JP6950307B2 - Particle-dispersed polyimide precursor solution, method for producing porous polyimide film, and porous polyimide film - Google Patents

Particle-dispersed polyimide precursor solution, method for producing porous polyimide film, and porous polyimide film Download PDF

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Description

本発明は、粒子分散ポリイミド前駆体溶液、多孔質ポリイミドフィルムの製造方法、および多孔質ポリイミドフィルムに関する。 The present invention relates to a particle-dispersed polyimide precursor solution, a method for producing a porous polyimide film, and a porous polyimide film.

ポリイミド樹脂は、機械的強度、化学的安定性、および耐熱性に優れた特性を有する材料であり、これらの特性を有する多孔質のポリイミドフィルムが注目されている。 The polyimide resin is a material having excellent mechanical strength, chemical stability, and heat resistance, and a porous polyimide film having these characteristics is attracting attention.

例えば、特許文献1には、特定の比率の繰り返し単位を有する多孔質ポリイミドフィルムが記載されている。その製法として、湿式凝固法、乾式凝固法、延伸法などが挙げられ、実際には湿式凝固法で多孔質膜を形成している。 For example, Patent Document 1 describes a porous polyimide film having a specific ratio of repeating units. Examples of the manufacturing method include a wet coagulation method, a dry coagulation method, a stretching method, and the like, and in reality, a porous film is formed by the wet coagulation method.

例えば、特許文献2には、シリカ粒子を鋳型として、空孔率が60%以上で、空孔が三次元規則配列構造を有し、空孔が互いに連結された空孔を有する多孔質樹脂膜をリチウム二次電池用セパレータとして利用することが報告されている。 For example, Patent Document 2 describes a porous resin film using silica particles as a template, having a porosity of 60% or more, having pores having a three-dimensional ordered array structure, and having pores in which the pores are connected to each other. Has been reported to be used as a separator for lithium secondary batteries.

また、特許文献3および特許文献4には、無機粒子や有機樹脂粒子を分散したポリイミド前駆体溶液を用いて多孔質ポリイミドフィルムを作製し、二次電池用セパレータとして利用することが報告されている。 Further, Patent Documents 3 and 4 report that a porous polyimide film is produced using a polyimide precursor solution in which inorganic particles and organic resin particles are dispersed, and used as a separator for a secondary battery. ..

また、特許文献5および特許文献6には、樹脂粒子を分散したポリイミド前駆体溶液を用いて多孔質ポリイミドフィルムを作製する方法が報告されている。 Further, Patent Documents 5 and 6 report a method for producing a porous polyimide film using a polyimide precursor solution in which resin particles are dispersed.

特開2003−201362号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-201362 特許5331627号公報Japanese Patent No. 5331627 特許5605566号公報Japanese Patent No. 5605566 国際公開2014/196656号International Publication 2014/196656 特開2016−183273号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-183273 特開2016−183333号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-183333

粒子を用いて多孔質ポリイミドフィルムを作製する場合に、使用するポリイミド前駆体溶液中で、粒子の分散安定性が低下する場合があることが分かってきた。
例えば、テトラカルボン酸二無水物およびジアミンが、それぞれ1種ずつのみを用いて合成したポリイミド前駆体を含むポリイミド前駆体溶液中で、粒子が分散しているポリイミド前駆体溶液(粒子分散ポリイミド前駆体溶液)は、ポリイミド前駆体と粒子との間の相互作用が低くなりやすく、ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性が低下する場合がある。
It has been found that when a porous polyimide film is produced using particles, the dispersion stability of the particles may decrease in the polyimide precursor solution used.
For example, a polyimide precursor solution in which particles are dispersed in a polyimide precursor solution containing a polyimide precursor in which tetracarboxylic acid dianhydride and diamine are synthesized using only one type each (particle-dispersed polyimide precursor). In the solution), the interaction between the polyimide precursor and the particles tends to be low, and the particle dispersion stability in the polyimide precursor solution may be lowered.

本発明の課題は、粒子を含むポリイミド前駆体溶液において、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体が、テトラカルボン酸二無水物として、3,3,4’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物のみ、ジアミン化合物として、p−フェニレンジアミンのみを用いて合成したポリイミド前駆体、又は、テトラカルボン酸二無水物として、ピロメリット酸二無水物のみ、ジアミン化合物として、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルのみを用いて合成したポリイミド前駆体である場合に比べ、ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制される粒子分散ポリイミド前駆体溶液を提供することである。 An object of the present invention is that in a polyimide precursor solution containing particles, the polyimide precursor in the polyimide precursor solution is 3,3,4', 4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride as a tetracarboxylic acid dianhydride. Polyimide precursor synthesized using only the substance, p-phenylenediamine as the diamine compound, or pyromellitic acid dianhydride as the tetracarboxylic acid dianhydride, 4,4'-diaminodiphenyl ether as the diamine compound. It is an object of the present invention to provide a particle-dispersed polyimide precursor solution in which a decrease in particle dispersion stability in the polyimide precursor solution is suppressed as compared with the case where the polyimide precursor is synthesized using only the polyimide precursor.

上記目的を達成するため、以下の発明が提供される。 The following inventions are provided in order to achieve the above object.


媒、下記式(I)で示される繰り返し単位を有するポリイミド前駆体、及び粒子を含む粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
< 1 >
Solvent, particles dispersed polyimide precursor solution containing a polyimide precursor having a repeating unit represented by the following formula (I), and the particles.

Figure 0006950307
Figure 0006950307

式(I)中、Aは4価の有機基、Bは2価の有機基であり、下記条件(1)および(2)の少なくとも一方を満たし、かつ、下記条件(3)を満たす。
(1):Aは、芳香環を1つ有する4価の有機基A1と芳香環を2つ以上有する4価の有機基A2とのモル比(A1/A2)が5/95以上95/5以下である。
(2):Bは、芳香環を1つ有する2価の有機基B1と芳香環を2つ以上有する2価の有機基B2とのモル比(B1/B2)が5/95以上95/5以下である。
(3):前記A1、前記A2、前記B1、および前記B2を構成する各原料単量体成分のうち、最も含有量の少ない成分(ゼロを除く)の前記粒子に対する比率が0.015mmol/g以上であり、前記各原料単量体成分のうち、最も含有量の多い成分の前記粒子に対する比率と前記最も含有量の少ない成分(ゼロを除く)の前記粒子に対する比率との差が9mmol/g以下である。
In the formula (I), A is a tetravalent organic group and B is a divalent organic group, which satisfies at least one of the following conditions (1) and (2) and also satisfies the following condition (3).
(1): A has a molar ratio (A1 / A2) of a tetravalent organic group A1 having one aromatic ring and a tetravalent organic group A2 having two or more aromatic rings of 5/95 or more and 95/5. It is as follows.
(2): B has a molar ratio (B1 / B2) of a divalent organic group B1 having one aromatic ring and a divalent organic group B2 having two or more aromatic rings of 5/95 or more and 95/5. It is as follows.
(3): Among the raw material monomer components constituting the A1, the A2, the B1, and the B2, the ratio of the component having the lowest content (excluding zero) to the particles is 0.015 mmol / g. As described above, the difference between the ratio of the component having the highest content to the particles and the ratio of the component having the lowest content (excluding zero) to the particles among the raw material monomer components is 9 mmol / g. It is as follows.


