JP6734124B2 - Method for producing cured resin film and cured resin film - Google Patents

Method for producing cured resin film and cured resin film Download PDF

Info

Publication number
JP6734124B2
JP6734124B2 JP2016110709A JP2016110709A JP6734124B2 JP 6734124 B2 JP6734124 B2 JP 6734124B2 JP 2016110709 A JP2016110709 A JP 2016110709A JP 2016110709 A JP2016110709 A JP 2016110709A JP 6734124 B2 JP6734124 B2 JP 6734124B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cured resin
resin film
nanodiamond
particles
organic solvent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016110709A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017213539A (en
Inventor
篤史 久米
篤史 久米
浩一 梅本
浩一 梅本
伊藤 久義
久義 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daicel Corp filed Critical Daicel Corp
Priority to JP2016110709A priority Critical patent/JP6734124B2/en
Publication of JP2017213539A publication Critical patent/JP2017213539A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6734124B2 publication Critical patent/JP6734124B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

本発明は、硬化樹脂膜の製造方法、および、硬化樹脂膜に関する。 The present invention relates to a method for producing a cured resin film and a cured resin film.

様々な技術分野において利用されている硬化樹脂膜については、用途によっては、表面粗さが小さいことが求められる場合がある。例えば、フレキシブルプリント配線板の絶縁層用の硬化樹脂膜や、チップオンフィルム実装技術における絶縁基板用の硬化樹脂膜には、表面粗さが小さいことが要求される場合が多い。これら絶縁層や絶縁基板の表面にパターン形成される配線の微細化が進むほど、その要求は強くなる傾向にある。 A cured resin film used in various technical fields may be required to have a small surface roughness depending on the application. For example, a cured resin film for an insulating layer of a flexible printed wiring board or a cured resin film for an insulating substrate in a chip-on-film mounting technique is often required to have a small surface roughness. The demand tends to become stronger as the miniaturization of the wiring formed on the surface of the insulating layer or the insulating substrate progresses.

一方、近年、ナノダイヤモンドと呼称される微粒子状のダイヤモンド材料の開発が進められている。ナノダイヤモンドについては、用途によっては、粒径が10nm以下のいわゆる一桁ナノダイヤモンドが求められる場合がある。そのようなナノダイヤモンドに関する技術については、例えば下記の特許文献1および特許文献2に記載されている。 On the other hand, in recent years, development of fine-grained diamond material called nanodiamond has been promoted. Regarding nanodiamonds, so-called single-digit nanodiamonds having a particle size of 10 nm or less may be required depending on the application. Techniques relating to such nanodiamonds are described in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 below.

特開2005−001983号公報JP, 2005-001983, A 特開2010−126669号公報JP, 2010-126669, A

一次粒子の粒径が10nm以下であるナノダイヤモンドは、バルクダイヤモンドがそうであるように、高い機械的強度や高い熱伝導性などを示し得る。微粒子たるナノ粒子は、一般に、表面原子(配位的に不飽和である)の割合が大きいので、隣接粒子の表面原子間で作用し得るファンデルワールス力の総和が大きくて凝集(aggregation)しやすい。これに加えて、ナノダイヤモンド粒子の場合、隣接結晶子の結晶面間クーロン相互作用が寄与して非常に強固に集成する凝着(agglutination)という現象が生じ得る。ナノダイヤモンド粒子は、このように結晶子ないし一次粒子の間が重畳的に相互作用し得る特異な性質を有するところ、従来の技術においては、ナノダイヤモンドの一次粒子間を解離させて当該一次粒子が例えば溶媒中や樹脂材料中で分散した状態を創り出すことには、技術的困難を伴う。ナノダイヤモンド一次粒子におけるこのような分散性の低さは、ナノダイヤモンド粒子を含有する複合材料の設計上の自由度が低いことの要因であり、ナノダイヤモンド含有複合材料を作製するうえで障害となる場合がある。また、ナノダイヤモンド一次粒子の分散性の低さは、当該ナノダイヤモンド粒子を含有する樹脂膜の表面平滑性に影響を及ぼし得る。ナノダイヤモンド含有樹脂膜におけるナノダイヤモンド粒子の分散の程度が低いほど(即ち凝集の程度が高いほど)、当該樹脂膜の表面は粗い傾向にある。 Nanodiamonds having a primary particle size of 10 nm or less can exhibit high mechanical strength, high thermal conductivity, etc., as in bulk diamond. Since nanoparticles, which are fine particles, generally have a large proportion of surface atoms (coordinatively unsaturated), the total sum of van der Waals forces that can act between surface atoms of adjacent particles is large and causes aggregation. Cheap. In addition to this, in the case of nanodiamond particles, a phenomenon called agglutination in which Coulomb interaction between crystal faces of adjacent crystallites contributes to form a very strong aggregation may occur. Nanodiamond particles have such a unique property that crystallites or primary particles can interact in a superposed manner. In the conventional technique, the primary particles are dissociated by dissociating the primary particles of nanodiamond. For example, creating a dispersed state in a solvent or a resin material involves technical difficulties. Such low dispersibility in the primary nanodiamond particles is a cause of the low degree of freedom in designing the composite material containing the nanodiamond particles, which is an obstacle to the production of the composite material containing nanodiamonds. There are cases. The low dispersibility of the primary nanodiamond particles may affect the surface smoothness of the resin film containing the nanodiamond particles. The lower the degree of dispersion of nanodiamond particles in the nanodiamond-containing resin film (that is, the higher the degree of aggregation), the rougher the surface of the resin film.

本発明は、以上のような事情のもとで考え出されたものであって、高い表面平滑性を伴うナノダイヤモンド含有硬化樹脂膜を得るのに適した硬化樹脂膜製造方法を提供すること、および、これによって得られる硬化樹脂膜を提供することを、目的とする。 The present invention was devised under the circumstances as described above, and provides a method for producing a cured resin film suitable for obtaining a nanodiamond-containing cured resin film with high surface smoothness, And it aims at providing the cured resin film obtained by this.

本発明の第1の側面によると硬化樹脂膜製造方法が提供される。この硬化樹脂膜製造方法は、第1工程および第2工程を含む。第1工程は、硬化樹脂形成用の成分(硬化性樹脂成分)を少なくとも含有する硬化性組成物、および、メディアン径30nm以下のナノダイヤモンド粒子と有機溶媒とを少なくとも含有するナノダイヤモンド有機溶媒分散液、を混合してナノダイヤモンド含有硬化性組成物を得るための工程である。第1工程の混合に供される硬化性組成物に含まれる硬化性樹脂成分は、硬化樹脂を形成し得る成分であり、例えば、加熱や光照射によって硬化を進行させ得るモノマー、オリゴマー、およびポリマー前駆体からなる群より選択される少なくとも一種を含む。硬化性組成物は、このような硬化性樹脂成分に加えて有機溶媒を含有してもよい。第1工程の混合に供されるナノダイヤモンド有機溶媒分散液は、メディアン径30nm以下のナノダイヤモンド粒子の分散する有機溶媒溶液である。このようなナノダイヤモンド有機溶媒分散液については、例えば、ナノダイヤモンド一次粒子がコロイド粒子として分散しているナノダイヤモンド水分散液における分散媒たる水を所望の有機溶媒に換える溶媒置換操作によって、用意することが可能である。当該ナノダイヤモンド有機溶媒分散液中のナノダイヤモンド粒子は、ナノダイヤモンド一次粒子および/またはナノダイヤモンド二次粒子を含む。ナノダイヤモンド一次粒子とは、粒径10nm以下のナノダイヤモンドをいうものとする。そして、本製造方法の第2工程は、第1工程で得られたナノダイヤモンド含有硬化性組成物を基材に塗布した後に硬化させるための工程である。基材は、硬化樹脂膜形成面を提供した後に硬化樹脂膜から分離されるものであってもよいし、硬化樹脂膜による被覆を必要として硬化樹脂膜と一体化されるものであってもよい。第2工程を経ることによって、基材上に硬化樹脂膜が形成されることとなる。 According to the first aspect of the present invention, a method for producing a cured resin film is provided. This method for producing a cured resin film includes a first step and a second step. The first step is a curable composition containing at least a component for forming a cured resin (curable resin component), and a nanodiamond organic solvent dispersion liquid containing at least nanodiamond particles having a median diameter of 30 nm or less and an organic solvent. Is a step for obtaining a curable composition containing nanodiamonds. The curable resin component contained in the curable composition provided for the mixing in the first step is a component capable of forming a cured resin, and, for example, a monomer, an oligomer, and a polymer that can be cured by heating or light irradiation. It contains at least one selected from the group consisting of precursors. The curable composition may contain an organic solvent in addition to such a curable resin component. The nanodiamond organic solvent dispersion used for the mixing in the first step is an organic solvent solution in which nanodiamond particles having a median diameter of 30 nm or less are dispersed. Such a nanodiamond organic solvent dispersion is prepared, for example, by a solvent replacement operation in which water as a dispersion medium in a nanodiamond aqueous dispersion in which nanodiamond primary particles are dispersed as colloidal particles is replaced with a desired organic solvent. It is possible. The nanodiamond particles in the nanodiamond organic solvent dispersion liquid include nanodiamond primary particles and/or nanodiamond secondary particles. The nanodiamond primary particles are nanodiamonds having a particle size of 10 nm or less. And the 2nd process of this manufacturing method is a process for hardening after apply|coating the nanodiamond containing curable composition obtained by the 1st process to a base material. The substrate may be separated from the cured resin film after providing the surface on which the cured resin film is formed, or may be integrated with the cured resin film in need of coating with the cured resin film. .. By passing through the second step, a cured resin film is formed on the base material.

