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ビフェニルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ジフェニルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ジベンジルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ジナフチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−N−メチルアニリノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−N−メチルナフチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−メチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−エチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ジメチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ジエチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ジブチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−アミノ−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。
パートAの発明においては、一般式(AB2)で示されるジアミン化合物は、全ジアミン成分(=100モル%)中、0を超え100モル%以下、好ましくは5〜100モル%、さらに好ましくは10〜100モル%、好ましくは15〜100モル%、より好ましくは17〜100モル%の量で使用され、特定の実施形態においては25〜100モル%の量で使用することも好ましい。
一般式(AB2)で示されるジアミン化合物以外のジアミン類を使用するときは、好ましくはパラフェニレンジアミン(PPD)およびジアミノジフェニルエーテル類から選ばれるジアミン化合物を、より好ましくはPPD、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよび3,4’−ジアミノジフェニルエーテルから選ばれる1種以上の化合物を、特に好ましくはPPDを含む。これにより得られるポリイミドフィルムは、機械的特性などに優れる。
一般式(AI)中の基Bの例、好ましい構造は、上記のジアミン類からNHを除いた2価の残基に対応し、その割合は、上記のジアミン成分の記載に対応する。
パートAの発明のポリイミドは、特許文献2に示されるような−SOH、−COOHおよび−POからなる群から選択される少なくとも1種のプロトン伝導性官能基を含まないことが優れた耐熱性を有するために好ましい。
<ポリイミド前駆体の調製>
ポリイミド前駆体(ポリアミック酸)は、テトラカルボン酸成分とジアミン成分とを反応させて得ることができ、例えば略等モル量を、有機溶媒中で反応させてポリアミック酸の溶液(均一な溶液状態が保たれていれば一部がイミド化されていてもよい)を得ることができる。また、予めどちらかの成分が過剰である2種類以上のポリアミック酸を合成しておき、各ポリアミック酸溶液を一緒にした後、反応条件下で混合してもよい。このようにして得られたポリアミック酸溶液はそのまま、あるいは必要であれば溶媒を除去または加えて、自己支持性フィルムの製造に使用することができる。
得られるポリイミドが有機溶媒に可溶の場合は、テトラカルボン酸成分とジアミン成分とを反応させてポリイミドを得ることができる。例えば略等モル量を、有機溶媒中で反応させてポリイミド溶液を得ることができる。また、予めどちらかの成分が過剰である2種類以上のポリイミドを合成しておき、各ポリイミド溶液を一緒にした後、反応条件下で混合してもよい。
ポリアミック酸溶液またはポリイミド溶液の有機溶媒としては、公知の溶媒を用いることができ、例えばN−メチル−2−ピロリドン、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,N−ジエチルアセトアミドなどが挙げられる。これらの有機溶媒は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリアミック酸とポリイミドの重合反応を実施するに際して、有機極性溶媒中の全モノマーの濃度は、使用する目的や製造する目的に応じて適宜選択すればよく、例えば、有機極性溶媒中の全モノマーの濃度が、5質量%〜30質量%、さらに15質量%〜27質量%、特に18質量%〜26質量%であることが好ましい。
ポリアミック酸の製造例の一例として、前記の芳香族テトラカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分との重合反応は、例えば、それぞれを実質的に等モル或いはどちらかの成分(酸成分、或いはジアミン成分)を少し過剰にして混合し、反応温度100℃以下、好ましくは80℃以下にて約0.2〜60時間反応させることにより実施して、ポリアミック酸溶液を得ることができる。
ポリイミドの製造例の一例として、前記の芳香族テトラカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分との重合反応は、例えば、それぞれを実質的に等モル或いはどちらかの成分(酸成分、或いはジアミン成分)を少し過剰にして混合し、公知の方法でポリイミド溶液を得ることができ、例えば反応温度140℃以上、好ましくは160℃以上(好ましくは250℃以下、さらに230℃以下)にて約1〜60時間反応させることによりポリイミド溶液を得ることができる。
ポリアミック酸溶液には、熱イミド化であれば必要に応じて、イミド化触媒、有機リン含有化合物、無機微粒子などを加えてもよい。ポリアミック酸溶液には、化学イミド化であれば必要に応じて、環化触媒および脱水剤、無機微粒子などを加えてもよい。ポリイミド溶液には、有機リン含有化合物、無機微粒子などを加えてもよい。また、無機微粒子の代わりに、有機溶媒に不溶なポリイミド微粒子を用いることもできる。
イミド化触媒としては、置換もしくは非置換の含窒素複素環化合物、該含窒素複素環化合物のN−オキシド化合物、置換もしくは非置換のアミノ酸化合物、ヒドロキシル基を有する芳香族炭化水素化合物または芳香族複素環状化合物が挙げられ、特に1,2−ジメチルイミダゾール、N−メチルイミダゾール、N−ベンジル−2−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、5−メチルベンズイミダゾールなどの低級アルキルイミダゾール、N−ベンジル−2−メチルイミダゾールなどのベンズイミダゾール、イソキノリン、3,5−ジメチルピリジン、3,4−ジメチルピリジン、2,5−ジメチルピリジン、2,4−ジメチルピリジン、4−n−プロピルピリジンなどの置換ピリジンなどを好適に使用することができる。イミド化触媒の使用量は、ポリアミド酸のアミド酸単位に対して0.01〜2倍当量、特に0.02〜1倍当量程度であることが好ましい。イミド化触媒を使用することによって、得られるポリイミドフィルムの物性、特に伸びや端裂抵抗が向上することがある。
有機リン含有化合物としては、例えば、モノカプロイルリン酸エステル、モノオクチルリン酸エステル、モノラウリルリン酸エステル、モノミリスチルリン酸エステル、モノセチルリン酸エステル、モノステアリルリン酸エステル、トリエチレングリコールモノトリデシルエーテルのモノリン酸エステル、テトラエチレングリコールモノラウリルエーテルのモノリン酸エステル、ジエチレングリコールモノステアリルエーテルのモノリン酸エステル、ジカプロイルリン酸エステル、ジオクチルリン酸エステル、ジカプリルリン酸エステル、ジラウリルリン酸エステル、ジミリスチルリン酸エステル、ジセチルリン酸エステル、ジステアリルリン酸エステル、テトラエチレングリコールモノネオペンチルエーテルのジリン酸エステル、トリエチレングリコールモノトリデシルエーテルのジリン酸エステル、テトラエチレングリコールモノラウリルエーテルのジリン酸エステル、ジエチレングリコールモノステアリルエーテルのジリン酸エステル等のリン酸エステルや、これらリン酸エステルのアミン塩が挙げられる。アミンとしてはアンモニア、モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノプロピルアミン、モノブチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。
環化触媒としては、トリメチルアミン、トリエチレンジアミンなどの脂肪族第3級アミン、ジメチルアニリンなどの芳香族第3級アミン、およびイソキノリン、ピリジン、α−ピコリン、β−ピコリンなどの複素環第3級アミンなどが挙げられる。
脱水剤としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸などの脂肪族カルボン酸無水物、および無水安息香酸などの芳香族カルボン酸無水物などが挙げられる。
無機微粒子としては、微粒子状の二酸化チタン粉末、二酸化ケイ素(シリカ)粉末、酸化マグネシウム粉末、酸化アルミニウム(アルミナ)粉末、酸化亜鉛粉末などの無機酸化物粉末、微粒子状の窒化ケイ素粉末、窒化チタン粉末などの無機窒化物粉末、炭化ケイ素粉末などの無機炭化物粉末、および微粒子状の炭酸カルシウム粉末、硫酸カルシウム粉末、硫酸バリウム粉末などの無機塩粉末を挙げることができる。これらの無機微粒子は二種以上を組合せて使用してもよい。これらの無機微粒子を均一に分散させるために、それ自体公知の手段を適用することができる。
また、式(AI)において、Rが、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数アルキルシリル基である構造単位を含むポリイミド前駆体を製造するには、例えば上述のようにポリアミック酸を製造した後、エステル化剤と反応させてエステル化を行うか、または公知のシリル化剤と反応させてシリル化反応を行って製造することができる。
<ポリアミック酸溶液の自己支持性フィルムの製造>
ポリアミック酸溶液の自己支持性フィルムは、ポリアミック酸溶液を支持体上に流延塗布し、自己支持性となる程度(通常のキュア工程前の段階を意味する)、例えば支持体上より剥離することができる程度にまで加熱して製造される。
パートAの発明において用いるポリアミック酸溶液の固形分濃度は、製造に適した粘度範囲となる濃度であれば特に限定されないが、通常、5質量%〜30質量%が好ましく、15質量%〜27質量%がより好ましく、18質量%〜26質量%がさらに好ましい。
自己支持性フィルム作製時の加熱温度および加熱時間は適宜決めることができ、熱イミド化では、例えば、温度50〜180℃で1〜60分間程度加熱すればよい。
支持体としては、ポリアミック酸溶液をキャストできるものであれば特に限定されないが、平滑な基材を用いることが好ましく、例えばガラス基板や、ステンレスなどの金属製のドラムやベルトなどが使用される。
自己支持性フィルムは、支持体上より剥離することができる程度にまで溶媒が除去され、および/またはイミド化されていれば特に限定されないが、熱イミド化では、その加熱減量が20〜50質量%の範囲にあることが好ましく、加熱減量が20〜50質量%の範囲で且つイミド化率が7〜55%の範囲にあると、自己支持性フィルムの力学的性質が十分となる。
ここで、自己支持性フィルムの加熱減量とは、自己支持性フィルムの質量W1とキュア後のフィルムの質量W2とから次式によって求めた値である。
加熱減量(質量%)={(W1−W2)/W1}×100
また、部分的にイミド化された自己支持性フィルムのイミド化率は、自己支持性フィルムと、そのフルキュア品(ポリイミドフィルム)のIRスペクトルをATR法で測定し、振動帯ピーク面積または高さの比を利用して算出することができる。振動帯ピークとしては、イミドカルボニル基の対称伸縮振動帯やベンゼン環骨格伸縮振動帯などを利用する。より具体的には、自己支持性フィルムと、そのフルキュアフィルム(ポリイミドフィルム)のFT−IRスペクトルを、日本分光製FT/IR6100を用いて、Geクリスタル、入射角45°の多重反射ATR法で測定し、1775cm−1のイミドカルボニル基の非対称伸縮振動のピーク高さと1515cm−1の芳香環の炭素−炭素対称伸縮振動のピーク高さの比を用いて、次式(1)によりイミド化率を算出できる。
イミド化率(%)={(X1/X2)/(Y1/Y2)}×100 (1)
但し、
X1:自己支持性フィルムの1775cm−1のピーク高さ、
X2:自己支持性フィルムの1515cm−1のピーク高さ、
Y1:フルキュアフィルムの1775cm−1のピーク高さ、
Y2:フルキュアフィルムの1515cm−1のピーク高さ、とする。
<加熱処理(イミド化)工程>
次いで、自己支持性フィルムを加熱処理してポリイミドフィルムを得る。加熱処理工程において、最高加熱温度が、好ましくは300℃以上、350℃以上、より好ましくは450℃以上、さらに好ましくは470℃以上となるように加熱する。加熱温度の上限はポリイミドフィルムの特性が低下しない温度であれば良く、好ましくは600℃以下、より好ましくは550℃以下、さらに好ましくは530℃以下、特に好ましくは520℃以下である。
加熱処理の一例としては、次のような形態が挙げられる。最初に約100℃〜350℃未満の温度においてポリマーのイミド化および溶媒の蒸発・除去を約0.05〜5時間、特に0.1〜3時間で徐々に行うことが適当である。特に、この加熱処理は段階的に、約100℃〜約170℃の比較的低い温度で約0.5〜30分間第一次加熱処理し、次いで170℃を超えて220℃以下の温度で約0.5〜30分間第二次加熱処理して、その後、220℃を越えて350℃未満の高温で約0.5〜30分間第三次加熱処理することが好ましい。さらに、350℃以上から600℃以下の高い温度で第四次高温加熱処理することが好ましい。また、この加熱プロセスは逐次的にも連続的にも行うことができる。
自己支持性フィルムの加熱処理(イミド化)は、支持体上で行ってもよく、支持体上から剥がしておこなってもよい。工業的に製造する場合、加熱処理の際、自己支持性フィルムを支持体上から剥がし、キュア炉中においてピンテンタ、クリップ、枠などで、少なくとも長尺の自己支持性フィルムの長手方向に直角の方向、すなわちフィルムの幅方向の両端縁を固定し、必要に応じて幅方向、または長さ方向に拡縮して加熱処理を行なうことができる。
上述のようにして、得られたポリイミドフィルムは、さらに、サンドブラスト処理、コロナ処理、プラズマ処理、エッチング処理などを行っても良い。
<ポリイミド溶液からのポリイミドフィルムの製造>
前記のポリイミド前駆体の調製の項で説明したように、ポリイミドが可溶性である場合には、有機溶媒中でイミド化まで進行させて、ポリイミドが溶解した溶液を得ることができる。得られたポリイミド溶液を、そのままフィルムの製造に使用することもできるが、一旦、ポリイミドを固体で取得し、再度適当な溶媒に溶解させて、所望の溶媒および濃度を有するポリイミド溶液を得ることも好ましい。ポリイミドを溶液から固体で取得するには、ポリイミドに対する貧溶媒中に投入してポリイミドを析出させる方法等が好ましい。
再溶解するために使用される有機溶媒は、例えばN−メチル−2−ピロリドン、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,N−ジエチルアセトアミドなどが挙げられる。
得られたポリイミド溶液を、支持体上に塗布し、例えば50〜450℃、より好ましくは55℃〜400℃、さらに好ましくは60℃〜350℃で加熱して溶媒を除去することで、ポリイミドフィルムを得ることができる。また、加熱時間は、例えば0.05〜20時間、好ましくは0.1〜15時間である。さらに、加熱処理は段階的に、50℃〜100℃の比較的低い温度で約1〜10時間第一次加熱処理し、次いで100℃を超えて150℃以下の温度で約0.5〜10時間第二次加熱処理して、その後、150℃を越えて350℃以下の高温で約0.5〜10時間第三次加熱処理し、350℃を越えて450℃以下の高温で約0.5〜10時間第四次加熱処理することが好ましい。また、この加熱プロセスは逐次的にも連続的にも行うことができ、必要に応じて真空下でも行うことができる。
パートAの発明の1つの実施形態においては、150℃以下、好ましくは80℃〜150℃の温度で加熱して溶媒を除去することが好ましい。これにより、有機溶媒に対する溶解性、特にレジスト材料の現像液として用いられているTMAH水溶液にも非常に高い溶解性を示すポリイミドを得ることができる。
また、パートAの発明の別の実施形態においては、200℃以上、好ましくは280℃〜350℃の温度で加熱して溶媒を除去することが好ましい。これにより、比較的有機溶媒に溶け難い耐溶剤性に優れたポリイミドを得ることができる。
このように、乾燥温度を適切に制御することにより、目的に応じたポリイミドを得ることができる。
<ポリイミド積層体およびポリイミド金属積層体>
パートAの発明のポリイミドフィルムは、金属箔等の基材や接着剤等の材料との接着性に優れている。このため、パートAの発明のポリイミドフィルムと接着剤層が積層されたポリイミド積層体や、後述するポリイミド金属積層体とすることができる。
ポリイミド金属積層体の製造方法としては、(1)ポリイミドフィルムと基材(例えば、金属箔)とを、直接または接着剤を介して、加圧または加熱加圧して積層する方法、(2)ポリイミドフィルム上に湿式法(メッキ)または乾式法(真空蒸着、スパッタリング等のメタライジング)により金属層を直接形成する方法、(3)金属箔等の基材上に、前述のポリアミック酸溶液またはポリイミド溶液を塗布し、乾燥・イミド化(ポリイミド溶液のときは乾燥)する方法、等が挙げられる。
以上のように、パートAの発明のポリイミドフィルム、ポリイミド金属積層体(接着剤層を介してフィルムと金属層が積層された積層体、フィルム上に直接金属層が形成された積層体の両方を含む)およびポリイミド積層体は、プリント配線板、フレキシブルプリント基板、TAB用テープ、COF用テープあるいは金属配線など、また、金属配線、ICチップなどのチップ部材などのカバー基材、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレー、電子ペーパー、太陽電池などのベース基材等の電子部品や電子機器類の素材として用いることができる。
<一般式(AB2)の化合物の製造方法>
一般式(AB2)において、アミノアニリノ基がパラ位にある化合物、即ち2,4-ビス(4−アミノアニリノ)−6−置換アミノ−1,3,5−トリアジンは、6−置換アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジハライドに、過剰のパラフェニレンジアミンを反応させることにより得ることができる。R=H以外の化合物も類似の方法により合成できる。
アミノアニリノ基がメタ位にある化合物、即ち2,4-ビス(3−アミノアニリノ)−6−置換アミノ−1,3,5−トリアジン等は、次のようにして合成することができる。以下、R=Hの場合を示すが、それ以外の化合物も類似の方法により合成できる。
まず、下の反応スキームで示されるように、ハロゲン化シアヌルとアミノ化合物(NHR)とを反応させて、一般式(AB3)で表される6−置換アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジハライドを合成する。
Figure 0006082390
式中、Xはハロゲン原子であり、好ましくは、Cl、BrまたはIである。また、R、Rは、一般式(AB2)について、定義されたとおり、Rは水素原子またはメチル基を示し、Rはヒドロキシフェニル基である。使用される塩基(base)としては、例えば炭酸ナトリウムなどが挙げられる。反応温度は、例えば0〜5℃である。
次に、下の反応スキームで示されるように、一般式(AB3)で表される6−置換アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジハライドと3−ニトロアニリンとを溶媒中、還流下で反応させて、一般式(AB4)で表される2,4−ビス−(3−ニトロアニリノ)−6−置換アミノ−1,3,5−トリアジン(AB4)を合成する。
Figure 0006082390
式中、X、RおよびRは、前で述べたものと同じである。
上記二つの反応は、一般に、塩基の存在下、溶媒中で行われることが好ましい。使用される塩基は、特に限定されず、一般的な無機塩基が使用され、例えば、炭酸ナトリウム等を挙げることができる。
使用される溶媒も、特に限定されず、例えばジオキサン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒;トルエン、ベンゼン等の炭化水素系の溶媒;N,Nージメチルホルムアミド,N,Nージメチルアセトアミド,Nーメチルー2ーピロリドン等のアミド系溶媒等の一般的な溶媒を使用することができる。
次に、得られた2,4−ビス−(3−ニトロアニリノ)−6−置換アミノ−1,3,5−トリアジン(AB4)を、還元して、ニトロ基をアミノ基に変換して、2,4-ビス(3−アミノアニリノ)−6−置換アミノ−1,3,5−トリアジン(AB2)を合成する。
Figure 0006082390
