JP6404028B2 - Method for producing porous polyimide film, method for producing separator, and varnish - Google Patents

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Description

本発明は、多孔質ポリイミド膜の製造方法、多孔質ポリイミド膜、多孔質ポリイミド膜からなるセパレータ、及びワニスに関する。   The present invention relates to a method for producing a porous polyimide film, a porous polyimide film, a separator comprising a porous polyimide film, and a varnish.

高容量、高電圧、及び高エネルギー密度の達成が可能な電池として、従来より、様々な有機電解液二次電池が知られている。特に、近年、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担うリチウムイオン二次電池(リチウムイオン電池)が広く用いられている。   Conventionally, various organic electrolyte secondary batteries are known as batteries capable of achieving high capacity, high voltage, and high energy density. In particular, in recent years, lithium ion secondary batteries (lithium ion batteries) in which lithium ions in the electrolyte are responsible for electrical conduction have been widely used.

これらのリチウムイオン電池においては、炭酸エチレン等の有機溶媒及びヘキサフルオロリン酸リチウム等のリチウム塩が電解質として使用され、また、対向配置される正極と負極との間には、両極間のイオンの流通が可能な多孔性高分子からなるセパレータが配置される。ここで、セパレータに用いられる材質としては、ポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルム等の、ポリオレフィン系材料からなるフィルムが主に使用されていた。   In these lithium ion batteries, an organic solvent such as ethylene carbonate and a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate are used as the electrolyte, and between the positive electrode and the negative electrode arranged opposite to each other, ions between both electrodes are used. A separator made of a porous polymer that can be circulated is disposed. Here, as a material used for the separator, a film made of a polyolefin-based material such as a polyethylene film or a polypropylene film has been mainly used.

これらのセパレータに対しては、安全性の面から高耐熱性が、電池の軽量化及び省スペース化の観点から薄膜化が求められている。しかしながら、上記ポリオレフィン系材料からなるフィルムは、耐熱性に劣るだけではなく、必要とされる強度を保持しつつ薄膜化することが難しいという問題があった。そのため、電池中で引火等の不都合が生じるおそれがあった。   These separators are required to have high heat resistance from the standpoint of safety, and to be thin from the viewpoint of weight reduction and space saving of the battery. However, the film made of the polyolefin-based material has not only poor heat resistance, but also has a problem that it is difficult to reduce the film while maintaining the required strength. Therefore, there is a possibility that inconvenience such as ignition may occur in the battery.

これに対して、芳香族ポリイミドからなる多孔性フィルムは、実質的に融点を有さずに耐熱性が高いこと、ポリオレフィン系材料からなるものと比較して、剛性が高く、また薄くても十分な強度等を有するために薄膜化が可能であること等の利点から、多くの検討が行われてきた(特許文献1〜3参照)。   On the other hand, a porous film made of an aromatic polyimide has substantially no melting point and high heat resistance, and has a high rigidity and is thin even when compared with a film made of a polyolefin-based material. Many studies have been made from the advantage of being able to reduce the thickness of the film because of its high strength (see Patent Documents 1 to 3).

特開2007−211136号公報JP 2007-2111136 A 特開2000−044719号公報JP 2000-044719 A 特開2012−107144号公報JP 2012-107144 A

上記芳香族ポリイミドからなる多孔性フィルムは、成膜の条件によっては、シワやそりを発生する場合があった。シワを有するポリイミド膜をセパレータとして電極と積層すると、シワの部分に不必要な空間が形成されてしまう等の問題を生じる。   The porous film made of the aromatic polyimide may generate wrinkles and warpage depending on the film forming conditions. When a polyimide film having wrinkles is laminated on an electrode as a separator, there arises a problem that an unnecessary space is formed in the wrinkled portion.

本発明は、上記事情を鑑みなされたもので、シワを発生することなく、十分な強度を有する多孔質ポリイミド膜の製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the manufacturing method of the porous polyimide film which has sufficient intensity | strength, without generating a wrinkle.

本発明者らは、ポリアミド酸又はポリイミド、及び微粒子を特定の沸点を有する溶剤を含有するワニスを用いることで、多孔質ポリイミド膜の成膜性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。   The present inventors have found that the film-forming property of the porous polyimide film can be improved by using a varnish containing a polyamic acid or polyimide and a fine particle solvent having a specific boiling point, and completed the present invention. It was.

本発明の第一の態様は、ポリアミド酸又はポリイミド、微粒子及び溶剤を含有するワニスを基板上に塗布後、乾燥して成膜する、未焼成複合膜の成膜工程と、上記未焼成複合膜を基板より剥離する剥離工程と、上記剥離工程後の未焼成複合膜を焼成してポリイミド−微粒子複合膜とする焼成工程と、上記ポリイミド−微粒子複合膜から微粒子を取り除く微粒子除去工程と、を有する多孔質ポリイミド膜の製造方法であって、上記溶剤が、大気圧における沸点が190℃以上の高沸点溶剤(S1)を含有する混合溶剤(S)であることを特徴とする。   The first aspect of the present invention is a film forming step of an unfired composite film in which a varnish containing polyamic acid or polyimide, fine particles and a solvent is applied on a substrate and then dried to form a film, and the unfired composite film A peeling step of peeling off the substrate, a firing step of firing the unfired composite film after the peeling step to form a polyimide-fine particle composite film, and a fine particle removing step of removing fine particles from the polyimide-fine particle composite film A method for producing a porous polyimide film, wherein the solvent is a mixed solvent (S) containing a high boiling point solvent (S1) having a boiling point of 190 ° C. or higher at atmospheric pressure.

本発明の第二の態様は、本発明の第一の態様の方法で製造される多孔質ポリイミド膜である。   The second aspect of the present invention is a porous polyimide membrane produced by the method of the first aspect of the present invention.

本発明の第三の態様は、本発明の第二の態様の多孔質ポリイミド膜からなるセパレータである。   The third aspect of the present invention is a separator comprising the porous polyimide film of the second aspect of the present invention.

本発明の第四の態様は、本発明の第一の態様の方法に用いられる、ポリアミド酸又はポリイミド、微粒子及び溶剤を含有するワニスであって、上記溶剤の大気圧における沸点が190℃以上の高沸点溶剤(S1)を含有する混合溶剤(S)であることを特徴とする。   A fourth aspect of the present invention is a varnish containing polyamic acid or polyimide, fine particles and a solvent used in the method of the first aspect of the present invention, wherein the solvent has a boiling point of 190 ° C. or higher at atmospheric pressure. It is a mixed solvent (S) containing a high boiling point solvent (S1).

本発明の製造方法によれば、シワを発生することなく、十分な強度を有する多孔質ポリイミド膜を提供することができる。   According to the production method of the present invention, it is possible to provide a porous polyimide film having sufficient strength without generating wrinkles.

本発明の多孔質ポリイミド膜の膜強度に対するワニス溶剤の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the varnish solvent with respect to the film | membrane intensity | strength of the porous polyimide film of this invention.

以下、本発明の実施態様について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施態様に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. .

本発明の多孔質ポリイミド膜の製造方法は、ポリアミド酸又はポリイミド、微粒子及び溶剤を含有するワニスを基板上に塗布後、乾燥して成膜する、未焼成複合膜の成膜工程と、上記未焼成複合膜を基板より剥離する剥離工程と、上記剥離工程後の未焼成複合膜を焼成してポリイミド−微粒子複合膜とする焼成工程と、上記ポリイミド−微粒子複合膜から微粒子を取り除く微粒子除去工程と、を有する多孔質ポリイミド膜の製造方法であって、上記溶剤が、大気圧における沸点が190℃以上の高沸点溶剤(S1)を含有する混合溶剤(S)であることを特徴とする。   The method for producing a porous polyimide film of the present invention comprises a step of forming an unfired composite film, in which a varnish containing polyamic acid or polyimide, fine particles and a solvent is applied on a substrate and then dried to form a film. A peeling step of peeling the fired composite film from the substrate, a firing step of firing the unfired composite film after the peeling step to form a polyimide-fine particle composite film, and a fine particle removing step of removing fine particles from the polyimide-fine particle composite film; , Wherein the solvent is a mixed solvent (S) containing a high boiling point solvent (S1) having a boiling point of 190 ° C. or higher at atmospheric pressure.

[ワニスの製造]
ワニスの製造は、予め微粒子が分散した溶剤とポリアミド酸又はポリイミドを任意の比率で混合するか、微粒子を予め分散した溶剤中でテトラカルボン酸二無水物及びジアミンを重合してポリアミド酸とするか、更にイミド化してポリイミドとすることでおこなう。最終的に、その粘度を300〜1500cPとすることが好ましく、400〜700cPの範囲がより好ましい。ワニスの粘度がこの範囲内であれば、均一に成膜をすることが可能である。
[Manufacture of varnish]
The varnish can be produced by mixing a solvent in which fine particles are dispersed in advance with polyamic acid or polyimide in an arbitrary ratio, or by polymerizing tetracarboxylic dianhydride and diamine in a solvent in which fine particles are previously dispersed to obtain polyamic acid. Further, imidization is performed to obtain polyimide. Finally, the viscosity is preferably 300 to 1500 cP, more preferably 400 to 700 cP. If the viscosity of the varnish is within this range, it is possible to form a film uniformly.