記A1が下記A1−1で示される基であり、前記A2が下記A2−1から下記A2−5までに示される群から選択されるいずれか1つの基であるに記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
< 2 >
A group before Symbol A1 is represented by the following A1-1, particle according to <1> is any one of groups of the A2 is selected from the group shown in the following A2-1 to: A2-5 Dispersed polyimide precursor solution.

Figure 0006950307
Figure 0006950307

Figure 0006950307
Figure 0006950307


記B1が下記B1−1または下記B1−2で示される基あり、前記B2が下記B2−1から下記B2−7までに示される群から選択されるいずれか1つの基である又はに記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
< 3 >
There groups before Symbol B1 is represented by the following B1-1 or below B1-2, is any one of groups of the B2 is selected from the group shown in the following B2-1 to: B2-7 <1> Alternatively, the particle-dispersed polyimide precursor solution according to < 2 >.

Figure 0006950307
Figure 0006950307

Figure 0006950307
Figure 0006950307


記条件(1)を満たすとき、下記(I−3)および下記(I−4)で示されるいずれかの条件を満たし、前記条件(2)を満たすとき、下記(I−1)および下記(I−2)で示されるいずれかの条件を満たすのいずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
(I−1)前記A1/A2が60/40以上100/0以下、かつ、前記B1/B2が5/95以上40/60以下
(I−2)前記A1/A2が0/100以上40/60以下、かつ、前記B1/B2のモル比が60/40以上95/5以下
(I−3)前記A1/A2が5/95以上40/60以下、かつ、前記B1/B2のモル比が60/40以上100/0以下
(I−4)前記A1/A2が60/40以上95/5以下、かつ、前記B1/B2のモル比が0/100以上40/60以下
< 4 >
When meeting the pre Symbol Conditions (1) satisfies one of the conditions represented by the following (I-3) and the following (I-4), when satisfying the condition (2), the following (I-1) and the following The particle-dispersed polyimide precursor solution according to any one of < 1 > to < 3 > , which satisfies any of the conditions shown in (I-2).
(I-1) The A1 / A2 is 60/40 or more and 100/0 or less, and the B1 / B2 is 5/95 or more and 40/60 or less (I-2) The A1 / A2 is 0/100 or more and 40 / 60 or less and the molar ratio of B1 / B2 is 60/40 or more and 95/5 or less (I-3) The A1 / A2 is 5/95 or more and 40/60 or less and the molar ratio of B1 / B2 is 60/40 or more and 100/0 or less (I-4) The A1 / A2 is 60/40 or more and 95/5 or less, and the molar ratio of B1 / B2 is 0/100 or more and 40/60 or less.


記(I−1)から前記(I−4)までに示される条件が、それぞれ下記(II−1)から下記(II−4)までに示される条件であるに記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
(II−1)前記A1/A2が100/0、かつ、前記B1/B2が5/95以上30/70以下
(II−2)前記A1/A2が0/100、かつ、前記B1/B2が70/30以上95/5以下
(II−3)前記A1/A2が5/95以上30/70以下、かつ、前記B1/B2が100/0
(II−4)前記A1/A2が70/30以上95/5以下、かつ、前記B1/B2が0/100
< 5 >
Before Symbol conditions shown in (I-1) from to the (I-4) is, particle dispersion according respectively from the following (II-1) shown below (II-4) is a condition indicated by <4> Polyimide precursor solution.
(II-1) The A1 / A2 is 100/0 and the B1 / B2 is 5/95 or more and 30/70 or less (II-2) The A1 / A2 is 0/100 and the B1 / B2 is 70/30 or more and 95/5 or less (II-3) The A1 / A2 is 5/95 or more and 30/70 or less, and the B1 / B2 is 100/0.
(II-4) The A1 / A2 is 70/30 or more and 95/5 or less, and the B1 / B2 is 0/100.


記A1が前記A1−1で示される基であり、前記A2が前記A2−1で示される基であり、前記B1が前記B1−1で示される基であり、前記B2が前記B2−1で示される基であるのいずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。

記ポリイミド前駆体において、前記A1、前記A2、前記B1、および前記B2を構成する前記各原料単量体成分のうち、前記最も含有量の少ない成分(ゼロを除く)の前記粒子に対する比率が、0.03mmol/g以上であるのいずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。

記ポリイミド前駆体において、前記A1、前記A2、前記B1、および前記B2を構成する前記各原料単量体成分のうち、前記最も含有量の多い成分の前記粒子に対する比率と前記最も含有量の少ない成分(ゼロを除く)の前記粒子に対する比率との差が、7mmol/g以下であるのいずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
< 6 >
A group before Symbol A1 is represented by A1-1, is a group wherein A2 is represented by A2-1, is a group wherein B1 is represented by B1-1, the B2 is the B2-1 The particle-dispersed polyimide precursor solution according to any one of < 1 > to < 5 > , which is a group represented by.
< 7 >
Prior Symbol polyimide precursor, the A1, the A2, the B1, and of the respective material monomer component constituting the B2, the ratio of the particles of the highest content less components (excluding zero) , 0.03 mmol / g or more. The particle-dispersed polyimide precursor solution according to any one of < 1 > to < 6 >.
< 8 >
Prior Symbol polyimide precursor, the A1, the A2, the B1, and of the respective material monomer component constituting the B2, the ratio between the highest content with respect to the particles of the major components is the largest content The particle-dispersed polyimide precursor solution according to any one of < 1 > to < 7 > , wherein the difference from the ratio of a small amount of components (excluding zero) to the particles is 7 mmol / g or less.


記粒子が樹脂粒子であるのいずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
< 9 >
Particles dispersed polyimide precursor solution according to any one of the previous SL particles are resin particles <1> to <8>.

10
らに有機アミン化合物を含有し、全溶媒中の水の占める割合が50質量%以上であるのいずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
11
記有機アミン化合物が、3級アミン化合物である10に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
12
らに非プロトン性極性溶剤を、ポリイミド前駆体溶液中の粒子とポリイミド前駆体の合計量に対して3質量%以上50質量%以下で含有する10又は11に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
< 10 >
Organic amine compound contains, the proportion of water in the entire solvent is 50 mass% or more <1> particle dispersed polyimide precursor solution according to any one of to <9> to is found.
< 11 >
Particles dispersed polyimide precursor solution according to prior Symbol organic amine compound is a tertiary amine compound <10>.
< 12 >
Et al aprotic polar solvent is, particle dispersion according to contain 3 wt% to 50 wt% of the total amount of particles and the polyimide precursor of the polyimide precursor solution <10> or <11> Polyimide precursor solution.

13
記粒子の体積平均粒径が、0.1μm以上0.5μm以下である12のいずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
14
記粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子の体積粒度分布指標が、1.30以下である13のいずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
15
記粒子の含有量が、粒子分散ポリイミド前駆体溶液の固形分に対して30質量%以上85質量%以下である14のいずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
< 13 >
The volume average particle diameter before Symbol particles is 0.1μm or more 0.5μm or less <1> - particle dispersed polyimide precursor solution according to any one of <12>.
< 14 >
Before SL volume particle size distribution index of the particles of the particle dispersed polyimide precursor solution is 1.30 or less <1> particle dispersed polyimide precursor solution according to any one of - <13>.
< 15 >
The content of the previous SL particles is not more than 30 wt% or more 85 wt% based on the solids content of the particles dispersed polyimide precursor solution <1> - particle dispersed polyimide precursor according to any one of <14> solution.