還元反応としては、公知の方法を採用することができるが、上記のスキームに示すように、溶媒中、適宜加熱しながら、例えば、適当な触媒の存在下、水素添加することで行うことができる。触媒としてはカーボン担持パラジウム等の公知のものを使用することができる。還元温度は、例えば60〜80℃である。
<<< パートB >>>
次に、パートBの発明について説明する。パートBの発明は、以下の事項に関する。
1. 下記一般式(BII):
Figure 0006082390
(式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基である。)
で表される構造単位を有するポリイミドが、有機溶媒中に溶解しているポリイミド溶液であって、
前記ポリイミドが、前記一般式(BII)中の基Bとして、下記式(BB1):
Figure 0006082390
(式中、RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
で表されるトリアジン部分構造を含むこと
を特徴とするポリイミド溶液。
2. 前記ポリイミドが、前記一般式(BII)中の基Bとして、RおよびRが、フェニル基であるトリアジン部分構造を含むことを特徴とする上記1に記載のポリイミド溶液。
3. 前記ポリイミドが、前記一般式(BII)中の基Aとして、3,3’,4,4’−ビフェニル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、4,4’−オキシジフタル酸無水物および2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物から選ばれる化合物から、2つのカルボン酸無水物基を除いた4価の残基を含むことを特徴とする上記1または2に記載のポリイミド溶液。
4. 前記ポリイミドが、前記一般式(BII)中の基Aとして、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物から、2つのカルボン酸無水物基を除いた4価の残基を含むことを特徴とする上記1または2に記載のポリイミド溶液。
5. 前記有機溶媒が、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミドおよびγ−ブチロラクトンから選ばれることを特徴とする上記1〜4のいずれか1項に記載のポリイミド溶液。
6. 前記有機溶媒が、テトラヒドロフランおよびγ−ブチロラクトンからなる群より選ばれることを特徴とする上記4に記載のポリイミド溶液。
7. 前記一般式(BII)中の基Bとして、一般式(BB1)で表されるトリアジン部分構造を10〜100モル%の範囲で含む上記1〜6のいずれか1項に記載のポリイミド溶液。
8. 上記1〜7のいずれか1項に記載のポリイミド溶液の製造方法であって、
下記一般式(BI):
Figure 0006082390
(式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基であり、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数3〜9のアルキルシリル基である。)
で表される構造単位を有するポリイミド前駆体であって、前記一般式(BI)中の基Bとして、下記式(BB1):
Figure 0006082390
(式中、RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
で表されるトリアジン部分構造を含むポリイミド前駆体と、第1の有機溶媒とを含有するポリイミド前駆体溶液を製造する工程と、
前記第1の有機溶媒を除去しながらイミド化してポリイミドを得る工程と、
製造されたポリイミドを第2の有機溶媒に溶解してポリイミド溶液を製造する工程と
を有することを特徴とするポリイミド溶液の製造方法。
9. 前記一般式(BI)中の基Aを構成するテトラカルボン酸二無水物成分は、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物およびピロメリット酸二無水物であり、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物およびピロメリット酸二無水物のモル比が75/25〜25/75である上記8に記載のポリイミド溶液の製造方法。
10. 上記1〜7のいずれか1項に記載のポリイミド溶液の製造方法であって、
テトラカルボン酸二無水物成分と、一般式(BB2):
Figure 0006082390
(式中、RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
で表されるトリアジン化合物を含むジアミン成分とを反応させ、下記一般式(BII):
Figure 0006082390
(式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基である。)
で表される構造単位を有し、前記一般式(BII)中の基Bとして、下記式(BB1):
Figure 0006082390
(式中、RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
で表されるトリアジン部分構造を含むポリイミドと、第1の有機溶媒を含有する第1のポリイミド溶液を得る工程と、
第1のポリイミド溶液から、固体状のポリイミドを得る工程と、
得られた固体状のポリイミドを第2の有機溶媒に溶解して第2のポリイミド溶液を得る工程と
を有することを特徴とするポリイミド溶液の製造方法。
11. 前記一般式(BI)中の基Aを構成するテトラカルボン酸二無水物成分は、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物およびピロメリット酸二無水物であり、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物およびピロメリット酸二無水物のモル比が75/25〜50/50である上記10に記載のポリイミド溶液の製造方法。
パートBの発明によれば、特性に優れたポリイミドの被膜形成が可能なポリイミドを与えるポリイミド溶液を提供することができる。パートBの発明のポリイミド溶液を使用することによって、トリアジン系ジアミンを用いることによって得られる特性、例えば接着性、密着性等の有利な特性を有するポリイミド被膜等を容易に形成することができる。
特に、パートBの発明の1実施形態においては、耐熱性がさらに改善されたポリイミドを与えるポリイミド溶液を提供することができる。
<<パートBの発明の実施形態>>
以下、パートBの発明の実施形態について詳述する。
パートBの発明は、前述のとおり、所定のポリイミドが有機溶媒に溶解しているポリイミド溶液である。パートBの発明のポリイミド溶液における「有機溶媒」は、後述する製造方法において言及する第2の有機溶媒が対応する(但し、第2の有機溶媒が第1の有機溶媒と等しい場合もある)。
有機溶媒(後述の第2の有機溶媒)は、ポリイミドを溶解することが可能なものであれば特に限定されない。例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N−ジエチルアセトアミド(DEAc)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)等の含窒素溶媒;ジメチルスルホキシド等の硫黄含有溶媒;テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4−ジオキサン、オキセタン等の環状エーテル系溶媒;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の鎖状エーテル系溶媒;γ−ブチロラクトン、β-プロピオラクトン等の環状または鎖状エステル系溶媒等を挙げることができる。
ポリイミドの溶解性は、テトラカルボン酸成分およびジアミン成分の組み合わせによっても変わるため、上記有機溶媒のなかでも、ポリイミドの種類によって好適に使用される溶媒が異なる。
パートBの発明において使用されるポリイミドは、下記一般式(BII):
Figure 0006082390
(式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基である。)
で表される構造単位を有する。基Aは、テトラカルボン酸から4つのCOOH基を除いた残基(即ち、テトラカルボン酸二無水物から2つのカルボン酸無水物基(CO)Oを除いた残基)であり、基Bはジアミンから2つのNH基を除いた残基である。以下、ポリイミド製造の反応に使用されるテトラカルボン酸およびその二無水物をテトラカルボン酸成分、ジアミン類をジアミン成分という。一般式(BII)中の基Aおよび基Bは、それぞれテトラカルボン酸成分、ジアミン成分に由来して、ポリイミド構造中に含まれるものである。
パートBの発明の溶液に含有されるポリイミドは、前記一般式(BII)中の基Bとして、下記式(BB1):
Figure 0006082390
(式中、RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
で表されるトリアジン部分構造を含む。ポリイミドに含まれる基Bの中で、式(BB1)で表される基の割合は、0を超え100モル%まで、好ましくは5〜100モル%、さらに好ましくは10〜100モル%である。
式(BB1)の構造は、ジアミン成分として使用される、式(BB2)で示されるトリアジンに由来して、ポリイミド前駆体およびポリイミド中に導入される。式(BB1)の構造の詳細は、後述するジアミン成分の説明から明らかである。
式(BB1)において、好ましくはRおよびRの少なくとも1つは、炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基(より好ましくはアリール基)であり、より好ましくはRおよびRの両方が炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基である。最も好ましい実施形態において、RおよびRの両方がアリール基である。アルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜3であり、アリール基としては、好ましくは炭素数6〜12であり、より好ましくはフェニル基、ナフチル基またはビフェニル基であり、最も好ましくはフェニル基である。
式(BB1)において、Rは、好ましくは水素原子またはメチル基であり、より好ましくは水素原子である。
ポリイミドが、前記一般式(BII)中の基Bとして、RおよびRが、フェニル基であるトリアジン部分構造を含むとき、特に上述の好ましい範囲の量で含むとき、ポリイミドは溶解性に優れると共に、耐熱性も際だって優れている。
パートBの発明に使用されるポリイミドにおいて、前記一般式(BII)中の基A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(s−BPDA)、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(DSDA)、4,4’−オキシジフタル酸無水物(ODPA)および2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物(6FDA)から選ばれる化合物から、2つのカルボン酸無水物基を除いた4価の残基が特に好ましい。基Aとしてこれらの4価の残基を有するポリイミドは、特に溶解性に優れ、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N−ジエチルアセトアミド(DEAc)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)等の含窒素溶媒を含むポリイミド溶液に適している。
また、前記一般式(BII)中の基Aとして、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物(6FDA)から2つのカルボン酸無水物基を除いた4価の残基を有するポリイミドは、溶解性に極めて優れており、NMP、DMF、DMAc、DEAcおよびDMI等の含窒素溶媒に加えて、ジメチルスルホキシド(DMSO)などの硫黄含有溶媒;テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4-ジオキサン、オキセタン等の環状エーテル系溶媒;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の鎖状エーテル系溶媒;γ−ブチロラクトン、β-プロピオラクトン等の環状または鎖状エステル系溶媒等に対しても良好な溶解性を示す。この中でも、120℃以下、好ましくは110℃以下、より好ましくは100℃以下の低沸点溶媒を含有するポリイミド溶液は、溶媒除去がより容易となる点から、コーティング用途において取り扱い性に優れる。
パートBの発明のポリイミド溶液は、ポリイミドを、有機溶媒中に、0.1質量%以上、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下の濃度で含む。
パートBの発明のポリイミド溶液の製造方法は、特に限定されないが、例えば、
方法(i):ポリアミック酸等のポリイミド前駆体溶液から、溶媒を除去しながらイミド化してポリイミド(例えばフィルムの形態)を得た後、得られたポリイミドを有機溶媒(第2の有機溶媒)に溶解して、ポリイミド溶液を得る方法、
方法(ii):有機溶媒(第1の有機溶媒)中で、テトラカルボン酸成分とジアミン成分を反応させ、ポリイミド溶液を得る方法、
方法(iii):有機溶媒(第1の有機溶媒)中で、テトラカルボン酸成分とジアミン成分を反応させてポリイミド溶液を得た後、固体状のポリイミドを分離取得し、得られたポリイミドを有機溶媒(第2の有機溶媒)に溶解させる方法
等がある。
<<方法(i)>>
方法(i)を詳述すると、この方法は、下記一般式(BI):
Figure 0006082390
(式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基であり、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数3〜9のアルキルシリル基である。)
で表される構造単位を有するポリイミド前駆体であって、前記一般式(BI)中の基Bとして、下記式(BB1):
Figure 0006082390
(式中、RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
で表されるトリアジン部分構造を含むポリイミド前駆体と、第1の有機溶媒とを含有するポリイミド前駆体溶液を製造する工程と、
前記第1の有機溶媒を除去しながらイミド化してポリイミド(例えばフィルムの形態)を得る工程(例えば、前記ポリイミド前駆体溶液を支持体上に流延し、加熱して前記有機溶媒を除去すると共に、前記ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドを製造する工程)と、
製造されたポリイミドを第2の有機溶媒に溶解してポリイミド溶液を製造する工程と
を有する。
ポリイミド前駆体に使用される原料と共に、製造方法を説明する。
<テトラカルボン酸成分、ジアミン成分>
テトラカルボン酸成分を構成するテトラカルボン酸二無水物は、芳香族系または脂肪族系のものが使用できる。芳香族系のテトラカルボン酸二無水物の具体例および脂肪族系のテトラカルボン酸二無水物の具体例は、パートAで説明したものと同じであり、単独でも、2種以上を混合して用いてよいこと、用いるテトラカルボン酸二無水物が、所望の特性などに応じて適宜選択することができることも同様である。
テトラカルボン酸成分は、少なくとも,3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、4,4’−オキシジフタル酸無水物(ODPA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物(6FDA)、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(DSDA)から選ばれる酸二無水物を含むことが好ましい。
パートBの発明の好ましい1実施形態において、テトラカルボン酸成分は、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)、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(DSDA)、4,4’−オキシジフタル酸無水物(ODPA)および2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物(6FDA)から選ばれる酸二無水物を含むことが好ましい。これらの酸二無水物を、式(BB2)で示したトリアジンと組み合わせて使用した場合、得られるポリイミドは、特に溶解性に優れる。特に、テトラカルボン酸成分として、6FDAを含む場合、得られるポリイミドの溶解性が極めて優れている。
この実施形態において、s−BPDA、DSDA、ODPAおよび6FDAから選ばれる酸二無水物を、テトラカルボン酸成分100モル%中に、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、特に好ましくは75モル%以上含む。
一般式(BI)および一般式(BII)中の基Aの例、好ましい構造は、上記のテトラカルボン酸二無水物からカルボン酸無水物基(CO)Oを除いた4価の残基に対応し、その割合は、上記のテトラカルボン酸成分の記載に対応する。
ジアミン成分は、一般式(BB2)で表されるジアミン化合物を含む。
Figure 0006082390
式中、RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。
式(BB2)において、好ましくはRおよびRの少なくとも1つは、炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基(より好ましくはアリール基)であり、より好ましくはRおよびRの両方が炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基である。最も好ましい実施形態において、RおよびRの両方がアリール基である。アルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜3であり、アリール基としては、好ましくは炭素数6〜12であり、より好ましくはフェニル基、ナフチル基またはビフェニル基であり、最も好ましくはフェニル基である。
式(BB2)において、Rは、好ましくは水素原子またはメチル基であり、より好ましくは水素原子である。
一般式(BB2)で表されるジアミン化合物では、トリアジン環に結合した2つのNH基に接続するアミノアニリノ基(N−置換または無置換)は特に限定されないが、4−アミノアニリノ(パラ位)または3−アミノアニリノ(メタ位)が好ましい。
一般式(BB2)で示されるジアミン化合物としては、具体的には、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ベンジルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ナフチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ビフェニルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ジフェニルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ジベンジルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ジナフチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−N−メチルアニリノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−N−メチルナフチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−メチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−エチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ジメチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ジエチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ジブチルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−アミノ−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ジフェニルアミノ−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。特に、2,4−ビス(3または4−アミノアニリノ)−6−ジフェニルアミノ−1,3,5−トリアジンが好ましい。