本製造方法の第1工程では、上述のように、メディアン径30nm以下のナノダイヤモンド粒子の分散する有機溶媒溶液(ナノダイヤモンド有機溶媒分散液)が、硬化性樹脂成分含有の硬化性組成物と混合される。このとき、ナノダイヤモンド粒子の分散する有機溶媒溶液と、硬化性組成物における硬化性樹脂成分および存在する場合には有機溶媒とは、なじみやすくて相溶しやすい。そのため、当該第1工程での混合は、当該混合前にはメディアン径30nm以下の粒径にて有機溶媒溶液中に良好に分散していたナノダイヤモンド粒子について、その凝集を回避または抑制しつつ、ナノダイヤモンド含有硬化性組成物を調製するのに適する。このような第1工程の後の第2工程では、当該ナノダイヤモンド含有硬化性組成物から硬化樹脂膜が形成される。そのため、第2工程は、第1工程での混合前にはメディアン径30nm以下の粒径にて有機溶媒溶液中に良好に分散していたナノダイヤモンド粒子について、その凝集を回避または抑制した状態で硬化樹脂との複合化を図って硬化樹脂膜を形成するのに適する。また、ナノダイヤモンド含有硬化性組成物中のナノダイヤモンド粒子の分散の程度が高いほど、第2工程で当該組成物の硬化が進行する過程において、ナノダイヤモンド粒子の分布の不均一性に起因する当該組成物の表面張力の不均一性が抑制され、表面張力の当該不均一性に起因する当該組成物中の対流が抑制され、形成される硬化樹脂膜の表面での対流痕の発生が抑制されることとなる。以上のような第2工程は、表面粗さの小さな、即ち表面平滑性の高い、ナノダイヤモンド含有硬化樹脂膜を得るのに適する。加えて、本発明者らは、硬化樹脂とナノダイヤモンド粒子との複合化の図られた硬化樹脂膜は、当該硬化樹脂からなる硬化樹脂膜よりも、表面粗さが低減される場合があることを見出した。例えば後記の実施例および比較例をもって示すとおりである。この表面粗さの低減は、ナノダイヤモンド含有硬化性組成物の方がナノダイヤモンド粒子を含有しない硬化性組成物よりも、組成物の硬化が進行する過程において増粘して当該組成物中の対流が抑制され、その結果、形成される硬化樹脂膜の表面での凹凸の発生が抑制されるためであると考えられる。 In the first step of the present manufacturing method, as described above, the organic solvent solution (nanodiamond organic solvent dispersion liquid) in which the nanodiamond particles having a median diameter of 30 nm or less are dispersed is mixed with the curable composition containing the curable resin component. To be done. At this time, the organic solvent solution in which the nanodiamond particles are dispersed, the curable resin component in the curable composition and the organic solvent, if present, are easily compatible and compatible with each other. Therefore, the mixing in the first step, while avoiding or suppressing the agglomeration of the nanodiamond particles that were well dispersed in the organic solvent solution with a median diameter of 30 nm or less before the mixing, Suitable for preparing a curable composition containing nanodiamonds. In the second step after the first step, a cured resin film is formed from the nanodiamond-containing curable composition. Therefore, in the second step, the nanodiamond particles that were well dispersed in the organic solvent solution with a median diameter of 30 nm or less before the mixing in the first step were avoided or suppressed in the state of aggregation. It is suitable for forming a cured resin film by forming a composite with a cured resin. In addition, the higher the degree of dispersion of the nanodiamond particles in the curable composition containing nanodiamonds, the higher the degree of dispersion of the nanodiamond particles in the curable composition in the second step, which is caused by the non-uniformity of the distribution of the nanodiamond particles. Non-uniformity of the surface tension of the composition is suppressed, convection in the composition due to the non-uniformity of the surface tension is suppressed, the occurrence of convection traces on the surface of the cured resin film formed is suppressed. The Rukoto. The second step as described above is suitable for obtaining a nanodiamond-containing cured resin film having a small surface roughness, that is, a high surface smoothness. In addition, the present inventors have found that a cured resin film in which a cured resin and nanodiamond particles are composited may have a lower surface roughness than a cured resin film made of the cured resin. Found. For example, it is as shown in Examples and Comparative Examples described below. This reduction in surface roughness is due to the fact that the curable composition containing nanodiamonds has a higher viscosity in the course of curing of the composition than the curable composition containing no nanodiamond particles, resulting in convection in the composition. It is thought that this is because the occurrence of irregularities on the surface of the formed cured resin film is suppressed as a result.

以上のように、本発明の第1の側面に係る硬化樹脂膜製造方法は、高い表面平滑性を伴うナノダイヤモンド含有硬化樹脂膜を得るのに適するのである。 As described above, the method for producing a cured resin film according to the first aspect of the present invention is suitable for obtaining a nanodiamond-containing cured resin film with high surface smoothness.

加えて、本製造方法によって製造される硬化樹脂膜は、当該樹脂膜中で分散しているナノダイヤモンド粒子を含有するところ、当該ナノダイヤモンド粒子には、硬化樹脂膜中に存在する硬化樹脂の熱分解を抑制して当該硬化樹脂膜の耐熱性を向上させる効果がある。例えば、後記の実施例および比較例をもって示すとおりである。ナノダイヤモンド粒子は例えば400℃を超える高温環境下でも分解せずに耐熱性を示し得るものであるところ、そのようなナノダイヤモンド粒子をなすか或いはこれに含まれるナノダイヤモンド一次粒子の表面の少なくとも一部、即ち少なくとも{111}面には、ダイヤモンド本体をなすsp3構造炭素からの自発転移によってsp2構造炭素が生じているものと想定される。ナノダイヤモンド表面におけるこのsp2構造炭素の存在が、高温環境下の樹脂材料中に発生するラジカルの補足や安定化に寄与し得て、その結果、ラジカルの作用による硬化樹脂の熱分解が抑制されるものと、考えられる。 In addition, the cured resin film produced by the present production method contains nanodiamond particles dispersed in the resin film, and the nanodiamond particles contain heat of the cured resin present in the cured resin film. It has the effect of suppressing decomposition and improving the heat resistance of the cured resin film. For example, it is as shown in Examples and Comparative Examples described later. The nanodiamond particles are capable of exhibiting heat resistance without being decomposed even in a high temperature environment of, for example, 400° C., at least one of the surfaces of the nanodiamond particles forming the nanodiamond particles or contained in the nanodiamond particles. It is presumed that sp 2 structure carbon is generated in the portion, that is, at least the {111} plane by spontaneous transition from sp 3 structure carbon forming the diamond main body. The presence of this sp 2 structured carbon on the surface of the nanodiamond can contribute to capturing and stabilizing radicals generated in the resin material under high temperature environment, and as a result, thermal decomposition of the cured resin due to the action of radicals is suppressed. It is considered to be one.

したがって、本発明の第1の側面に係る硬化樹脂膜製造方法は、高い表面平滑性を伴うのに加えて高い耐熱性を示すナノダイヤモンド含有硬化樹脂膜を得るのに適する。 Therefore, the method for producing a cured resin film according to the first aspect of the present invention is suitable for obtaining a nanodiamond-containing cured resin film that exhibits high heat resistance in addition to high surface smoothness.

上述の第1工程を経て得られるナノダイヤモンド含有硬化性組成物における硬化性樹脂成分およびナノダイヤモンド粒子の含有量に対する当該ナノダイヤモンド粒子の含有量の割合は、好ましくは0.001〜20質量%である。ナノダイヤモンド粒子の当該含有量の割合が高いほど、形成される硬化樹脂膜において、ナノダイヤモンド粒子の存在に起因する上記の熱分解抑制効果は大きい傾向にある。硬化樹脂膜において絶縁性等の機能を適切に発現させるという観点からは、ナノダイヤモンド粒子の当該含有量の割合は20質量%以下であるのが好ましい場合がある。 The ratio of the content of the nanodiamond particles to the content of the curable resin component and the nanodiamond particles in the nanodiamond-containing curable composition obtained through the above-mentioned first step is preferably 0.001 to 20% by mass. is there. The higher the ratio of the content of the nanodiamond particles, the greater the effect of suppressing the thermal decomposition due to the presence of the nanodiamond particles in the formed cured resin film. From the viewpoint of appropriately exhibiting functions such as insulation in the cured resin film, it may be preferable that the content ratio of the nanodiamond particles is 20% by mass or less.

上記の有機溶媒は、好ましくは極性有機溶媒である。極性有機溶媒は、ナノダイヤモンド粒子を溶解・分散させる分散媒として好適である。極性有機溶媒は、好ましくは、メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブチルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、2-メトキシエタノール、ジメチルスルホキシド、N-メチル-2-ピロリドン、アセトニトリル、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-ジエチルホルムアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルメトキシアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホン、γ-ブチロラクトン、α-アセチル-γ-ブチロラクトン、1,3-ジメチル-3,4,5,6-テトラヒドロ-2(1H)-ピリミジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、テトラメチル尿素、シクロヘキサノン、酢酸テトラヒドロフルフリル、および炭酸プロピレンからなる群より選択される少なくとも一種を含む。 The above organic solvent is preferably a polar organic solvent. The polar organic solvent is suitable as a dispersion medium for dissolving and dispersing the nanodiamond particles. The polar organic solvent is preferably methanol, ethanol, isopropanol, isobutyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, 2-methoxyethanol, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, acetonitrile, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N,N-diethylformamide, N,N-diethylacetamide, N,N-dimethylmethoxyacetamide, hexamethylphosphoramide, dimethyl sulfone, γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, From 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, tetramethylurea, cyclohexanone, tetrahydrofurfuryl acetate, and propylene carbonate At least one selected from the group consisting of

本発明の第2の側面によると硬化樹脂膜が提供される。この硬化樹脂膜は、硬化樹脂およびナノダイヤモンド粒子を含み、且つ、表面粗さ(算術平均粗さ)Saが10nm以下の膜表面を有する。硬化樹脂は、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、およびポリエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも一種を含む。ナノダイヤモンド粒子は、ナノダイヤモンド一次粒子および/またはナノダイヤモンド二次粒子を含む。ナノダイヤモンド粒子を含有しつつ膜表面の表面粗さSaが10nm以下の表面平滑性を実現された硬化樹脂膜は、本発明における上述の第1の側面に係る硬化樹脂膜製造方法によって適切に製造することが可能である。表面粗さ(算術平均粗さ)Saは、光干渉法を利用した非接触式表面計測システムを使用して部材の表面形状を測定することにより、求めることができる。 According to the second aspect of the present invention, a cured resin film is provided. This cured resin film contains a cured resin and nanodiamond particles, and has a film surface with a surface roughness (arithmetic mean roughness) Sa of 10 nm or less. The curable resin includes, for example, at least one selected from the group consisting of polyimide resin, epoxy resin, polyurethane resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, and polyester resin. The nanodiamond particles include nanodiamond primary particles and/or nanodiamond secondary particles. A cured resin film containing nanodiamond particles and having a surface roughness Sa of 10 nm or less on the surface of the film is appropriately produced by the method for producing a cured resin film according to the first aspect of the present invention. It is possible to The surface roughness (arithmetic mean roughness) Sa can be obtained by measuring the surface shape of the member using a non-contact type surface measurement system utilizing the optical interference method.

加えて、本硬化樹脂膜中で分散しているナノダイヤモンド粒子には、硬化樹脂膜中に存在する硬化樹脂の熱分解を抑制して当該硬化樹脂膜の耐熱性を向上させる効果がある。例えば、後記の実施例および比較例をもって示すとおりである。上述のように、ナノダイヤモンド粒子は例えば400℃を超える高温環境下でも分解せずに耐熱性を示し得るものであるところ、そのようなナノダイヤモンド粒子をなすか或いはこれに含まれるナノダイヤモンド一次粒子の表面の少なくとも一部、即ち少なくとも{111}面には、ダイヤモンド本体をなすsp3構造炭素からの自発転移によってsp2構造炭素が生じているものと想定される。ナノダイヤモンド表面におけるこのsp2構造炭素の存在が、高温環境下の樹脂材料中に発生するラジカルの補足や安定化に寄与し得て、その結果、ラジカルの作用による硬化樹脂の熱分解が抑制されるものと考えられる。 In addition, the nanodiamond particles dispersed in the hardened resin film have an effect of suppressing thermal decomposition of the hardened resin present in the hardened resin film and improving the heat resistance of the hardened resin film. For example, it is as shown in Examples and Comparative Examples described later. As described above, the nanodiamond particles can exhibit heat resistance without being decomposed even in a high temperature environment of, for example, 400° C. or less. It is assumed that sp 2 structure carbon is generated on at least a part of the surface of, ie, at least the {111} plane by spontaneous transition from sp 3 structure carbon forming the diamond body. The presence of this sp 2 structured carbon on the surface of the nanodiamond can contribute to capturing and stabilizing radicals generated in the resin material under high temperature environment, and as a result, thermal decomposition of the cured resin due to the action of radicals is suppressed. It is considered to be one.