上記ワニスには、微粒子を、焼成してポリイミド−微粒子複合膜とした際に微粒子/ポリイミドの比率が1〜3.5(質量比)となるように樹脂微粒子とポリアミド酸又はポリイミドとを混合でき、微粒子/ポリイミドの比率は1.2〜3(質量比)であることが好ましい。ポリイミド−微粒子複合膜とした際に微粒子/ポリイミドの体積比率が1.5〜4.5となるように、微粒子とポリアミド酸又はポリイミドとを混合するとよい。また、微粒子/ポリイミドの比率を1.8〜3(体積比)とすることが更に好ましい。微粒子/ポリイミドの質量比又は体積比が下限値以上であれば、セパレータとして適切な密度の孔を得ることができ、上限値以下であれば、粘度の増加や膜中のひび割れ等の問題を生じることなく安定的に成膜をすることができる。なお、本明細書において、体積%及び体積比は、25℃における値である。   In the varnish, resin fine particles and polyamic acid or polyimide can be mixed so that the fine particle / polyimide ratio is 1 to 3.5 (mass ratio) when the fine particles are baked into a polyimide-fine particle composite film. The fine particle / polyimide ratio is preferably 1.2 to 3 (mass ratio). Fine particles and polyamic acid or polyimide may be mixed so that the volume ratio of fine particles / polyimide is 1.5 to 4.5 when a polyimide-fine particle composite film is formed. The fine particle / polyimide ratio is more preferably 1.8 to 3 (volume ratio). If the fine particle / polyimide mass ratio or volume ratio is equal to or higher than the lower limit value, pores having an appropriate density can be obtained as a separator. It is possible to form a film stably without any problems. In the present specification, volume% and volume ratio are values at 25 ° C.

<溶剤>
本発明の多孔質ポリイミド膜の製造方法で使用する溶剤は、大気圧における沸点が190℃以上の高沸点溶剤(S1)及びその他の溶媒を含有する混合溶剤(S)である。
<Solvent>
The solvent used in the method for producing a porous polyimide membrane of the present invention is a high boiling point solvent (S1) having a boiling point of 190 ° C. or higher at atmospheric pressure and a mixed solvent (S) containing other solvents.

高沸点溶剤(S1)としては、大気圧における沸点が190℃以上である以外に、ポリアミド酸又はポリイミドを溶解するものであれば、特に限定されることなく公知のものが使用できる。   As the high-boiling solvent (S1), a known solvent can be used without particular limitation as long as it has a boiling point at atmospheric pressure of 190 ° C. or higher and can dissolve polyamic acid or polyimide.

上記高沸点溶剤(S1)の沸点は190℃以上が好ましく、沸点が200℃以上であることが更に好ましい。また、高沸点溶剤(S1)の沸点は250℃以下が好ましく、その沸点が230℃以下であることが更に好ましい。高沸点溶剤(S1)の沸点が190℃以上であれば、成膜した未焼成複合膜にシワがよらず問題がない。また、上記高沸点溶剤(S1)の沸点が250℃以下であれば、未焼成複合膜のプリベークの条件を作業性の良い範囲で設定可能となる。   The boiling point of the high boiling point solvent (S1) is preferably 190 ° C. or higher, and more preferably 200 ° C. or higher. The boiling point of the high boiling point solvent (S1) is preferably 250 ° C. or lower, and more preferably 230 ° C. or lower. If the boiling point of the high-boiling solvent (S1) is 190 ° C. or higher, the formed unfired composite film does not wrinkle and there is no problem. Moreover, if the boiling point of the high boiling point solvent (S1) is 250 ° C. or less, the prebaking conditions for the unfired composite film can be set within a good workability range.

このような高沸点溶剤(S1)の例としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン等の含窒素極性溶剤;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―カプロラクトン等のラクトン系極性溶剤;ピロリドンフェノール、o−、m−又はp−クレゾール、キシレノール、カテコール等のフェノール系溶媒;ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒を挙げることができる。これらのうち1種を使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of such high boiling point solvents (S1) include, for example, nitrogen-containing polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone and N-ethyl-2-pyrrolidone; γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valero Lactone polar solvents such as lactone, γ-caprolactone, and ε-caprolactone; Phenol solvents such as pyrrolidonephenol, o-, m- or p-cresol, xylenol, and catechol; Sulphoxide solvents such as diethyl sulfoxide . Among these, 1 type may be used and 2 or more types may be used together.

これらのうちでも、含窒素極性溶剤及び/又はラクトン系極性溶剤を用いることが好ましく、これらのうちの1種を使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   Among these, it is preferable to use a nitrogen-containing polar solvent and / or a lactone polar solvent, and one of these may be used, or two or more may be used in combination.

本発明の混合溶剤(S)には、上記の高沸点溶剤(S1)に加え、沸点が190℃未満の溶剤(S2)を含有する。ここで用いられる溶剤としては、大気圧における沸点が190℃未満である以外に、高沸点溶剤(S1)と相溶しポリアミド酸又はポリイミドを溶解するものであれば、特に限定されることなく公知のものが使用できる。   The mixed solvent (S) of the present invention contains a solvent (S2) having a boiling point of less than 190 ° C. in addition to the high boiling point solvent (S1). The solvent used here is not particularly limited as long as the boiling point at atmospheric pressure is less than 190 ° C., as long as it is compatible with the high boiling point solvent (S1) and dissolves polyamic acid or polyimide. Can be used.

上記溶剤(S2)の沸点は190℃未満が好ましく、沸点が170℃未満であることが更に好ましい。また、溶剤(S2)の沸点は60℃以上が好ましく、その沸点が80℃以上であることが更に好ましい。上記溶剤(S2)の沸点が190℃未満であれば、未焼成複合膜のプリベークの条件を作業性の良い範囲で設定可能となる。また、溶剤(S2)の沸点が60℃以上であれば、ワニス中の溶剤の揮発が抑えられて作業環境上の問題を改善できる。   The boiling point of the solvent (S2) is preferably less than 190 ° C, and more preferably less than 170 ° C. Further, the boiling point of the solvent (S2) is preferably 60 ° C. or higher, and more preferably 80 ° C. or higher. If the boiling point of the solvent (S2) is less than 190 ° C., the prebaking conditions for the unfired composite film can be set within a good workability range. Moreover, if the boiling point of a solvent (S2) is 60 degreeC or more, the volatilization of the solvent in a varnish will be suppressed and the problem on a work environment can be improved.

このような溶剤(S2)の例としては、例えば、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N,N’,N’−テトラメチルウレア、N−ビニル−2−ピロリドン等の含窒素極性溶剤;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒;アセトニトリル;乳酸エチル、乳酸ブチル等の脂肪酸エステル類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、メチルセルソルブアセテート、エチルセルソルブアセテート等のエーテル類を挙げることができる。これらのうち1種を使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of such a solvent (S2) include, for example, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N, N ′, N Nitrogen-containing polar solvents such as' -tetramethylurea and N-vinyl-2-pyrrolidone; sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide; acetonitrile; fatty acid esters such as ethyl lactate and butyl lactate; tetrahydrofuran, dioxane, dioxolane, diethylene glycol dimethyl ether, Examples include ethers such as diethylene glycol diethyl ether, methyl cellosolve acetate, and ethyl cellosolve acetate. Among these, 1 type may be used and 2 or more types may be used together.

混合溶剤(S)における高沸点溶剤(S1)と沸点が190℃未満の溶剤(S2)の含有比率は特に限定されず、広い範囲のものを使用することができる。混合溶剤(S)中、高沸点溶剤(S1)を5〜80質量%とすることが好ましい。7〜70質量%とすることが更に好ましく、高沸点溶剤(S1)を10〜60質量%とすることが最も好ましい。高沸点溶剤(S1)が5質量%以上で含有されれば、多孔質ポリイミド膜の成膜性や膜物性に問題がなく、S1が80質量%以下であれば支障なく塗工及びプリベーク工程を行うことができる。   The content ratio of the high boiling point solvent (S1) and the solvent (S2) having a boiling point of less than 190 ° C. in the mixed solvent (S) is not particularly limited, and a wide range of solvents can be used. In the mixed solvent (S), the high boiling point solvent (S1) is preferably 5 to 80% by mass. It is more preferable to set it as 7-70 mass%, and it is most preferable to set a high boiling point solvent (S1) as 10-60 mass%. If the high-boiling solvent (S1) is contained in an amount of 5% by mass or more, there is no problem in the film formability and film properties of the porous polyimide film, and if S1 is 80% by mass or less, the coating and prebaking steps can be performed without any problem. It can be carried out.

ワニス中の全成分のうち、混合溶剤(S)の含有量は、好ましくは50〜95質量%、より好ましくは60〜85質量%となる量である。ワニスにおける固形分濃度が好ましくは5〜50質量%、より好ましくは15〜40質量%となる量である。   Of all the components in the varnish, the content of the mixed solvent (S) is preferably 50 to 95% by mass, more preferably 60 to 85% by mass. The solid content concentration in the varnish is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 15 to 40% by mass.

<微粒子>
本発明で用いられる微粒子の材質は、ワニスに使用する上記の有機溶剤に不溶で、成膜後選択的に除去可能なものなら、特に限定されること無く使用することができる。例えば、無機材料としては、シリカ(二酸化珪素)、酸化チタン、アルミナ(Al)等の金属酸化物、有機材料としては、高分子量オレフィン(ポリプロピレン,ポリエチレン等)、ポリスチレン、アクリル系樹脂(メタクリル酸メチル、メタクリル酸イソブチル、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等)、エポキシ樹脂、セルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリエステル、ポリエーテル等の有機高分子微粒子(樹脂微粒子)が挙げられる。
<Fine particles>
The material of the fine particles used in the present invention is not particularly limited as long as it is insoluble in the organic solvent used in the varnish and can be selectively removed after film formation. For example, inorganic materials include metal oxides such as silica (silicon dioxide), titanium oxide, and alumina (Al 2 O 3 ), and organic materials include high molecular weight olefins (polypropylene, polyethylene, etc.), polystyrene, acrylic resins ( Examples thereof include organic polymer fine particles (resin fine particles) such as methyl methacrylate, isobutyl methacrylate, polymethyl methacrylate (PMMA), epoxy resin, cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyester, and polyether.