ジアミン成分は、一般式(BB2)で表されるジアミン化合物以外に、ポリイミドの製造に一般的に使用されるジアミン化合物を含有してもよい。具体例は、パートAにおいて、一般式(AB2)で表されるジアミン化合物以外に含有してもよいジアミン化合物と同じである。
パートBの発明においては、一般式(BB2)で示されるジアミン化合物は、全ジアミン成分(=100モル%)中、0を超え100モル%以下、好ましくは5〜100モル%、さらに好ましくは10〜100モル%、好ましくは15〜100モル%、より好ましくは17〜100モル%の量で使用され、特定の実施形態においては25〜100モル%の量で使用することも好ましい。
一般式(BB2)で示されるジアミン化合物以外のジアミン類を使用するときは、好ましくはパラフェニレンジアミン(PPD)およびジアミノジフェニルエーテル類から選ばれるジアミン化合物を、より好ましくはPPD、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよび3,4’−ジアミノジフェニルエーテルから選ばれる1種以上の化合物を、特に好ましくはPPDを含む。これにより得られるポリイミドフィルムは、機械的特性などに優れる。
一般式(BI)および(BII)中の基Bの例、好ましい構造は、上記のジアミン類からNHを除いた2価の残基に対応し、その割合は、上記のジアミン成分の記載に対応する。
パートBの発明のポリイミドは、特許文献2に示されるような−SOH、−COOHおよび−POからなる群から選択される少なくとも1種のプロトン伝導性官能基を含まないことが優れた耐熱性を有するために好ましい。
<ポリイミド前駆体の調製>
ポリイミド前駆体(ポリアミック酸)は、テトラカルボン酸成分とジアミン成分とを反応させて得ることができ、例えば略等モル量を、第1の有機溶媒中で反応させてポリアミック酸の溶液(均一な溶液状態が保たれていれば一部がイミド化されていてもよい)を得ることができる。また、予めどちらかの成分が過剰である2種類以上のポリアミック酸を合成しておき、各ポリアミック酸溶液を一緒にした後、反応条件下で混合してもよい。このようにして得られたポリアミック酸溶液はそのまま、あるいは必要であれば溶媒を除去または加えて、次の工程に使用することができる。
尚、パートBの発明において、テトラカルボン酸成分とジアミン成分を反応させる際に使用する有機溶媒を第1の有機溶媒と呼び(方法(i)以外の方法においても同じ)、最終のポリイミド溶液に含まれる有機溶媒(即ち、第2の有機溶媒)と区別する。しかし、製造方法によっては、第1の有機溶媒がそのまま第2の有機溶媒になることもある。また、文脈から明らかなときは、「第1の」または「第2の」を付けないで使用する場合もある。
第1の有機溶媒としては、公知の溶媒を用いることができ、例えばN−メチル−2−ピロリドン、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,N−ジエチルアセトアミドなどが挙げられる。これらの有機溶媒は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリアミック酸の重合反応を実施するに際して、有機極性溶媒中の全モノマーの濃度は、使用する目的や製造する目的に応じて適宜選択すればよく、例えば、有機極性溶媒中の全モノマーの濃度が、5質量%〜30質量%、さらに15質量%〜27質量%、特に18質量%〜26質量%であることが好ましい。
ポリアミック酸の製造例の一例として、前記のテトラカルボン酸成分とジアミン成分との重合反応は、例えば、それぞれを実質的に等モル或いはどちらかの成分(酸成分、或いはジアミン成分)を少し過剰にして混合し、反応温度100℃以下、好ましくは80℃以下にて約0.2〜60時間反応させることにより実施して、ポリアミック酸溶液を得ることができる。
ポリアミック酸溶液には、熱イミド化であれば必要に応じて、イミド化触媒、有機リン含有化合物などを加えてもよい。ポリアミック酸溶液には、化学イミド化であれば必要に応じて、環化触媒および脱水剤などを加えてもよい。
イミド化触媒としては、パートAにおいて例示したものを使用することができる。
有機リン含有化合物としては、パートAにおいて例示したものを挙げることができる。
環化触媒としては、パートAにおいて例示したものを挙げることができる。
脱水剤としては、パートAにおいて例示したものを挙げることができる。
また、式(BI)において、Rが、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数3〜9のアルキルシリル基である構造単位を含むポリイミド前駆体を製造するには、例えば上述のようにポリアミック酸を製造した後、エステル化剤と反応させてエステル化を行うか、または公知のシリル化剤と反応させてシリル化反応を行って製造することができる。
<ポリイミド前駆体溶液からポリイミドを得る工程>
方法(i)においては、次に、上記のようにして得られたポリイミド前駆体(代表的にはポリアミック酸)溶液から、第1の有機溶媒を除去しながらイミド化してポリイミドを得る。
代表的な方法は、ポリイミド前駆体溶液を、支持体上に流延し、加熱して、溶媒と生成する水を除去しながらイミド化する方法である。
パートBの発明において用いるポリイミド前駆体溶液の固形分濃度は、製造に適した粘度範囲となる濃度であれば特に限定されないが、通常、5質量%〜30質量%が好ましく、15質量%〜27質量%がより好ましく、18質量%〜26質量%がさらに好ましい。
支持体としては、ポリイミド前駆体溶液をキャストできるものであれば特に限定されない。例えば、平滑な基材を用いることができる。例えばガラス基板や、ステンレスなどの金属製のドラムやベルトなどを使用することができる。支持体にキャストされたポリイミド前駆体溶液は、乾燥され自己支持性を有する自己支持性フィルムとし、支持体から剥離しても良い。
脱溶媒およびイミド化のための加熱は、低い温度から高温まで、徐々に段階的または連続的に昇温することが好ましい。
最高加熱温度は、一般に200℃以上、好ましくは250℃以上、より好ましくは300℃以上である。加熱温度の上限はポリイミドの特性が低下しない温度であれば良く、好ましくは600℃以下、より好ましくは550℃以下である。
加熱処理の一例としては、次のような形態が挙げられる。熱イミド化では、最初に、約50℃〜約180℃、好ましくは約50℃〜約150℃で1分〜24時間、好ましくは10分〜12時間程度加熱する。このとき、減圧してもよい。次いで、約100℃〜350℃未満の温度においてポリマーのイミド化および溶媒の蒸発・除去を約0.05〜5時間、特に0.1〜3時間で徐々に行うことが適当である。特に、この加熱処理は段階的に、行うことが好ましい。必要により、350℃以上から600℃以下の高い温度で加熱処理してもよい。
以上のようにして、固体状(この例ではフィルム状)のポリイミドが得られる。
<ポリイミドからポリイミド溶液を得る工程>
得られたポリイミドを、必要により支持体から剥離し、第2の有機溶媒に溶解してパートBの発明のポリイミド溶液を得る。第2の有機溶媒は、ポリイミドを溶解することが可能なものであれば特に限定されず、用途を考慮して、適切なものが選ばれる。
第2の有機溶媒としては、ポリイミドを溶解することが可能なものであれば特に限定されない。例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N−ジエチルアセトアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)等の含窒素溶媒;ジメチルスルホキシド等の硫黄含有溶媒;テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4−ジオキサン、オキセタン等の環状エーテル系溶媒;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の鎖状エーテル系溶媒;γ−ブチロラクトン、β-プロピオラクトン等の環状または鎖状エステル系溶媒等を挙げることができる。
方法(i)で得られるポリイミド溶液は、不純物等の含有が少なく、またイミド化が高度に進んでいるため、同溶液から得られるポリイミドフィルムは耐熱性、絶縁性に優れる。また、得られたフィルムは可溶性を有しているため、フィルム製造時に生じるピンニングスリット部など、フィルムの裁断により生じ、通常は製品として使用されない部分を再溶解させ、再びポリイミド溶液を得ることが可能である。このようにして得られたポリイミド溶液は、ポリアミック酸溶液と比較して加水分解の影響をほとんど受けないため長期保存が可能であるだけでなく、ポリイミド溶液をキャストし、乾燥させることにより、再びポリイミドフィルムを得ることが可能となり、工業的にロスの少ない製法である点で好ましい。
<<方法(ii)および(iii)>>
方法(ii)は、有機溶媒(第1の有機溶媒)中で、テトラカルボン酸成分とジアミン成分を反応させ、イミド化まで反応を進行させてポリイミド溶液を得る方法であり、方法(iii)は、(ii)においてポリイミド溶液を得た後、固体状のポリイミドを分離取得し、得られたポリイミドを有機溶媒(第2の有機溶媒)に溶解させる方法である。
方法(ii)では、方法(i)のポリアミック酸の製造と類似の方法によりテトラカルボン酸成分とジアミン成分を反応させ、ポリイミド溶液を得る。テトラカルボン酸成分、ジアミン成分としては、方法(i)で説明したテトラカルボン酸二無水物およびジアミン化合物を使用し、例えばそれぞれ略等モル量を、第1の有機溶媒中で反応させてポリイミド溶液を得ることができる。また、予めどちらかの成分が過剰である2種類以上のポリイミドを合成しておき、各ポリイミド溶液を一緒にした後、反応条件下で混合してもよい。
第1の有機溶媒、重合反応を実施するに際の全モノマーの濃度は、方法(i)のポリアミック酸の製造と同様にすることができる。
ポリイミドの製造例の一例として、前記のテトラカルボン酸成分とジアミン成分との重合反応は、例えば、それぞれを実質的に等モル或いはどちらかの成分(酸成分、或いはジアミン成分)を少し過剰にして混合し、例えば反応温度140℃以上、好ましくは160℃以上(好ましくは250℃以下、さらに230℃以下)にて約1〜60時間反応させることによりポリイミド溶液を得ることができる。
熱イミド化であれば必要に応じて、イミド化触媒、有機リン含有化合物などを加えてもよい。化学イミド化であれば必要に応じて、環化触媒および脱水剤、有機リン含有化合物などを加えてもよい。これらイミド化触媒、有機リン含有化合物、環化触媒および脱水剤は、方法(i)のポリアミック酸の製造で説明した。
方法(ii)においては、このようにして製造したポリイミド溶液をそのまま、必要により有機溶媒を追加して、または減圧等により有機溶媒の一部を除去してポリイミド溶液を得る。この方法においては、第1の有機溶媒が、第2の有機溶媒の全部または一部となっている。
方法(iii)においては、上記のようにして製造したポリイミド溶液(第1の有機溶媒中)から、ポリイミドを固体として分離取得する。
ポリイミドの分離取得の方法は、特に限定されないが、ポリイミドに対する貧溶媒中に投入してポリイミドを析出する方法が挙げられる。貧溶媒としては、第1の溶媒と混和するものが好ましく、メタノール、エタノール等のアルコールなどが使用されるが、これらに限定されるものではない。必要により再溶解、析出を繰り返して精製してもよい。必要により乾燥して、貧溶媒を除いた後、第2の有機溶媒に溶解させて、ポリイミド溶液を得る。第2の有機溶媒は、方法(i)のポリアミック酸の製造で説明したとおりである。
ポリイミドの分離取得の方法として、方法(i)と類似して、ポリイミド溶液(第1の有機溶媒中)を支持体上に流延し、加熱して溶媒を除去して、固体状のポリイミドを得ることもできる。加熱温度は、約50℃以上が好ましく、このとき減圧にしてもよい。通常600℃以下、より好ましくは500℃以下である。好ましい実施形態においては、約50℃〜300℃の温度で加熱する。
<<ポリイミド溶液中の添加物、用途>>
パートBの発明のポリイミド溶液は、用途に合わせて種々の添加剤を含有することができる。例えば、無機粒子、有機粒子等を含有することができる。
無機微粒子としては、微粒子状の二酸化チタン粉末、二酸化ケイ素(シリカ)粉末、酸化マグネシウム粉末、酸化アルミニウム(アルミナ)粉末、酸化亜鉛粉末などの無機酸化物粉末、微粒子状の窒化ケイ素粉末、窒化チタン粉末などの無機窒化物粉末、炭化ケイ素粉末などの無機炭化物粉末、および微粒子状の炭酸カルシウム粉末、硫酸カルシウム粉末、硫酸バリウム粉末などの無機塩粉末を挙げることができる。これらの無機微粒子は二種以上を組合せて使用してもよい。これらの無機微粒子を均一に分散させるために、それ自体公知の手段を適用することができる。無機微粒子の代わりに、有機溶媒に不溶な有機粒子、例えばポリイミド微粒子を用いることもできる。
<ポリイミド積層体およびポリイミド金属積層体>
パートBの発明のポリイミド溶液から得られるポリイミド被膜は、金属箔等の基材や接着剤等の材料との接着性に優れている。このため、パートBの発明のポリイミド溶液から得られるポリイミドフィルムまたはポリイミド被膜と接着剤層が積層されたポリイミド積層体や、後述するポリイミド金属積層体とすることができる。
ポリイミド金属積層体の製造方法としては、(1)ポリイミドフィルムと基材(例えば、金属箔)とを、直接または接着剤を介して、加圧または加熱加圧して積層する方法、(2)ポリイミドフィルム上に湿式法(メッキ)または乾式法(真空蒸着、スパッタリング等のメタライジング)により金属層を直接形成する方法、(3)金属箔等の基材上に、ポリイミド溶液を塗布し、乾燥・イミド化(ポリイミド溶液のときは乾燥)する方法、等が挙げられる。
以上のように、パートBの発明のポリイミド溶液から得られるポリイミドフィルムまたはポリイミド被膜、ポリイミド金属積層体(接着剤層を介してフィルムと金属層が積層された積層体、フィルム上に直接金属層が形成された積層体の両方を含む)およびポリイミド積層体は、プリント配線板、フレキシブルプリント基板、TAB用テープ、COF用テープあるいは金属配線など、また、金属配線、ICチップなどのチップ部材などのカバー基材、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレー、電子ペーパー、太陽電池などのベース基材等の電子部品や電子機器類の素材として用いることができる。
加えて、パートBの発明のポリイミド溶液は、被膜形成のためのコーティング材料として、幅広い用途、特に絶縁性や耐熱性が求められる用途において、例えば保護膜、絶縁膜等として好ましく使用される。
<<一般式(BB2)の化合物の製造方法>>
一般式(BB2)において、アミノアニリノ基がパラ位にある化合物、即ち2,4-ビス(4−アミノアニリノ)−6−(置換)アミノ−1,3,5−トリアジンは、6−(置換)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジハライドに、過剰のパラフェニレンジアミンを反応させることにより得ることができる。R=H以外の化合物も類似の方法により合成できる。
アミノアニリノ基がメタ位にある化合物、即ち2,4-ビス(3−アミノアニリノ)−6−(置換)アミノ−1,3,5−トリアジン等は、次のようにして合成することができる。以下、R=Hの場合を示すが、それ以外の化合物も類似の方法により合成できる。
まず、下の反応スキームで示されるように、ハロゲン化シアヌルとアミノ化合物(NHR)とを反応させて、一般式(BB3)で表される6−置換アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジハライドを合成する。
Figure 0006082390
式中、Xはハロゲン原子であり、好ましくは、Cl、BrまたはIである。また、R、Rは、一般式(BB2)について、定義されたとおり、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示す。使用される塩基(base)としては、例えば炭酸ナトリウムなどが挙げられる。反応温度は、例えば0〜5℃である。
次に、下の反応スキームで示されるように、一般式(BB3)で表される6−(置換)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジハライドと3−ニトロアニリンとを溶媒中、還流下で反応させて、一般式(BB4)で表される2,4−ビス−(3−ニトロアニリノ)−6−(置換)アミノ−1,3,5−トリアジン(BB4)を合成する。
Figure 0006082390
式中、X、RおよびRは、前で述べたものと同じである。
上記二つの反応は、一般に、塩基の存在下、溶媒中で行われることが好ましい。使用される塩基は、特に限定されず、一般的な無機塩基が使用され、例えば、炭酸ナトリウム等を挙げることができる。
使用される溶媒も、特に限定されず、例えばジオキサン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒;トルエン、ベンゼン等の炭化水素系の溶媒;N,Nージメチルホルムアミド,N,Nージメチルアセトアミド,Nーメチルー2ーピロリドン等のアミド系溶媒等の一般的な溶媒を使用することができる。
次に、得られた2,4−ビス−(3−ニトロアニリノ)−6−(置換)アミノ−1,3,5−トリアジン(BB4)を、還元して、ニトロ基をアミノ基に変換して、2,4-ビス(3−アミノアニリノ)−6−(置換)アミノ−1,3,5−トリアジン(BB2)を合成する。
Figure 0006082390
還元反応としては、公知の方法を採用することができるが、上記のスキームに示すように、溶媒中、適宜加熱しながら、例えば、適当な触媒の存在下、水素添加することで行うことができる。触媒としてはカーボン担持パラジウム等の公知のものを使用することができる。還元温度は例えば60〜80℃である。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。
<評価方法>
ポリアミック酸およびポリイミドの物性の評価は以下の方法に従って行った。
(1)ポリアミック酸の対数粘度の測定
後述のようにして調製したポリアミック酸溶液をN,N−ジメチルアセトアミドで0.5g/dLに希釈し、オストワルド粘度計を用いて30℃で対数粘度を測定した。
(2)ポリイミドフィルムの溶解性試験
得られたポリイミドフィルム10mgを各種有機溶媒5mLに加え、室温で完全に溶解した場合は「++」、加熱して溶解した場合は「+」(加熱温度40〜80℃)、部分的に溶解または膨潤した場合は「±」、不溶の場合は「−」で表した。有機溶媒には、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチルピロリドン(NMP)、2.38wt%(質量%)テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(TMAH)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、γ−ブチロラクトン(γ−BL)、テトラヒドロフラン(THF)を用いた。
(3)ポリイミド溶液の対数粘度の測定
得られたポリイミドをN,N−ジメチルアセトアミド中で0.5g/dLの濃度になるように溶解し、オストワルド粘度計を用いて30℃で対数粘度を測定した。
(4)ガラス転移温度
Seiko Instroments Inc.DMS210(昇温速度:2℃/min、測定周波数1Hz、窒素気流下)により測定した。
(5)重量減少温度
Seiko Instroments Inc.EXSTAR TG/DTA7200(昇温速度:10℃/min、窒素あるいは空気気流下)により測定した。
(6)ポリイミド金属積層体の剥離強度の測定
得られたポリイミド金属積層体の90°剥離強度を温度23℃、相対湿度50%の環境
下で、50mm/分の剥離速度で測定した。
(7)ポリイミドフィルムの線膨張係数
Seiko Instroments Inc.EXSTAR TMA/SS6100(昇温速度:10℃/min)により測定し、150〜200℃の範囲で線膨張係数(CTE)を算出した。
<<パートAの発明の実施例>>
次に、パートAの発明の実施例を説明する。パートAの実施例の説明とパートBの実施例の説明は互いに独立しており、パートAの実施例の説明において、製造された物質の表記、例えば「ポリアミック酸溶液A」、「ポリイミドフィルムA1」等の表記は、パートAにおいて記載された「ポリアミック酸溶液A」、「ポリイミドフィルムA1」等を意味し、パートBに存在しているかもしれない同一の表記の物質を示さないものとする。
<<ジアミンの合成例>>
トリアジン系ジアミンを次のとおり合成した。
<合成参考例1>
<6−アニリノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジクロリド(ATD)の合成>
撹拌子、温度計、滴下ロートおよび塩化カルシウム管を取り付けた三口フラスコ(1L)に、塩化シアヌル(36.52g、0.2mol)とTHF(120mL)を入れ、氷浴により−5〜0℃に冷却しながら完全に溶解させた。アニリン(19.03g、0.2mol)をTHF(70mL)に溶解させた溶液を三口フラスコにゆっくりと滴下した。滴下後、0〜5℃で2時間撹拌した。炭酸ナトリウム(12.90g、0.12mol)を蒸留水(70mL)に溶かした水溶液を温度の上昇に気をつけながら、三口フラスコにゆっくりと滴下した。滴下後、2時間撹拌した。反応溶液を分液ロートに移し、飽和食塩水を加えた。分離した有機層に無水硫酸マグネシウムを加え一晩撹拌した。吸引ろ過により無水硫酸マグネシウムを除去した後、エバポレーターによりTHFを留去し、固体の粗生成物を得た。この粗生成物を脱水したヘキサン/トルエン混合溶媒で再結晶し、白色針状結晶を得た。