したがって、本発明の第2の側面に係る硬化樹脂膜は、高い表面平滑性とともに高い耐熱性を実現するのに適する。 Therefore, the cured resin film according to the second aspect of the present invention is suitable for realizing high surface smoothness and high heat resistance.

本硬化樹脂膜において、硬化樹脂およびナノダイヤモンド粒子の含有量に対する当該ナノダイヤモンド粒子の含有量の割合は、好ましくは0.001〜20質量%である。ナノダイヤモンド粒子の当該含有量の割合が高いほど、硬化樹脂膜において、ナノダイヤモンド粒子の存在に起因する上記の熱分解抑制効果は大きい傾向にある。硬化樹脂膜において絶縁性等の機能を適切に発現させるという観点からは、ナノダイヤモンド粒子の当該含有量の割合は20質量%以下であるのが好ましい場合がある。 In the present cured resin film, the ratio of the content of the nanodiamond particles to the content of the cured resin and the nanodiamond particles is preferably 0.001 to 20% by mass. The higher the ratio of the content of the nanodiamond particles, the greater the effect of suppressing the thermal decomposition due to the presence of the nanodiamond particles in the cured resin film. From the viewpoint of appropriately exhibiting functions such as insulation in the cured resin film, it may be preferable that the content ratio of the nanodiamond particles is 20% by mass or less.

本発明の第1および第2の側面において、ナノダイヤモンド粒子は、好ましくは、爆轟法によって生成したナノダイヤモンド粒子(爆轟法ナノダイヤモンド粒子)である。爆轟法によると、一次粒子の粒径が10nm以下のナノダイヤモンドを適切に生じさせることが可能である。 In the first and second aspects of the present invention, the nanodiamond particles are preferably nanodiamond particles produced by the detonation method (detonation method nanodiamond particles). According to the detonation method, it is possible to appropriately generate nanodiamonds having a primary particle size of 10 nm or less.

本発明に係る硬化樹脂膜製造方法の一実施形態の工程図である。It is process drawing of one Embodiment of the cured resin film manufacturing method which concerns on this invention. 図1に示す混合工程を経て得られる硬化性組成物の拡大模式図である。It is an expansion schematic diagram of a curable composition obtained through the mixing process shown in FIG. 本発明に係る硬化樹脂膜の一実施形態であって、図1に示す膜体形成工程を経て得られる硬化樹脂膜の、拡大断面模式図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional schematic view of a cured resin film obtained through the film body forming step shown in FIG. 1, which is an embodiment of the cured resin film according to the present invention. 実施例1および比較例2の樹脂組成物についての熱重量測定の結果を表すグラフである。3 is a graph showing the results of thermogravimetric measurement for the resin compositions of Example 1 and Comparative Example 2.

図1は、本発明に係る硬化樹脂膜製造方法の一実施形態の工程図である。本製造方法は、硬化樹脂とナノダイヤモンド粒子との複合化の図られたナノダイヤモンド含有硬化樹脂膜を製造するための方法であって、混合工程S1および膜体形成工程S2を少なくとも含む。 FIG. 1 is a process drawing of an embodiment of a method for producing a cured resin film according to the present invention. The present manufacturing method is a method for manufacturing a nanodiamond-containing cured resin film in which a cured resin and nanodiamond particles are composited, and includes at least a mixing step S1 and a film body forming step S2.

混合工程S1は、硬化樹脂形成用の成分を含有する硬化性組成物とナノダイヤモンド有機溶媒分散液とを混合して、図2に示すようなナノダイヤモンド含有硬化性組成物たるND含有硬化性組成物10を得るための工程である。ND含有硬化性組成物10は、硬化性樹脂成分11と、ナノダイヤモンド粒子たるND粒子12と、溶媒13とを少なくとも含有する。膜体形成工程S2は、混合工程S1で得られたND含有硬化性組成物10を基材に塗布した後に硬化させるための工程である。膜体形成工程S2を経ることによって、本発明に係る硬化樹脂膜の一実施形態であって図3に示すような硬化樹脂膜20が、形成されることとなる。硬化樹脂膜20は、硬化樹脂21およびND粒子12を少なくとも含有する。 In the mixing step S1, a curable composition containing a component for forming a cured resin and a nanodiamond organic solvent dispersion liquid are mixed to form an ND-containing curable composition which is a nanodiamond-containing curable composition as shown in FIG. This is a process for obtaining the product 10. The ND-containing curable composition 10 contains at least a curable resin component 11, ND particles 12 that are nanodiamond particles, and a solvent 13. The film body forming step S2 is a step for applying the ND-containing curable composition 10 obtained in the mixing step S1 to a substrate and then curing the composition. By passing through the film body forming step S2, the cured resin film 20 as shown in FIG. 3, which is one embodiment of the cured resin film according to the present invention, is formed. The cured resin film 20 contains at least a cured resin 21 and ND particles 12.

混合工程S1の混合に供される上述の硬化性組成物は、硬化樹脂形成用の成分たる硬化性樹脂成分11を含有し、また、本実施形態では有機溶媒を含有する。 The above-mentioned curable composition provided for the mixing in the mixing step S1 contains the curable resin component 11 that is a component for forming the cured resin, and also contains the organic solvent in the present embodiment.

硬化性樹脂成分11は、ND含有硬化性組成物10から形成される硬化樹脂膜20においてマトリックス樹脂をなす硬化樹脂21を形成するためのものである。硬化樹脂21は、例えば、加熱によって硬化する熱硬化性樹脂や、紫外線等の光の照射によって硬化する光硬化性樹脂である。硬化樹脂21は、好ましくは、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、およびポリエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも一種を含む。当該樹脂材料を採用することにより、本製造方法によって製造される硬化樹脂膜20において充分な硬度を実現することが可能となる。 The curable resin component 11 is for forming a cured resin 21 that forms a matrix resin in the cured resin film 20 formed from the ND-containing curable composition 10. The curable resin 21 is, for example, a thermosetting resin that is cured by heating or a photocurable resin that is cured by irradiation with light such as ultraviolet rays. The cured resin 21 preferably contains at least one selected from the group consisting of polyimide resin, epoxy resin, polyurethane resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, and polyester resin. By adopting the resin material, it is possible to realize sufficient hardness in the cured resin film 20 manufactured by the present manufacturing method.

硬化性樹脂成分11は、具体的には、硬化樹脂21を形成するためのモノマー、オリゴマー、およびポリマー前駆体からなる群より選択される少なくとも一種を含む(図2では、硬化性樹脂成分11を模式的に表す)。硬化樹脂21としてポリイミド樹脂を採用する場合、硬化性樹脂成分11は、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミン類とを反応させて得られるポリアミック酸をポリマー前駆体ないしポリイミド前駆体として含む。ポリアミック酸は、繰り返し単位内で隣接するアミド基とカルボキシ基とが反応してイミド基含有閉環構造を形成することによって、ポリイミド樹脂を形成することとなる。テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、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、1,2,5,6-ナフタレ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、および2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物が挙げられる。ジアミン類としては、例えば、オキサジアニリン、4,4'-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'-ジアミノフェニルメタン、4,4'-ジアミノジフェニルスルホン、1,4-ジアミノベンゼン、および2,5-ジアミノトルエンが挙げられる。 The curable resin component 11 specifically includes at least one selected from the group consisting of a monomer, an oligomer, and a polymer precursor for forming the cured resin 21 (in FIG. 2, the curable resin component 11 is (Represented schematically). When a polyimide resin is used as the curable resin 21, the curable resin component 11 contains, for example, a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine as a polymer precursor or a polyimide precursor. The polyamic acid forms a polyimide resin by reacting an adjacent amide group and a carboxy group in a repeating unit to form an imide group-containing ring-closing structure. Examples of the tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, and 2,3,5-tricarboxy Cyclopentyl acetic acid dianhydride may be mentioned. Examples of the diamines include oxadianiline, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminophenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 1,4-diamino Benzene and 2,5-diaminotoluene are mentioned.

混合工程S1の混合に供される上述の硬化性組成物における硬化性樹脂成分11の含有量は、例えば2〜30質量%である。 The content of the curable resin component 11 in the above-mentioned curable composition provided for the mixing in the mixing step S1 is, for example, 2 to 30% by mass.

混合工程S1の混合に供される上述の硬化性組成物に含まれる有機溶媒は、硬化性樹脂成分11の種類や組成に応じて選択される。当該有機溶媒としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン、およびN,N-ジメチルアセトアミドが挙げられる。 The organic solvent contained in the above-mentioned curable composition provided for the mixing in the mixing step S1 is selected according to the type and composition of the curable resin component 11. Examples of the organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, and N,N-dimethylacetamide.

混合工程S1の混合に供されるナノダイヤモンド(ND)有機溶媒分散液は、ND粒子12の分散する有機溶媒溶液であり、ND粒子12および有機溶媒を少なくとも含有する。ND粒子12は、ナノダイヤモンド一次粒子および/またはナノダイヤモンド二次粒子を含む。ND有機溶媒分散液中のND粒子12のメディアン径(粒径D50)は、30nm以下であり、好ましくは25nm以下、より好ましくは20nm以下、より好ましくは15nm以下、より好ましくは13nm以下、より好ましくは10nm以下である。ND粒子12の粒径D50は、例えば動的光散乱法によって測定することが可能である。また、ND有機溶媒分散液におけるND粒子12の含有量は、例えば0.5〜4質量%である。 The nanodiamond (ND) organic solvent dispersion liquid used for the mixing in the mixing step S1 is an organic solvent solution in which the ND particles 12 are dispersed, and contains at least the ND particles 12 and an organic solvent. The ND particles 12 include nanodiamond primary particles and/or nanodiamond secondary particles. The median diameter (particle diameter D50) of the ND particles 12 in the ND organic solvent dispersion is 30 nm or less, preferably 25 nm or less, more preferably 20 nm or less, more preferably 15 nm or less, more preferably 13 nm or less, more preferably Is 10 nm or less. The particle diameter D50 of the ND particles 12 can be measured by, for example, a dynamic light scattering method. Moreover, the content of the ND particles 12 in the ND organic solvent dispersion is, for example, 0.5 to 4 mass %.

ND粒子12は、好ましくは、爆轟法によって生成したナノダイヤモンド粒子(爆轟法ナノダイヤモンド粒子)である。爆轟法によると、一次粒子の粒径が10nm以下のナノダイヤモンドを適切に生じさせることが可能である。爆轟法ナノダイヤモンド粒子については、例えば次のようにして得ることができる。 The ND particles 12 are preferably nanodiamond particles produced by the detonation method (detonation method nanodiamond particles). According to the detonation method, it is possible to appropriately generate nanodiamonds having a primary particle size of 10 nm or less. The detonation nanodiamond particles can be obtained, for example, as follows.