多孔質ポリイミド膜の製造の際使用することが好ましいのは、無機材料ではコロイダルシリカ等のシリカを挙げることができる。なかでも単分散球状シリカ粒子を選択することが、均一で微小な孔を形成するためには好ましい。   As for the inorganic material, silica such as colloidal silica is preferably used in the production of the porous polyimide film. Among them, it is preferable to select monodispersed spherical silica particles in order to form uniform and fine pores.

本発明で用いられる樹脂微粒子としては、例えば、通常の線状ポリマーや公知の解重合性ポリマーから、目的に応じ特に限定されることなく選択できる。通常の線状ポリマーは、熱分解時にポリマーの分子鎖がランダムに切断されるポリマーであり、解重合性ポリマーは、熱分解時にポリマーが単量体に分解するポリマーである。いずれも、加熱時に、単量体、低分子量体、あるいは、COまで分解することによって、ポリイミド膜から除去可能である。使用される樹脂微粒子の分解温度は200〜320℃であることが好ましく、230〜260℃であることが更に好ましい。分解温度が200℃以上であれば、ワニスに高沸点溶剤を使用した場合も成膜を行うことができ、ポリイミドの焼成条件の選択の幅が広くなる。また、分解温度が320℃未満であれば、ポリイミドに熱的なダメージを与えることなく樹脂微粒子のみを消失させることができる。 The resin fine particles used in the present invention can be selected from, for example, ordinary linear polymers and known depolymerizable polymers without particular limitation depending on the purpose. A normal linear polymer is a polymer in which polymer molecular chains are randomly cut during thermal decomposition, and a depolymerizable polymer is a polymer in which the polymer is decomposed into monomers during thermal decomposition. Any of them can be removed from the polyimide film by decomposition to a monomer, a low molecular weight substance, or CO 2 at the time of heating. The decomposition temperature of the resin fine particles used is preferably 200 to 320 ° C, more preferably 230 to 260 ° C. When the decomposition temperature is 200 ° C. or higher, film formation can be performed even when a high-boiling solvent is used for the varnish, and the range of selection of the baking conditions for polyimide is widened. If the decomposition temperature is less than 320 ° C., only the resin fine particles can be lost without causing thermal damage to the polyimide.

これら解重合性ポリマーのうち、熱分解温度の低いメタクリル酸メチル若しくはメタクリル酸イソブチルの単独(ポリメチルメタクリレート若しくはポリイソブチルメタクリレート)、あるいはこれを主成分とする共重合ポリマーが孔形成時の取り扱い上好ましい。   Among these depolymerizable polymers, methyl methacrylate or isobutyl methacrylate alone (polymethyl methacrylate or polyisobutyl methacrylate) having a low thermal decomposition temperature, or a copolymer having a main component thereof is preferable for handling during pore formation. .

本発明で用いられる微粒子は、真球率が高く、また、粒径分布指数の小さいものが好ましい。これらの条件を備えた微粒子は、ワニス中での分散性に優れ、互いに凝集しない状態で使用することができる。使用する微粒子の粒径(平均直径)としては、例えば、100〜2000nmのものを用いることができる。これらの条件を満たすことで、微粒子を取り除いて得られる多孔質膜の孔径を揃えることができるため、特にセパレータとして使用した場合に、印加される電界を均一化でき好ましい。   The fine particles used in the present invention preferably have a high sphericity and a small particle size distribution index. The fine particles having these conditions are excellent in dispersibility in the varnish and can be used in a state where they do not aggregate with each other. As the particle diameter (average diameter) of the fine particles to be used, for example, those having a particle diameter of 100 to 2000 nm can be used. By satisfying these conditions, the pore diameter of the porous film obtained by removing the fine particles can be made uniform, so that the applied electric field can be made uniform, particularly when used as a separator.

また、後述の製造方法において、未焼成複合膜を2層状の未焼成複合膜として形成する場合、第一のワニスに用いる微粒子(B1)と第二のワニスに用いる微粒子(B2)とは、同じものを用いてもよいし、互いに異なったものを用いてもよい。基材に接する側の孔をより稠密にするには、(B1)の微粒子は、(B2)の微粒子よりも粒径分布指数が小さいか同じであることが好ましい。あるいは、(B1)の微粒子は、(B2)の微粒子よりも真球率が小さいか同じであることが好ましい。また、(B1)の微粒子は、(B2)の微粒子よりも微粒子の粒径(平均直径)が小さいことが好ましく、特に、(B1)が100〜1000nm(より好ましくは100〜600nm)、(B2)が500〜2000nm(より好ましくは700〜2000nm)のものを用いることが好ましい。(B1)の微粒子の粒径に(B2)より小さいものを用いることで、得られる多孔質ポリイミド膜表面の孔の開口割合を高く均一にすることができ、且つ、多孔質ポリイミド膜全体を(B1)の微粒子の粒径とした場合よりも膜の強度を高めることができる。   In the production method described later, when the unfired composite film is formed as a two-layer unfired composite film, the fine particles (B1) used for the first varnish and the fine particles (B2) used for the second varnish are the same. A thing different from each other may be used. In order to make the holes on the side in contact with the substrate more dense, the fine particles of (B1) preferably have a smaller or the same particle size distribution index as the fine particles of (B2). Alternatively, it is preferable that the fine particles of (B1) have a smaller sphericity or the same as the fine particles of (B2). The fine particles of (B1) preferably have a smaller particle size (average diameter) than the fine particles of (B2), and in particular, (B1) is 100 to 1000 nm (more preferably 100 to 600 nm), (B2 ) Is preferably 500 to 2000 nm (more preferably 700 to 2000 nm). By using a particle size smaller than (B2) as the particle size of the fine particles of (B1), the opening ratio of the pores on the surface of the obtained porous polyimide film can be made high and uniform, and the entire porous polyimide film is ( The strength of the film can be increased as compared with the case of B1).

<ポリアミド酸>
本発明に用いるポリアミド酸は、任意のテトラカルボン酸二無水物とジアミンを重合して得られるものが、特に限定されることなく使用できる。テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの使用量は特に限定されないが、テトラカルボン酸二無水物1モルに対して、ジアミンを0.50〜1.50モル用いるのが好ましく、0.60〜1.30モル用いるのがより好ましく、0.70〜1.20モル用いるのが特に好ましい。
<Polyamide acid>
As the polyamic acid used in the present invention, those obtained by polymerizing any tetracarboxylic dianhydride and diamine can be used without any particular limitation. Although the usage-amount of tetracarboxylic dianhydride and diamine is not specifically limited, It is preferable to use 0.50-1.50 mol of diamine with respect to 1 mol of tetracarboxylic dianhydrides, and 0.60-1. It is more preferable to use 30 mol, and it is particularly preferable to use 0.70 to 1.20 mol.

テトラカルボン酸二無水物は、従来からポリアミド酸の合成原料として使用されているテトラカルボン酸二無水物から適宜選択することができる。テトラカルボン酸二無水物は、芳香族テトラカルボン酸二無水物であっても、脂肪族テトラカルボン酸二無水物であってもよいが、得られるポリイミド樹脂の耐熱性の点から、芳香族テトラカルボン酸二無水物を使用することが好ましい。テトラカルボン酸二無水物は、2種以上を組合せて用いてもよい。   The tetracarboxylic dianhydride can be appropriately selected from tetracarboxylic dianhydrides conventionally used as raw materials for synthesizing polyamic acid. The tetracarboxylic dianhydride may be an aromatic tetracarboxylic dianhydride or an aliphatic tetracarboxylic dianhydride. From the viewpoint of the heat resistance of the resulting polyimide resin, the aromatic tetracarboxylic dianhydride may be used. Preference is given to using carboxylic dianhydrides. Tetracarboxylic dianhydride may be used in combination of two or more.

芳香族テトラカルボン酸二無水物の好適な具体例としては、ピロメリット酸二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、3,3’,4,4’−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、2,2,6,6−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−へキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−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、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)エーテル二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4−(p−フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物、4,4−(m−フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、9,9−ビス無水フタル酸フルオレン、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等が挙げられる。脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、エチレンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、シクロへキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロへキサ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等が挙げられる。これらの中では、価格、入手容易性等から、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物及びピロメリット酸二無水物が好ましい。また、これらのテトラカルボン酸二無水物は、単独あるいは二種以上混合して用いることもできる。   Preferable specific examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (2,3-dicarboxy). Phenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′- Biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2,6,6-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (2 , 3-Dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2 -Bis (2,3-dicarboxy Enyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) Ether dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 4,4- (p-phenylenedioxy) diphthal Acid dianhydride, 4,4- (m-phenylenedioxy) diphthalic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic acid di Anhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride , 2, 3 6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride, 9,9-bisphthalic anhydride fluorene, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfone Tetracarboxylic dianhydride etc. are mentioned. Examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride include ethylene tetracarboxylic dianhydride, butane tetracarboxylic dianhydride, cyclopentane tetracarboxylic dianhydride, cyclohexane tetracarboxylic dianhydride, 1, 2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, and the like. Among these, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and pyromellitic dianhydride are preferable from the viewpoint of price and availability. These tetracarboxylic dianhydrides can be used alone or in combination of two or more.