収量40.6g、収率84%、融点136−137℃、
H−NMR[400MHz,DMSO−d,ppm]:δ7.18(t,1H,Ar−H),7.40(t,2H,Ar−H),7.61(d,2H,Ar−H),8.92(s,1H,NH)
13C NMR[101MHz,CDCl,TMS,ppm]:δ170.1,169.2,164.2,137.3,129.3,125.4,122.0
<合成参考例2>
<2,4−ビス(4−アミノアニリノ)−6−アニリノ−1,3,5−トリアジン
(p−ATDA)の合成> 比較ジアミン化合物の合成
撹拌子、冷却管、側管付き滴下ロート、窒素導入管を備えた三口フラスコ(1L)に1,4−ジオキサン(100mL)、炭酸ナトリウム(8.90g、0.08mol)、p-フェニレンジアミン(34.62g、0.32mol)を加え、加熱して溶解させた。6−アニリノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジクロリド(10.11g、0.04mol)を1,4-ジオキサン(80mL)に溶かした溶液を滴下ロートに入れ、還流した溶液に5時間かけて滴下した。還流温度のまま一晩撹拌した。反応終了後、反応混合物をビーカー(3L)中、熱水で4回、水1回で、洗浄水が透明になるまで洗浄した。吸引ろ過により固形分を回収した後、固形分をアセトン中に加え、還流温度で30分撹拌して溶解し、不溶分をろ過した。ろ液からアセトンをエバポレーターで留去し粗生成物を得た。粗生成物を1,4-ジオキサン/ヘキサンにより再結晶した。このとき、熱時ろ過をする前に活性炭を加え約1時間還流して、活性炭処理を行った。その後、熱時ろ過し得られた結晶を190℃で6時間減圧乾燥した。淡褐色粉末を得た。
収量9.17g、収率58%、融点224−225℃
H−NMR[400MHz,DMSO−d,TMS,ppm]:δ4.78(s,4H,Ar−NH),6.53(d,4H,NH−o−Ar−H),6.94(t,1H,p−Ar−H),7.23(t,2H,m−Ar−H),7.34(d,4H,NH−m−Ar−H),7.79(d,2H,o−Ar−H),8.64(s,2H,Ar−NH−Ar),8.95(s,1H,Ar−NH)
13C NMR[101MHz,DMSO−d,TMS,ppm]:δ164.1,164.0,144.1,140.4,129.0,128.2,122.6,121.4,119.9,113.8

元素分析(C2120 Mw:384.44)
計算値(%)C;65.61 H;5.24 N;29.15
測定値(%)C;65.88 H;5.36 N;29.07
<合成実施例1>
(i)6−(4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジクロリドの合成
温度計、滴下ロート、窒素気流化で反応を行うために窒素導入管を備えた500mLの三口フラスコに攪拌子、塩化シアヌル3.50g(0.0190mol)、THF100
mLを加え、室温で完全に溶解するまで攪拌した。次に、氷浴により溶液を5℃以下まで冷却し、THF80mLに溶解させた4−アミノフェノール2.12g(0.0194mol)を滴下して加え、5℃以下に保ちながら攪拌した。反応後、副生成物である塩酸塩を中和するため、炭酸ナトリウム1.03g(9.74×10−3mol)水溶液50mLを加え、攪拌した。TLC(展開溶媒はアセトン)により、出発物質である塩化シアヌルのスポットが無いことを確認し、反応を終了した。反応終了後、500mLの分液ロートを用いて有機相を抽出し、溶媒をエバポレーターで留去した。へキサン−THFの混合溶媒で再結晶し、ろ過後の固体を60℃で6時間減圧乾燥することにより6−(4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジクロリドを得た。
収量:2.37g、収率:49%、融点:214℃
H−NMR(400MHz,DMSO−d,TMS,ppm):δ6.78(d,2H,Ar−H),7.33(d,2H,Ar−H),9.49(s,1H,OH),10.9(s,1H,NH)
13C−NMR(101MHz,DMSO−d,TMS,ppm):δ115.2,123.5,127.9,154.9,163.4,168.4,169.5
FT−IR(KBr,cm−1):3395(OH),3122(C−H),1557(C=N),1512(C=C),787(C−Cl)
元素分析(COCl Mw:257.08)
計算値(%)C;42.05 H;2.35 N;21.79
測定値(%)C;41.90 H;2.55 N;21.80
(ii)2,4−ビス(4−アミノアニリノ)−6−(4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン(AHHT)の合成
Figure 0006082390
3000mLの三口フラスコに撹拌子と1,4−ジオキサン75mL、炭酸ナトリウム0.982g(9.21×10−3mol)、p−フェニレンジアミン12.05g(0.111mol)を入れ、滴下ロート、ジムロートコンデンサー及び窒素導入管を取り付け完全に溶解するまで撹拌した。1,4−ジオキサン50mLに溶解させた6−(4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジクロリド2.30g(9.21×10−3mol)を、1,4−ジオキサンの還流温度を保ちながら6時間かけて滴下して加え、一晩撹拌した。反応終了はTLC(展開溶媒はTHF/ヘキサンの混合溶媒)により、出発物質である6−(4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジクロリドのスポットが無いことで確認した。得られた粗生成物を、熱水、蒸留水で洗浄し、その後THFに溶解させ活性炭を加えて脱色した。その後、活性炭をろ過し、ろ液からTHFを留去した。得られた固体を1,4−ジオキサンで再結晶を行い、ろ過後の固体を200℃で8時間減圧乾燥させることにより、2,4−ビス(4−アミノアニリノ)−6−(4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン(AHHT)を得た。
収量:17.1g、収率:46.6%、融点:274℃
H−NMR(400MHz,DMSO−d,ppm):δ4.76(s,4H,NH),6.50(d,4H,Ar−H),6.65(d,2H,Ar−H),7.32(s,4H,Ar−H),7.49(d,2H,Ar−H),8.52(s,2H,NH),8.64(s,1H,NH),9.01(s,1H,OH)
13C−NMR(101MHz,DMSO−d,ppm):δ164.5,164.5,152.8,144.4,132.3,130.0,122.9,122.5,115.2,114.2
FT−IR(KBr,cm−1):3387(O−H),3327(N−H),3022(C−H),1565(C=N),1518(C=C)
元素分析(C2120O Mw:400.44)
計算値(%)C;62.99 H;5.03 N;27.98
測定値(%)C;62.88 H;5.12 N;27.80
<合成実施例2>
(i)6−(N−メチル−4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジクロリドの合成
300mLの三口フラスコに撹拌子とTHF(90mL)と塩化シアヌル(23.25g;126mmol)を入れ、温度計、側管付き滴下ロート及び窒素導入管を取り付け窒素流入下で完全に溶解するまで撹拌した。溶解した後、氷浴により−5〜−10℃まで冷却した。THF(80mL)に溶解させた4−メチルアミノフェノール(16.50g;134mmol)を滴下して加え、0℃以下を保ちながら2時間撹拌した。反応後、副生成物である塩酸塩を中和するために、炭酸ナトリウム(6.625g,66.3mmol)水溶液60mLを加え、そのままの温度で2時間撹拌した。さらに、室温まで自然昇温させ1時間撹拌させた。反応終了はTLCにより、出発物質である塩化シアヌルのスポットが無いことで確認した。反応終了後、1000mLの分液ロートを用いて水層と有機層を分液し目的生成物が溶解する有機層を採取した。この際、飽和食塩水を用いて3回洗浄した。この有機層に無水硫酸ナトリウムを用いて脱水し、ろ過により硫酸ナトリウムを除去した後、抽出した有機層の溶媒をエバポレーターにて留去した。その後、へキサン−THFの混合溶媒にて再結晶を行い、ろ過後の固体を80℃で6時間真空乾燥することで目的生成物である6−(N−メチル−p−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジクロリドを得た。
収量:2.368g、収率:53%、融点:165℃
H−NMR(400MHz,CDCl−d,ppm):δ7.40(s,1H,−OH),7.06(d,2H,Ar−H),6.84(d,2H,Ar−H),3.50(s,3H,CH
13C−NMR(101MHz,CDCl−d,ppm):δ170.1,169.8,165.1,155.9,134.1,127.1,116.3,39.5
元素分析(C10OCl2 Mw:271.10)
計算値(%)C;44.30 H;2.97 N;20.67
測定値(%)C;44.35 H;3.13 N;20.37
(ii)2,4−ビス(4−アミノアニリノ)−6−(N−メチル−4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン(AMHT)の合成
Figure 0006082390
1000mLの三口フラスコに撹拌子と1,4−ジオキサン(300mL)とp−フェニレンジアミン(114.89g;1.06mol)、炭酸ナトリウム(7.04g;0.0664mol)を入れ、側管付き滴下ロート及び窒素導入管を取り付け還流温度で撹拌した。溶解した後、1.4−ジオキサン(300mL)に溶解させた6−(N−メチル−p−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジクロリド(18.0g;0.0664mol)を滴下して加え、還流温度で一晩撹拌した。反応終了はTLCにより確認した。反応終了後、熱水、蒸留水で生成物を水溶液の色が透明になるまで洗浄した。その後、アセトンに完全に溶かし、活性炭を用いて脱色した後、活性炭を熱時ろ過した。ろ液から溶媒を留去し、得られた固体を1,4−ジオキサンで再結晶を行い、ろ過後の固体を乾燥させることにより、目的生成物である2,4−ビス(p−アミノアニリノ)−6−(N−メチル−p−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン(AMHT)を得た。
収量:18.0g、収率:65%、融点:260℃
H−NMR(400MHz,DMSO−d,ppm):δ9.37(s,1H,−OH),8.48(s,2H,N−H),7.28(s,4H,Ar−H),7.10(d,2H,Ar−H),6.77(d,2H,Ar−H),6.42(s,4H,Ar−H),4.71(s,4H,N−H),3.35(s,3H,CH
13C−NMR(101MHz,DMSO−d,ppm):δ166.5,163.7,155.1,136.4,129.6,128.1,115.1,113.7,83.6,66.3,39.5
FT−IR(KBr,cm−1):3465(O−H),3388(N−H)
元素分析(C2222O Mw:400.44)
計算値(%)C;63.75 H;5.35 N;27.04
測定値(%)C;63.86 H;5.58 N;26.58
<<ポリアミック酸溶液の調製>>
次のポリアミック酸溶液を調製した。
(ポリアミック酸溶液Aの調製)
PMDA/AHHT
撹拌棒、窒素導入管を取り付けた三口フラスコに、2,4−ビス(4−アミノアニリノ)−6−(4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン(AHHT)(1.00g,2.50mmol)とN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)(5mL)を加え、室温で撹拌して溶解させた。その後、室温で撹拌しながら、ピロメリット酸二無水物(PMDA)(0.545g、2.50mmol)を添加して室温で6時間反応させ、粘稠な重合溶液を得た。これをDMAcで希釈してポリアミック酸溶液A(ポリイミド前駆体溶液A)を得た。このポリアミック酸の対数粘度(ηinh)は、1.40dL/gであった。
(ポリアミック酸溶液Bの調製)
s−BPDA/AHHT
酸二無水物を3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Bを調製した。
(ポリアミック酸溶液Cの調製)
CBDA/AHHT
酸二無水物を1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Cを調製した。
(ポリアミック酸溶液Dの調製)
6FDA/AHHT
酸二無水物を4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(6FDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Dを調製した。
(ポリアミック酸溶液Eの調製)
ODPA/AHHT
酸二無水物を4,4’−オキシジフタル酸無水物(ODPA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Eを調製した。
(ポリアミック酸溶液Fの調製)
BTDA/AHHT
酸二無水物を3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Fを調製した。
(ポリアミック酸溶液Gの調製)
DSDA/AHHT
酸二無水物を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(DSDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Gを調製した。
(ポリアミック酸溶液Hの調製)
PMDA/AMHT
ジアミン成分に、2,4−ビス(4−アミノアニリノ)−6−(N−メチル−p−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン(AMHT)(1.04g,2.50mmol)を用いた以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にしてポリアミック酸溶液H(ポリイミド前駆体溶液H)を得た。
(ポリアミック酸溶液Iの調製)
s−BPDA/AMHT
酸二無水物を3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Hの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Iを調製した。
(ポリアミック酸溶液Jの調製)
CBDA/AMHT
酸二無水物を1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Hの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Jを調製した。
(ポリアミック酸溶液Kの調製)
6FDA/AMHT
酸二無水物を4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(6FDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Hの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Kを調製した。
(ポリアミック酸溶液Lの調製)
ODPA/AMHT
酸二無水物を4,4’−オキシジフタル酸無水物(ODPA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Hの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Lを調製した。
(ポリアミック酸溶液Mの調製)
BTDA/AMHT
酸二無水物を3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Hの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Mを調製した。
(ポリアミック酸溶液Nの調製)
DSDA/AMHT
酸二無水物を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(DSDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Hの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Nを調製した。
(ポリアミック酸溶液Oの調製)
PMDA/p−ATDA
ジアミンに2,4-ビス(4-アミノアニリノ)-6-アニリノ-1,3,5-トリアジン(p−ATDA)(0.961g,2.50mmol)を用いた以外はポリアミック酸溶液Aの調製と同様にしてポリアミック酸溶液O(ポリイミド前駆体溶液O)を得た。
(ポリアミック酸溶液Pの調製)
s−BPDA/p−ATDA
酸二無水物を3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Oの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Pを調製した。
(ポリアミック酸溶液Qの調製)
CBDA/p−ATDA
酸二無水物を1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Oの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Qを調製した。
(ポリアミック酸溶液Rの調製)
6FDA/p−ATDA
酸二無水物を4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(6FDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Oの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Rを調製した。
(ポリアミック酸溶液Sの調製)
ODPA/p−ATDA
酸二無水物を4,4’−オキシジフタル酸無水物(ODPA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Oの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Sを調製した。
(ポリアミック酸溶液Tの調製)
BTDA/p−ATDA
酸二無水物を3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Oの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Tを
調製した。
<<熱イミド化によるポリイミドフィルムの作製>>
(実施例A1)ポリイミドフィルムA1の作製
PMDA/AHHT
ポリアミック酸溶液Aをガラス板上に薄膜状にキャストし、減圧下で脱気を行った。その後減圧下、60℃で6時間、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃で各1時間段階的に加熱して、加熱イミド化を行った。冷却後,水に浸すことによりポリイミドフィルムをガラス板より剥離させた。乾燥後、厚み27μmのポリイミドフィルムA1を得た。得られたポリイミドの物性を表A1に、有機溶媒への溶解性を表A2に示す。
(実施例A2)ポリイミドフィルムB1の作製
s−BPDA/AHHT
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Bを用いた以外は、ポリイミドフィルムA1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムB1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(実施例A3)ポリイミドフィルムC1の作製
CBDA/AHHT
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Cを用いた以外は、ポリイミドフィルムA1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムC1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(実施例A4)ポリイミドフィルムD1の作製
6FDA/AHHT
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Dを用いた以外は、ポリイミドフィルムA1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムD1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(実施例A5)ポリイミドフィルムE1の作製