まず、爆薬を密閉容器中で爆発させる。その際、使用爆薬が部分的に不完全燃焼を起こして遊離した炭素を原料として、爆発で生じた衝撃波の圧力とエネルギーの作用によってナノダイヤモンドが生成する。爆薬としては、トリニトロトルエン(TNT)とシクロトリメチレントリニトロアミンすなわちヘキソーゲン(RDX)との混合物を使用することができる。爆轟法で得られるナノダイヤモンド粗生成物には、金属酸化物が含まれやすい。この金属酸化物は、爆轟法に使用される容器等に由来するFe,Co,Ni等の酸化物である。例えば水溶媒中で所定の強酸を作用させることにより、ナノダイヤモンド粗生成物から金属酸化物を溶解・除去することができる(酸処理)。この酸処理に用いられる強酸としては、鉱酸が好ましく、例えば、塩酸、フッ化水素酸、硫酸、硝酸、および王水が挙げられる。また、爆轟法で得られるナノダイヤモンド粗生成物には、グラファイト(黒鉛)が含まれている。このグラファイトは、使用爆薬が部分的に不完全燃焼を起こして遊離した炭素のうちナノダイヤモンド結晶を形成しなかった炭素に由来する。例えば上記の酸処理を経た後に、例えば水溶媒中で所定の酸化剤を作用させることにより、ナノダイヤモンド粗生成物からグラファイトを除去することができる(酸化処理)。この酸化処理に用いられる酸化剤としては、例えば、クロム酸、無水クロム酸、二クロム酸、過マンガン酸、過塩素酸、及びこれらの塩、並びに、過酸化水素が挙げられる。爆轟法ナノダイヤモンド(爆轟法によって生成したナノダイヤモンド)は、以上のような酸処理および酸化処理を経て精製された後であっても、一次粒子間が非常に強く相互作用して集成している凝着体(二次粒子)の形態をとる。この凝着体を所定の分散媒に分散させて得られる懸濁液を解砕処理に付すことによって、粒径が一桁ナノメートルのナノダイヤモンドを得ることができる。分散媒としては、ナノダイヤモンドが溶解性を示し得る溶媒が好ましく、例えば、水、メタノール、エタノール、エチレングリコール、およびN-メチル-2-ピロリドンが挙げられる。解砕処理は、例えば、高剪断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、またはコロイドミルを使用して行うことができる。また、解砕処理の後、ナノダイヤモンドの分散している懸濁液の液量を必要に応じて低減することによって、所定濃度のナノダイヤモンド分散液を得ることができる。或いは、解砕処理の後、ナノダイヤモンドの分散している懸濁液から必要に応じて液分を除去することによって、ナノダイヤモンドの粉体を得ることができる。これら液量低減や液分除去は、例えばエバポレーターや噴霧乾燥装置を使用して行うことができる。 First, explosive is exploded in a closed container. At this time, the explosive used causes partial incomplete combustion to release carbon as a raw material, and nanodiamond is produced by the action of the pressure and energy of the shock wave generated by the explosion. A mixture of trinitrotoluene (TNT) and cyclotrimethylenetrinitroamine or hexogen (RDX) can be used as explosive. The nanodiamond crude product obtained by the detonation method is likely to contain metal oxides. This metal oxide is an oxide of Fe, Co, Ni or the like derived from a container or the like used in the detonation method. For example, the metal oxide can be dissolved and removed from the crude nanodiamond product by applying a predetermined strong acid in an aqueous solvent (acid treatment). The strong acid used in this acid treatment is preferably a mineral acid, and examples thereof include hydrochloric acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, nitric acid, and aqua regia. The crude nanodiamond product obtained by the detonation method contains graphite. This graphite is derived from the carbon that did not form nanodiamond crystals among the carbon released by the partially explosive combustion of the explosive used. For example, after undergoing the above-mentioned acid treatment, graphite can be removed from the crude nanodiamond product by subjecting it to a predetermined oxidizing agent in, for example, an aqueous solvent (oxidation treatment). Examples of the oxidizing agent used in this oxidation treatment include chromic acid, chromic anhydride, dichromic acid, permanganic acid, perchloric acid, salts thereof, and hydrogen peroxide. Detonation nanodiamonds (nanodiamonds produced by the detonation method) are aggregated due to very strong interactions between primary particles even after being refined through the above-mentioned acid treatment and oxidation treatment. It takes the form of agglomerates (secondary particles). By subjecting the suspension obtained by dispersing this aggregate to a predetermined dispersion medium and subjecting it to a crushing treatment, nanodiamonds having a particle size of one digit nanometer can be obtained. The dispersion medium is preferably a solvent in which nanodiamond can exhibit solubility, and examples thereof include water, methanol, ethanol, ethylene glycol, and N-methyl-2-pyrrolidone. The crushing treatment can be performed using, for example, a high shear mixer, a high shear mixer, a homomixer, a ball mill, a bead mill, a high pressure homogenizer, an ultrasonic homogenizer, or a colloid mill. Further, after the crushing treatment, the liquid amount of the suspension in which the nanodiamonds are dispersed is reduced as necessary, whereby a nanodiamond dispersion liquid having a predetermined concentration can be obtained. Alternatively, after the crushing treatment, a liquid part of the nanodiamond is removed from the suspension in which the nanodiamond is dispersed, if necessary, to obtain a nanodiamond powder. The liquid amount reduction and liquid content removal can be performed using, for example, an evaporator or a spray dryer.

混合工程S1の混合に供されるND有機溶媒分散液に含まれる有機溶媒は、好ましくは極性有機溶媒である。極性有機溶媒は、ND粒子12を溶解・分散させる分散媒として好適である。極性有機溶媒は、好ましくは、メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブチルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、2-メトキシエタノール、ジメチルスルホキシド、N-メチル-2-ピロリドン、アセトニトリル、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-ジエチルホルムアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルメトキシアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホン、γ-ブチロラクトン、α-アセチル-γ-ブチロラクトン、1,3-ジメチル-3,4,5,6-テトラヒドロ-2(1H)-ピリミジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、テトラメチル尿素、シクロヘキサノン、酢酸テトラヒドロフルフリル、および炭酸プロピレンからなる群より選択される少なくとも一種を含む。 The organic solvent contained in the ND organic solvent dispersion liquid used for the mixing in the mixing step S1 is preferably a polar organic solvent. The polar organic solvent is suitable as a dispersion medium for dissolving and dispersing the ND particles 12. The polar organic solvent is preferably methanol, ethanol, isopropanol, isobutyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, 2-methoxyethanol, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, acetonitrile, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N,N-diethylformamide, N,N-diethylacetamide, N,N-dimethylmethoxyacetamide, hexamethylphosphoramide, dimethyl sulfone, γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, From 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, tetramethylurea, cyclohexanone, tetrahydrofurfuryl acetate, and propylene carbonate At least one selected from the group consisting of

ND粒子12と有機溶媒とを少なくとも含有する上述のND有機溶媒分散液については、例えば、ナノダイヤモンド一次粒子がコロイド粒子として分散しているナノダイヤモンド水分散液における分散媒たる水を所望の有機溶媒に換える溶媒置換操作によって、用意することが可能である。例えば、ナノダイヤモンド水分散液と有機溶媒とを混合した後、当該混合液から蒸留操作によって水分を留去することによって、溶媒置換を進めることができる。 Regarding the above-mentioned ND organic solvent dispersion liquid containing at least ND particles 12 and an organic solvent, for example, water as a dispersion medium in a nanodiamond water dispersion liquid in which nanodiamond primary particles are dispersed as colloidal particles is a desired organic solvent. It can be prepared by a solvent replacement operation in which For example, the solvent substitution can be promoted by mixing the nanodiamond aqueous dispersion and the organic solvent and then distilling the water from the mixture by a distillation operation.

混合工程S1を経て得られるND含有硬化性組成物10は、上述のように、硬化性樹脂成分11と、ナノダイヤモンド粒子たるND粒子12と、溶媒13とを少なくとも含有するところ、溶媒13は、例えば、混合工程S1の混合に供される上述の硬化性組成物中の有機溶媒(第1有機溶媒)とND有機溶媒分散液中の有機溶媒(第2有機溶媒)とに由来する。混合工程S1での混合中にND粒子12の凝集を回避・抑制するという観点からは、これら第1および第2有機溶媒は、同じものであるのが好ましい。 As described above, the ND-containing curable composition 10 obtained through the mixing step S1 contains at least the curable resin component 11, the ND particles 12 that are nanodiamond particles, and the solvent 13, and the solvent 13 is For example, it is derived from the organic solvent (first organic solvent) in the curable composition and the organic solvent (second organic solvent) in the ND organic solvent dispersion, which are used for the mixing in the mixing step S1. From the viewpoint of avoiding/suppressing the aggregation of the ND particles 12 during the mixing in the mixing step S1, these first and second organic solvents are preferably the same.

ND含有硬化性組成物10における硬化性樹脂成分11およびND粒子12の合計含有量に対するND粒子12の含有量の割合は、好ましくは0.001〜20質量%である。ND粒子12の当該含有量の割合が高いほど、形成される硬化樹脂膜20において、ND粒子12の存在に起因する機械的強度向上効果や、熱伝導性向上効果、後述の熱分解抑制効果等の効果は大きい傾向にあるところ、ND粒子12の当該含有量の割合の下限は、より好ましくは0.01質量%、より好ましくは1質量%である。ND含有硬化性組成物10から形成される硬化樹脂膜20において硬化樹脂21による樹脂特性を適切に発現させるという観点からは、ND粒子12の当該含有量の割合は20質量%以下であるのが好ましい場合がある。また、形成される硬化樹脂膜20中のND粒子12の存在に起因する効果をより少量のND粒子12で享受するという観点からは、ND粒子12の当該含有量の割合の上限は、より好ましくは10質量%、より好ましくは8質量%、より好ましくは6質量%である。 The ratio of the content of the ND particles 12 to the total content of the curable resin component 11 and the ND particles 12 in the ND-containing curable composition 10 is preferably 0.001 to 20 mass %. As the ratio of the content of the ND particles 12 is higher, in the formed cured resin film 20, the mechanical strength improving effect due to the presence of the ND particles 12, the thermal conductivity improving effect, the thermal decomposition suppressing effect described later, and the like. However, the lower limit of the content ratio of the ND particles 12 is more preferably 0.01% by mass, and further preferably 1% by mass. From the viewpoint of appropriately expressing the resin characteristics of the cured resin 21 in the cured resin film 20 formed from the ND-containing curable composition 10, the content ratio of the ND particles 12 is 20% by mass or less. It may be preferable. Further, from the viewpoint of enjoying the effect due to the presence of the ND particles 12 in the formed cured resin film 20 with a smaller amount of the ND particles 12, the upper limit of the content ratio of the ND particles 12 is more preferable. Is 10% by mass, more preferably 8% by mass, more preferably 6% by mass.

ND含有硬化性組成物10は、硬化性樹脂成分11、ND粒子12、および溶媒13に加えて他の成分を含有してもよい。そのような他の成分としては、例えば、難燃剤、ガラス繊維、炭素繊維、帯電防止剤、滑剤、および着色剤が挙げられる。 The ND-containing curable composition 10 may contain other components in addition to the curable resin component 11, the ND particles 12, and the solvent 13. Such other ingredients include, for example, flame retardants, glass fibers, carbon fibers, antistatic agents, lubricants, and colorants.

