JP6177238B2 - 耐溶媒性の可撓性基板用芳香族ポリアミドフィルム - Google Patents
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Description
(A)軽量(ガラス基板は、薄膜太陽電池では合計重量の約98%に相当する)。
(B)可撓性(原料と製品の両方について取り扱いが容易、低い輸送費、および/またはさらなる効用)
(C)製造コストを大幅に低下させ得るロールツーロール製造に適用可能。
(A)熱的安定性の向上
(B)熱膨張係数(CTE)の低減
(C)高温加工中での高い透明性の維持
(D)耐溶媒性の向上、および
(E)酸素および水分のバリア特性の向上。
現在のところ、十分なバリア特性を提供することができる候補の基板フィルムはない。しかしながら、追加のバリア層を施すことができるので、これは制約因子ではない。
(1)高いTg(>300℃)
(2)低いCTE(<20ppm/℃)
(3)高い透明性(400〜750nmの間でT>80%)
(4)優れた機械的性質(引張強度>200MPa)
(5)低吸湿性(湿度100%、室温で<2%)および
(6)優れた耐溶媒性を示す。
本フィルムはまた、同様の方式で回分法を使用して作製することができる。
(A)極性溶媒中で1種または複数の芳香族ジアミンを1種または複数の芳香族二酸ジクロリドと反応させてポリアミドおよび塩酸を得るステップと
(B)アルキレンオキシド、第三級アミンおよび無機塩基などの試薬との反応によって遊離の塩酸を除去するステップと
(C)蒸発によって、または非溶媒中でのポリマーの沈澱によって塩化水素付加物を除去するステップと
(D)元のポリアミド溶液または沈殿したポリマーから調製された溶液に多官能性エポキシドを添加するステップと
(E)結果として得られた混合物をおよそ200℃未満の温度でフィルムに注型するステップと
(F)窒素中または減圧下でおよそ280℃以下の温度で30分未満フィルムを加熱するステップ。
加熱プロセスの後には、DMAc、N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO)などを含む、ほとんどの一般に使用される有機溶媒に曝露された場合も、フィルムは、溶解、膨脹せず、しわがよらない。
(A)極性溶媒中で芳香族ジアミンの少なくとも1種が遊離カルボキシル基を含む2種以上の該ジアミンの混合物を、1種または複数の芳香族二酸ジクロリドと反応させてコポリアミドおよび塩酸を得るステップと
(B)アルキレンオキシド、第三級アミンおよび無機塩基などの試薬との反応によって遊離の塩酸を除去するステップと
(C)蒸発によって、または非溶媒中でのポリマーの沈澱によって塩化水素付加物を除去するステップと
(D)元のポリアミド溶液または沈殿したポリマーから調製された溶液に多官能性エポキシドを添加するステップと
(E)結果として得られた混合物をおよそ200℃未満の温度でフィルムに注型するステップと
(F)窒素中または減圧下でおよそ250℃以下の温度で30分未満フィルムを加熱するステップ。
加熱プロセスの後、NMP、DMAc、ジメチルスルホキシド(DMSO)などを含む、ほとんどの一般に使用される有機溶媒に曝露された場合、フィルムは溶解、膨脹せず、またはしわができない。
1)過剰量の多官能性エポキシドの使用によっても耐溶媒性にすることができず
2)水分に敏感であり
3)CTEが高過ぎ熱的安定性が低いポリマーを結果として生じる。
好ましい量の官能化ジアミンは、ジアミン混合物の1〜10モル%である。最も好ましい量は3〜6モル%である。ジアミン中のカルボキシル基の数が多いほど、架橋プロセスを増強するのに必要な量は少ない。
テレフタロイルジクロリド(TPC);
m−フェニレンジアミン
4,4’−ジアミノジフェン酸(DADP);
この実施例では、TPC、FDAおよびPFMBからの可溶性コポリマーの調製のための一般手順を説明する。説明を目的として、TPC、FDA、およびPFMBのモル比がそれぞれ100%/20%/80%である代表的なフィルムが以下で説明されるが、一般的手順を用いて様々なモル比を有するフィルムが形成され得るということが理解されるべきである。