ODPA/AHHT
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Eを用いた以外は、ポリイミドフィルムA1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムE1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(実施例A6)ポリイミドフィルムF1の作製
BTDA/AHHT
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Fを用いた以外は、ポリイミドフィルムA1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムF1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(実施例A7)ポリイミドフィルムG1の作製
DSDA/AHHT
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Gを用いた以外は、ポリイミドフィルムA1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムG1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(実施例A8)ポリイミドフィルムH1の作製
PMDA/AMHT
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Hを用いた以外は、ポリイミドフィルムA1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムH1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に、有機溶媒への溶解性を表A2に示す。
(実施例A9)ポリイミドフィルムI1の作製
s−BPDA/AMHT
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Iを用いた以外は、ポリイミドフィルムA1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムI1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(実施例A10)ポリイミドフィルムJ1の作製
CBDA/AMHT
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Jを用いた以外は、ポリイミドフィルムA1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムJ1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(実施例A11)ポリイミドフィルムK1の作製
6FDA/AMHT
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Kを用いた以外は、ポリイミドフィルムA1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムK1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(実施例A12)ポリイミドフィルムL1の作製
ODPA/AMHT
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Lを用いた以外は、ポリイミドフィルムA1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムL1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(実施例A13)ポリイミドフィルムM1の作製
BTDA/AMHT
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Mを用いた以外は、ポリイミドフィルムA1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムM1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(実施例A14)ポリイミドフィルムN1の作製
DSDA/AMHT
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Nを用いた以外は、ポリイミドフィルムA1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムN1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(参考例A1)ポリイミドフィルムO1の作製
PMDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Oをガラス板上に薄膜状にキャストし、60℃で6時間、100℃で1時間、200℃で1時間、さらに300℃で1時間加熱して、加熱イミド化を行い、ポリイミドフィルムO1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に、有機溶媒への溶解性を表A2に示す。
(参考例A2)ポリイミドフィルムP1の作製
s−BPDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Oの代わりにポリアミック酸溶液Pを用いた以外は、ポリイミドフィルムO1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムP1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(参考例A3)ポリイミドフィルムQ1の作製
CBDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Oの代わりにポリアミック酸溶液Qを用いた以外は、ポリイミドフィルムO1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムQ1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(参考例A4)ポリイミドフィルムR1の作製
6FDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Oの代わりにポリアミック酸溶液Rを用いた以外は、ポリイミドフィルムO1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムR1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(参考例A5)ポリイミドフィルムS1の作製
ODPA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Oの代わりにポリアミック酸溶液Sを用いた以外は、ポリイミドフィルムO1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムS1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
(参考例A6)ポリイミドフィルムT1の作製
BTDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Oの代わりにポリアミック酸溶液Tを用いた以外は、ポリイミドフィルムO1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムT1を得た。得られたポリイミドフィルムの物性を表A1に示す。
Figure 0006082390
Figure 0006082390
<<ポリイミド溶液の調製>>
(ポリイミド溶液Bの調製)
s−BPDA/AHHT
100mLの三口フラスコにスリーワンモーター、窒素導入管を備え、窒素気流下で2,4−ビス(4−アミノアニリノ)−6−(4−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン(AHHT)(1.00g,2.50mmol)とN−メチルピロリドン(NMP)(5mL)を加え、室温で撹拌して溶解させた。その後、室温で撹拌しながら、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)(0.736g、2.50mmol)を加え、室温で6時間攪拌した。重合途中で粘度の増大によりゲル化を起こすため、各系でそれぞれ溶媒を追加し、前駆体であるポリアミック酸を得た。その後、ディーン・スターク管、ジムロートを備え付けた三口フラスコ中、反応溶液が5質量%となるよう、ポリアミック酸溶液とNMPを仕込んだ。共沸溶媒としてトルエン5mLを加え、140℃で3時間撹拌し系中の水を除去した後、200℃、3時間撹拌し、イミド化反応を行った。反応溶液をメタノールに注ぎ固体を析出させ、吸引ろ過によって粗生成物を得た。得られた粗生成物をNMPに溶解させ、再沈殿を行った後、80℃で減圧乾燥させることによりポリイミドフレークBを得たのち、それを用いて溶解性試験を行った。得られた生成物をNMPに再溶解させることにより、ポリイミド溶液Bを得た。
(ポリイミド溶液Cの調製)
CBDA/AHHT
酸二無水物を1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)とした以外は、ポリイミド溶液Bの調製と同様にして、ポリイミドフレークC、ならびにポリイミド溶液Cを調製した。
(ポリイミド溶液Dの調製)
6FDA/AHHT
酸二無水物を4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(6FDA)とした以外は、ポリイミド溶液Bの調製と同様にして、ポリイミドフレークD、ならびにポリイミド溶液Dを調製した。
(ポリイミド溶液Hの調製)
PMDA/AMHT
ジアミンに4−ビス(4−アミノアニリノ)−6−(N−メチル−p−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン(AMHT)(1.04g,2.50mmol)を、酸二無水物にピロメリット酸二無水物(PMDA)(0.545g、2.50mmol)を用いた以外は、ポリイミド溶液Bの調製と同様にしてポリイミドフレークH、ならびにポリイミド溶液Hを得た。
(ポリイミド溶液Iの調製)
s−BPDA/AMHT
酸二無水物を3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)とした以外は、ポリイミド溶液Hの調製と同様にして、ポリイミドフレークI、ならびにポリイミド溶液Iを調製した。
(ポリイミド溶液Jの調製)
CBDA/AMHT
酸二無水物を1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)とした以外は、ポリイミド溶液Hの調製と同様にして、ポリイミドフレークJ、ならびにポリイミド溶液Jを調製した。
(ポリイミド溶液Kの調製)
6FDA/AMHT
酸二無水物を4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(6FDA)とした以外は、ポリイミド溶液Hの調製と同様にして、ポリイミドフレークK、ならびにポリイミド溶液Kを調製した。
<<ポリイミド溶液からのポリイミドフィルムの作製>>
(実施例A15)ポリイミドフィルムB2、ポリイミドフィルムB3の作製
s−BPDA/AHHT
ポリイミド溶液Bをガラス板上に薄膜状にキャストし、減圧下で脱気を行った。その後真空オーブンにより60℃で6時間、その後100℃で6時間段階的に乾燥させてポリイミドフィルムB2を作製した。
ポリイミド溶液Bをガラス板上に薄膜状にキャストし、減圧下で脱気を行った。その後真空オーブンにより、60℃で6時間、100℃で6時間、さらに300℃で1時間乾燥させることにより、ポリイミドフィルムB3を作製した。得られたポリイミドフィルムの物性を表A3に、ポリイミドフレークBとポリイミドフィルムB3の有機溶媒への溶解性を表A4に示す。
(実施例A16)ポリイミドフィルムC2の作製
CBDA/AHHT
ポリイミド溶液Bの代わりにポリイミド溶液Cを用いた以外は、ポリイミドフィルムB2の作製と同様にして、ポリイミドフィルムC2、ならびにポリイミドフィルムC3を作製した。得られたポリイミドフィルムの物性を表A3に、ポリイミドフレークCとポリイミドフィルムC3の有機溶媒への溶解性を表A4に示す。
(実施例A17)ポリイミドフィルムD2、ポリイミドフィルムD3の作製
6FDA/AHHT
ポリイミド溶液Bの代わりにポリイミド溶液Dを用いた以外は、ポリイミドフィルムB2、ならびにポリイミドフィルムB3の作製と同様にして、ポリイミドフィルムD2、ならびにポリイミドフィルムD3を作製した。得られたポリイミドフィルムの物性を表A3に、ポリイミドフレークDとポリイミドフィルムD3の有機溶媒への溶解性を表A4に示す。
(実施例A18)ポリイミドフィルムH2、ポリイミドフィルムH3の作製
PMDA/AMHT
ポリイミド溶液Bの代わりにポリイミド溶液Hを用いた以外は、ポリイミドフィルムB2、ならびにポリイミドフィルムB3の作製と同様にして、ポリイミドフィルムH2、ならびにポリイミドフィルムH3を作製した。得られたポリイミドフィルムの物性を表A3に、ポリイミドフレークHとポリイミドフィルムH3の有機溶媒への溶解性を表A4に示す。
(実施例A19)ポリイミドフィルムI2、ポリイミドフィルムI3の作製
s−BPDA/AMHT
ポリイミド溶液Bの代わりにポリイミド溶液Iを用いた以外は、ポリイミドフィルムB2、ならびにポリイミドフィルムB3の作製と同様にして、ポリイミドフィルムI2、ならびにポリイミドフィルムI3を作製した。得られたポリイミドフィルムの物性を表A3に、ポリイミドフレークIとポリイミドフィルムI3の有機溶媒への溶解性を表A4に示す。
(実施例A20)ポリイミドフィルムJ2の作製
CBDA/AMHT
ポリイミド溶液Bの代わりにポリイミド溶液Jを用いた以外は、ポリイミドフィルムB2の作製と同様にして、ポリイミドフィルムJ2、ならびにポリイミドフィルムJ3を作製した。得られたポリイミドフィルムの物性を表A3に、ポリイミドフレークJとポリイミドフィルムJ3の有機溶媒への溶解性を表A4に示す。
(実施例A21)ポリイミドフィルムK2、ポリイミドフィルムK3の作製
6FDA/AMHT
ポリイミド溶液Bの代わりにポリイミド溶液Kを用いた以外は、ポリイミドフィルムB2、ならびにポリイミドフィルムB3の作製と同様にして、ポリイミドフィルムK2、ならびにポリイミドフィルムK3を作製した。得られたポリイミドフィルムの物性を表A3に、ポリイミドフレークKとポリイミドフィルムK3の有機溶媒への溶解性を表A4に示す。
Figure 0006082390
Figure 0006082390
<<ポリイミド金属積層体の作製と剥離強度の評価>>
(実施例A22)
s−BPDA/AHHT
ポリアミック酸溶液Bを用いてポリイミド金属積層体を作製した。ポリイミド金属積層体は、ポリアミック酸溶液Bを圧延銅箔(JX日鉱日石金属株式会社製、BHY−13H−T、18μm厚)に塗布し、120℃で10分加熱後、さらに400℃まで20分かけて昇温することにより得た。ポリイミド金属積層体のポリイミドフィルムの厚みは27μmであった。ポリイミド金属積層体の90°剥離試験を行った結果、接着が良好で、1.1kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は1.1kN/m以上であると推定される。
(実施例A23)
s−BPDA/AMHT
ポリアミック酸溶液Iをポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例A22と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、1.1kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は1.1kN/m以上であると推定される。
(実施例A24)
s−BPDA/AHHT
ポリイミド溶液Bをポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例A22と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、1.1kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は1.1kN/m以上であると推定される。
(実施例A25)
s−BPDA/AMHT
ポリイミド溶液Iをポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例A22と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.66kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は0.66kN/m以上であると推定される。
<<2層ポリイミド積層体の作製と剥離強度の評価>>
(実施例A26)
s−BPDA/AHHT
ポリアミック酸溶液Bを用いて2層ポリイミド積層体を作製した。ポリアミック酸溶液Bをポリイミドフィルム(宇部興産株式会社製、ユーピレックス75S、75μm厚)に塗布した以外は、実施例A22と同様の方法で2層ポリイミド積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、1.0kN/mでフィルムが破断した。従って、2層ポリイミド積層体の剥離強度は1.0kN/m以上であると推定される。
(実施例A27)
s−BPDA/AMHT
ポリアミック酸溶液Iをポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例A26と同様にして2層ポリイミド積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.63kN/mでフィルムが破断した。従って、2層ポリイミド積層体の剥離強度は0.63kN/m以上であると推定される。
(実施例A28)
s−BPDA/AMHT
ポリイミド溶液Iをポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例A26と同様にして2層ポリイミド積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、1.1kN/mでフィルムが破断した。従って、2層ポリイミド積層体の剥離強度は1.1kN/m以上であると推定される。
(参考例A7)
6FDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Rをポリアミック酸溶液Bの代わりに用い、120℃で10分加熱後、さらに300℃まで20分かけて昇温した以外は、実施例A26と同様にして2層ポリイミド積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着性を示さなかった。
(参考例A8)
ODPA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Sをポリアミック酸溶液Bの代わりに用い、120℃で10分加熱後、さらに300℃まで20分かけて昇温した以外は、実施例A26と同様にして2層ポリイミド積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着性を示さなかった。
(参考例A9)
BTDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Tをポリアミック酸溶液Bの代わりに用い、120℃で10分加熱後、さらに300℃まで20分かけて昇温した以外は、実施例A26と同様にして2層ポリイミド積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着性を示さなかった。
実施例および参考例から明らかとなった主な内容を以下に示す。
(1)ポリアミック酸の自己支持性フィルムを熱イミド化することにより得られるポリイミドフィルムにおいて、AHHTとAMHTをジアミンとして用いた場合、OH置換基のないp−ATDAを用いた場合と比較して、ガラス転移温度や、N中の10%重量減少温度が上昇する。
(2)ポリイミド溶液から得られるポリイミドフィルムにおいて、AHHTとAMHTをジアミンとして用いた場合、OH置換基のないp−ATDAを用いた場合と比較して、N中の10%重量減少温度が上昇する。
(3)ポリイミド溶液をメタノールに再沈殿させ、80℃で減圧乾燥させることにより得られるポリイミドフレークは多くの有機溶媒に可溶であるだけでなく、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(TMAH)にも高い溶解性を示す。
(4)ポリアミック酸を塗布し、その後キュアすることにより得られる金属積層体の接着剥離強度は1.1kN/mであり、フィルム破断に至るほど高い。さらに、ポリイミド溶液を塗布し、その後乾燥させることにより得られたポリイミド金属積層体の剥離強度も0.66〜1.1kN/mであり、同様にフィルム破断に至るほど高い。