混合工程S1の後の膜体形成工程S2では、以上のようなND含有硬化性組成物10を基材に塗布した後に硬化させる。例えば、ND含有硬化性組成物10を基材の上に塗布した後、加熱等によってND含有硬化性組成物10から溶媒13を蒸散等させて基材上に半硬化膜を生じさせ、そして、更なる加熱等によって半硬化膜を本硬化させる。基材は、硬化樹脂膜形成面を提供した後に硬化樹脂膜20から分離されるものであってもよいし、硬化樹脂膜20による被覆を必要として硬化樹脂膜20と一体化されるものであってもよい。 In the film body forming step S2 after the mixing step S1, the ND-containing curable composition 10 as described above is applied to the substrate and then cured. For example, after applying the ND-containing curable composition 10 on a substrate, the solvent 13 is evaporated from the ND-containing curable composition 10 by heating or the like to form a semi-cured film on the substrate, and The semi-cured film is fully cured by further heating or the like. The base material may be separated from the cured resin film 20 after providing the surface on which the cured resin film is formed, or may be integrated with the cured resin film 20 in need of coating with the cured resin film 20. May be.

以上のようにして、硬化樹脂21とND粒子12との複合化の図られたナノダイヤモンド含有硬化樹脂膜たる硬化樹脂膜20を製造することができる。 As described above, the cured resin film 20 as the nanodiamond-containing cured resin film in which the cured resin 21 and the ND particles 12 are composited can be manufactured.

本製造方法における上述の混合工程S1では、メディアン径30nm以下のND粒子12が分散する有機溶媒溶液(ナノダイヤモンド有機溶媒分散液)が、硬化性樹脂成分11含有の硬化性組成物と混合される。このとき、ND粒子12の分散する有機溶媒溶液と、当該硬化性組成物における硬化性樹脂成分11および有機溶媒(上記の第2有機溶媒)とは、なじみやすくて相溶しやすい。そのため、当該混合工程S1での混合は、当該混合前にはメディアン径30nm以下の粒径にて有機溶媒溶液中に良好に分散していたND粒子12について、その凝集を回避または抑制しつつ、ND含有硬化性組成物10を調製するのに適する。このような混合工程S1の後の上述の膜体形成工程S2では、当該ND含有硬化性組成物10から硬化樹脂膜20が形成される。そのため、膜体形成工程S2は、混合工程S1での混合前にはメディアン径30nm以下の粒径にて有機溶媒溶液中に良好に分散していたND粒子12について、その凝集を回避または抑制した状態で硬化樹脂21との複合化を図って硬化樹脂膜20を形成するのに適する。また、ND含有硬化性組成物10中のND粒子12の分散の程度が高いほど、膜体形成工程S2で当該組成物の硬化が進行する過程において、ND粒子12の分布の不均一性に起因する当該組成物の表面張力の不均一性が抑制され、表面張力の当該不均一性に起因する当該組成物中の対流が抑制され、形成される硬化樹脂膜20の表面での対流痕の発生が抑制されることとなる。以上のような膜体形成工程S2は、表面粗さの小さな、即ち表面平滑性の高い、硬化樹脂膜20を得るのに適する。加えて、本発明者らは、硬化樹脂21とND粒子12との複合化の図られた硬化樹脂膜20は、当該硬化樹脂21からなる硬化樹脂膜よりも、表面粗さが低減される場合があることを見出した。例えば後記の実施例および比較例をもって示すとおりである。この表面粗さの低減は、ND含有硬化性組成物10の方がND粒子12を含有しない硬化性組成物よりも、膜体形成工程にて組成物の硬化が進行する過程において増粘して当該組成物中の対流が抑制され、その結果、形成される硬化樹脂膜20の表面での凹凸の発生が抑制されるためであると考えられる。 In the above-mentioned mixing step S1 in the present manufacturing method, the organic solvent solution (nanodiamond organic solvent dispersion liquid) in which the ND particles 12 having a median diameter of 30 nm or less are dispersed is mixed with the curable composition containing the curable resin component 11. .. At this time, the organic solvent solution in which the ND particles 12 are dispersed, and the curable resin component 11 and the organic solvent (the second organic solvent described above) in the curable composition are easily compatible and easily compatible with each other. Therefore, the mixing in the mixing step S1 is performed while avoiding or suppressing the aggregation of the ND particles 12 that were well dispersed in the organic solvent solution with a median diameter of 30 nm or less before the mixing. Suitable for preparing the ND-containing curable composition 10. In the above-mentioned film body forming step S2 after such a mixing step S1, the cured resin film 20 is formed from the ND-containing curable composition 10. Therefore, the film body forming step S2 avoids or suppresses the aggregation of the ND particles 12 which were well dispersed in the organic solvent solution with a median diameter of 30 nm or less before the mixing in the mixing step S1. This is suitable for forming the cured resin film 20 by forming a composite with the cured resin 21 in the state. In addition, the higher the degree of dispersion of the ND particles 12 in the ND-containing curable composition 10, the more uneven the distribution of the ND particles 12 in the course of curing of the composition in the film body forming step S2. The non-uniformity of the surface tension of the composition is suppressed, the convection in the composition due to the non-uniformity of the surface tension is suppressed, and the generation of convection marks on the surface of the formed cured resin film 20. Will be suppressed. The film body forming step S2 as described above is suitable for obtaining the cured resin film 20 having a small surface roughness, that is, a high surface smoothness. In addition, in the case where the cured resin film 20 in which the cured resin 21 and the ND particles 12 are composited has a surface roughness lower than that of the cured resin film made of the cured resin 21. Found that there is. For example, it is as shown in Examples and Comparative Examples described below. This reduction in surface roughness is caused by the fact that the ND-containing curable composition 10 has a higher viscosity in the course of curing of the composition in the film body forming step than the curable composition containing no ND particles 12. It is considered that convection in the composition is suppressed, and as a result, the generation of irregularities on the surface of the formed cured resin film 20 is suppressed.

以上のように、本製造方法は、高い表面平滑性を伴うナノダイヤモンド含有硬化樹脂膜を得るのに適する。本製造方法によって得られるナノダイヤモンド含有硬化樹脂膜の有する膜表面の表面粗さ(算術平均粗さ)Saは、例えば10nm以下、好ましくは7nm以下、より好ましくは5nm以下、より好ましくは3nm以下、より好ましくは2nm以下である。混合工程S1の混合に供されるND有機溶媒分散液中のND粒子12のメディアン径(粒径D50)は、上述のように、30nm以下であり、好ましくは25nm以下、より好ましくは20nm以下、より好ましくは15nm以下、より好ましくは13nm以下、より好ましくは10nm以下であるところ、このような構成は、高い表面平滑性を伴うナノダイヤモンド含有硬化樹脂膜を得るのに適する。 As described above, the present manufacturing method is suitable for obtaining a nanodiamond-containing cured resin film with high surface smoothness. The surface roughness (arithmetic mean roughness) Sa of the film surface of the nanodiamond-containing cured resin film obtained by the present production method is, for example, 10 nm or less, preferably 7 nm or less, more preferably 5 nm or less, more preferably 3 nm or less, More preferably, it is 2 nm or less. The median diameter (particle diameter D50) of the ND particles 12 in the ND organic solvent dispersion liquid used for the mixing in the mixing step S1 is, as described above, 30 nm or less, preferably 25 nm or less, more preferably 20 nm or less, The thickness is more preferably 15 nm or less, more preferably 13 nm or less, and more preferably 10 nm or less. Such a configuration is suitable for obtaining a nanodiamond-containing cured resin film with high surface smoothness.

加えて、本製造方法によって製造される硬化樹脂膜20は、当該樹脂膜中で分散しているND粒子12を含有するところ、当該ND粒子12には、硬化樹脂膜20中に存在する硬化樹脂21の熱分解を抑制して当該硬化樹脂膜20の耐熱性を向上させる効果がある。例えば、後記の実施例および比較例をもって示すとおりである。ND粒子12は例えば400℃を超える高温環境下でも分解せずに耐熱性を示し得るものであるところ、そのようなND粒子12をなすか或いはこれに含まれるナノダイヤモンド一次粒子の表面の少なくとも一部、即ち少なくとも{111}面には、ダイヤモンド本体をなすsp3構造炭素からの自発転移によってsp2構造炭素が生じているものと想定される。ナノダイヤモンド表面におけるこのsp2構造炭素の存在が、高温環境下の樹脂材料中に発生するラジカルの補足や安定化に寄与し得て、その結果、ラジカルの作用による硬化樹脂21の熱分解が抑制されるものと、考えられる。 In addition, the cured resin film 20 manufactured by the present manufacturing method contains the ND particles 12 dispersed in the resin film, and the ND particles 12 include the cured resin existing in the cured resin film 20. There is an effect of suppressing the thermal decomposition of 21 and improving the heat resistance of the cured resin film 20. For example, it is as shown in Examples and Comparative Examples described later. The ND particles 12 are capable of exhibiting heat resistance without being decomposed even in a high temperature environment of, for example, 400° C., at least one of the surfaces of the nanodiamond primary particles forming the ND particles 12 or contained therein. It is presumed that sp 2 structure carbon is generated in the portion, that is, at least the {111} plane by spontaneous transition from sp 3 structure carbon forming the diamond main body. The presence of this sp 2 structure carbon on the nanodiamond surface can contribute to capturing and stabilizing radicals generated in the resin material under a high temperature environment, and as a result, thermal decomposition of the cured resin 21 due to the action of radicals is suppressed. It is thought to be done.

したがって、上述の硬化樹脂膜製造方法は、高い表面平滑性を伴うのに加えて高い耐熱性を示すナノダイヤモンド含有硬化樹脂膜を得るのに適する。 Therefore, the above-mentioned method for producing a cured resin film is suitable for obtaining a nanodiamond-containing cured resin film that exhibits high heat resistance in addition to high surface smoothness.

図3は、本発明に係る硬化樹脂膜の一実施形態たる硬化樹脂膜20の拡大断面模式図である。硬化樹脂膜20は、上述の硬化樹脂21およびND粒子12を少なくとも含有し、且つ、表面粗さ(算術平均粗さ)Saが10nm以下、好ましくは7nm以下、より好ましくは5nm以下、より好ましくは3nm以下、より好ましくは2nm以下の膜表面20aを有する。 FIG. 3 is an enlarged schematic sectional view of a cured resin film 20 which is an embodiment of the cured resin film according to the present invention. The cured resin film 20 contains at least the cured resin 21 and the ND particles 12 described above, and has a surface roughness (arithmetic mean roughness) Sa of 10 nm or less, preferably 7 nm or less, more preferably 5 nm or less, and more preferably It has a film surface 20a of 3 nm or less, more preferably 2 nm or less.