この実施例では、TPC、IPCおよびPFMBからの可溶性コポリマーの調製のための一般手順を説明する。説明を目的として、TPC、IPC、およびPFMBのモル比がそれぞれ70%/30%/100%である代表的なフィルムが以下で説明されるが、一般的手順を用いて様々なモル比を有するフィルムが形成され得るということが理解されるべきである。
この例は、本発明のポリアミドの調製において過剰のp−フェニレンジアミンを使用した場合の溶解性に対する有害な作用を説明する。
黄色のポリマーが直ちに溶液から沈殿する。このポリマーは有機溶媒に不溶である。
この実施例では、(ポリマーの重量に対して)5wt%のトリグリシジルイソシアヌラート(TGI)を含有する、TPC、IPCおよびPFMB(70%/30%/100%のモル比)からのコポリマーを含有する溶液の調製のための一般手順を説明する。
この実施例では、(ポリマーの重量に対して)5wt%のTGIを含有する、TPC、IPC、DADP、およびPFMB(70%/30%/3%/97%のモル比)からのコポリマーを含有する溶液の調製のための一般手順を説明する。
この実施例は、(ポリマーの重量に対して)5重量%のTGIを含有する、TPC、IPC、DABおよびPFMB(75%/25%/5%/95%のモル比)のコポリマーを含有する溶液の調製のための一般手順を説明する。
TGIを添加せずに実施例3に記載した手順によってポリマーを調製する。
TGIを添加せずに実施例4に記載した手順によってポリマーを調製する。
TGIを添加せずに実施例5に記載した手順によってポリマーを調製する。
ポリマーフィルムの調製および特性評価
Claims (15)
- 透明な芳香族ポリアミドフィルムであって、
(A)無機塩の非存在下で極性有機溶媒に可溶であり、300℃超のTgを有し、熱によって架橋することが可能な、一般式(I):
前記繰り返し単位(I)のうちの少なくとも1つにおけるAr 1 基の少なくとも1つは、
Ar2 は
前記繰り返し単位(I)のうちの少なくとも1つにおけるAr 2 基の少なくとも1つは、
芳香族ポリアミドと、
(B)一般構造(II):
を含むフィルム。 - 多官能性エポキシドが、ポリアミドの重量に対して1〜10重量%の間にある、請求項1に記載のフィルム。
- 10μmの厚さであり、400〜750nmで80%を超える透過率を有する、請求項1に記載のフィルム。
- フィルムが基板に接着されている、請求項1に記載のフィルム。
- 基板が50μmを超える厚さのガラスフィルムである、請求項4に記載のフィルム。
- 平均熱膨張係数が25℃〜250℃の間で20ppm/℃未満である、請求項1に記載のフィルム。
- 透明な芳香族コポリアミドフィルムであって、
(A)無機塩の非存在下で極性有機溶媒に可溶であり、300℃超のTgを有する透明フィルムに溶液注型することができ、熱によって架橋することが可能な、一般式(I)および(V):
前記繰り返し単位(I)のうちの少なくとも1つまたは前記繰り返し単位(V)のうちの少なくとも1つにおけるAr 1 基の少なくとも1つは、
Ar2 は、
前記繰り返し単位(I)のうちの少なくとも1つにおけるAr 2 基の少なくとも1つは、
Ar3は、
前記繰り返し単位(V)のうちの少なくとも1つにおけるAr 3 基の少なくとも1つは、
芳香族コポリアミドと、
(B)一般構造(II):
を含むフィルム。 - コポリアミドが構造(I)および(V)を有する複数の繰り返し単位を含む、請求項7に記載のフィルム。
- コポリアミドが、少なくとも1個のカルボキシル基を含む繰り返し単位を1〜10モル%含む、請求項7に記載のフィルム。
- 多官能性エポキシドの量が、コポリアミドの重量に対して1〜10重量%の間にある、請求項7に記載のフィルム。
- フィルム厚さが4μmより大きい、請求項7に記載のフィルム。
- 10μmの厚さであり、400〜750nmで80%を超える透過率を有する、請求項11に記載のフィルム。
- フィルムが基板に接着されており、フィルムの厚さが4μmを超える、請求項11に記載のフィルム。
- 前記基板が50μmを超える厚さのガラスフィルムである、請求項13に記載のフィルム。
- 平均熱膨張係数が25℃〜250℃の間で20ppm/℃未満である、請求項7に記載のフィルム。
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