16
15いずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液を塗布して塗膜を形成した後、前記塗膜を乾燥して、前記ポリイミド前駆体及び前記粒子を含む被膜を形成する第1の工程と、
前記被膜を加熱して、前記ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する第2の工程であって、前記粒子を除去する処理を含む第2の工程と、を有する球状の空孔を備えている多孔質ポリイミドフィルムの製造方法。
< 16 >
< 1 > to < 15 > After applying the particle-dispersed polyimide precursor solution according to any one item to form a coating film, the coating film is dried to form a coating film containing the polyimide precursor and the particles. The first step of forming and
The film is provided with spherical pores having a second step of heating the film to imidize the polyimide precursor to form a polyimide film, the second step including a process of removing the particles. A method for producing a porous polyimide film.

17
記式(III)で示される繰り返し単位を有するポリイミドを含有し、球状の空孔を備えている多孔質ポリイミドフィルム。
< 17 >
The porous polyimide film containing a polyimide having a repeating unit represented by the below following formula (III), and a pore spherical.

Figure 0006950307
Figure 0006950307

式(III)中、Aは4価の有機基、Bは2価の有機基であり、かつ、下記条件(1)および(2)の少なくとも一方を満たす。
(1):Aは、芳香環を1つ有する4価の有機基A1と芳香環を2つ以上有する4価の有機基A2とのモル比(A1/A2)が5/95以上95/5以下である。
(2):Bは、芳香環を1つ有する2価の有機基B1と芳香環を2つ以上有する2価の有機基B2とのモル比(B1/B2)が5/95以上95/5以下である。
In formula (III), A is a tetravalent organic group, B is a divalent organic group, and at least one of the following conditions (1) and (2) is satisfied.
(1): A has a molar ratio (A1 / A2) of a tetravalent organic group A1 having one aromatic ring and a tetravalent organic group A2 having two or more aromatic rings of 5/95 or more and 95/5. It is as follows.
(2): B has a molar ratio (B1 / B2) of a divalent organic group B1 having one aromatic ring and a divalent organic group B2 having two or more aromatic rings of 5/95 or more and 95/5. It is as follows.

18
記A1が下記A1−1で示される基であり、前記A2が下記A2−1から下記A2−5までに示される群から選択されるいずれか1つの基である17に記載の多孔質ポリイミドフィルム。
< 18 >
A group before Symbol A1 is represented by the following A1-1, holes according to a any one of groups <17> wherein A2 is selected from the group shown in the following A2-1 to: A2-5 Quality polyimide film.

Figure 0006950307
Figure 0006950307

Figure 0006950307
Figure 0006950307

19
記B1が下記B1−1または下記B1−2で示される基あり、前記B2が下記B2−1から下記B2−7までに示される群から選択されるいずれか1つの基である17又は18に記載の多孔質ポリイミドフィルム。
< 19 >
There groups before Symbol B1 is represented by the following B1-1 or below B1-2, is any one of groups of the B2 is selected from the group shown in the following B2-1 to: B2-7 <17> Alternatively, the porous polyimide film according to < 18 >.

Figure 0006950307
Figure 0006950307

Figure 0006950307
Figure 0006950307

20
記条件(1)を満たすとき、下記(III−3)および下記(III−4)で示されるいずれかの条件を満たし、前記条件(2)を満たすとき、下記(III−1)および下記(III−2)で示されるいずれかの条件を満たす1719のいずれか1項に記載の多孔質ポリイミドフィルム。
(III−1)前記A1/A2が60/40以上100/0以下、かつ、前記B1/B2が5/95以上40/60以下
(III−2)前記A1/A2が0/100以上40/60以下、かつ、前記B1/B2のモル比が60/40以上95/5以下
(III−3)前記A1/A2が5/95以上40/60以下、かつ、前記B1/B2のモル比が60/40以上100/0以下
(III−4)前記A1/A2が60/40以上95/5以下、かつ、前記B1/B2のモル比が0/100以上40/60以下
< 20 >
When meeting the pre Symbol Conditions (1) satisfies one of the conditions represented by the following (III-3) and the following (III-4), when satisfying the condition (2), the following (III-1) and the following The porous polyimide film according to any one of < 17 > to < 19 > , which satisfies any of the conditions shown in (III-2).
(III-1) The A1 / A2 is 60/40 or more and 100/0 or less, and the B1 / B2 is 5/95 or more and 40/60 or less (III-2) The A1 / A2 is 0/100 or more and 40 / 60 or less and the molar ratio of B1 / B2 is 60/40 or more and 95/5 or less (III-3) The A1 / A2 is 5/95 or more and 40/60 or less and the molar ratio of B1 / B2 is 60/40 or more and 100/0 or less (III-4) The A1 / A2 is 60/40 or more and 95/5 or less, and the molar ratio of B1 / B2 is 0/100 or more and 40/60 or less.

21
記(III−1)から前記(III−4)までに示される条件が、それぞれ下記(IV−1)から下記(IV−4)までに示される条件である20に記載の多孔質ポリイミドフィルム。
(IV−1)前記A1/A2が100/0、かつ、前記B1/B2が5/95以上30/70以下
(IV−2)前記A1/A2が0/100、かつ、前記B1/B2が70/30以上95/5以下
(IV−3)前記A1/A2が5/95以上30/70以下、かつ、前記B1/B2が100/0
(IV−4)前記A1/A2が70/30以上95/5以下、かつ、前記B1/B2が0/100
< 21 >
Porous described before Symbol (III-1) from said (III-4) conditions shown in to are each the conditions shown in the following (IV-1) to the following (IV-4) <20> Polyimide film.
(IV-1) The A1 / A2 is 100/0 and the B1 / B2 is 5/95 or more and 30/70 or less (IV-2) The A1 / A2 is 0/100 and the B1 / B2 is 70/30 or more and 95/5 or less (IV-3) The A1 / A2 is 5/95 or more and 30/70 or less, and the B1 / B2 is 100/0.
(IV-4) The A1 / A2 is 70/30 or more and 95/5 or less, and the B1 / B2 is 0/100.

22
記A1が前記A1−1で示される基であり、前記A2が前記A2−1で示される基であり、前記B1が前記B1−1で示される基であり、前記B2が前記B2−1で示される基である1721のいずれか1項に記載の多孔質ポリイミドフィルム。
< 22 >
A group before Symbol A1 is represented by A1-1, is a group wherein A2 is represented by A2-1, is a group wherein B1 is represented by B1-1, the B2 is the B2-1 The porous polyimide film according to any one of < 17 > to < 21 > , which is a group represented by.

23
らに、ポリイミド以外の樹脂を、多孔質ポリイミドフィルム全体に対して0.005質量%以上1質量%以下で含有する1722のいずれか1項に記載の多孔質ポリイミドフィルム。
< 23 >
Et al is a porous polyimide film according resins other than polyimide, the first term or <17> - <22> containing less than 1 wt% 0.005 wt% based on the total porous polyimide film ..