(5)ポリアミック酸を塗布し、その後キュアすることにより得られる2層ポリイミド積層体の接着剥離強度は0.63〜1.1kN/mであり、フィルム破断に至るほど高い。さらに、ポリイミド溶液を塗布し、その後乾燥させることにより得られる2層ポリイミド積層体の剥離強度も1.1kN/mであり、同様にフィルム破断に至るほど高い。
<<パートBの発明の実施例>>
次に、パートBの発明の実施例を説明する。前述のとおり、パートBの実施例の説明とパートAの実施例の説明は互いに独立しており、パートBの実施例の説明において、製造された物質の表記、例えば「ポリアミック酸溶液A」、「ポリイミドフィルムA1」等の表記は、パートBにおいて記載された「ポリアミック酸溶液A」、「ポリイミドフィルムA1」等を意味し、パートAに存在しているかもしれない同一の表記の物質を示さないものとする。
<<ポリアミック酸溶液の調製>>
次のポリアミック酸溶液を調製した。
(ポリアミック酸溶液Aの調製)
PMDA/PTDA
撹拌棒、窒素導入管を取り付けた三口フラスコに、2,4−ビス(4−アミノアニリノ)−6−ジフェニルアミノ−1,3,5−トリアジン(PTDA)(1.15g,2.50mmol)とN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)(5mL)を加え、室温で撹拌して溶解させた。その後、室温で撹拌しながら、ピロメリット酸二無水物(PMDA)(0.545g、2.50mmol)を添加して室温で6時間反応させ、粘稠な重合溶液を得た。これをDMAcで希釈してポリアミック酸溶液A(ポリイミド前駆体溶液A)を得た。このポリアミック酸の対数粘度(ηinh)は、0.66dL/gであった。
(ポリアミック酸溶液Bの調製)
s−BPDA/PTDA
酸二無水物を3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Bを調製した。
(ポリアミック酸溶液Cの調製)
DSDA/PTDA
酸二無水物を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(DSDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Cを調製した。
(ポリアミック酸溶液Dの調製)
BTDA/PTDA
酸二無水物を3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Dを調製した。
(ポリアミック酸溶液Eの調製)
ODPA/PTDA
酸二無水物を4,4’−オキシジフタル酸無水物(ODPA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Eを調製した。
(ポリアミック酸溶液Fの調製)
6FDA/PTDA
酸二無水物を4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(6FDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Fを調製した。
(ポリアミック酸溶液Gの調製)
PMDA/p−ATDA
ジアミンに2,4-ビス(4-アミノアニリノ)-6-アニリノ-1,3,5-トリアジン(p−ATDA)(0.961g,2.50mmol)を用いた以外はポリアミック酸溶液Aの調製と同様にしてポリアミック酸溶液G(ポリイミド前駆体溶液G)を得た。
(ポリアミック酸溶液Hの調製)
s−BPDA/p−ATDA
酸二無水物を3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Gの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Hを調製した。
(ポリアミック酸溶液Iの調製)
DSDA/p−ATDA
酸二無水物を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(DSDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Gの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Iを調製した。
(ポリアミック酸溶液Jの調製)
BTDA/p−ATDA
酸二無水物を3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Gの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Jを調製した。
(ポリアミック酸溶液Kの調製)
ODPA/p−ATDA
酸二無水物を4,4’−オキシジフタル酸無水物(ODPA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Gの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Kを調製した。
(ポリアミック酸溶液Lの調製)
6FDA/p−ATDA
酸二無水物を4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(6FDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Gの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Lを調製した。
(ポリアミック酸溶液Mの調製)
s−BPDA/PPD
ジアミンに、パラフェニレンジアミン(PPD)(0.270g,2.50mmol)を用いた以外は、ポリアミック酸溶液Bの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Mを調製した。
(ポリアミック酸溶液Nの調製)
CBDA/PTDA
酸二無水物を1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Nを調製した。
(ポリアミック酸溶液Oの調製)
CBDA/p−ATDA
酸二無水物を1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)とした以外は、ポリアミック酸溶液Gの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Oを調製した。
(ポリアミック酸溶液Pの調製)
s−BPDA/PMDA/PTDA=75/25/100
酸二無水物を3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)とピロメリット酸二無水物(PMDA)とし,酸二無水物成分中のモル比をs−BPDA/PMDA=75/25とした以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Pを調製した。
(ポリアミック酸溶液Qの調製)
s−BPDA/PMDA/PTDA=50/50/100
酸二無水物を3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)とピロメリット酸二無水物(PMDA)とし,酸二無水物成分中のモル比をs−BPDA/PMDA=50/50とした以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Qを調製した。
(ポリアミック酸溶液Rの調製)
s−BPDA/PMDA/PTDA=25/75/100
酸二無水物を3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)とピロメリット酸二無水物(PMDA)とし,酸二無水物成分中のモル比をs−BPDA/PMDA=25/75とした以外は、ポリアミック酸溶液Aの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Rを調製した。
(ポリアミック酸溶液Sの調製)
s−BPDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Sは、ポリアミック酸溶液Hと同じ組成である。
(ポリアミック酸溶液Tの調製)
s−BPDA/PMDA/p−ATDA=50/50/100
酸二無水物を3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)とピロメリット酸二無水物(PMDA)とし、酸二無水物成分中のモル比をs−BPDA/PMDA=50/50とした以外は、ポリアミック酸溶液Gの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Tを調製した。
(ポリアミック酸溶液Uの調製)
PMDA/p−ATDA=100/100
ポリアミック酸溶液Uは、ポリアミック酸溶液Gと同じ組成である。
(ポリアミック酸溶液Vの調製)
s−BPDA/p−ATDA/m−ATDA=100/70/30
酸二無水物を3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)とし、ジアミンを、2,4-ビス(4-アミノアニリノ)-6-アニリノ-1,3,5-トリアジン(p−ATDA)と2,4-ビス(3-アミノアニリノ)-6-アニリノ-1,3,5-トリアジン(m−ATDA)の70:30(モル比)の混合物とした以外は、ポリアミック酸溶液Gの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Vを調製した。
(ポリアミック酸溶液Wの調製)
s−BPDA/p−ATDA/m−ATDA=100/50/50
p−ATDAとm−ATDAの混合比を50:50(モル比)とした以外は、ポリアミック酸溶液Vの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Wを調製した。
(ポリアミック酸溶液Xの調製)
s−BPDA/p−ATDA/m−ATDA=100/30/70
p−ATDAとm−ATDAの混合比を30:70(モル比)とした以外は、ポリアミック酸溶液Vの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Xを調製した。
(ポリアミック酸溶液Yの調製)
s−BPDA/m−ATDA=100/100
ジアミンとして、m−ATDAを100%(モル比)とした以外は、ポリアミック酸溶液Vの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Yを調製した。
(ポリアミック酸溶液Zの調製)
DSDA/p−ATDA=100/100
酸二無水物成分をDSDAとした以外は、ポリアミック酸溶液Gの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Zを調製した。
(ポリアミック酸溶液Z1の調製)
6FDA/p−ATDA=100/100
酸二無水物成分を6FDAとした以外は、ポリアミック酸溶液Gの調製と同様にして、ポリアミック酸溶液Z1を調製した。
<<ポリイミド溶液の溶解性試験(ポリイミド溶液の調製)>>
ポリアミック酸から熱イミド化により、ポリイミドフィルムを作製し、溶解性を試験した。結果が「+」以上(「+」および「++」)のポリイミドは、ポリイミド溶液が容易(室温および加温で容易に溶解)に得られたことを示す。
(フィルム製造例B1)ポリイミドフィルムAの作製
PMDA/PTDA
ポリアミック酸溶液Aをガラス板上に薄膜状にキャストし、減圧下で脱気を行った。その後減圧下、60℃で6時間、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃で各1時間段階的に加熱して、加熱イミド化を行った。冷却後,水に浸すことによりポリイミドフィルムをガラス板より剥離させた。乾燥後、厚み10μmのポリイミドフィルムAを得た。ポリイミドフィルムAの物性を表B1、および表B6に示す。
(実施例B1)ポリイミド溶液Aの調製
ポリイミドフィルムAの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Aの調製を試みた。結果を表B2に示す。
(フィルム製造例B2)ポリイミドフィルムBの作製
s−BPDA/PTDA
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Bを用いた以外は、ポリイミドフィルムAの作製と同様にして、ポリイミドフィルムBを得た。ポリイミドフィルムBの物性を表B1、および表B6に示す。
(実施例B2)ポリイミド溶液Bの調製
ポリイミドフィルムBの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Bの調製を試みた。結果を表B2に示す。
(フィルム製造例B3)ポリイミドフィルムCの作製
DSDA/PTDA
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Cを用いた以外は、ポリイミドフィルムAの作製と同様にして、ポリイミドフィルムCを得た。ポリイミドフィルムCの物性を表B1に示す。
(実施例B3)ポリイミド溶液Cの調製
ポリイミドフィルムCの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Cの調製を試みた。結果を表B2に示す。また、ポリイミドフィルムCのγ−ブチロラクトンへの溶解性試験を行ったところ、結果は+であった。
(フィルム製造例B4)ポリイミドフィルムDの作製
BTDA/PTDA
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Dを用いた以外は、ポリイミドフィルムAの作製と同様にして、ポリイミドフィルムDを得た。得られたポリイミドの物性を表B1に示す。
(実施例B4)ポリイミド溶液Dの調製
ポリイミドフィルムDの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Dの調製を試みた。結果を表B2に示す。
(フィルム製造例B5)ポリイミドフィルムEの作製
ODPA/PTDA
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Eを用いた以外は、ポリイミドフィルムAの作製と同様にして、ポリイミドフィルムEを得た。得られたポリイミドの物性を表B1に示す。
(実施例B5)ポリイミド溶液Eの調製
ポリイミドフィルムEの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Eの調製を試みた。結果を表B2に示す。
(フィルム製造例B6)ポリイミドフィルムFの作製
6FDA/PTDA
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Fを用いた以外は、ポリイミドフィルムAの作製と同様にして、ポリイミドフィルムFを得た。得られたポリイミドの物性を表B1に示す。
(実施例B6)ポリイミド溶液Fの調製
ポリイミドフィルムFの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Fの調製を試みた。結果を表B2に示す。また、ポリイミドフィルムFのγ−ブチロラクトンへの溶解性試験を行ったところ、結果は++であった。
(フィルム製造例B7)ポリイミドフィルムGの作製
PMDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Gをガラス板上に薄膜状にキャストし、60℃で6時間、100℃で1時間、200℃で1時間、さらに300℃で1時間加熱して、加熱イミド化を行い、ポリイミドフィルムGを得た。得られたポリイミドの物性を表B1、および表B6に示す。
(実施例B7)ポリイミド溶液Gの調製
ポリイミドフィルムGの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Gの調製を試みた。結果を表B2に示す。
(フィルム製造例B8)ポリイミドフィルムHの作製
s−BPDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Gの代わりにポリアミック酸溶液Hを用いた以外は、ポリイミドフィルムGの作製と同様にして、ポリイミドフィルムHを得た。得られたポリイミドの物性を表B1、および表B6に示す。
(実施例B8)ポリイミド溶液Hの調製
ポリイミドフィルムHの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Hの調製を試みた。結果を表B2に示す。
(フィルム製造例B9)ポリイミドフィルムIの作製
DSDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Gの代わりにポリアミック酸溶液Iを用いた以外は、ポリイミドフィルムGの作製と同様にして、ポリイミドフィルムIを得た。得られたポリイミドの物性を表B1に、有機溶媒への溶解性を表B2に示す。
(実施例B9)ポリイミド溶液Iの調製
ポリイミドフィルムIの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Iの調製を試みた。結果を表B2に示す。
(フィルム製造例B10)ポリイミドフィルムJの作製
BTDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Gの代わりにポリアミック酸溶液Jを用いた以外は、ポリイミドフィルムGの作製と同様にして、ポリイミドフィルムJを得た。得られたポリイミドの物性を表B1に示す。
(実施例B10)ポリイミド溶液Jの調製
ポリイミドフィルムJの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Jの調製を試みた。結果を表B2に示す。
(フィルム製造例B11)ポリイミドフィルムKの作製
ODPA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Gの代わりにポリアミック酸溶液Kを用いた以外は、ポリイミドフィルムGの作製と同様にして、ポリイミドフィルムKを得た。得られたポリイミドの物性を表B1に示す。
(実施例B11)ポリイミド溶液Kの調製
ポリイミドフィルムKの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Kの調製を試みた。結果を表B2に示す。
(フィルム製造例B12)ポリイミドフィルムLの作製
6FDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Gの代わりにポリアミック酸溶液Lを用いた以外は、ポリイミドフィルムGの作製と同様にして、ポリイミドフィルムLを得た。得られたポリイミドの物性を表B1に示す。
(実施例B12)ポリイミド溶液Lの調製
ポリイミドフィルムLの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Lの調製を試みた。結果を表B2に示す。
(フィルム製造比較例B1)ポリイミドフィルムMの作製
s−BPDA/PPD
ポリアミック酸溶液Mをガラス板上に薄膜状にキャストし、60℃で6時間、100℃で1時間、200℃で1時間、300℃で1時間、さらに400℃で1時間加熱して、加熱イミド化を行い、ポリイミドフィルムMを得た。
(比較例B1)ポリイミド溶液Mの調製
ポリイミドフィルムMの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Mの調製を試みたが、いかなる有機溶媒にも溶解することはなかった。結果を表B2に示す。
(フィルム製造例B13)ポリイミドフィルムNの作製
CBDA/PTDA
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Nを用いた以外は、ポリイミドフィルムAの作製と同様にして、ポリイミドフィルムNを得た。
(実施例B13)ポリイミド溶液Nの調製
ポリイミドフィルムNの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Nの調製を試みた。結果を表B3に示す。
(フィルム製造例B14)ポリイミドフィルムOの作製
CBDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Gの代わりにポリアミック酸溶液Oを用いた以外は、ポリイミドフィルムAの作製と同様にして、ポリイミドフィルムOを得た。
(実施例B14)ポリイミド溶液Oの調製
ポリイミドフィルムOの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Oの調製を試みた。結果を表B3に示す。
(フィルム製造例B15)ポリイミドフィルムPの作製
s−BPDA/PMDA/PTDA=75/25/100
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Pを用いた以外は、ポリイミドフィルムAの作製と同様にして、ポリイミドフィルムPを得た。得られたポリイミドの物性を表B4、および表B6に示す。
(実施例B15)ポリイミド溶液Pの調製
ポリイミドフィルムPの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Pの調製を試みた。結果を表B5に示す。