硬化樹脂膜20において、硬化樹脂21およびND粒子12の合計含有量に対するND粒子12の含有量の割合は、好ましくは0.001〜20質量%である。ND粒子12の当該含有量の割合が高いほど、硬化樹脂膜20において、ナノダイヤモンド粒子たるND粒子12の存在に起因する機械的強度向上効果や、熱伝導性向上効果、後述の熱分解抑制効果等の効果は大きい傾向にあるところ、ND粒子12の当該含有量の割合の下限は、より好ましくは0.01質量%、より好ましくは1質量%である。硬化樹脂膜20において硬化樹脂21による樹脂特性を適切に発現させるという観点からは、ND粒子12の当該含有量の割合は20質量%以下であるのが好ましい場合がある。また、硬化樹脂膜20中のND粒子12の存在に起因する効果をより少量のND粒子12で享受するという観点からは、ND粒子12の当該含有量の割合の上限は、より好ましくは10質量%、より好ましくは8質量%、より好ましくは6質量%である。 In the cured resin film 20, the ratio of the content of the ND particles 12 to the total content of the cured resin 21 and the ND particles 12 is preferably 0.001 to 20 mass %. The higher the ratio of the content of the ND particles 12, the higher the mechanical strength of the hardened resin film 20 due to the presence of the ND particles 12 that are the nanodiamond particles, the effect of improving the thermal conductivity, and the effect of suppressing thermal decomposition described below. However, the lower limit of the content ratio of the ND particles 12 is more preferably 0.01% by mass, and further preferably 1% by mass. From the viewpoint of appropriately expressing the resin characteristics of the cured resin 21 in the cured resin film 20, it may be preferable that the content ratio of the ND particles 12 is 20 mass% or less. Further, from the viewpoint of enjoying the effect caused by the presence of the ND particles 12 in the cured resin film 20 with a smaller amount of the ND particles 12, the upper limit of the content ratio of the ND particles 12 is more preferably 10 mass. %, more preferably 8% by mass, more preferably 6% by mass.

硬化樹脂膜20の厚さは例えば1〜50μmであり、好ましくは5〜30μm、より好ましくは5〜20μmである。このような厚さの硬化樹脂膜20について、そのヘーズ値は、例えば4%以下であり、好ましくは3%以下、より2%以下である。硬化樹脂膜20に含まれるND粒子12の分散の程度が高いほど(即ち凝集の程度が低いほど)、硬化樹脂膜20についてヘーズ値で示される透明性は高い傾向にある。 The thickness of the cured resin film 20 is, for example, 1 to 50 μm, preferably 5 to 30 μm, and more preferably 5 to 20 μm. The haze value of the cured resin film 20 having such a thickness is, for example, 4% or less, preferably 3% or less, and more preferably 2% or less. The higher the degree of dispersion of the ND particles 12 contained in the cured resin film 20 (that is, the lower the degree of aggregation), the higher the transparency indicated by the haze value of the cured resin film 20 tends to be.

硬化樹脂膜20は、硬化樹脂21およびND粒子12に加えて他の成分を含有してもよい。そのような他の成分としては、例えば、難燃剤、ガラス繊維、炭素繊維、帯電防止剤、滑剤、および着色剤が挙げられる。 The cured resin film 20 may contain other components in addition to the cured resin 21 and the ND particles 12. Such other ingredients include, for example, flame retardants, glass fibers, carbon fibers, antistatic agents, lubricants, and colorants.

ND粒子12を含有しつつ膜表面20aの表面粗さSaが10nm以下の表面平滑性を伴う以上のような硬化樹脂膜20は、例えば上述の硬化樹脂膜製造方法によって適切に製造することが可能である。 The above-described cured resin film 20 containing the ND particles 12 and having a surface roughness Sa of the film surface 20a with a surface smoothness of 10 nm or less can be appropriately manufactured by, for example, the above-described cured resin film manufacturing method. Is.

また、硬化樹脂膜20中で分散しているND粒子12には、硬化樹脂膜20中に存在する硬化樹脂21の熱分解を抑制して当該硬化樹脂膜20の耐熱性を向上させる効果がある。例えば、後記の実施例および比較例をもって示すとおりである。ND粒子12は例えば400℃を超える高温環境下でも分解せずに耐熱性を示し得るものであるところ、そのようなND粒子12をなすか或いはこれに含まれるナノダイヤモンド一次粒子の表面の少なくとも一部、即ち少なくとも{111}面には、ダイヤモンド本体をなすsp3構造炭素からの自発転移によってsp2構造炭素が生じているものと想定される。ナノダイヤモンド表面におけるこのsp2構造炭素の存在が、高温環境下の樹脂材料中に発生するラジカルの補足や安定化に寄与し得て、その結果、ラジカルの作用による硬化樹脂21の熱分解が抑制されるものと、考えられる。 In addition, the ND particles 12 dispersed in the cured resin film 20 have an effect of suppressing thermal decomposition of the cured resin 21 existing in the cured resin film 20 and improving heat resistance of the cured resin film 20. .. For example, it is as shown in Examples and Comparative Examples described later. The ND particles 12 are capable of exhibiting heat resistance without being decomposed even in a high temperature environment of, for example, 400° C., at least one of the surfaces of the nanodiamond primary particles forming the ND particles 12 or contained therein. It is presumed that sp 2 structure carbon is generated in the portion, that is, at least the {111} plane by spontaneous transition from sp 3 structure carbon forming the diamond main body. The presence of this sp 2 structure carbon on the nanodiamond surface can contribute to capturing and stabilizing radicals generated in the resin material under a high temperature environment, and as a result, thermal decomposition of the cured resin 21 due to the action of radicals is suppressed. It is thought to be done.

したがって、硬化樹脂膜20は、高い表面平滑性とともに高い耐熱性を実現するのに適する。このような硬化樹脂膜20は、例えば、フレキシブルプリント配線板の絶縁層用の硬化樹脂膜や、チップオンフィルム実装技術における絶縁基板用の硬化樹脂膜として利用することが可能である。また、硬化樹脂膜20は、各種の光学フィルム材に適用することが可能である。加えて、硬化樹脂膜20は、耐熱性と透明性を兼ね備えた耐熱透明フィルム材に適用することも可能である。耐熱透明フィルム材の用途としては、例えば、タッチパネル用透明導電性基材、フレキシブル回路基板およびその工程紙、フレキシブルディスプレイ用基材、有機EL基材、およびLED照明基材が挙げられる。 Therefore, the cured resin film 20 is suitable for achieving high surface smoothness and high heat resistance. Such a cured resin film 20 can be used as, for example, a cured resin film for an insulating layer of a flexible printed wiring board or a cured resin film for an insulating substrate in the chip-on-film mounting technology. Further, the cured resin film 20 can be applied to various optical film materials. In addition, the cured resin film 20 can also be applied to a heat resistant transparent film material having both heat resistance and transparency. Examples of applications of the heat-resistant transparent film material include transparent conductive base materials for touch panels, flexible circuit boards and process papers thereof, base materials for flexible displays, organic EL base materials, and LED lighting base materials.

〔実施例1〕
以下のような混合工程および膜体形成工程を経て、実施例1の硬化樹脂膜を作製した。
[Example 1]
The cured resin film of Example 1 was produced through the following mixing process and film forming process.

混合工程では、ポリイミド前駆体たるポリアミック酸を含有するポリアミック酸溶液(商品名「Uイミド ワニス CR」,ユニチカ株式会社製)5gと、ナノダイヤモンド有機溶媒分散液たるナノダイヤモンドNMP分散液((商品名「Vox D in NMP」,Carbodeon社製)2.4gとを、混合した。混合に供したポリアミック酸溶液について、溶媒はN-メチル-2-ピロリドンであり、ポリアミック酸濃度ないしポリイミド換算濃度は18質量%であり、粘度は5Pa・sである。混合に供したナノダイヤモンドNMP分散液について、溶媒はN-メチル-2-ピロリドンであり、固形分濃度ないしナノダイヤモンド濃度は2質量%であり、ナノダイヤモンド粒子の粒径D50(メディアン径)は12.4nmである。本工程では、ポリアミック酸溶液を撹拌しつつこれにナノダイヤモンドNMP分散液を滴下操作によって添加し、ポリアミック酸とナノダイヤモンド粒子との合計含有量に対するナノダイヤモンド粒子の含有量の割合が5質量%となる量比で、ポリアミック酸溶液とナノダイヤモンドNMP分散液とを混合した。以上のようにして、ポリイミド前駆体たるポリアミック酸と、ナノダイヤモンド粒子と、溶媒たるNMPとを含有する、ナノダイヤモンド含有硬化性組成物(硬化性組成物E1')を得た。 In the mixing step, 5 g of a polyamic acid solution containing a polyamic acid as a polyimide precursor (trade name “U-imide Varnish CR”, manufactured by Unitika Ltd.) and a nanodiamond NMP dispersion liquid as a nanodiamond organic solvent dispersion liquid ((tradename 2.4 g of "Vox D in NMP", manufactured by Carbodeon Co., Ltd. was mixed. % By mass, and the viscosity is 5 Pa·s Regarding the nanodiamond NMP dispersion liquid used for mixing, the solvent is N-methyl-2-pyrrolidone, the solid content concentration or nanodiamond concentration is 2% by mass, The particle diameter D50 (median diameter) of the nanodiamond particles is 12.4 nm.In this step, while the polyamic acid solution is being stirred, the nanodiamond NMP dispersion liquid is added by a dropping operation to the polyamic acid and the nanodiamond particles. The polyamic acid solution and the nanodiamond NMP dispersion liquid were mixed in such an amount ratio that the ratio of the content of the nanodiamond particles to the total content of the above was 5% by mass. A nanodiamond-containing curable composition (curable composition E1′) containing nanodiamond particles and NMP as a solvent was obtained.

膜体形成工程では、上述のようにして得られた硬化性組成物E1'から、硬化樹脂膜を形成した。まず、スキージを使用して、ガラス板上に所定の厚さで硬化性組成物E1'を塗布した。そして、硬化性組成物E1'の塗膜の形成された当該ガラス板をマッフル炉内に入れて窒素雰囲気下で焼成処理した。具体的には、まず、130℃で10分間の加熱を行い(半硬化膜形成工程)、次に、130℃から340℃に120分間かけて昇温し、その後、340℃で60分間の加熱を行った(本硬化工程)。半硬化膜形成工程では、主に、溶媒たるNMPが蒸散される。本硬化工程では、主に、ポリアミック酸どうしの反応が進行してポリイミド樹脂が形成される。以上のようにして、ポリイミド樹脂およびナノダイヤモンド粒子を含む実施例1の硬化樹脂膜(硬化樹脂膜E1,厚さ20μm)を作製した。 In the film body forming step, a cured resin film was formed from the curable composition E1′ obtained as described above. First, using a squeegee, the curable composition E1′ was applied on a glass plate with a predetermined thickness. And the said glass plate in which the coating film of curable composition E1' was formed was put into the muffle furnace, and baking processing was carried out in nitrogen atmosphere. Specifically, first, heating is performed at 130° C. for 10 minutes (semi-cured film forming step), then temperature is increased from 130° C. to 340° C. over 120 minutes, and then heating is performed at 340° C. for 60 minutes. Was performed (main curing step). In the semi-cured film forming step, NMP as a solvent is mainly evaporated. In the main curing step, a reaction between polyamic acids mainly proceeds to form a polyimide resin. As described above, the cured resin film of Example 1 containing the polyimide resin and the nanodiamond particles (cured resin film E1, thickness 20 μm) was prepared.