ジアミンは、従来からポリアミド酸の合成原料として使用されているジアミンから適宜選択することができる。このジアミンは、芳香族ジアミンであっても、脂肪族ジアミンであってもよいが、得られるポリイミド樹脂の耐熱性の点から、芳香族ジアミンが好ましい。これらのジアミンは、2種以上を組合せて用いてもよい。   The diamine can be appropriately selected from diamines conventionally used as a raw material for synthesizing polyamic acid. This diamine may be an aromatic diamine or an aliphatic diamine, but an aromatic diamine is preferred from the viewpoint of the heat resistance of the resulting polyimide resin. These diamines may be used in combination of two or more.

芳香族ジアミンとしては、フェニル基が1個あるいは2〜10個程度が結合したジアミノ化合物を挙げることができる。具体的には、フェニレンジアミン及びその誘導体、ジアミノビフェニル化合物及びその誘導体、ジアミノジフェニル化合物及びその誘導体、ジアミノトリフェニル化合物及びその誘導体、ジアミノナフタレン及びその誘導体、アミノフェニルアミノインダン及びその誘導体、ジアミノテトラフェニル化合物及びその誘導体、ジアミノヘキサフェニル化合物及びその誘導体、カルド型フルオレンジアミン誘導体である。   Examples of the aromatic diamine include diamino compounds in which one phenyl group or about 2 to 10 phenyl groups are bonded. Specifically, phenylenediamine and derivatives thereof, diaminobiphenyl compounds and derivatives thereof, diaminodiphenyl compounds and derivatives thereof, diaminotriphenyl compounds and derivatives thereof, diaminonaphthalene and derivatives thereof, aminophenylaminoindane and derivatives thereof, diaminotetraphenyl Compounds and derivatives thereof, diaminohexaphenyl compounds and derivatives thereof, and cardo-type fluorenediamine derivatives.

フェニレンジアミンはm−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン等であり、フェニレンジアミン誘導体としては、メチル基、エチル基等のアルキル基が結合したジアミン、例えば、2,4−ジアミノトルエン、2,4−トリフェニレンジアミン等である。   Phenylenediamine is m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, etc., and phenylenediamine derivatives include diamines to which alkyl groups such as methyl group and ethyl group are bonded, such as 2,4-diaminotoluene, 2,4-triphenylene. Diamines and the like.

ジアミノビフェニル化合物は、2つのアミノフェニル基がフェニル基同士で結合したものである。例えば、4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル等である。   The diaminobiphenyl compound is a compound in which two aminophenyl groups are bonded to each other. For example, 4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diamino-2,2'-bis (trifluoromethyl) biphenyl, and the like.

ジアミノジフェニル化合物は、2つのアミノフェニル基が他の基を介してフェニル基同士で結合したものである。結合はエーテル結合、スルホニル結合、チオエーテル結合、アルキレン又はその誘導体基による結合、イミノ結合、アゾ結合、ホスフィンオキシド結合、アミド結合、ウレイレン結合等である。アルキレン結合は炭素数が1〜6程度のものであり、その誘導体基はアルキレン基の水素原子の1以上がハロゲン原子等で置換されたものである。   The diaminodiphenyl compound is a compound in which two aminophenyl groups are bonded to each other via other groups. The bond is an ether bond, a sulfonyl bond, a thioether bond, a bond by alkylene or a derivative group thereof, an imino bond, an azo bond, a phosphine oxide bond, an amide bond, a ureylene bond, or the like. The alkylene bond has about 1 to 6 carbon atoms, and the derivative group has one or more hydrogen atoms in the alkylene group substituted with halogen atoms or the like.

ジアミノジフェニル化合物の例としては、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、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ケトン、3,4’−ジアミノジフェニルケトン、2,2−ビス(p−アミノフェニル)プロパン、2,2’−ビス(p−アミノフェニル)へキサフルオロプロパン、4−メチル−2,4−ビス(p−アミノフェニル)−1−ペンテン、4−メチル−2,4−ビス(p−アミノフェニル)−2−ぺンテン、イミノジアニリン、4−メチル−2,4−ビス(p−アミノフェニル)ペンタン、ビス(p−アミノフェニル)ホスフィンオキシド、4,4’−ジアミノアゾベンゼン、4,4’−ジアミノジフェニル尿素、4,4’−ジアミノジフェニルアミド、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−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)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフォン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフォン、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[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等が挙げられる。   Examples of diaminodiphenyl compounds include 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 3,4′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl ketone 3,4′-diaminodiphenyl ketone, 2,2-bis (p-aminophenyl) propane, 2,2′-bis (p-aminophenyl) hexafluoropropane, 4-methyl-2,4-bis ( p-aminophenyl) -1-pentene, 4-methyl-2 4-bis (p-aminophenyl) -2-pentene, iminodianiline, 4-methyl-2,4-bis (p-aminophenyl) pentane, bis (p-aminophenyl) phosphine oxide, 4,4 ′ -Diaminoazobenzene, 4,4'-diaminodiphenylurea, 4,4'-diaminodiphenylamide, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1, 3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl ] Sulfone, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophen ) Phenyl] hexafluoropropane, and the like.

これらの中では、価格、入手容易性等から、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、及び4,4’−ジアミノジフェニルエーテルが好ましい。   Among these, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, and 4,4'-diaminodiphenyl ether are preferable from the viewpoint of price and availability.

ジアミノトリフェニル化合物は、2つのアミノフェニル基と1つのフェニレン基が何れも他の基を介して結合したものであり、他の基は、ジアミノジフェニル化合物と同様のものが選ばれる。ジアミノトリフェニル化合物の例としては、1,3−ビス(m−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(p−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(p−アミノフェノキシ)ベンゼン等を挙げることができる。   In the diaminotriphenyl compound, two aminophenyl groups and one phenylene group are both bonded via other groups, and the other groups are the same as those of the diaminodiphenyl compound. Examples of diaminotriphenyl compounds include 1,3-bis (m-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (p-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (p-aminophenoxy) benzene, and the like. be able to.

ジアミノナフタレンの例としては、1,5−ジアミノナフタレン及び2,6−ジアミノナフタレンを挙げることができる。   Examples of diaminonaphthalene include 1,5-diaminonaphthalene and 2,6-diaminonaphthalene.

アミノフェニルアミノインダンの例としては、5又は6−アミノ−1−(p−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダンを挙げることができる。   Examples of aminophenylaminoindane include 5 or 6-amino-1- (p-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindane.

ジアミノテトラフェニル化合物の例としては、4,4’−ビス(p−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2’−ビス[p−(p’−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’−ビス[p−(p’−アミノフェノキシ)ビフェニル]プロパン、2,2’−ビス[p−(m−アミノフェノキシ)フェニル]ベンゾフェノン等を挙げることができる。   Examples of diaminotetraphenyl compounds include 4,4′-bis (p-aminophenoxy) biphenyl, 2,2′-bis [p- (p′-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2′-bis [ p- (p′-aminophenoxy) biphenyl] propane, 2,2′-bis [p- (m-aminophenoxy) phenyl] benzophenone, and the like.

カルド型フルオレンジアミン誘導体の例としては、9,9−ビスアニリンフルオレン等を挙げることができる。   Examples of the cardo type fluorenediamine derivative include 9,9-bisaniline fluorene.

脂肪族ジアミンは、例えば、炭素数が2〜15程度のものがよく、具体的には、ペンタメチレンジアミン、へキサメチレンジアミン、へプタメチレンジアミン等が挙げられる。   The aliphatic diamine has, for example, about 2 to 15 carbon atoms, and specific examples include pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, and heptamethylenediamine.

なお、これらのジアミンの水素原子がハロゲン原子、メチル基、メトキシ基、シアノ基、フェニル基等の群より選択される少なくとも1種の置換基により置換された化合物であってもよい。   A compound in which the hydrogen atom of these diamines is substituted with at least one substituent selected from the group such as a halogen atom, a methyl group, a methoxy group, a cyano group, and a phenyl group may be used.

本発明で使用されるポリアミド酸を製造する手段に特に制限はなく、例えば、有機溶剤中で酸、ジアミン成分を反応させる方法等の公知の手法を用いることができる。   There is no restriction | limiting in particular in the means to manufacture the polyamic acid used by this invention, For example, well-known methods, such as the method of making an acid and a diamine component react in an organic solvent, can be used.

テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの反応は、通常、有機溶剤中で行われる。テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの反応に使用される有機溶剤は、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンを溶解させることができ、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンと反応しないものであれば特に限定されない。有機溶剤は単独で又は2種以上を混合して用いることができる。有機溶剤の中では、生成するポリアミド酸の溶解性から、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチルカプロラクタム、N,N,N’,N’−テトラメチルウレア等の含窒素極性溶剤を用いることが好ましい。有機溶剤の使用量に特に制限はないが、生成するポリアミド酸の含有量が5〜50質量%とするのが望ましい。   Reaction of tetracarboxylic dianhydride and diamine is normally performed in an organic solvent. The organic solvent used for the reaction of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine is particularly capable of dissolving the tetracarboxylic dianhydride and the diamine and not reacting with the tetracarboxylic dianhydride and the diamine. It is not limited. An organic solvent can be used individually or in mixture of 2 or more types. Among the organic solvents, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide are used because of the solubility of the resulting polyamic acid. Nitrogen-containing polar solvents such as N-methylcaprolactam and N, N, N ′, N′-tetramethylurea are preferably used. Although there is no restriction | limiting in particular in the usage-amount of an organic solvent, It is desirable for content of the polyamic acid to produce | generate to be 5-50 mass%.

重合温度は一般的には−10〜120℃、好ましくは5〜30℃である。重合時間は使用する原料組成により異なるが、通常は3〜24Hr(時間)である。また、このような条件下で得られるポリアミド酸溶液の固有粘度は、好ましくは1000〜100000cP(センチポアズ)、より一層好ましくは5000〜70000cPの範囲である。   The polymerization temperature is generally -10 to 120 ° C, preferably 5 to 30 ° C. The polymerization time varies depending on the raw material composition to be used, but is usually 3 to 24 Hr (hour). Further, the intrinsic viscosity of the polyamic acid solution obtained under such conditions is preferably in the range of 1000 to 100,000 cP (centipoise), and more preferably in the range of 5000 to 70000 cP.