に係る発明によれば、粒子を含むポリイミド前駆体溶液において、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体が、テトラカルボン酸二無水物として、3,3,4’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物のみ、ジアミン化合物として、p−フェニレンジアミンのみを用いて合成したポリイミド前駆体、又は、テトラカルボン酸二無水物として、ピロメリット酸二無水物のみ、ジアミン化合物として、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルのみを用いて合成したポリイミド前駆体である場合に比べ、ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制される粒子分散ポリイミド前駆体溶液が提供される。
に係る発明によれば、式(I)で示される繰り返し単位を有するポリイミド前駆体において、A1、A2、B1、およびB2を構成する各原料単量体成分のうち、最も含有量の少ない成分(ゼロを除く)の粒子に対する比率が、0.011mmol/gである場合に比べ、ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制される粒子分散ポリイミド前駆体溶液が提供される。
に係る発明によれば、式(I)で示される繰り返し単位を有するポリイミド前駆体として、A1、A2、B1、およびB2を構成する各原料単量体成分のうち、最も含有量の多い成分(ゼロを除く)の粒子に対する比率と、最も含有量の少ない成分(ゼロを除く)の粒子に対する比率との差が10.634mmol/gである場合に比べ、ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制される粒子分散ポリイミド前駆体溶液が提供される。
According to the inventions according to < 1 > , < 2 > , < 3 > , < 4 > , < 5 > , and < 6 > , in the polyimide precursor solution containing particles, the polyimide precursor in the polyimide precursor solution is Polyimide precursor or tetracarboxylic acid synthesized using only 3,3,4', 4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride as a tetracarboxylic acid dianhydride and only p-phenylenediamine as a diamine compound. Compared with the case of a polyimide precursor synthesized using only pyromellitic acid dianhydride as a dianhydride and only 4,4'-diaminodiphenyl ether as a diamine compound, the particle dispersion stability in the polyimide precursor solution is higher. A particle-dispersed polyimide precursor solution in which the decrease is suppressed is provided.
According to the invention according to < 7 > , in the polyimide precursor having the repeating unit represented by the formula (I), the content is the highest among the raw material monomer components constituting A1, A2, B1 and B2. Provided is a particle-dispersed polyimide precursor solution in which a decrease in particle dispersion stability in the polyimide precursor solution is suppressed as compared with the case where the ratio of a small amount of components (excluding zero) to particles is 0.011 mmol / g. ..
According to the invention according to < 8 > , the polyimide precursor having the repeating unit represented by the formula (I) has the highest content among the raw material monomer components constituting A1, A2, B1 and B2. Particles in the polyimide precursor solution compared to the case where the difference between the ratio of the high component (excluding zero) to the particles and the ratio of the lowest content (excluding zero) to the particles is 10.634 mmol / g. Provided is a particle-dispersed polyimide precursor solution in which a decrease in dispersion stability is suppressed.

に係る発明によれば、粒子がシリカ粒子である場合に比べ、ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制される粒子分散ポリイミド前駆体溶液が提供される。 According to the invention according to < 9 >, there is provided a particle-dispersed polyimide precursor solution in which a decrease in particle dispersion stability in the polyimide precursor solution is suppressed as compared with the case where the particles are silica particles.

101112に係る発明によれば、テトラカルボン酸二無水物として、3,3,4’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物のみ、ジアミン化合物として、p−フェニレンジアミンのみを用いて合成したポリイミド前駆体、又は、テトラカルボン酸二無水物として、ピロメリット酸二無水物のみ、ジアミン化合物として、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルのみを用いて合成したポリイミド前駆体である場合に比べ、有機アミン化合物を含有し、全溶媒中の水の占める割合が50質量%以上であり、ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制される粒子分散ポリイミド前駆体溶液が提供される。 According to the inventions of < 10 > , < 11 > , and < 12 > , only 3,3,4', 4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride as a tetracarboxylic acid dianhydride, p as a diamine compound. A polyimide precursor synthesized using only phenylenediamine, or a polyimide precursor synthesized using only pyromellitic acid dianhydride as a tetracarboxylic acid dianhydride and only 4,4'-diaminodiphenyl ether as a diamine compound. A particle-dispersed polyimide precursor containing an organic amine compound, having a proportion of water in the total solvent of 50% by mass or more, and suppressing a decrease in particle dispersion stability in the polyimide precursor solution, as compared with the case of the body. A body solution is provided.

13に係る発明によれば、粒子の体積平均粒径が、0.1μm未満または0.5μmを超える場合に比べ、ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制される粒子分散ポリイミド前駆体溶液が提供される。 According to the invention according to < 13 > , the particle dispersion in which the decrease in particle dispersion stability in the polyimide precursor solution is suppressed as compared with the case where the volume average particle size of the particles is less than 0.1 μm or more than 0.5 μm. A polyimide precursor solution is provided.

14に係る発明によれば、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子の体積粒度分布指標が、1.30を超える場合に比べ、ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制される粒子分散ポリイミド前駆体溶液が提供される。 According to the invention according to < 14 > , the decrease in particle dispersion stability in the polyimide precursor solution is suppressed as compared with the case where the volume particle size distribution index of the particles in the particle-dispersed polyimide precursor solution exceeds 1.30. A particle-dispersed polyimide precursor solution is provided.

15に係る発明によれば、粒子の含有量が粒子分散ポリイミド前駆体溶液の固形分に対して85質量%を超える場合に比べ、ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制される粒子分散ポリイミド前駆体溶液が提供される。 According to the invention according to < 15 > , the decrease in particle dispersion stability in the polyimide precursor solution is suppressed as compared with the case where the particle content exceeds 85% by mass with respect to the solid content of the particle-dispersed polyimide precursor solution. A particle-dispersed polyimide precursor solution to be prepared is provided.

16に係る発明によれば、粒子分散ポリイミド前駆体溶液を塗布して塗膜を形成した後、前記塗膜を乾燥して、前記ポリイミド前駆体及び前記粒子を含む被膜を形成する第1の工程と、前記被膜を加熱して、前記ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する第2の工程であって、前記粒子を除去する処理を含む第2の工程と、を有する多孔質ポリイミドフィルムの製造方法において、ポリイミド前駆体が、テトラカルボン酸二無水物として、3,3,4’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物のみ、ジアミン化合物として、p−フェニレンジアミンのみを用いて合成したポリイミド前駆体、又は、テトラカルボン酸二無水物として、ピロメリット酸二無水物のみ、ジアミン化合物として、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルのみを用いて合成したポリイミド前駆体である場合に比べ、折れ曲げたときの破損が抑制される多孔質ポリイミドフィルムの製造方法が提供される。 According to the invention according to < 16 >, after the particle-dispersed polyimide precursor solution is applied to form a coating film, the coating film is dried to form a coating film containing the polyimide precursor and the particles. A second step of heating the coating film to imidize the polyimide precursor to form a polyimide film, which comprises a second step of removing the particles. In the method for producing a polyimide film, the polyimide precursor uses only 3,3,4', 4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride as the tetracarboxylic acid dianhydride and only p-phenylenediamine as the diamine compound. Compared with the case of the polyimide precursor synthesized by using only pyromellitic acid dianhydride as the tetracarboxylic acid dianhydride and only 4,4'-diaminodiphenyl ether as the diamine compound. , Provided is a method for producing a porous polyimide film in which breakage when bent is suppressed.