〔比較例1〕
実施例1で用いたナノダイヤモンドNMP分散液2.4gに代えて別のナノダイヤモンド含有溶液2.4gを用いた以外は実施例1の混合工程と同様にして、混合工程を行った。混合に供したナノダイヤモンド含有溶液は、ナノダイヤモンド粉末(商品名「Vox P」,Carbodeon社製)とN-メチル-2-ピロリドン(キシダ化学製)とを混合して得られたスラリーに対して超音波ホモジナイザーを使用して2時間の超音波破砕処理を施したものである。このナノダイヤモンド含有溶液について、溶媒はN-メチル-2-ピロリドンであり、固形分濃度ないしナノダイヤモンド濃度は2質量%であり、ナノダイヤモンド粒子の粒径D50(メディアン径)は117nmである。本工程では、ポリアミック酸溶液を撹拌しつつこれにナノダイヤモンド含有溶液を滴下操作によって添加し、ポリアミック酸とナノダイヤモンド粒子との合計含有量に対するナノダイヤモンド粒子の含有量の割合が5質量%となる量比で、ポリアミック酸溶液とナノダイヤモンド含有溶液とを混合した。以上のようにして、ナノダイヤモンド含有硬化性組成物(硬化性組成物C1')を得た。そして、硬化性組成物E1'に代えて硬化性組成物C1'を用いること以外は実施例1の膜体形成工程と同様にして、膜体形成工程を行った。以上のようにして、ポリイミド樹脂およびナノダイヤモンド粒子を含む比較例1の硬化樹脂膜(硬化樹脂膜C1,厚さ20μm)を作製した。本比較例における上述のナノダイヤモンド含有溶液に含まれるナノダイヤモンド粒子に関する上記粒径D50は、スペクトリス社製の装置(商品名「ゼータサイザー ナノZS」)を使用して、動的光散乱法(非接触後方散乱法)によって測定した値である。
[Comparative Example 1]
The mixing step was performed in the same manner as the mixing step of Example 1 except that 2.4 g of another nanodiamond-containing solution was used instead of 2.4 g of the nanodiamond NMP dispersion liquid used in Example 1. The nanodiamond-containing solution used for mixing was a slurry obtained by mixing nanodiamond powder (trade name “Vox P”, manufactured by Carbodeon) and N-methyl-2-pyrrolidone (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.). It was subjected to ultrasonic crushing treatment for 2 hours using an ultrasonic homogenizer. In this nanodiamond-containing solution, the solvent is N-methyl-2-pyrrolidone, the solid content concentration to the nanodiamond concentration is 2% by mass, and the particle diameter D50 (median diameter) of the nanodiamond particles is 117 nm. In this step, while the polyamic acid solution is being stirred, the nanodiamond-containing solution is added thereto by a dropping operation, and the ratio of the content of the nanodiamond particles to the total content of the polyamic acid and the nanodiamond particles is 5% by mass. The polyamic acid solution and the nanodiamond-containing solution were mixed in a quantitative ratio. As described above, a curable composition containing nanodiamonds (curable composition C1′) was obtained. Then, the film body forming step was performed in the same manner as the film body forming step of Example 1 except that the curable composition C1′ was used instead of the curable composition E1′. As described above, a cured resin film of Comparative Example 1 (cured resin film C1, thickness 20 μm) containing a polyimide resin and nanodiamond particles was produced. The particle size D50 of the nanodiamond particles contained in the nanodiamond-containing solution described above in this comparative example was measured by a dynamic light scattering method using a device manufactured by Spectris (trade name "Zetasizer Nano ZS"). It is the value measured by the contact backscattering method).

〔比較例2〕
実施例1で用いたナノダイヤモンドNMP分散液2.4gに代えてN-メチル-2-ピロリドン(キシダ化学製)2.4gを用いたこと以外は実施例1の混合工程と同様にして、混合工程を行った。これにより、ナノダイヤモンド粒子を含有しない硬化性組成物(硬化性組成物C2')を得た。そして、硬化性組成物E1'に代えて硬化性組成物C2'を用いること以外は実施例1の膜体形成工程と同様にして、膜体形成工程を行った。以上のようにして、ポリイミド樹脂よりなる比較例2の硬化樹脂膜(硬化樹脂膜C2,厚さ20μm)を作製した。
[Comparative Example 2]
Mixing was carried out in the same manner as in the mixing step of Example 1 except that 2.4 g of N-methyl-2-pyrrolidone (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was used instead of 2.4 g of the nanodiamond NMP dispersion liquid used in Example 1. The process was carried out. As a result, a curable composition containing no nanodiamond particles (curable composition C2′) was obtained. Then, the film body forming step was performed in the same manner as the film body forming step of Example 1 except that the curable composition C2′ was used instead of the curable composition E1′. As described above, a cured resin film (cured resin film C2, thickness 20 μm) of Comparative Example 2 made of polyimide resin was produced.

〈全光線透過率とヘーズ値〉
実施例1および比較例1,2の各硬化樹脂膜について、日本電色工業株式会社製の「ヘーズメーター 300A」を使用して、全光線透過率(%)およびヘーズ値(%)を測定した。全光線透過率の測定は、JIS K 7105に準拠して行った。ヘーズ値の測定は、JIS K 7136に準拠して行った。その結果を表1に掲げる。
<Total light transmittance and haze value>
For each cured resin film of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the total light transmittance (%) and the haze value (%) were measured using "Haze Meter 300A" manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. .. The total light transmittance was measured according to JIS K 7105. The haze value was measured according to JIS K 7136. The results are listed in Table 1.

〈対流痕〉
実施例1および比較例1,2の各硬化樹脂膜について、膜表面における対流痕の有無を目視で観察した。その結果を表1に掲げる。
<Convection mark>
For each cured resin film of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the presence or absence of convection marks on the film surface was visually observed. The results are listed in Table 1.

〈表面粗さSa〉
実施例1および比較例2の各硬化樹脂膜について、膜表面の表面粗さ(算術平均粗さ)Saを求めた。具体的には、光干渉法を用いた非接触式表面形状計測システムVertScan2.0(株式会社菱化システム製)を使用して所定の計測領域(2500μm×1880μm)における硬化樹脂膜の表面形状を計測し、計測結果に基づいて表面粗さ(算術平均粗さ)Saを算出した。その結果を表1に掲げる。一方、比較例1の硬化樹脂膜C1の膜表面については、目視で確認できるほど大きな凹凸が観測され、実施例1の硬化樹脂膜E1および比較例2の各硬化樹脂膜の膜表面よりも著しく大きな表面粗さを有することを確認している。
<Surface roughness Sa>
For each cured resin film of Example 1 and Comparative Example 2, the surface roughness (arithmetic mean roughness) Sa of the film surface was obtained. Specifically, the surface shape of the cured resin film in a predetermined measurement area (2500 μm×1880 μm) is measured by using a non-contact type surface shape measurement system VertScan 2.0 (manufactured by Ryoka System Co., Ltd.) using the optical interference method. The measurement was performed, and the surface roughness (arithmetic mean roughness) Sa was calculated based on the measurement result. The results are listed in Table 1. On the other hand, on the film surface of the cured resin film C1 of Comparative Example 1, undulations that are large enough to be visually confirmed are observed, and are significantly more remarkable than the film surfaces of the cured resin film E1 of Example 1 and each cured resin film of Comparative Example 2. It has been confirmed that it has a large surface roughness.

〔熱重量測定〕
以上のようにして作製された実施例1,比較例2の各硬化樹脂膜について、熱重量測定装置(商品名「TG-DTA6300」,エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を使用して、空気雰囲気下にて460℃で保持する間の重量減少量を測定した。本測定においては、460℃で10分間保持された時点での測定対象の重量を基準重量(初期重量)とした。その結果を、図4のグラフにおいて線E1(実施例1)および線C2(比較例2)をもって表す。図4のグラフにおいて、横軸は、測定対象の460℃での保持時間たる時間(分)を表し、縦軸は、基準重量からの重量減少率としてのTG(%)を表す。実施例1の硬化樹脂膜E1が460℃で60分間保持された時点、即ち、実施例1の硬化樹脂膜E1が基準重量に至った時点から460℃で50分間保持された時点での基準重量からの重量減少率は、0.35%であった。また、比較例2の硬化樹脂膜C2が460℃で60分間保持された時点、即ち、比較例2の硬化樹脂膜C2が基準重量に至った時点から460℃で50分間保持された時点での基準重量からの重量減少率は、4.26%であった。
[Thermogravimetric measurement]
Using the thermogravimetric measuring device (trade name “TG-DTA6300”, manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.), the cured resin films of Example 1 and Comparative Example 2 manufactured as described above were air-treated. The amount of weight loss was measured while maintaining at 460° C. in the atmosphere. In this measurement, the weight of the object to be measured when it was held at 460° C. for 10 minutes was taken as the reference weight (initial weight). The result is represented by a line E1 (Example 1) and a line C2 (Comparative Example 2) in the graph of FIG. In the graph of FIG. 4, the horizontal axis represents the time (minutes) that is the holding time at 460° C. of the measurement target, and the vertical axis represents the TG (%) as the weight reduction rate from the reference weight. Reference weight at the time when the cured resin film E1 of Example 1 is held at 460° C. for 60 minutes, that is, at the time when the cured resin film E1 of Example 1 reaches the reference weight for 50 minutes at 460° C. The weight loss rate was 0.35%. Further, at the time when the cured resin film C2 of Comparative Example 2 was held at 460° C. for 60 minutes, that is, at the time when the cured resin film C2 of Comparative Example 2 was held at 460° C. for 50 minutes after reaching the reference weight. The weight loss rate from the standard weight was 4.26%.

[評価]
実施例1の硬化樹脂膜E1のヘーズ値と比較例1の硬化樹脂膜C1のヘーズ値との比較から、ナノダイヤモンド含有硬化樹脂膜形成用の硬化性組成物を調製するうえでメディアン径30nm以下のナノダイヤモンド粒子の分散するナノダイヤモンドNMP分散液が用いられた実施例1では、ナノダイヤモンド粒子の高分散状態が維持された状態で硬化樹脂膜E1が作製されたと評価することができる。実施例1の硬化樹脂膜E1において対流痕が観察されなかったのは、実施例1ではナノダイヤモンド粒子の高分散状態が維持された状態で膜体形成工程が行われたために、当該膜体形成工程にて組成物塗膜中の対流が抑制されたためである。これに対し、比較例1の硬化樹脂膜C1において対流痕が観察されたのは、比較例1ではナノダイヤモンド粒子の分散の程度が低い状態で膜体形成工程が行われたために、ナノダイヤモンド粒子の分布の不均一性が組成物の表面張力の不均一性を招き、当該膜体形成工程にて表面張力の不均一性に起因して組成物塗膜中に対流が発生したためであると考えられる。
[Evaluation]
From the comparison between the haze value of the cured resin film E1 of Example 1 and the haze value of the cured resin film C1 of Comparative Example 1, a median diameter of 30 nm or less was obtained when preparing a curable composition for forming a nanodiamond-containing cured resin film. In Example 1 in which the nanodiamond NMP dispersion liquid in which the nanodiamond particles are dispersed is used, it can be evaluated that the cured resin film E1 was produced in a state in which the highly dispersed state of the nanodiamond particles was maintained. Convection marks were not observed in the cured resin film E1 of Example 1 because the film body forming step was performed in Example 1 while the highly dispersed state of the nanodiamond particles was maintained. This is because convection in the composition coating film was suppressed in the process. On the other hand, the convection traces were observed in the cured resin film C1 of Comparative Example 1 because the film body forming step was performed in Comparative Example 1 in a state where the degree of dispersion of the nanodiamond particles was low. It is thought that this is because the non-uniformity of the distribution of the composition causes the non-uniformity of the surface tension of the composition, and the convection occurred in the composition coating film due to the non-uniformity of the surface tension in the film forming step. To be

実施例1の硬化樹脂膜E1の表面粗さSaと比較例2の硬化樹脂膜C2の表面粗さSaとの比較から、ナノダイヤモンド粒子を含有する硬化樹脂膜E1では、ナノダイヤモンド粒子を含有しない比較例2の硬化樹脂膜C2よりも、高い表面平滑性が実現されていることが解る。硬化樹脂膜E1を形成するためのナノダイヤモンド含有硬化性組成物の方が、硬化樹脂膜C2を形成するためのナノダイヤモンド非含有硬化性組成物よりも、膜体形成工程S2にて組成物の硬化が進行する過程において増粘して当該組成物中の対流が抑制され、その結果、形成される硬化樹脂膜の表面での凹凸の発生が抑制されるものと、考えられる。 From the comparison between the surface roughness Sa of the cured resin film E1 of Example 1 and the surface roughness Sa of the cured resin film C2 of Comparative Example 2, the cured resin film E1 containing nanodiamond particles does not contain nanodiamond particles. It can be seen that higher surface smoothness is realized than that of the cured resin film C2 of Comparative Example 2. The nanodiamond-containing curable composition for forming the cured resin film E1 has a higher composition than the nanodiamond-free curable composition for forming the cured resin film C2 in the film body forming step S2. It is considered that in the course of curing, the viscosity increases and convection in the composition is suppressed, and as a result, the generation of irregularities on the surface of the formed cured resin film is suppressed.