(フィルム製造例B16)ポリイミドフィルムQの作製
s−BPDA/PMDA/PTDA=50/50/100
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Qを用いた以外は、ポリイミドフ
ィルムAの作製と同様にして、ポリイミドフィルムQを得た。得られたポリイミドの物性を表B4、および表B6に示す。
(実施例B16)ポリイミド溶液Qの調製
ポリイミドフィルムQの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Qの調製を試みた。結果を表B5に示す。
(フィルム製造例B17)ポリイミドフィルムRの作製
s−BPDA/PMDA/PTDA=25/75/100
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリアミック酸溶液Rを用いた以外は、ポリイミドフィルムAの作製と同様にして、ポリイミドフィルムRを得た。得られたポリイミドの物性を表B4、および表B6に示す。
(実施例B17)ポリイミド溶液Rの調製
ポリイミドフィルムRの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Rの調製を試みた。結果を表B5に示す。
Figure 0006082390
Figure 0006082390
Figure 0006082390
Figure 0006082390
Figure 0006082390
Figure 0006082390
<<ポリイミド金属積層体の作製と剥離強度の評価>>
(実施例B18)
s−BPDA/PTDA
ポリアミック酸溶液Bを用いてポリイミド金属積層体を作製した。ポリイミド金属積層体は、ポリアミック酸溶液Bを圧延銅箔(JX日鉱日石金属株式会社製、BHY−13H−T、18μm厚)に塗布し、120℃で10分加熱後、さらに400℃まで20分かけて昇温することにより得た。ポリイミド金属積層体のポリイミドフィルムの厚みは25μmであった。ポリイミド金属積層体の90°剥離試験を行った結果、接着が良好で、0.86kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は0.86kN/m以上であると推定される。
(実施例B19)
ODPA/PTDA
ポリアミック酸溶液Kをポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.92kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は0.92kN/m以上であると推定される。
(実施例B20)
s−BPDA/PMDA/PTDA=75/25/100
ポリアミック酸溶液Pをポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.50kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は0.50kN/m以上であると推定される。
(実施例B21)
s−BPDA/PMDA/PTDA=50/50/100
ポリアミック酸溶液Qをポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.60kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は0.60kN/m以上であると推定される。
(実施例B22)
s−BPDA/PMDA/PTDA=25/75/100
ポリアミック酸溶液Rをポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.65kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は0.65kN/m以上であると推定される。
<<ポリイミド積層体の作製と剥離強度の評価>>
(実施例B23)(2層ポリイミド積層体)
s−BPDA/PTDA
ポリアミック酸溶液Bを用いて2層ポリイミド積層体を作製した。ポリアミック酸溶液Bをポリイミドフィルム(宇部興産株式会社製、ユーピレックス75S、75μm厚)に塗布した以外は、実施例B18と同様の方法で2層ポリイミド積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.88kN/mでフィルムが破断した。従って、2層ポリイミド積層体の剥離強度は0.88kN/m以上であると推定される。
<<ポリイミド溶液の溶解性試験(ポリイミド溶液の調製)>>
ポリアミック酸から溶液イミド化により、ポリイミドを作製し、溶解性を試験した。結果が「+」以上(「+」および「++」)のポリイミドは、ポリイミド溶液が容易(室温および加温で容易に溶解)に得られたことを示す。
<<溶液イミド化からのポリイミドの調製>>
(ポリイミドAの調製)
PMDA/PTDA
フラスコ中、ポリアミック酸溶液Aが5質量%となるよう、ポリアミック酸溶液AとNMPを仕込んだ。共沸溶媒としてトルエン5mLを加え、140℃で3時間撹拌し系中の水を除去した後、200℃、3時間撹拌し、イミド化反応を行った。反応溶液をメタノールに注ぎ固体を析出させ、吸引ろ過によって粗生成物を得た。得られた粗生成物をNMPに溶解させ、再沈殿を行った後、80℃で減圧乾燥させることによりフレーク状のポリイミドAを得た。
(ポリイミドBの調製)
s−BPDA/PTDA
ポリアミック酸溶液Aをポリアミック酸溶液Bとした以外は、ポリイミドAの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドBを調製した。
(ポリイミドCの調製)
DSDA/PTDA
ポリアミック酸溶液Aをポリアミック酸溶液Cとした以外は、ポリイミドAの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドCを調製した。
(ポリイミドDの調製)
BTDA/PTDA
ポリアミック酸溶液Aをポリアミック酸溶液Dとした以外は、ポリイミドAの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドDを調製した。
(ポリイミドEの調製)
ODPA/PTDA
ポリアミック酸溶液Aをポリアミック酸溶液Eとした以外は、ポリイミドAの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドEを調製した。
(ポリイミドFの調製)
6FDA/PTDA
ポリアミック酸溶液Aをポリアミック酸溶液Fとした以外は、ポリイミドAの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドFを調製した。
(ポリイミドGの調製)
PMDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Aをポリアミック酸溶液Gとした以外は、ポリイミドAの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドGを調製した。
(ポリイミドHの調製)
s−BPDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Aをポリアミック酸溶液Hとした以外は、ポリイミドAの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドHを調製した。
(ポリイミドIの調製)
DSDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Aをポリアミック酸溶液Iとした以外は、ポリイミドAの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドIを調製した。
(ポリイミドJの調製)
BTDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Aをポリアミック酸溶液Jとした以外は、ポリイミドAの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドJを調製した。
(ポリイミドKの調製)
ODPA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Aをポリアミック酸溶液Kとした以外は、ポリイミドAの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドKを調製した。
(ポリイミドLの調製)
6FDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Aをポリアミック酸溶液Lとした以外は、ポリイミドAの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドLを調製した。
(ポリイミドPの調製)
s−BPDA/PMDA/PTDA=75/25/100
ポリアミック酸溶液Aをポリアミック酸溶液Pとした以外は、ポリイミドAの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドPを調製した。
(ポリイミドQの調製)
s−BPDA/PMDA/PTDA=50/50/100
ポリアミック酸溶液Aをポリアミック酸溶液Qとした以外は、ポリイミドAの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドQを調製した。
(ポリイミドRの調製)
s−BPDA/PMDA/PTDA=25/75/100
ポリアミック酸溶液Aをポリアミック酸溶液Rとした以外は、ポリイミドAの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドRを調製した。
(ポリイミドSの調製)
s−BPDA/p−ATDA=100/100
ポリアミック酸溶液Sが5質量%となるよう、ポリアミック酸溶液S、NMP、および化学イミド化触媒としてピリジン、無水酢酸を仕込んだ。その後、100℃で10時間撹拌し、イミド化反応を行った。反応溶液をメタノールに加え、固体を析出させ、ろ過によって粗生成物を得た。得られた粗生成物をNMPに溶解させ、再沈殿を行った後、80℃で乾燥させることによりフレーク状のポリイミドSを得た。
(ポリイミドTの調製)
s−BPDA/PMDA/p−ATDA=50/50/100
ポリアミック酸溶液Sをポリアミック酸溶液Tとした以外は、ポリイミドSの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドTを調製した。
(ポリイミドUの調製)
PMDA/p−ATDA=100/100
ポリアミック酸溶液Sをポリアミック酸溶液Uとした以外は、ポリイミドSの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドUを調製した。
(ポリイミドVの調製)
s−BPDA/p−ATDA/m−ATDA=100/70/30
ポリアミック酸溶液Sをポリアミック酸溶液Vとした以外は、ポリイミドSの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドVを調製した。
(ポリイミドWの調製)
s−BPDA/p−ATDA/m−ATDA=100/50/50
ポリアミック酸溶液Sをポリアミック酸溶液Wとした以外は、ポリイミドSの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドWを調製した。
(ポリイミドXの調製)
s−BPDA/p−ATDA/m−ATDA=100/30/70
ポリアミック酸溶液Sをポリアミック酸溶液Xとした以外は、ポリイミドSの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドXを調製した。
(ポリイミドYの調製)
s−BPDA/m−ATDA=100/100
ポリアミック酸溶液Sをポリアミック酸溶液Yとした以外は、ポリイミドSの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドYを調製した。
(ポリイミドZの調製)
DSDA/p−ATDA=100/100
ポリアミック酸溶液Sをポリアミック酸溶液Zとした以外は、ポリイミドSの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドZを調製した。
(ポリイミドZ1の調製)
6FDA/p−ATDA=100/100
ポリアミック酸溶液Sをポリアミック酸溶液Z1とした以外は、ポリイミドSの調製と同様にして、フレーク状のポリイミドZ1を調製した。
(実施例B24)ポリイミド溶液A2の調製
ポリイミドAの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液A2の調製を試みた。結果を表B7に示す。
(実施例B25)ポリイミド溶液B2の調製
ポリイミドBの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液B2の調製を試みた。結果を表B7に示す。
(実施例B26)ポリイミド溶液C2の調製
ポリイミドCの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液C2の調製を試みた。結果を表B7に示す。
(実施例B27)ポリイミド溶液D2の調製
ポリイミドDの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液D2の調製を試みた。結果を表B7に示す。
(実施例B28)ポリイミド溶液E2の調製
ポリイミドEの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液E2の調製を試みた。結果を表B7に示す。
(実施例B29)ポリイミド溶液F2の調製
ポリイミドFの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液F2の調製を試みた。結果を表B7に示す。
(実施例B30)ポリイミド溶液P2の調製
ポリイミドPの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液P2の調製を試みた。結果を表B8に示す。
(実施例B31)ポリイミド溶液Q2の調製
ポリイミドQの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Q2の調製を試みた。結果を表B8に示す。
(実施例B32)ポリイミド溶液R2の調製
ポリイミドRの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液R2の調製を試みた。結果を表B8に示す。
(実施例B33)ポリイミド溶液H2の調製
ポリイミドHの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液H2の調製を試みた。結果を表B9に示す。
(実施例B34)ポリイミド溶液I2の調製
ポリイミドIの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液I2の調製を試みた。結果を表B9に示す。
(実施例B35)ポリイミド溶液J2の調製
ポリイミドJの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液J2の調製を試みた。結果を表B9に示す。
(実施例B36)ポリイミド溶液K2の調製
ポリイミドKの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液K2の調製を試みた。結果を表B9に示す。
(実施例B37)ポリイミド溶液L2の調製
ポリイミドLの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液L2の調製を試みた。結果を表B9に示す。
(実施例B38)ポリイミド溶液S2の調製
ポリイミドSの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液S2の調製を試みた。結果を表B10に示す。
(実施例B39)ポリイミド溶液V2の調製
ポリイミドVの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液V2の調製を試みた。結果を表B11に示す。
(実施例B40)ポリイミド溶液W2の調製
ポリイミドWの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液W2の調製を試みた。結果を表B11に示す。
(実施例B41)ポリイミド溶液X2の調製
ポリイミドXの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液X2の調製を試みた。結果を表B11に示す。
(実施例B42)ポリイミド溶液Y2の調製
ポリイミドYの各種有機溶媒に対する溶解性試験を行い、ポリイミド溶液Y2の調製を試みた。結果を表B11に示す。
(実施例B43)ポリイミド溶液Z2の調製
ポリイミドZのNMP溶液を作製し、ポリイミド溶液Z2を得た。
(実施例B44)ポリイミド溶液Z1−2の調製
ポリイミドZ1のNMP溶液を作製し、ポリイミド溶液Z1−2を得た。
Figure 0006082390
Figure 0006082390
Figure 0006082390
Figure 0006082390
Figure 0006082390
(フィルム製造例B18)ポリイミドフィルムP2の作製
s−BPDA/PMDA/PTDA=75/25/100
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリイミド溶液P2を用いた以外は、ポリイミドフィルムAの作製(フィルム製造例B1)と同様にして、ポリイミドフィルムP2を得た。ポリイミドフィルムP2のCTEを表B12に示す。CTEは25ppm/Kと低い値を示した。
(フィルム製造例B19)ポリイミドフィルムQ2の作製
s−BPDA/PMDA/PTDA=50/50/100
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリイミド溶液Q2を用いた以外は、ポリイミドフィルムAの作製(フィルム製造例B1)と同様にして、ポリイミドフィルムQ2を得た。ポリイミドフィルムQ2のCTEを表B12に示す。CTEは20ppm/Kと低い値を示した。
(フィルム製造例B20)ポリイミドフィルムS2の作製
s−BPDA/p−ATDA
ポリアミック酸溶液Aの代わりにポリイミド溶液S2を用いた以外は、ポリイミドフィルムAの作製(フィルム製造例B1)と同様にして、ポリイミドフィルムS2を得た。ポリイミドフィルムS2のCTEを表B12に示す。CTEは31ppm/Kと低い値を示した。
Figure 0006082390
<<ポリイミド金属積層体の作製と剥離強度の評価>>
(実施例B45)
6FDA/PTDA
ポリイミドFを20.8質量%となるようにNMPに室温で溶解させることにより作製したポリイミド溶液F2をポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.92kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は0.92kN/m以上であると推定される。
(実施例B46)
s−BPDA/PMDA/PTDA=75/25/100
ポリイミドPを20.0質量%となるようにNMPに室温で溶解させることにより作製したポリイミド溶液P2をポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.82kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は0.82kN/m以上であると推定される。
(実施例B47)
s−BPDA/PMDA/PTDA=50/50/100
ポリイミドQを15.4質量%となるようにNMPに室温で溶解させることにより作製したポリイミド溶液Q2をポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.79kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は0.79kN/m以上であると推定される。
(実施例B48)
BTDA/PTDA
ポリイミドDを14.0質量%となるようにNMPに室温で溶解させることにより作製したポリイミド溶液D2をポリアミック酸溶液Bの代わりに用い、350℃まで昇温した以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.53kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は0.53kN/m以上であると推定される。
(実施例B49)
ODPA/PTDA
ポリイミドEを18.0質量%となるようにNMPに室温で溶解させることにより作製したポリイミド溶液E2をガラス板上に薄膜状にキャストし、ホットプレートを用いて123℃で720秒加熱し、ガラス板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の四辺をピンテンターで固定し、オーブンを用いて、150℃から320℃まで9分で連続的に加熱イミド化して、厚み50μmのポリイミドフィルムを得た。次に、得られたポリイミドフィルムの両面に、銅箔(三井金属鉱業株式会社製3EC−VLP(18μm)を320℃、4MPaの条件で10分間プレスして貼り合わせることにより、ポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.77kN/mであった。