171819202122に係る発明によれば、式(III)で示される繰り返し単位を有するポリイミドを含む多孔質ポリイミドフィルムにおいて、ポリイミドが、テトラカルボン酸二無水物として、3,3,4’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物のみ、ジアミン化合物として、p−フェニレンジアミンのみを用いて合成したポリイミド、又は、テトラカルボン酸二無水物として、ピロメリット酸二無水物のみ、ジアミン化合物として、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルのみを用いて合成したポリイミドである場合に比べ、折れ曲げたときの破損が抑制される多孔質ポリイミドフィルムが提供される。 According to the inventions according to < 17 > , < 18 > , < 19 > , < 20 > , < 21 > , and < 22 > , in a porous polyimide film containing a polyimide having a repeating unit represented by the formula (III), Polyimide is a polyimide synthesized by using only 3,3,4', 4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride as a tetracarboxylic acid dianhydride and only p-phenylenediamine as a diamine compound, or tetracarboxylic. Compared with the case of a polyimide synthesized using only pyromellitic acid dianhydride as the acid dianhydride and only 4,4'-diaminodiphenyl ether as the diamine compound, the porosity is suppressed from being damaged when bent. Polyimide films are provided.

23に係る発明によれば、テトラカルボン酸二無水物として、3,3,4’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物のみ、ジアミン化合物として、p−フェニレンジアミンのみを用いて合成したポリイミド、又は、テトラカルボン酸二無水物として、ピロメリット酸二無水物のみ、ジアミン化合物として、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルのみを用いて合成したポリイミドである場合に比べ、ポリイミド以外の樹脂を、多孔質ポリイミドフィルム全体に対して0.005質量%以上1質量%以下で含有し、折れ曲げによる破損が抑制される多孔質ポリイミドフィルムが提供される。 According to the invention according to < 23 > , only 3,3,4', 4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride is used as the tetracarboxylic acid dianhydride, and only p-phenylenediamine is used as the diamine compound. Compared with the case where the polyimide was synthesized by using only pyromellitic dianhydride as the tetracarboxylic acid dianhydride and only 4,4'-diaminodiphenyl ether as the diamine compound, a resin other than the polyimide was used. Provided is a porous polyimide film containing 0.005% by mass or more and 1% by mass or less with respect to the entire porous polyimide film and suppressing damage due to bending.

以下、本発明の一例である実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments that are an example of the present invention will be described.

<粒子分散ポリイミド前駆体溶液>
本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液は、溶媒、上記の式(I)(一般式(I))で示される繰り返し単位を有するポリイミド前駆体、及び粒子を含む。
溶媒は、ポリイミド前駆体を溶解し、粒子を溶解しない溶媒である。また、粒子はポリイミド前駆体溶液中で分散されている状態となっている。
<Particle dispersion polyimide precursor solution>
The particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment contains a solvent, a polyimide precursor having a repeating unit represented by the above formula (I) (general formula (I)), and particles.
The solvent is a solvent that dissolves the polyimide precursor and does not dissolve the particles. Further, the particles are in a state of being dispersed in the polyimide precursor solution.

従来、多孔質ポリイミドフィルムは、例えば、特許文献1に記載されるように、相分離により多孔質化を行う方法で得られることが知られている。この多孔質ポリイミドフィルムは、空孔が非球状であり、空孔径の分布も広くなる。また、この多孔質ポリイミドフィルムの特性としては、低誘電率、低誘電正接が得られることが挙げられる。そして、この多孔質ポリイミドフィルムは、特定の比率の繰り返し単位とすることで多孔質化によるフィルム強度との両立が図られている。また、用途として電子機器などの高周波用ポリイミド回路基板が想定されている。 Conventionally, it is known that a porous polyimide film can be obtained by a method of making a porous film by phase separation, for example, as described in Patent Document 1. The pores of this porous polyimide film are non-spherical, and the distribution of pore diameters is wide. Further, as a characteristic of this porous polyimide film, it is possible to obtain a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent. Then, this porous polyimide film is made compatible with the film strength due to the porosity by setting it as a repeating unit of a specific ratio. Further, a polyimide circuit board for high frequency such as an electronic device is assumed as an application.

一方で、このような空孔の形状および空孔径の分布が不均一な多孔質ポリイミドフィルムではなく、空孔が球状に近く、かつ空孔径が均一に近い多孔質ポリイミドフィルムを、粒子を用いて作製する技術が開発されている。
このような、空孔が球状に近く、かつ空孔径が均一に近い多孔質ポリイミドフィルムは、相分離法で作製された不均一な多孔質ポリイミドフィルムと比較し、多くの産業用途で利点を有する。
On the other hand, instead of using a porous polyimide film having a non-uniform pore shape and pore diameter distribution, a porous polyimide film having nearly spherical pores and a nearly uniform pore diameter is used using particles. The manufacturing technology is being developed.
Such a porous polyimide film having nearly spherical pores and a nearly uniform pore diameter has advantages in many industrial applications as compared with a non-uniform porous polyimide film produced by the phase separation method. ..

その利点としては、例えば、リチウムイオン二次電池のセパレータに適用した場合に、充放電中のイオンの移動が均一に近くなり、リチウムの結晶(デンドライト)の形成抑制および局所的な疲労抑制などにより、電池の安定性向上や寿命向上に大きな効果を有することが挙げられる。また、例えば、フィルターに適用した場合には、ろ過速度を低下させずに、ろ過効率を向上させることが可能となることが挙げられる。
ところで、球状に近い粒子および非球状の粒子のいずれの粒子を用いた場合でも、多孔質ポリイミドフィルムの作製は可能である。
しかし、例えば、粒子を用いて多孔質ポリイミドフィルムを作製する場合に、使用するポリイミド前駆体溶液中で、粒子の分散安定性が低下する場合があることが分かってきた。
The advantage is that, for example, when applied to a separator of a lithium ion secondary battery, the movement of ions during charging and discharging becomes nearly uniform, and the formation of lithium crystals (dendrites) is suppressed and local fatigue is suppressed. It is said that it has a great effect on improving the stability and life of the battery. Further, for example, when applied to a filter, it is possible to improve the filtration efficiency without lowering the filtration rate.
By the way, it is possible to produce a porous polyimide film by using either particles that are close to spheres or particles that are not spheres.
However, for example, when a porous polyimide film is produced using particles, it has been found that the dispersion stability of the particles may decrease in the polyimide precursor solution used.

テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とをそれぞれ1種ずつのみを用いて合成したポリイミド前駆体は、樹脂の繰り返し単位の規則性が高いため、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体間どうしの相互作用が高い。そのため、このポリイミド前駆体を含むポリイミド前駆体溶液に、粒子が分散している粒子分散ポリイミド前駆体溶液中では、ポリイミド前駆体と粒子との間の相互作用が低くなりやすい。この粒子分散ポリイミド前駆体溶液を作製した直後は、粒子の分散が安定しているが、時間が経過すると、粒子の分散安定性が低下しやすくなる。これは時間が経過することで、ポリイミド前駆体同士の微視的な凝集が進み、粒子分散性が低下するためと考えられる。
このように、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを、それぞれ1種ずつのみを用いて合成したポリイミド前駆体を含む粒子分散ポリイミド前駆体溶液中では、粒子の分散安定性が低い場合があることが分かってきた。
Since the polyimide precursor synthesized by using only one type each of the tetracarboxylic acid dianhydride and the diamine compound has high regularity of the repeating unit of the resin, the polyimide precursors in the polyimide precursor solution are mutual to each other. High effect. Therefore, in the particle-dispersed polyimide precursor solution in which the particles are dispersed in the polyimide precursor solution containing the polyimide precursor, the interaction between the polyimide precursor and the particles tends to be low. Immediately after preparing this particle-dispersed polyimide precursor solution, the dispersion of particles is stable, but over time, the dispersion stability of the particles tends to decrease. It is considered that this is because the microscopic aggregation of the polyimide precursors progresses with the passage of time and the particle dispersibility decreases.
As described above, in the particle-dispersed polyimide precursor solution containing the polyimide precursor obtained by synthesizing the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound using only one kind each, the dispersion stability of the particles may be low. It has become clear.