<ポリイミド>
本発明に用いるポリイミドは、本発明のワニスに使用する有機溶剤に溶解可能な可溶性ポリイミドなら、その構造や分子量に限定されることなく、公知のものが使用できる。ポリイミドについて、側鎖にカルボキシ基等の縮合可能な官能基又は焼成時に架橋反応等を促進させる官能基を有していてもよい。
<Polyimide>
The polyimide used in the present invention is not limited to its structure and molecular weight as long as it is a soluble polyimide that can be dissolved in the organic solvent used in the varnish of the present invention. About a polyimide, you may have a functional group which accelerates | stimulates a crosslinking reaction etc. at the time of baking, or a functional group which can be condensed, such as a carboxy group.

有機溶剤に可溶なポリイミドとするために、主鎖に柔軟な屈曲構造を導入するためのモノマーの使用、例えば、エチレジアミン、ヘキサメチレンジアミン、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、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン等の脂肪族ジアミン;2−メチルー1,4−フェニレンジアミン、o−トリジン、m−トリジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、4,4’−ジアミノベンズアニリド等の芳香族ジアミン;ポリオキシエチレンジアミン、ポリオキシプロピレンジアミン、ポリオキシブチレンジアミン等のポリオキシアルキレンジアミン;ポリシロキサンジアミン;2,3,3’,4’−オキシジフタル酸無水物、3,4,3’,4’−オキシジフタル酸無水物、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジベンゾエート−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物等の使用が有効である。また、有機溶剤への溶解性を向上する官能基を有するモノマーの使用、例えば、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、2−トリフルオロメチル−1,4−フェニレンジアミン等のフッ素化ジアミンを使用することも有効である。更に、上記ポリイミドの溶解性を向上するためのモノマーに加えて、溶解性を阻害しない範囲で、上記ポリアミド酸の欄に記したものと同じモノマーを併用することもできる。   Use of a monomer to introduce a flexible bending structure into the main chain in order to obtain a polyimide soluble in an organic solvent, such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, Aliphatic diamines such as 4,4′-diaminodicyclohexylmethane; 2-methyl-1,4-phenylenediamine, o-tolidine, m-tolidine, 3,3′-dimethoxybenzidine, 4,4′-diaminobenzanilide, etc. Aromatic diamines; polyoxyalkylene diamines such as polyoxyethylene diamine, polyoxypropylene diamine, polyoxybutylene diamine; polysiloxane diamines; 2,3,3 ′, 4′-oxydiphthalic anhydride, 3,4,3 ′, 4′-oxydiphthalic anhydride, 2,2-bis (4- Rokishifeniru) propane dibenzoate-3,3 ', use of such 4,4'-tetracarboxylic dianhydride is valid. In addition, use of a monomer having a functional group that improves solubility in an organic solvent, for example, 2,2′-bis (trifluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl, 2-trifluoromethyl-1,4 -It is also effective to use a fluorinated diamine such as phenylenediamine. Furthermore, in addition to the monomer for improving the solubility of the polyimide, the same monomers as those described in the column for the polyamic acid can be used in combination as long as the solubility is not inhibited.

本発明で用いられる、有機溶剤に溶解可能なポリイミドを製造する手段に特に制限はなく、例えば、ポリアミド酸を化学イミド化又は加熱イミド化させ、有機溶剤に溶解させる方法等の公知の手法を用いることができる。そのようなポリイミドとしては、脂肪族ポリイミド(全脂肪族ポリイミド)、芳香族ポリイミド等を挙げることができ、芳香族ポリイミドが好ましい。芳香族ポリイミドとしては、式(1)で示す繰り返し単位を有するポリアミド酸を熱又は化学的に閉環反応によって取得したもの、若しくは式(2)で示す繰り返し単位を有するポリイミドを溶媒に溶解したものでよい。式中Arはアリール基を示す。

Figure 0006404028
Figure 0006404028
There is no restriction | limiting in particular in the means to manufacture the polyimide which can be melt | dissolved in the organic solvent used by this invention, For example, well-known methods, such as the method of making a polyamic acid chemically imidize or heat-imidize and dissolve in an organic solvent, are used. be able to. Examples of such polyimide include aliphatic polyimide (total aliphatic polyimide), aromatic polyimide and the like, and aromatic polyimide is preferable. The aromatic polyimide is obtained by thermally or chemically obtaining a polyamic acid having a repeating unit represented by the formula (1) by a ring-closing reaction or by dissolving a polyimide having a repeating unit represented by the formula (2) in a solvent. Good. In the formula, Ar represents an aryl group.
Figure 0006404028
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また、後述の製造方法において、未焼成複合膜を2層状の未焼成複合膜として形成する場合、第一のワニスにおけるポリアミド酸又はポリイミド(A1)と微粒子(B1)との体積比を19:81〜45:65とすることが好ましい。微粒子体積が全体を100とした場合に65以上であれば、粒子が均一に分散し、また、81以内であれば粒子同士が凝集することもなく分散するため、ポリイミド膜の基板側面に孔を均一に形成することができる。また、第二のワニスにおける、ポリアミド酸又はポリイミド(A2)と微粒子(B2)との体積比を20:80〜50:50とすることが好ましい。微粒子体積が全体を100とした場合に50以上であれば、粒子単体が均一に分散し、また、80以内であれば粒子同士が凝集することもなく、また、表面にひび割れ等が生じることもないため、安定して電気特性の良好な多孔質ポリイミド膜を形成することができる。   In the production method described later, when the unfired composite film is formed as a two-layer unfired composite film, the volume ratio of polyamic acid or polyimide (A1) and fine particles (B1) in the first varnish is 19:81. It is preferable to set it to -45: 65. If the fine particle volume is 65 or more when the total volume is 100, the particles are uniformly dispersed. If the particle volume is within 81, the particles are dispersed without agglomeration. It can be formed uniformly. Moreover, it is preferable that the volume ratio of polyamic acid or polyimide (A2) and fine particles (B2) in the second varnish is 20:80 to 50:50. If the fine particle volume is 50 or more when the total volume is 100, the single particles are uniformly dispersed, and if they are within 80, the particles do not aggregate with each other, and cracks and the like may occur on the surface. Therefore, a porous polyimide film having good electrical characteristics can be formed stably.

上記の体積比については、第二のワニスは、上記第一のワニスよりも微粒子含有比率の低いものであることが好ましく、上記条件を満たすことにより、微粒子がポリアミド酸又はポリイミド中に高度に充填されていても、未焼成複合膜、ポリイミド−微粒子複合膜、及び多孔質ポリイミド膜の強度や柔軟性を担保することができる。また、微粒子含有比率の低い層を設けることで、膜製造コストの低減を図ることができる。   Regarding the above volume ratio, the second varnish preferably has a lower content of fine particles than the first varnish, and by satisfying the above conditions, the fine particles are highly filled in the polyamic acid or polyimide. Even if it is made, the intensity | strength and the softness | flexibility of an unbaking composite film, a polyimide fine particle composite film, and a porous polyimide film can be ensured. Further, by providing a layer having a low fine particle content ratio, the film manufacturing cost can be reduced.

上記した成分のほかに、帯電防止、難燃性付与、低温焼成化等を目的とし、帯電防止剤、難燃剤、化学イミド化剤、縮合剤等、適宜、公知の成分を、適宜必要に応じてワニスに含有させることができる。   In addition to the above-mentioned components, for the purpose of antistatic, imparting flame retardancy, low-temperature firing, etc., known components such as antistatic agents, flame retardants, chemical imidizing agents, condensing agents, etc. Can be contained in the varnish.

また、ワニス中の微粒子を均一に分散することを目的に、上記微粒子とともに更に分散剤を添加してもよい。分散剤を添加することにより、ポリアミド酸又はポリイミドと微粒子とを一層均一に混合できるため、表裏面を効率よく連通させることが可能となり、多孔ポリイミド膜又はその多孔質ポリイミド膜からなるセパレータの透気度が向上する。   Further, for the purpose of uniformly dispersing the fine particles in the varnish, a dispersant may be further added together with the fine particles. By adding the dispersant, the polyamic acid or polyimide and the fine particles can be mixed more uniformly, so that the front and back surfaces can be efficiently communicated with each other, and the air permeability of the separator made of the porous polyimide film or the porous polyimide film can be obtained. The degree is improved.