図4のグラフに示される結果から、ナノダイヤモンド粒子が内部に分散する実施例1の硬化樹脂膜E1は、ナノダイヤモンド粒子を含有しない比較例2の硬化樹脂膜C2よりも、熱分解が抑制されていること、即ち耐熱性が高いことが、解る。 From the results shown in the graph of FIG. 4, the thermal decomposition of the cured resin film E1 of Example 1 in which the nanodiamond particles are dispersed is suppressed more than that of the cured resin film C2 of Comparative Example 2 containing no nanodiamond particles. That is, that is, the heat resistance is high.

Figure 0006734124
Figure 0006734124

S1 混合工程
S2 膜体形成工程
10 ND含有硬化性組成物(ナノダイヤモンド含有硬化性組成物)
11 硬化性樹脂成分
12 ND粒子(ナノダイヤモンド粒子)
13 溶媒
20 硬化樹脂膜
21 硬化樹脂
S1 mixing step S2 film body forming step 10 ND-containing curable composition (nanodiamond-containing curable composition)
11 Curable resin component 12 ND particles (nanodiamond particles)
13 Solvent 20 Cured Resin Film 21 Cured Resin

Claims (8)

硬化性樹脂成分を含有する硬化性組成物、および、メディアン径15nm以下のナノダイヤモンド粒子と有機溶媒を含有するナノダイヤモンド有機溶媒分散液、を混合してナノダイヤモンド含有硬化性組成物を得るための工程と、
前記ナノダイヤモンド含有硬化性組成物を基材に塗布した後に硬化させるための工程と、を含む硬化樹脂膜製造方法であって、
前記有機溶媒は、極性有機溶媒であり、
前記極性有機溶媒は、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、アセトニトリル、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−ジエチルホルムアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルメトキシアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホン、γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、テトラメチル尿素、シクロヘキサノン、酢酸テトラヒドロフルフリル、および炭酸プロピレンからなる群より選択される少なくとも一種を含み、
前記ナノダイヤモンド含有硬化性組成物における前記硬化性樹脂成分および前記ナノダイヤモンド粒子の合計含有量に対する当該ナノダイヤモンド粒子の含有量の割合は、0.001〜20質量%である、硬化樹脂膜製造方法
A curable composition containing a curable resin component, and a nanodiamond organic solvent dispersion containing a nanodiamond particle having a median diameter of 15 nm or less and an organic solvent are mixed to obtain a nanodiamond-containing curable composition. Process,
A method for producing a cured resin film, comprising a step of curing the nanodiamond-containing curable composition after applying it to a substrate ,
The organic solvent is a polar organic solvent,
The polar organic solvent may be dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, acetonitrile, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N,N-diethylformamide, N,N-diethylacetamide, N,N. -Dimethylmethoxyacetamide, hexamethylphosphoramide, dimethyl sulfone, γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinone, 1 , 3-dimethyl-2-imidazolidinone, tetramethylurea, cyclohexanone, tetrahydrofurfuryl acetate, and at least one selected from the group consisting of propylene carbonate,
The ratio of the content of the nanodiamond particles to the total content of the curable resin component and the nanodiamond particles in the nanodiamond-containing curable composition is 0.001 to 20% by mass. ..
前記ナノダイヤモンド粒子は、爆轟法ナノダイヤモンド粒子である、請求項に記載の硬化樹脂膜製造方法。 The method for producing a cured resin film according to claim 1 , wherein the nanodiamond particles are detonation method nanodiamond particles. 前記極性有機溶媒は、N−メチル−2−ピロリドンを含む、請求項1または2に記載の硬化樹脂膜製造方法。The method for producing a cured resin film according to claim 1, wherein the polar organic solvent contains N-methyl-2-pyrrolidone. 前記硬化性樹脂成分を含有する硬化性組成物は、有機溶媒を含み、The curable composition containing the curable resin component contains an organic solvent,
前記有機溶媒は、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、およびN,N−ジメチルアセトアミドからなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項1から3のいずれか一つに記載の硬化樹脂膜製造方法。The curing according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic solvent contains at least one selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, and N,N-dimethylacetamide. Resin film manufacturing method.
硬化性樹脂成分は、ポリアミック酸を含む、請求項1から4のいずれか一つに記載の硬化樹脂膜製造方法。The method for producing a cured resin film according to claim 1, wherein the curable resin component contains a polyamic acid. 硬化樹脂およびナノダイヤモンド粒子を含み、且つ、表面粗さSaが10nm以下の膜表面を有する、硬化樹脂膜であって、
前記硬化樹脂は、ポリイミド樹脂を含み、
前記硬化樹脂および前記ナノダイヤモンド粒子の合計含有量に対する当該ナノダイヤモンド粒子の含有量の割合は、0.001〜20質量%である、硬化樹脂膜
A cured resin film comprising a cured resin and nanodiamond particles, and having a film surface having a surface roughness Sa of 10 nm or less ,
The cured resin includes a polyimide resin,
The cured resin film, wherein the ratio of the content of the nanodiamond particles to the total content of the cured resin and the nanodiamond particles is 0.001 to 20% by mass .
前記ナノダイヤモンド粒子は、爆轟法ナノダイヤモンド粒子である、請求項に記載の硬化樹脂膜。 The cured resin film according to claim 6 , wherein the nanodiamond particles are detonation method nanodiamond particles. 硬化樹脂膜の表面粗さSaは、2nm以下である、請求項6または7に記載の硬化樹脂膜。The cured resin film according to claim 6, wherein the surface roughness Sa of the cured resin film is 2 nm or less.
JP2016110709A 2016-06-02 2016-06-02 Method for producing cured resin film and cured resin film Active JP6734124B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016110709A JP6734124B2 (en) 2016-06-02 2016-06-02 Method for producing cured resin film and cured resin film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016110709A JP6734124B2 (en) 2016-06-02 2016-06-02 Method for producing cured resin film and cured resin film

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017213539A JP2017213539A (en) 2017-12-07
JP6734124B2 true JP6734124B2 (en) 2020-08-05

Family

ID=60576160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016110709A Active JP6734124B2 (en) 2016-06-02 2016-06-02 Method for producing cured resin film and cured resin film

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6734124B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019176023A (en) * 2018-03-28 2019-10-10 京セラ株式会社 Semiconductor-sealing resin composition and semiconductor device
WO2019240013A1 (en) * 2018-06-13 2019-12-19 株式会社ダイセル Composition
JP7363051B2 (en) * 2019-02-26 2023-10-18 日本ゼオン株式会社 Thermal conductive sheet and its manufacturing method
JPWO2021182295A1 (en) * 2020-03-10 2021-09-16
CN114833733B (en) * 2022-04-25 2024-03-08 亳州市鑫磊超硬材料有限责任公司 Diamond resin grinding wheel and preparation method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7875347B2 (en) * 2003-12-29 2011-01-25 General Electric Company Composite coatings for groundwall insulation, method of manufacture thereof and articles derived therefrom
WO2009060613A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Dispersion of nanodiamond in organic solvent, and method for production thereof
JP2016024456A (en) * 2014-07-22 2016-02-08 ビジョン開発株式会社 Method of manufacturing spectacle lenses containing fine diamond particles
JP6329848B2 (en) * 2014-08-21 2018-05-23 株式会社ダイセル Water repellent coating film, article having the water repellent coating film, and dispersion

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017213539A (en) 2017-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6734124B2 (en) Method for producing cured resin film and cured resin film
JP6039085B2 (en) Heat dissipation coating composition and heat dissipation structure
JP4782870B2 (en) Cured body, sheet-like molded body, laminated board and multilayer laminated board
TWI466924B (en) Polyimide film and polyimide laminate thereof
TW200302851A (en) Resin composition
JP7094896B2 (en) Graphene composition, its production method and conductive film
JP6996764B2 (en) Laminates, their manufacturing methods and usage methods, and polyimide precursor solutions for laminating glass substrates
US11167993B2 (en) Surface-modified nanodiamond, liquid dispersion including surface-modified nanodiamond, and resin dispersion
JP2014130817A (en) Insulating material, insulating layer composition comprising the same, and substrate using said insulating layer composition
CN108117658A (en) The preparation method of electrostatic prevention suction agglomeration imide membrane
KR101628755B1 (en) Process of producing highly thermally conductive heat-dissipating composite material and high radiating film using the composite material prepared therefrom
WO2021095662A1 (en) Nonaqueous dispersions, method for producing layered product, and molded object
WO2011055530A1 (en) Polyimide foam, polyimide powder mixture, polyimide powder, method for producing polyimide foam, method for producing multilayer molded polyimide foam body, method for producing curved molded polyimide foam body, multilayer molded polyimide foam body, and curved molded polyimide foam body
JP2017048294A (en) Curable resin composition and cured resin body
TW202235524A (en) Aqueous dispersion and method for producing same
Kim et al. Amine functionalization on thermal and mechanical behaviors of graphite nanofibers-loaded epoxy composites
WO2022153931A1 (en) Method for producing liquid composition and composition
KR101271606B1 (en) Method of producing polyimide-graphene composite material
JP6414085B2 (en) Method for producing metal nanoparticles
JP2010161118A (en) Porous film, coating liquid for forming porous film, manufacturing method therefor, multilayer substrate and wiring material
WO2017199499A1 (en) Thermoplastic resin composition and curable composition
JP2007119507A (en) Thermosetting polyimide resin composition and molded product and electronic part using the same
JP7471984B2 (en) Resin composition and film using same
JP2022090385A (en) Additive for resin, additive for resin-dispersed composition, and resin composition
Li et al. Effect of covalent functionalization of multi-walled carbon nanotubes with HDI trimer on mechanical properties of polyaspartate polyurea

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190411

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200331

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200330

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200529

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200616

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200709

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6734124

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150