これに対して、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液中では、上記構成により、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制される。この理由は定かではないが、以下のように推測される。 On the other hand, in the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment, the above configuration suppresses a decrease in particle dispersion stability in the particle-dispersed polyimide precursor solution. The reason for this is not clear, but it is presumed as follows.

本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液は、テトラカルボン酸二無水物およびジアミン化合物の少なくとも一方に、芳香環を1つ有する単量体と芳香環を2つ以上有する単量体とを特定の比率で共重合した構造を有する。このため、ポリイミド前駆体は、樹脂の繰り返し単位の規則性が低減することにより、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体どうしの相互作用が低減しやすくなると考えられる。その結果、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中でのポリイミド前駆体と粒子との間の相互作用が向上しやすくなると考えられる。 In the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment, a monomer having one aromatic ring and a monomer having two or more aromatic rings are specified in at least one of the tetracarboxylic acid dianhydride and the diamine compound. It has a structure copolymerized at the ratio of. Therefore, it is considered that the polyimide precursor tends to reduce the interaction between the polyimide precursors in the particle-dispersed polyimide precursor solution by reducing the regularity of the repeating unit of the resin. As a result, it is considered that the interaction between the polyimide precursor and the particles in the particle-dispersed polyimide precursor solution is likely to be improved.

以上の理由から、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液は、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制されると推測される。 For the above reasons, it is presumed that the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment suppresses the decrease in particle dispersion stability in the particle-dispersed polyimide precursor solution.

なお、例えば、粒子分散ポリイミド前駆体溶液の粘度が高い場合、及び粘度が高い粒子分散ポリイミド前駆体溶液の脱泡を行う場合など、粒子分散ポリイミド前駆体溶液を加熱して作業性を向上させることがある。さらに、粒子分散ポリイミド前駆体溶液を冷蔵保管することがある。テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とが、それぞれ1種ずつのみを用いて合成したポリイミド前駆体を含む粒子分散ポリイミド前駆体溶液では、このような熱履歴を経た場合に、ポリイミド前駆体どうしの微視的な凝集が進みことにより、塗布液中の粒子分散性が低下する場合がある。
これに対し、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液は、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制されるため、上記のような熱履歴を経た場合であっても、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制されやすいと考えられる。
The workability is improved by heating the particle-dispersed polyimide precursor solution, for example, when the particle-dispersed polyimide precursor solution has a high viscosity or when the highly viscous particle-dispersed polyimide precursor solution is defoamed. There is. In addition, the particle-dispersed polyimide precursor solution may be stored refrigerated. In a particle-dispersed polyimide precursor solution containing a polyimide precursor in which a tetracarboxylic acid dianhydride and a diamine compound are synthesized using only one type each, the polyimide precursors of the polyimide precursors undergo such thermal history. Particle dispersibility in the coating liquid may decrease due to the progress of microscopic aggregation.
On the other hand, the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment suppresses the decrease in particle dispersion stability in the particle-dispersed polyimide precursor solution, so that even when the above thermal history is passed. , Particle dispersion It is considered that the decrease in particle dispersion stability in the polyimide precursor solution is likely to be suppressed.

また、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制されるため、上記のような熱履歴を経た粒子分散ポリイミド前駆体溶液を塗布した場合であっても、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制されやすくなる。その結果、本実施形態の粒子分散ポリイミド前駆体溶液を用いて、塗膜を形成した場合の塗膜中においても、粒子の凝集が抑制されると考えられる。 Further, since the decrease in particle dispersion stability in the particle-dispersed polyimide precursor solution is suppressed, even when the particle-dispersed polyimide precursor solution that has undergone the above thermal history is applied, the particle-dispersed polyimide precursor The decrease in particle dispersion stability in the solution is likely to be suppressed. As a result, it is considered that the aggregation of particles is suppressed even in the coating film when the coating film is formed by using the particle-dispersed polyimide precursor solution of the present embodiment.

(ポリイミド前駆体)
ポリイミド前駆体は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合して得られる、式(I)で表される繰り返し単位を有する樹脂(ポリアミック酸)である。
(Polyimide precursor)
The polyimide precursor is a resin (polyamic acid) having a repeating unit represented by the formula (I), which is obtained by polymerizing a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound.

Figure 0006950307
Figure 0006950307

式(I)中、Aは4価の有機基、Bは2価の有機基であり、下記条件(1)および(2)の少なくとも一方を満たし、かつ、下記条件(3)を満たす。
(1):Aは、芳香環を1つ有する4価の有機基A1と芳香環を2つ以上有する4価の有機基A2とのモル比(A1/A2)が5/95以上95/5以下である。
(2):Bは、芳香環を1つ有する2価の有機基B1と芳香環を2つ以上有する2価の有機基B2とのモル比(B1/B2)が5/95以上95/5以下(モル比)である。
(3):前記A1、前記A2、前記B1、および前記B2を構成する各原料単量体成分のうち、最も含有量の少ない成分(ゼロを除く)の前記粒子に対する比率が0.015mmol/g以上であり、前記各原料単量体成分のうち、最も含有量の多い成分の前記粒子に対する比率と前記最も含有量の少ない成分(ゼロを除く)の前記粒子に対する比率との差が9mmol/g以下である。
In the formula (I), A is a tetravalent organic group and B is a divalent organic group, which satisfies at least one of the following conditions (1) and (2) and also satisfies the following condition (3).
(1): A has a molar ratio (A1 / A2) of a tetravalent organic group A1 having one aromatic ring and a tetravalent organic group A2 having two or more aromatic rings of 5/95 or more and 95/5. It is as follows.
(2): B has a molar ratio (B1 / B2) of a divalent organic group B1 having one aromatic ring and a divalent organic group B2 having two or more aromatic rings of 5/95 or more and 95/5. The following (molar ratio).
(3): Among the raw material monomer components constituting the A1, the A2, the B1, and the B2, the ratio of the component having the lowest content (excluding zero) to the particles is 0.015 mmol / g. As described above, the difference between the ratio of the component having the highest content to the particles and the ratio of the component having the lowest content (excluding zero) to the particles among the raw material monomer components is 9 mmol / g. It is as follows.

つまり、式(I)中、AとBとは、上記(1)の条件のみ、又は上記(2)の条件のみを満足していてもよい。上記(1)の条件を満たしていれば、Bは特に限定されず、上記(2)の条件を満たしていれば、Aは、特に限定されない。
また、上記(1)の条件を満たしていれば、Bは、芳香環を1つ有する2価の有機基B1および芳香環を2つ以上有する2価の有機基B2を含んでいてもよい。同様に、上記のBの条件を満たしていれば、Aは、芳香環を1つ有する4価の有機基A1および芳香環を2つ以上有する4価の有機基A2を含んでいてもよい。
さらに、AとBとは、上記(1)の条件及び上記(2)の条件のいずれの条件を満足していてもよい。
That is, in the formula (I), A and B may satisfy only the condition (1) above or only the condition (2) above. If the condition (1) is satisfied, B is not particularly limited, and if the condition (2) is satisfied, A is not particularly limited.
Further, as long as the above condition (1) is satisfied, B may contain a divalent organic group B1 having one aromatic ring and a divalent organic group B2 having two or more aromatic rings. Similarly, if the above condition B is satisfied, A may contain a tetravalent organic group A1 having one aromatic ring and a tetravalent organic group A2 having two or more aromatic rings.
Further, A and B may satisfy any of the above-mentioned condition (1) and the above-mentioned condition (2).