本発明で用いられる分散剤は、特に限定されることなく、公知のものを使用することができる。例えば、やし脂肪酸塩、ヒマシ硫酸化油塩、ラウリルサルフェート塩、ポリオキシアルキレンアリルフェニルエーテルサルフェート塩、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホサクシネート塩、イソプロピルホスフェート、ポリオキシエチレンアルキルエーテルホスフェート塩、ポリオキシエチレンアリルフェニルエーテルホスフェート塩等のアニオン界面活性剤;オレイルアミン酢酸塩、ラウリルピリジニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロライド、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド等のカチオン界面活性剤;ヤシアルキルジメチルアミンオキサイド、脂肪酸アミドプロピルジメチルアミンオキサイド、アルキルポリアミノエチルグリシン塩酸塩、アミドベタイン型活性剤、アラニン型活性剤、ラウリルイミノジプロピオン酸等の両性界面活性剤;ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ポリオキシエチレンオレイルアミン、ポリオキシエチレンポリスチリルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンポリスチリルフェニルエーテル等、ポリオキシアルキレン一級アルキルエーテル又はポリオキシアルキレン二級アルキルエーテルのノニオン界面活性剤、ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレン化ヒマシ油、ポリオキシエチレン化硬化ヒマシ油、ソルビタンラウリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンラウリン酸エステル、脂肪酸ジエタノールアミド等のその他のポリオキアルキレン系のノニオン界面活性剤;オクチルステアレート、トリメチロールプロパントリデカノエート等の脂肪酸アルキルエステル;ポリオキシアルキレンブチルエーテル、ポリオキシアルキレンオレイルエーテル、トリメチロールプロパントリス(ポリオキシアルキレン)エーテル等のポリエーテルポリオールが挙げられるが、これらに限定されない。また、上記分散剤は、2種以上を混合して使用することもできる。   The dispersing agent used by this invention is not specifically limited, A well-known thing can be used. For example, palm fatty acid salt, castor sulfate oil salt, lauryl sulfate salt, polyoxyalkylene allyl phenyl ether sulfate salt, alkylbenzene sulfonic acid, alkylbenzene sulfonate, alkyl diphenyl ether disulfonate, alkylnaphthalene sulfonate, dialkyl sulfosuccinate Anionic surfactants such as nate salt, isopropyl phosphate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate salt, polyoxyethylene allyl phenyl ether phosphate salt; oleylamine acetate, lauryl pyridinium chloride, cetyl pyridinium chloride, lauryl trimethyl ammonium chloride, stearyl trimethyl ammonium chloride , Behenyltrimethylammonium chloride, didecyldimethyl Cationic surfactants such as ammonium chloride; amphoteric surfactants such as coconut alkyldimethylamine oxide, fatty acid amidopropyldimethylamine oxide, alkylpolyaminoethylglycine hydrochloride, amidobetaine type activator, alanine type activator, lauryliminodipropionic acid Agent: polyoxyethylene octyl ether, polyoxyethylene decyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene lauryl amine, polyoxyethylene oleylamine, polyoxyethylene polystyryl phenyl ether, polyoxyalkylene polystyryl phenyl ether, polyoxy Nonionic surfactant of alkylene primary alkyl ether or polyoxyalkylene secondary alkyl ether, polyoxyethylene dilaur Polyoxyethylene laurate, polyoxyethylenated castor oil, polyoxyethylenated hydrogenated castor oil, sorbitan lauric acid ester, polyoxyethylene sorbitan lauric acid ester, fatty acid diethanolamide and other polyoxyalkylene nonions Surfactants; fatty acid alkyl esters such as octyl stearate and trimethylolpropane tridecanoate; and polyether polyols such as polyoxyalkylene butyl ether, polyoxyalkylene oleyl ether and trimethylolpropane tris (polyoxyalkylene) ether However, it is not limited to these. Moreover, the said dispersing agent can also be used in mixture of 2 or more types.

[未焼成複合膜の製造]
・未焼成複合膜の成膜工程
ポリアミド酸又はポリイミドと微粒子とを含有する未焼成複合膜の成膜は、基板上へ上記のワニスを塗布し、常圧又は真空下で50〜100℃で行う。これをプリベークという。なお、基板上には必要に応じて離型層を設けてもよい。プリベークの条件は、好ましくは常圧下60〜95℃、より好ましくは常圧下65〜90℃で行う。プリベークの温度条件が50℃以上であれば、溶剤が30分以内で蒸発するために作業性に支障がなく、100℃以下であれば最終製品の膜強度が十分となるので好ましい。
[Production of unfired composite film]
-Film formation step of unfired composite film The unfired composite film containing polyamic acid or polyimide and fine particles is formed by applying the above varnish on the substrate and performing at 50 to 100 ° C under normal pressure or vacuum. . This is called pre-baking. A release layer may be provided on the substrate as necessary. Prebaking conditions are preferably 60 to 95 ° C. under normal pressure, more preferably 65 to 90 ° C. under normal pressure. If the pre-baking temperature condition is 50 ° C. or higher, the solvent evaporates within 30 minutes, so there is no problem in workability, and if it is 100 ° C. or lower, the film strength of the final product is sufficient.

また、2層状の未焼成複合膜として形成する場合、まず、ガラス基板等の基板上にそのまま、上記第一のワニスを塗布し、常圧又は真空下で0〜100℃(好ましくは0〜90℃)、より好ましくは常圧10〜100℃(更に好ましくは10〜90℃)で乾燥して、膜厚1〜5μmの第一未焼成複合膜の形成を行う。   Further, when forming as a two-layer unfired composite film, first, the first varnish is applied as it is on a substrate such as a glass substrate, and 0 to 100 ° C. (preferably 0 to 90 ° C.) under normal pressure or vacuum. C.), more preferably 10 to 100 [deg.] C. (more preferably 10 to 90 [deg.] C.) under normal pressure to form a first unfired composite film having a thickness of 1 to 5 [mu] m.

続いて、形成した第一未焼成複合膜上に、上記第二のワニスを塗布し、同様にして、0〜80℃(好ましくは0〜50℃)、より好ましくは常圧10〜80℃(更に好ましくは10〜30℃)で乾燥を行い、膜厚5〜30μmの第二未焼成複合膜の形成を行い、2層状の未焼成複合膜を得る。   Then, said 2nd varnish is apply | coated on the formed 1st unbaking composite film | membrane, 0-80 degreeC (preferably 0-50 degreeC) similarly, More preferably 10-80 degreeC (normal pressure) More preferably, drying is performed at 10 to 30 ° C. to form a second unfired composite film having a film thickness of 5 to 30 μm to obtain a two-layer unfired composite film.

・未焼成複合膜を基板より剥離する剥離工程
未焼成複合膜を成膜した後、未焼成複合膜を基板より剥離する。剥離方法は、特に限定されず、マニピュレータ等を用いて自動的に行ってもよいし、手作業によってもよい。
-Peeling process for peeling the unfired composite film from the substrate After forming the unfired composite film, the unfired composite film is peeled from the substrate. The peeling method is not particularly limited, and may be automatically performed using a manipulator or the like, or may be performed manually.

本発明に係るワニスは大気圧における沸点が190℃以上の高沸点溶剤(S1)を含有する混合溶剤(S)を含み、未焼成複合膜(又は2層状の未焼成複合膜、以下同様)の成膜性、性に優れるため、基板上予め離型層を設ける工程や離型剤を用いた場合の離型剤洗浄工程を省くことができ、シワの発生も抑制できる。   The varnish according to the present invention includes a mixed solvent (S) containing a high boiling point solvent (S1) having a boiling point of 190 ° C. or higher at atmospheric pressure, and is a non-fired composite film (or a two-layer unfired composite film, the same shall apply hereinafter). Since it is excellent in film formability and properties, it is possible to omit a step of providing a release layer in advance on the substrate and a step of cleaning the release agent when a release agent is used, and the generation of wrinkles can be suppressed.

[ポリイミド−微粒子複合膜の製造(ポストべーク工程)]
上記成膜・剥離工程後の未焼成複合膜に加熱による後処理(ポストべーク)を行ってポリイミドと微粒子とからなる複合膜(ポリイミド−微粒子複合膜)とすることができる。このポストベーク工程においてはイミド化を完結させることが好ましい。
[Production of polyimide-fine particle composite film (post-bake process)]
The unfired composite film after the film formation / peeling step can be post-treated by heating (post-bake) to form a composite film (polyimide-fine particle composite film) composed of polyimide and fine particles. In this post-baking step, it is preferable to complete imidization.

ポストベーク温度は、未焼成複合膜に含有されるポリアミド酸又はポリイミドの構造や縮合剤の有無によっても異なるが、120〜375℃が好ましく、更に好ましくは150〜350℃である。   The post-baking temperature varies depending on the structure of the polyamic acid or polyimide contained in the unfired composite film or the presence or absence of a condensing agent, but is preferably 120 to 375 ° C, more preferably 150 to 350 ° C.

焼成を行うには、例えば、375℃で焼成を行う場合、室温〜375℃までを3時間で昇温させた後、375℃で20分間保持させる方法や室温から50℃刻みで段階的に375℃まで昇温(各ステップ20分保持)し、最終的に375℃で20分保持させる等の段階的な乾燥−熱イミド化法を用いることもできる。特に段階的な昇温によってポストベークを行うことが、膜強度を向上するうえでより好ましい。また、ポストベークの際、未焼成複合膜の端部をSUS製の型枠等に固定し変形を防ぐ方法を採ってもよい。   For example, when firing at 375 ° C., the temperature is raised from room temperature to 375 ° C. in 3 hours and then held at 375 ° C. for 20 minutes, or stepwise from the room temperature in increments of 50 ° C. It is also possible to use a stepwise drying-thermal imidization method such as raising the temperature to 0 ° C. (retaining each step for 20 minutes) and finally retaining at 375 ° C. for 20 minutes. In particular, it is more preferable to perform post-baking by stepwise temperature increase in order to improve the film strength. Further, at the time of post-baking, a method may be adopted in which the end of the unfired composite film is fixed to a SUS mold or the like to prevent deformation.

できあがったポリイミド−微粒子複合膜の膜厚は、例えばマイクロメータ等で複数の箇所の厚さを測定し平均することで求めることができる。どのような平均膜厚が好ましいかは、ポリイミド−微粒子複合膜又は多孔質ポリイミド膜の用途によって異なるが、例えば、セパレータ等に使用する場合は、5〜500μmであることが好ましく、10〜100μmであることが更に好ましい。   The film thickness of the completed polyimide-fine particle composite film can be obtained by measuring and averaging the thickness of a plurality of locations with, for example, a micrometer. What average film thickness is preferable depends on the use of the polyimide-fine particle composite film or the porous polyimide film, but for example, when used for a separator or the like, it is preferably 5 to 500 μm, and 10 to 100 μm. More preferably it is.