(実施例B50)
PMDA/PTDA
ポリアミック酸溶液Aをポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.71kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は0.71kN/m以上であると推定される。
(実施例B51)
DSDA/PTDA
ポリアミック酸溶液Cをポリアミック酸溶液Bの代わりに用い、350℃まで昇温した以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.56kN/mでフィルムが剥離した。
(実施例B52)
ODPA/PTDA
ポリイミドEを25.0質量%となるようにNMPに室温で溶解させることにより作製したポリイミド溶液E2をポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.87kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は0.87kN/m以上であると推定される。
(実施例B53)
DSDA/PTDA
ポリイミドCを25.0質量%となるようにNMPに室温で溶解させることにより作製したポリイミド溶液C2をポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.75kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は0.75kN/m以上であると推定される。
(実施例B54)
ODPA/p−ATDA
ポリイミドKを20.0質量%となるようにNMPに室温で溶解させることにより作製したポリイミド溶液K2をポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、1.08kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は1.08kN/m以上であると推定される。
(実施例B55)
s−BPDA/p−ATDA
ポリイミドSを11.0質量%となるようにNMPに室温で溶解させることにより作製したポリイミド溶液S2をポリアミック酸溶液Bの代わりに用いた以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.40kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は0.40kN/m以上であると推定される。
(実施例B56)
DSDA/p−ATDA
ポリイミドZを20.0質量%となるようにNMPに室温で溶解させることにより作製したポリイミド溶液Z2をポリアミック酸溶液Bの代わりに用い、350℃まで昇温した以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、0.51kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は0.51kN/m以上であると推定される。
(実施例B57)
6FDA/p−ATDA
ポリイミドZ1を15.0質量%となるようにNMPに室温で溶解させることにより作製したポリイミド溶液Z1−2をポリアミック酸溶液Bの代わりに用い、300℃まで昇温した以外は、実施例B18と同様にしてポリイミド金属積層体を作製し、剥離試験を行った。その結果、接着が良好で、1.06kN/mでフィルムが破断した。従って、ポリイミド金属積層体の剥離強度は1.06kN/m以上であると推定される。
(実施例B58)
調製直後のポリイミド溶液S2(溶媒:NMP)の30℃における回転粘度と、同溶液を23℃、および40℃で2週間保存した溶液の30℃における回転粘度を測定した。それらの値より、2週間保存後の溶液粘度の保持率(=保存後粘度×100/調製直後粘度)を算出した。23℃で2週間保存した場合97%、40℃で2週間保存した場合92%と高い粘度保持率を示した。次に、調製直後のポリイミド溶液S2(溶媒:NMP)を23℃、および40℃で4週間保存した溶液の30℃における回転粘度を測定し、4週間保存後の溶液粘度の保持率を算出した。その結果、23℃で4週間保存した場合でも97%、40℃で4週間保存した場合でも89%と高く、ポリイミド溶液は非常に高い保存安定性を示した。
以上の実施例および比較例から明らかとなった主な内容を以下に示す。
(1)ポリアミック酸の自己支持性フィルムを熱イミド化することにより得られるポリイミドフィルムにおいて、PTDAをジアミンとして用いた場合、フェニル置換基の一つ少ないp−ATDAを用いた場合と比較して、同等、またはそれ以上の溶解性を有する。
(2)ポリアミック酸を金属層に塗布し、その後キュアすることにより得られる金属積層体の接着剥離強度は0.5〜0.92kN/m、特には0.86〜0.92kN/mであり、フィルム破断に至るほど高い。
(3)ポリアミック酸をポリイミドフィルムに塗布し、その後キュアすることにより得られる2層ポリイミド積層体の接着剥離強度は0.88kN/mであり、フィルム破断に至るほど高い。
(4)テトラカルボン成分として6FDAを用いた場合、γ−ブチロラクトンや、THFなどの有機溶媒にも高い溶解性を示す。これらの成分を用いて得られるポリイミド溶液はコーティング用途に有効である。
(5)テトラカルボン酸成分としてCBDAを用いた場合、γ−ブチロラクトンにも良好な溶解性を示す。これらの成分を用いて得られるポリイミド溶液はコーティング用途に有効である。
(6)表B1と表B5の比較から、テトラカルボン酸成分としてs−BPDAとPMDAを、ジアミン成分としてPTDAを用い、三成分のモル比がs−BPDA/PMDA/PTDA=75/25/100〜25/75/100のモル比で得られるポリアミック酸溶液から得られる自己支持性フィルムを熱イミド化することにより得られるポリイミドフィルムは、NMP、DMAcならびにDMIに室温で非常に良好な溶解性を示す。テトラカルボン酸成分としてPMDAを使用して得られるポリイミドフィルムは、s−BPDAを併用することにより、有機溶媒に対する溶解性を向上させることができる。
(7)表B8から、テトラカルボン酸成分としてs−BPDAとPMDAを、ジアミン成分としてPTDAを用い、三成分のモル比がs−BPDA/PMDA/PTDA=75/25/100〜50/50/100のモル比で得られるポリアミック酸溶液を溶液イミド化した後に得られるフレーク状のポリイミドは、NMP、DMAcならびにDMIに室温で非常に良好な溶解性を示す。
(8)ポリイミド溶液を塗布し、その後キュアすることにより得られる金属積層体の接着剥離強度は0.53〜0.92kN/mであり、フィルム破断に至るほど高い。
(9)ポリイミド溶液をキャストし、その後キュアすることにより得られるポリイミドィルムの両面に銅箔を熱プレスすることにより得られる金属積層体の接着剥離強度は0.77kN/mであり、フィルムの凝集破壊に至るほど高い。
(10)ポリイミド溶液の保存安定性は非常に高い。

Claims (22)

  1. 下記一般式(AI):
    Figure 0006082390
    (式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基であり、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数3〜9のアルキルシリル基である。)
    で表される構造単位を有するポリイミド前駆体であって、
    前記一般式(AI)中の基Bとして、下記式(AB1):
    Figure 0006082390
    (式中、Rは水素原子、炭素数1〜6の脂肪族アルキル基、または芳香族基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
    で表されるトリアジン部分構造を含むこと
    を特徴とするポリイミド前駆体。
  2. 前記一般式(AI)中の基Aとして、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸無水物および3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物から選ばれる化合物から、2つのカルボン酸無水物基を除いた4価の残基を含む請求項1に記載のポリイミド前駆体。
  3. 前記一般式(AI)中の基Aとして、ピロメリット酸二無水物から、2つのカルボン酸無水物基を除いた4価の残基を含む請求項1に記載のポリイミド前駆体。
  4. 前記一般式(AI)中の基Bとして、一般式(AB1)で表されるトリアジン部分構造を10〜100モル%の範囲で含む請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体から得られる下記一般式(AII):
    Figure 0006082390
    (式中、AおよびBは上記と同じである。)
    で表される構造単位を有するポリイミド。
  6. 請求項5記載のポリイミドを含むポリイミドフィルム。
  7. 請求項6記載のポリイミドフィルムに直接または接着剤を介して金属層が積層されてなるポリイミド金属積層体。
  8. テトラカルボン酸二無水物成分と、一般式(AB2)で表されるトリアジン化合物を含むジアミン成分とを有機溶媒中で反応させた後、有機溶媒を除去することにより固体状のポリイミドを得た後、固体状のポリイミドを有機溶媒に溶解し、得られたポリイミド溶液を支持体上に流延または塗布し、80〜150℃以下の温度で加熱するポリイミドフィルムの製造方法。
    Figure 0006082390
    (式中、Rは水素原子、炭素数1〜6の脂肪族アルキル基、または芳香族基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
  9. テトラカルボン酸二無水物成分と、一般式(AB2)で表されるトリアジン化合物を含むジアミン成分とを有機溶媒中で反応させた後、有機溶媒を除去することにより固体状のポリイミドを得た後、固体状のポリイミドを有機溶媒に溶解し、得られたポリイミド溶液を支持体上に流延または塗布し、280〜350℃以下の温度で加熱するポリイミドフィルムの製造方法。
    Figure 0006082390
    (式中、Rは水素原子、炭素数1〜6の脂肪族アルキル基、または芳香族基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
  10. 下記一般式(BII):
    Figure 0006082390
    (式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基である。)
    で表される構造単位を有し、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分とを反応して得られる構造のみを有するポリイミドが、有機溶媒中に溶解しているポリイミド溶液であって、
    前記ポリイミドが、前記一般式(BII)中の基Bとして、下記式(BB1):
    Figure 0006082390
    (式中、RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
    で表されるトリアジン部分構造であって、R およびR が、フェニル基であるトリアジン部分構造を含むこと
    を特徴とするポリイミド溶液。
  11. 前記ポリイミドが、前記一般式(BII)中の基Aとして、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とピロメリット酸二無水物のそれぞれから2つのカルボン酸無水物基を除いた4価の残基の組み合わせ、または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、4,4’−オキシジフタル酸無水物および2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物から選ばれる化合物から、2つのカルボン酸無水物基を除いた4価の残基を含むことを特徴とする請求項10に記載のポリイミド溶液。
  12. 前記ポリイミドが、前記一般式(BII)中の基Aとして、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物から、2つのカルボン酸無水物基を除いた4価の残基を含むことを特徴とする請求項10に記載のポリイミド溶液。
  13. 前記有機溶媒が、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミドおよびγ−ブチロラクトンから選ばれることを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載のポリイミド溶液。
  14. 前記有機溶媒が、テトラヒドロフランおよびγ−ブチロラクトンからなる群より選ばれることを特徴とする請求項12に記載のポリイミド溶液。
  15. 下記一般式(BII):
    Figure 0006082390
    (式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基である。)
    で表される構造単位を有し、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分とを反応して得られる構造のみを有するポリイミドが、有機溶媒中に溶解しているポリイミド溶液であって、
    前記ポリイミドが、前記一般式(BII)中の基Bとして、下記式(BB1):
    Figure 0006082390
    (式中、RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
    で表されるトリアジン部分構造を含み、
    前記一般式(BII)中の基Aとして、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物および1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物から選ばれる化合物から、2つのカルボン酸無水物基を除いた4価の残基を含むこと
    を特徴とするポリイミド溶液。
  16. 下記一般式(BII):
    Figure 0006082390
    (式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基である。)
    で表される構造単位を有し、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分とを反応して得られる構造のみを有するポリイミドが、有機溶媒中に溶解しているポリイミド溶液であって、
    前記ポリイミドが、前記一般式(BII)中の基Bとして、下記式(BB1):
    Figure 0006082390
    (式中、RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
    で表されるトリアジン部分構造を含み、
    前記有機溶媒が、γ−ブチロラクトンであり、
    前記一般式(BII)中の基Aとして、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、4,4’−オキシジフタル酸無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物および2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物から選ばれる化合物から、2つのカルボン酸無水物基を除いた4価の残基を含むこと
    を特徴とするポリイミド溶液。
  17. 下記一般式(BII):
    Figure 0006082390
    (式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基である。)
    で表される構造単位を有し、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分とを反応して得られる構造のみを有するポリイミドが、有機溶媒中に溶解しているポリイミド溶液であって、
    前記ポリイミドが、前記一般式(BII)中の基Bとして、下記式(BB1):
    Figure 0006082390
    (式中、RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
    で表されるトリアジン部分構造を含み、
    前記有機溶媒が、テトラヒドロフランであり、
    前記一般式(BII)中の基Aとして、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物から、2つのカルボン酸無水物基を除いた4価の残基を含むこと
    を特徴とするポリイミド溶液。
  18. 前記一般式(BII)中の基Bとして、一般式(BB1)で表されるトリアジン部分構造を10〜100モル%の範囲で含む請求項10〜17のいずれか1項に記載のポリイミド溶液。
  19. 請求項10〜18のいずれか1項に記載のポリイミド溶液の製造方法であって、
    下記一般式(BI):
    Figure 0006082390
    (式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基であり、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数3〜9のアルキルシリル基である。)
    で表される構造単位を有するポリイミド前駆体であって、前記一般式(BI)中の基Bとして、下記式(BB1):
    Figure 0006082390
    (式中、RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
    で表されるトリアジン部分構造を含むポリイミド前駆体と、第1の有機溶媒とを含有するポリイミド前駆体溶液を製造する工程と、
    前記第1の有機溶媒を除去しながらイミド化してポリイミドを得る工程と、
    製造されたポリイミドを第2の有機溶媒に溶解してポリイミド溶液を製造する工程と
    を有すること
    を特徴とするポリイミド溶液の製造方法。
  20. 前記一般式(BI)中の基Aを構成するテトラカルボン酸二無水物成分は、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物およびピロメリット酸二無水物であり、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物およびピロメリット酸二無水物のモル比が75/25〜25/75である請求項19(但し、請求項10を引用する部分に限る)に記載のポリイミド溶液の製造方法。
  21. 請求項10〜18のいずれか1項に記載のポリイミド溶液の製造方法であって、
    テトラカルボン酸二無水物成分と、一般式(BB2):
    Figure 0006082390
    (式中、RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
    で表されるトリアジン化合物を含むジアミン成分とを反応させ、下記一般式(BII):
    Figure 0006082390
    (式中、Aは、4価の芳香族基または脂肪族基、Bは2価の芳香族基である。)
    で表される構造単位を有し、前記一般式(BII)中の基Bとして、下記式(BB1):
    Figure 0006082390
    (式中、RおよびRは、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基を示し、Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。)
    で表されるトリアジン部分構造を含むポリイミドと、第1の有機溶媒を含有する第1のポリイミド溶液を得る工程と、
    第1のポリイミド溶液から、固体状のポリイミドを得る工程と、
    得られた固体状のポリイミドを第2の有機溶媒に溶解して第2のポリイミド溶液を得る工程と
    を有すること
    を特徴とするポリイミド溶液の製造方法。
  22. 前記一般式(BI)中の基Aを構成するテトラカルボン酸二無水物成分は、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物およびピロメリット酸二無水物であり、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物およびピロメリット酸二無水物のモル比が75/25〜50/50である請求項21(但し、請求項10を引用する部分に限る)に記載のポリイミド溶液の製造方法。
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