また、上記A1、A2、B1、およびB2を構成する各原料単量体成分のうち、最も含有量の少ない成分(ゼロを除く)の粒子に対する比率は、上記のように0.015mmol/g以上である。この比率は、粒子分散安定性の低下がより抑制されやすくなる点で、0.03mmol/g以上が好ましく、0.05mmol/g以上がより好ましく、0.1mmol/g以上が最も好ましい。この値が0.015mmol/g未満の場合、粒子の含有量に対してこれら原料単量体の含有比率が低すぎ、粒子分散安定性が低下する。
なお、「ゼロを除く」は、上記A1、A2、B1、およびB2を構成する各原料単量体成分のうち、含有しない成分を除くことを表す。
さらに、上記各原料単量体成分のうち、最も含有量の多い成分の粒子に対する比率と最も含有量の少ない成分(ゼロを除く)の粒子に対する比率との差は、上記のように9mmol/g以下である。この両者の差は、粒子分散安定性の低下がより抑制されやすくなる点で、7mmol/g以下が好ましく、5mmol/g以下がより好ましく、3mmol/g以下が最も好ましい。この値が9mmol/gを超えると、粒子の量に対してポリイミド前駆体の繰り返し単位の規則性が大きくなり過ぎ、粒子分散安定性が低下する。
Further, among the raw material monomer components constituting A1, A2, B1 and B2, the ratio of the component having the lowest content (excluding zero) to the particles is 0.015 mmol / g or more as described above. Is. This ratio is preferably 0.03 mmol / g or more, more preferably 0.05 mmol / g or more, and most preferably 0.1 mmol / g or more, in that the decrease in particle dispersion stability is more likely to be suppressed. When this value is less than 0.015 mmol / g, the content ratio of these raw material monomers is too low with respect to the content of the particles, and the particle dispersion stability is lowered.
In addition, "excluding zero" means excluding the component not contained from each of the raw material monomer components constituting A1, A2, B1 and B2.
Further, the difference between the ratio of the component having the highest content to the particles and the ratio of the component having the lowest content (excluding zero) to the particles among the above-mentioned raw material monomer components is 9 mmol / g as described above. It is as follows. The difference between the two is preferably 7 mmol / g or less, more preferably 5 mmol / g or less, and most preferably 3 mmol / g or less, in that the decrease in particle dispersion stability is more likely to be suppressed. If this value exceeds 9 mmol / g, the regularity of the repeating unit of the polyimide precursor becomes too large with respect to the amount of particles, and the particle dispersion stability decreases.

なお、粒子分散ポリイミド前駆体溶液から、ポリイミド前駆体中の、上記A1、A2、B1、およびB2を分析する方法としては、以下の方法が挙げられる。
まず、測定対象となる粒子分散ポリイミド前駆体溶液から、粒子を分離する。次に、粒子を分離したポリイミド前駆体溶液に対して、メタノールを加えて、ポリイミド前駆体の再沈物を得る。この再沈殿物を耐圧容器に入れて、1N水酸化ナトリウム水溶液を加え、100℃で2時間処理を行い、ポリイミド前駆体の加水分解物を得る。次に、この加水分解物をクロロホルムで抽出作業を行い、クロロホルム相の濃縮液から、赤外分光法、核磁気共鳴分光法、及びガスクロマトグラフィー法によって分析し、ジアミン化合物由来の成分の構造および量を測定する。また、この加水分解物のクロロホルム不溶相である水相を中和し、凍結乾燥後、乾燥固形分を得る。これにメタノールによる抽出作業を行い、その溶解物を、赤外分光法、核磁気共鳴分光法、およびガスクロマトグラフィー法によって分析し、テトラカルボン酸二無水物由来の成分の構造および量を測定する。
なお、ポリイミドフィルム中のA1、A2、B1、およびB2は、ポリイミドフィルムを、赤外分光法、核磁気共鳴分光法、及びガスクロマトグラフィー法によって分析する。
Examples of the method for analyzing the above-mentioned A1, A2, B1 and B2 in the polyimide precursor from the particle-dispersed polyimide precursor solution include the following methods.
First, the particles are separated from the particle-dispersed polyimide precursor solution to be measured. Next, methanol is added to the polyimide precursor solution from which the particles have been separated to obtain a reprecipitated product of the polyimide precursor. This reprecipitate is placed in a pressure-resistant container, a 1N aqueous sodium hydroxide solution is added, and the treatment is carried out at 100 ° C. for 2 hours to obtain a hydrolyzate of a polyimide precursor. Next, this hydrolyzate was extracted with chloroform and analyzed from the concentrated solution of the chloroform phase by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy, and gas chromatography, and the structure of the components derived from the diamine compound and the structure of the components derived from the diamine compound were analyzed. Measure the amount. In addition, the aqueous phase, which is the chloroform-insoluble phase of this hydrolyzate, is neutralized, and after freeze-drying, a dry solid content is obtained. This is extracted with methanol, and the lysate is analyzed by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy, and gas chromatography to measure the structure and amount of components derived from tetracarboxylic acid dianhydride. ..
For A1, A2, B1, and B2 in the polyimide film, the polyimide film is analyzed by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy, and gas chromatography.

この測定結果から、ポリイミド前駆体中のモル比(A1/A2)およびモル比(B1/B2)を算出する。
また、分離した粒子から、粒子分散ポリイミド前駆体溶液に含まれる粒子の固形分含有量を測定する。そして、粒子の含有量の測定結果と、上記A1、A2、B1、およびB2の測定結果とから、単位粒子質量当たりに対する上記A1、A2、B1、およびB2の各原料単量体成分のうちの0(ゼロ)を除く最も含有量の少ないモル量の比と、単位粒子質量当たりに対する上記A1、A2、B1、およびB2の各原料単量体成分のうちの最も含有量の多いモル量の比を下記式1および下記式2にしたがって算出する。また、最も含有量の多い成分の粒子に対する比率と最も含有量の少ない成分(ゼロを除く)の粒子に対する比率との差を下記式3にしたがって算出する。
式1:各原料単量体成分のうち0を除く最も含有量の少ない成分のモル量/粒子の質量
式2:各原料単量体成分のうち最も含有量の多い成分のモル量/粒子の質量
式3:(上記の各原料単量体成分のうち最も含有量の多い成分のモル量/粒子の質量)−(上記の各原料単量体成分のうち0を除く最も含有量の少ない成分のモル量/粒子の質量)
From this measurement result, the molar ratio (A1 / A2) and the molar ratio (B1 / B2) in the polyimide precursor are calculated.
In addition, the solid content of the particles contained in the particle-dispersed polyimide precursor solution is measured from the separated particles. Then, from the measurement result of the particle content and the measurement result of A1, A2, B1 and B2, among the raw material monomer components of A1, A2, B1 and B2 with respect to the unit particle mass. The ratio of the molar amount with the lowest content excluding 0 (zero) to the molar amount with the highest content among the raw material monomer components of A1, A2, B1 and B2 above per unit particle mass. Is calculated according to the following formula 1 and the following formula 2. Further, the difference between the ratio of the component having the highest content to the particles and the ratio of the component having the lowest content (excluding zero) to the particles is calculated according to the following formula 3.
Formula 1: Mole amount / particle mass of the component having the lowest content excluding 0 among the raw material monomer components Formula 2: Mole amount / particle of the component having the highest content among the raw material monomer components Mass formula 3: (Mole amount / particle mass of the component having the highest content among the above-mentioned raw material monomer components)-(The component having the lowest content except 0 among the above-mentioned raw material monomer components) Amount of mole / mass of particles)