[微粒子除去工程(ポリイミド−微粒子複合膜の多孔化)]
ポリイミド−微粒子複合膜から、微粒子を適切な方法を選択して除去することにより、微細孔を有する多孔質ポリイミド膜を再現性よく製造することができる。例えば、微粒子として、シリカを採用した場合、ポリイミド−微粒子複合膜を低濃度のフッ化水素水(HF)等によりシリカを溶解除去することで、多孔質とすることが可能である。また、微粒子が樹脂微粒子の場合は、上述のような樹脂微粒子の熱分解温度以上で、ポリイミドの熱分解温度未満の温度に加熱し、樹脂微粒子を分解させてこれを取り除くことができる。
[Particle removal step (Porosification of polyimide-particle composite film)]
By removing fine particles from the polyimide-fine particle composite film by selecting an appropriate method, a porous polyimide film having fine pores can be produced with good reproducibility. For example, when silica is employed as the fine particles, the polyimide-fine particle composite film can be made porous by dissolving and removing silica with a low concentration of hydrogen fluoride water (HF) or the like. Further, when the fine particles are resin fine particles, the resin fine particles can be removed by heating to a temperature not lower than the thermal decomposition temperature of the resin fine particles as described above and lower than the thermal decomposition temperature of the polyimide.

[多孔質ポリイミド膜の用途]
本発明の製造方法で作製した多孔質ポリイミド膜は、リチウムイオン電池のセパレータのほか、燃料電池電解質膜、ガス又は液体の分離用膜、低誘電率材料として使用することが可能である。
[Use of porous polyimide membrane]
The porous polyimide membrane produced by the production method of the present invention can be used as a fuel cell electrolyte membrane, a gas or liquid separation membrane, and a low dielectric constant material, in addition to a lithium ion battery separator.

以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲は、これらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例1及び2は参考例と読み替えるものとする。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated further more concretely, the scope of the present invention is not limited to these Examples. In addition, Example 1 and 2 shall be read as a reference example.

実施例及び比較例では、以下に示すポリアミド酸、有機溶剤、及び微粒子を用いた。実施例・比較例に用いたワニス中における全有機溶剤の割合は特に記載がなければすべて70質量%となるように調整した。
・ポリアミド酸:テトラカルボン酸二無水物としてのピロメリット酸二無水物と、ジアミンとしての4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとの反応物
・有機溶剤:N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc:沸点166℃)
N,N,N’,N’−テトラメチルウレア(TMU:沸点177℃)
N−メチル−2−ピロリドン(NMP:沸点202℃)
γ―ブチロラクトン(GBL:沸点204℃)
・微粒子 :シリカ(1):700nmシリカ
シリカ(2):200nmシリカ
・分散剤 :ポリオキシエチレン二級アルキルエーテル系分散剤
In the examples and comparative examples, the following polyamic acid, organic solvent, and fine particles were used. Unless otherwise specified, the proportion of the total organic solvent in the varnishes used in Examples and Comparative Examples was adjusted to 70% by mass.
Polyamic acid: Reaction product of pyromellitic dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether as diamine Organic solvent: N, N-dimethylacetamide (DMAc: boiling point 166 ° C. )
N, N, N ′, N′-tetramethylurea (TMU: boiling point 177 ° C.)
N-methyl-2-pyrrolidone (NMP: boiling point 202 ° C.)
γ-butyrolactone (GBL: boiling point 204 ° C.)
Fine particles: Silica (1): 700 nm silica
Silica (2): 200 nm silica / dispersant: polyoxyethylene secondary alkyl ether dispersant

<実施例1>
[ワニスの調製]
ポリアミド酸13.25gと混合溶剤とを調整しポリアミド酸溶液を得た。得られたポリアミド酸溶液に、微粒子(シリカ(1))を、53g添加し撹拌してワニスを調製した。
<Example 1>
[Preparation of varnish]
A polyamic acid solution was obtained by adjusting 13.25 g of polyamic acid and a mixed solvent. To the obtained polyamic acid solution, 53 g of fine particles (silica (1)) were added and stirred to prepare a varnish.

ここで、高沸点溶剤(S1)としてNMPを、その他の溶剤(S2)としてDMAcをそれぞれ選択し、DMAc:NMP=60:40で混合して混合溶剤とした。   Here, NMP was selected as the high boiling point solvent (S1) and DMAc was selected as the other solvent (S2), and the mixture was mixed at DMAc: NMP = 60: 40 to obtain a mixed solvent.

<実施例2>
ワニス調製の際、高沸点溶剤(S1)としてGBLを使用した以外は、実施例1と同様にして実施例2とした。
<Example 2>
Example 2 was made in the same manner as Example 1 except that GBL was used as the high boiling point solvent (S1) during the preparation of the varnish.

<比較例1>
ワニス調製の際、混合溶剤を使用せず、DMAcのみを使用した以外は、実施例1と同様にして比較例1とした。
<Comparative Example 1>
Comparative Example 1 was made in the same manner as in Example 1 except that only the DMAc was used without using the mixed solvent when preparing the varnish.

<比較例2>
ワニス調製の際、混合溶剤として、DMAc:TMU=60:40で混合したものを使用した以外は、実施例1と同様にして比較例2とした。
<Comparative example 2>
Comparative Example 2 was made in the same manner as Example 1 except that a solvent mixed with DMAc: TMU = 60: 40 was used when preparing the varnish.

[未焼成複合膜の成膜及び剥離性の評価]
上記各ワニスを、離型剤を塗布したガラス板にアプリケーターを用いて成膜した。表1に示す条件でプリベークして、膜厚25μmの未焼成複合膜を製造した。基材から未焼成複合膜を剥離して乾燥を行った。またこのときの剥離性を以下の基準で評価し、表1に示した。なお比較例2は
◎・・・自然に基材から剥がれる
○・・・基材から引っ張ると剥がれる
△・・・基材から剥がす際一部が切れる
[Deposition of unfired composite film and evaluation of peelability]
Each of the varnishes was formed into a film using an applicator on a glass plate coated with a release agent. Prebaking was performed under the conditions shown in Table 1 to produce an unfired composite film having a thickness of 25 μm. The unfired composite film was peeled off from the substrate and dried. Moreover, the peelability at this time was evaluated according to the following criteria and shown in Table 1. In Comparative Example 2, ◎ ... peels off naturally from the base material ○ ... peels off when pulled from the base material △ ... part is cut when peeled off from the base material

[未焼成複合膜の成膜性の評価]
上記で得た未焼成複合膜のプリベーク条件と特性を表1に示す。乾燥した未焼成複合膜の概観を以下の評価基準で評価し、表1に示した。
◎・・・全くシワが見られない、
○・・・端部にわずかなヨレがあるがシワはない
△・・・少数のシワがみられる
×・・・シワが多数見られる
[Evaluation of film formability of unfired composite film]
Table 1 shows prebaking conditions and characteristics of the unfired composite film obtained above. An overview of the dried unfired composite film was evaluated according to the following evaluation criteria and shown in Table 1.
◎ ・ ・ ・ No wrinkles,
○ ・ ・ ・ Slight wrinkles at the end but no wrinkles △ ・ ・ ・ Slight wrinkles are seen × ・ ・ ・ Many wrinkles are seen

Figure 0006404028
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表1から明らかなように、沸点が190℃以上の高沸点溶剤を含有する混合溶剤をワニスに用いて成膜した場合は、シワ等の発生がみられず均一で良好な膜を得ることができた。また実施例1、2は剥離性も良好であった。   As is clear from Table 1, when a mixed solvent containing a high-boiling solvent having a boiling point of 190 ° C. or higher is used for the varnish, a uniform and good film can be obtained without generation of wrinkles or the like. did it. In Examples 1 and 2, the peelability was also good.

[未焼成複合膜のイミド化]
70℃でプリベークを行った、上記実施例1、2及び比較例1、2の未焼成複合膜に対し更に320℃で15分間加熱処理(ポストべーク)を施し、イミド化を完結させた。
[Imidization of unfired composite film]
The unbaked composite films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 that were pre-baked at 70 ° C. were further subjected to heat treatment (post-bake) at 320 ° C. for 15 minutes to complete imidization. .

[多孔質ポリイミド膜の形成]
上記で得たポリイミド−微粒子複合膜を、10%HF溶液中に10分間浸漬することで、膜中に含まれる微粒子を除去した後水洗及び乾燥を行い、多孔質ポリイミド膜を得た。
[Formation of porous polyimide film]
The polyimide-fine particle composite film obtained above was immersed in a 10% HF solution for 10 minutes to remove fine particles contained in the film, and then washed with water and dried to obtain a porous polyimide film.

[多孔質ポリイミド膜の強度評価]
上で得た多孔質ポリイミド膜から、10mm×50mmである短冊状の試験片を切り出し、引張試験機((株)A&D製)を用い、引張速度2mm/分、チャック間距離20mmの条件で引張強度を測定した。図1にその結果を示す。
[Strength evaluation of porous polyimide film]
A strip-shaped test piece having a size of 10 mm × 50 mm is cut out from the porous polyimide film obtained above, and is pulled using a tensile tester (manufactured by A & D Co., Ltd.) at a tensile speed of 2 mm / min and a distance between chucks of 20 mm. The strength was measured. The result is shown in FIG.

図1から、沸点が190℃以上の高沸点溶剤(S1)を含有する混合溶剤を用いて製造した実施例1、2の多孔質ポリイミド膜の膜強度は、高沸点溶剤(S1)を用いない従来の製造方法で成膜した比較例1、2と比べても劣ることのないことを確認した。   From FIG. 1, the membrane strength of the porous polyimide membranes of Examples 1 and 2 produced using a mixed solvent containing a high boiling point solvent (S1) having a boiling point of 190 ° C. or higher does not use the high boiling point solvent (S1). It was confirmed that it was not inferior to Comparative Examples 1 and 2 formed by a conventional manufacturing method.

<2層の多孔質ポリイミド膜の評価>
[ワニスの調製−1]
前記[ワニスの調製]にて、使用する混合溶媒の混合比率を表2の質量比とした他、シリカ(1)のかわりにシリカ(2)を75gとして、各ワニス(第一のワニス)を調整した。なお、前記ポリアミド酸溶液におけるポリアミド酸とシリカ(2)との体積比は22:78(質量比は15:85)である。
<Evaluation of two-layer porous polyimide film>
[Preparation of Varnish-1]
In [Preparation of Varnish], the mixing ratio of the mixed solvent to be used was changed to the mass ratio shown in Table 2, and instead of silica (1), 75 g of silica (2) was used, and each varnish (first varnish) was It was adjusted. The volume ratio of polyamic acid to silica (2) in the polyamic acid solution is 22:78 (mass ratio is 15:85).

[ワニスの調製−2]
前記[ワニスの調製]にて、使用する混合溶媒の混合比率を表2の質量比として各ワニス(第二のワニス)を調整した。なお、前記ポリアミド酸溶液におけるポリアミド酸とシリカ(1)との体積比は28:72(質量比は20:80)である。
[Preparation of Varnish-2]
In [Preparation of varnish], each varnish (second varnish) was adjusted with the mixing ratio of the mixed solvent to be used as the mass ratio in Table 2. The volume ratio of polyamic acid to silica (1) in the polyamic acid solution is 28:72 (mass ratio is 20:80).

[ポリイミド−微粒子複合膜の成膜]
上記の第一のワニスを、ガラス板にアプリケーターを用いて成膜した後、70度1分間でベーク処理をし、膜厚約2μmの第一の未焼成膜を得た。なお、1層目は薄く基板への収縮応力が弱いので、自然と剥離することはない。
[Formation of polyimide-fine particle composite film]
The first varnish was formed on a glass plate using an applicator and then baked at 70 ° C. for 1 minute to obtain a first unfired film having a thickness of about 2 μm. Since the first layer is thin and the shrinkage stress to the substrate is weak, it does not peel off naturally.

続いて、第二のワニスを、前記第一の未焼成膜上にアプリケーターを用いて成膜した後、70℃で5分間プリベークして、全体の膜厚が約25μmの2層状の未焼成複合膜を形成した。得られた2層状の未焼成複合膜について、前記と同様の基準で剥離性及び成膜性の評価を行った。結果を表2に示す。   Subsequently, after the second varnish was formed on the first unfired film using an applicator, it was pre-baked at 70 ° C. for 5 minutes to form a two-layer unfired composite having an overall film thickness of about 25 μm. A film was formed. The obtained two-layer unfired composite film was evaluated for peelability and film formability according to the same criteria as described above. The results are shown in Table 2.

Figure 0006404028
Figure 0006404028

表2から明らかなように、沸点が190℃以上の高沸点溶剤を含有する混合溶剤をワニスに用いて成膜した場合は、2層状の未焼成複合膜とした場合も、シワ等の発生がみられず均一で良好な膜を得ることができた。また実施例4〜9は剥離性も良好であった。   As can be seen from Table 2, when a mixed solvent containing a high boiling point solvent having a boiling point of 190 ° C. or higher is used for the varnish, wrinkles and the like are generated even when a two-layer unfired composite film is formed. A uniform and good film was not obtained. In addition, Examples 4 to 9 had good peelability.

<分散剤含有多孔質ポリイミド膜の評価>
<実施例10>
実施例5における第二のワニスを使用し、PETフィルム上にアプリケーターを用いて成膜した以外は、実施例1と同様にして単層の多孔質ポリイミド膜を得た。
<実施例11>
更に、含有されるシリカに対し、0.5質量%の分散剤をワニスに添加した以外は、実施例10と同様にして単層の多孔質ポリイミド膜を得た。
<Evaluation of dispersant-containing porous polyimide membrane>
<Example 10>
A single-layer porous polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the second varnish in Example 5 was used and a film was formed on a PET film using an applicator.
<Example 11>
Furthermore, a single-layer porous polyimide film was obtained in the same manner as in Example 10 except that 0.5% by mass of a dispersant was added to the varnish with respect to the contained silica.

実施例10及び11の成膜性、剥離性及び下記ガーレー透気度の評価をおこなった。その結果を表3に示す。
<透気度の評価>
・[ガーレー透気度]
実施例10及び11の多孔質ポリイミド膜に対して、厚さ約25μmのサンプルを、5cm角に切り出した。ガーレー式デンソメーター(東洋精機製)を用いて、JIS P 8117に準じて、100mlの空気が上記サンプルを通過する時間を測定した。
The film formability and peelability of Examples 10 and 11 and the following Gurley air permeability were evaluated. The results are shown in Table 3.
<Evaluation of air permeability>
・ [Gurley air permeability]
A sample having a thickness of about 25 μm was cut into a 5 cm square with respect to the porous polyimide films of Examples 10 and 11. Using a Gurley type densometer (manufactured by Toyo Seiki), the time required for 100 ml of air to pass through the sample was measured according to JIS P 8117.

Figure 0006404028
Figure 0006404028

実施例10及び実施例11のポリイミド−微粒子複合膜は、いずれも、成膜性や剥離性について良好であり、分散剤の有無による違いは見られなかった。他方、両多孔質ポリイミド膜の透気度は、実施例11の多孔質ポリイミド膜の方が実施例10の多孔質ポリイミド膜よりも小さい値を示した。これは、ワニス中のシリカ微粒子が、分散剤の働きにより高度に分散されたために、そのワニスを使用して成膜したポリイミド−微粒子複合膜中のシリカが均一に分散し、最終的に得られる多孔質ポリイミド膜の表裏両面の連通性を向上したことを示している。
The polyimide-fine particle composite films of Example 10 and Example 11 were all good in film formability and peelability, and no difference was observed depending on the presence or absence of a dispersant. On the other hand, the air permeability of both porous polyimide films was smaller for the porous polyimide film of Example 11 than for the porous polyimide film of Example 10. This is because the silica fine particles in the varnish are highly dispersed by the action of the dispersant, so that the silica in the polyimide-fine particle composite film formed using the varnish is uniformly dispersed and finally obtained. It shows that the connectivity of both sides of the porous polyimide film has been improved.

Claims (4)

ポリアミド酸又はポリイミド、微粒子及び溶剤を含有するワニスを基板上に塗布後、乾燥して成膜する、未焼成複合膜の成膜工程と、
前記未焼成複合膜を基板より剥離する剥離工程と、
前記剥離工程後の未焼成複合膜を焼成してポリイミド−微粒子複合膜とする焼成工程と、
前記ポリイミド−微粒子複合膜から微粒子を取り除く微粒子除去工程と、
を有し、
前記成膜工程において前記ワニスを前記基板上に塗布する前に、前記基板上に予め離型層を設ける工程を有さない、多孔質ポリイミド膜の製造方法であって、
前記溶剤が、大気圧における沸点が190℃以上の高沸点溶剤(S1)を含有する混合溶剤(S)であり、
前記高沸点溶剤(S1)がラクトン系極性溶剤を含む多孔質ポリイミド膜の製造方法。
After applying a varnish containing polyamic acid or polyimide, fine particles and a solvent on a substrate, and drying to form a film, a film forming step of an unfired composite film,
A peeling step of peeling the green composite film from the substrate;
A firing step of firing the unfired composite film after the peeling step to form a polyimide-fine particle composite film;
A fine particle removal step of removing fine particles from the polyimide-fine particle composite film;
I have a,
Before applying the varnish on the substrate in the film forming step, the method for producing a porous polyimide film does not include a step of previously providing a release layer on the substrate ,
The solvent is a mixed solvent (S) containing a high boiling point solvent (S1) having a boiling point of 190 ° C. or higher at atmospheric pressure,
A method for producing a porous polyimide film, wherein the high boiling point solvent (S1) contains a lactone polar solvent.
前記混合溶剤(S)中の前記高沸点溶剤(S1)の含有量が5〜80質量%である、請求項1に記載の多孔質ポリイミド膜の製造方法。  The manufacturing method of the porous polyimide membrane of Claim 1 whose content of the said high boiling point solvent (S1) in the said mixed solvent (S) is 5-80 mass%. 多孔質ポリイミド膜を含むセパレータの製造方法であって、請求項1又は2に記載の多孔質ポリイミド膜の製造方法により前記多孔質ポリイミド膜を製造することを含む、セパレータの製造方法。 A method for producing a separator including a porous polyimide film, the method comprising producing the porous polyimide film by the method for producing a porous polyimide film according to claim 1 or 2 . 請求項1又は2に記載の製造方法に用いられる、ポリアミド酸又はポリイミド、微粒子及び溶剤を含有するワニスであって、前記溶剤が、大気圧における沸点が190℃以上の高沸点溶剤(S1)を含有する混合溶剤(S)であり、前記高沸点溶剤(S1)がラクトン系極性溶剤を含むワニス。 A varnish containing polyamic acid or polyimide, fine particles and a solvent used in the production method according to claim 1 or 2 , wherein the solvent is a high boiling point solvent (S1) having a boiling point of 190 ° C or higher at atmospheric pressure. A varnish containing a mixed solvent (S), wherein the high boiling point solvent (S1) contains a lactone polar solvent.
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