なお、本明細書中において、「芳香環」は、単環の芳香環を表す。「芳香環を2つ以上有する」は、2価の有機基、または4価の有機基のうち、単環の芳香環を2つ以上有していることを表す。つまり、「芳香環を2つ以上有する」は、縮合多環芳香族を有するものは含まれないものである。
ここで、単環の芳香環は、ヘテロ原子を有する芳香環でもよいが、ベンゼン環であることが好ましい。
In addition, in this specification, "aromatic ring" represents a monocyclic aromatic ring. "Having two or more aromatic rings" means having two or more monocyclic aromatic rings among divalent organic groups or tetravalent organic groups. That is, "having two or more aromatic rings" does not include those having condensed polycyclic aromatics.
Here, the monocyclic aromatic ring may be an aromatic ring having a hetero atom, but is preferably a benzene ring.

A1のうち、芳香環を1つ有する4価の有機基は、化学構造中に芳香環を1つ有するテトラカルボン酸二無水物から、4つのカルボキシ基を除いた残基を表す。テトラカルボン酸二無水物としては、芳香環を1つ有していれば、特に限定されるものではない。テトラカルボン酸二無水物は、芳香環に4つのカルボキシ基が置換している芳香族化合物でもよく、芳香環を含まず芳香環に4つのカルボキシ基が置換していない脂肪族化合物でもよい。テトラカルボン酸二無水物としては、芳香環に4つのカルボキシ基が置換している芳香族化合物であることが好ましい。つまり、A1としては、芳香環を1つ有する芳香族テトラカルボン酸二無水物のうち、芳香環に置換している4つのカルボキシ基を除いた残基であることがよく、下記A1−1で示される化合物が好ましい。
なお、下記のA1−1、A2−1〜A2−5、B1−1、B1−2、及びB2−1〜B2−7で示す化合物において、「*」は結合部を表す。
Of A1, the tetravalent organic group having one aromatic ring represents a residue obtained by removing four carboxy groups from the tetracarboxylic acid dianhydride having one aromatic ring in the chemical structure. The tetracarboxylic dianhydride is not particularly limited as long as it has one aromatic ring. The tetracarboxylic acid dianhydride may be an aromatic compound in which the aromatic ring is substituted with four carboxy groups, or may be an aliphatic compound containing no aromatic ring and in which the aromatic ring is not substituted with four carboxy groups. The tetracarboxylic dianhydride is preferably an aromatic compound in which the aromatic ring is substituted with four carboxy groups. That is, A1 is often a residue of the aromatic tetracarboxylic dianhydride having one aromatic ring, excluding the four carboxy groups substituted on the aromatic ring. The compounds shown are preferred.
In the compounds represented by A1-1, A2-1 to A2-5, B1-1, B1-2, and B2-1 to B2-7 below, "*" represents a binding portion.

Figure 0006950307
Figure 0006950307

A2のうち、芳香環を2つ以上有する4価の有機基は、構造中に芳香環を2つ以上有するテトラカルボン酸二無水物から、4つのカルボキシ基を除いた残基を表す。テトラカルボン酸二無水物としては、芳香環を2つ以上有していれば、特に限定されるものではない。テトラカルボン酸二無水物は、芳香環に4つのカルボキシ基が直接置換している芳香族化合物でもよく、芳香環を含まず芳香環に4つのカルボキシ基が置換していない脂肪族化合物でもよい。テトラカルボン酸二無水物としては、芳香環に4つのカルボキシ基が直接置換している芳香族化合物であることが好ましい。つまり、A2としては、芳香環を2つ有する芳香族テトラカルボン酸二無水物のうち、芳香環に直接置換している4つのカルボキシ基を除いた残基であることがよい。このうち、下記A2−1からA2−5までで示される化合物が好ましく、下記A2−1で示される化合物がより好ましい。 Of A2, the tetravalent organic group having two or more aromatic rings represents a residue obtained by removing four carboxy groups from the tetracarboxylic dianhydride having two or more aromatic rings in the structure. The tetracarboxylic dianhydride is not particularly limited as long as it has two or more aromatic rings. The tetracarboxylic acid dianhydride may be an aromatic compound in which the aromatic ring is directly substituted with four carboxy groups, or may be an aliphatic compound containing no aromatic ring and in which the aromatic ring is not substituted with four carboxy groups. The tetracarboxylic dianhydride is preferably an aromatic compound in which four carboxy groups are directly substituted on the aromatic ring. That is, A2 is preferably a residue of the aromatic tetracarboxylic dianhydride having two aromatic rings, excluding the four carboxy groups directly substituted with the aromatic rings. Of these, the compounds shown by A2-1 to A2-5 below are preferable, and the compounds shown by A2-1 below are more preferable.

Figure 0006950307
Figure 0006950307

A2を構成する原料単量体のテトラカルボン酸二無水物のその他の例としては、例えば、以下に示す化合物が挙げられる。
上記以外のテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、具体的には、3,3’,4,4’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、p−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、m−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルメタン二無水物などが挙げられる。
Other examples of the tetracarboxylic dianhydride of the raw material monomer constituting A2 include the compounds shown below.
Examples of the tetracarboxylic acid dianhydride other than the above include, specifically, 3,3', 4,4'-dimethyldiphenylsilane tetracarboxylic acid dianhydride, 3,3', 4,4'-tetra. Phenylsilanetetracarboxylic acid dianhydride, 4,4'-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylsulfide dianhydride, 4,4'-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylsulfone dianhydride , 4,4'-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylpropane dianhydride, 2,3,3', 4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, bis (phthalic acid) phenylphosphine oxide dianhydride , P-Phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, m-phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4'-diphenyl ether dianhydride, Bis (triphenylphthalic acid) -4,4'-diphenylmethane dianhydride and the like can be mentioned.

B1のうち、芳香環を1つ有する2価の有機基は、化学構造中に芳香環を1つ有するジアミンから、2つのアミノ基を除いた残基を表す。
ジアミン化合物としては、芳香環を1つ有していれば、特に限定されるものではない。ジアミン化合物は、芳香環に2つのアミノ基が直接置換している芳香族化合物でもよく、芳香環を含まず芳香環に2つのアミノ基が置換していない脂肪族化合物でもよい。ジアミン化合物としては、芳香環に2つのアミノ基が直接置換している芳香族ジアミン化合物であることが好ましい。つまり、B1としては、芳香環を1つ有する芳香族ジアミン化合物のうち、芳香環に置換している2つのアミノ基を除いた残基であることがよい。このうち、下記B1−1およびB1−2で示される化合物が好ましく、下記B1−1で示される化合物がより好ましい。
Of B1, the divalent organic group having one aromatic ring represents a residue obtained by removing two amino groups from the diamine having one aromatic ring in the chemical structure.
The diamine compound is not particularly limited as long as it has one aromatic ring. The diamine compound may be an aromatic compound in which two amino groups are directly substituted on the aromatic ring, or an aliphatic compound which does not contain the aromatic ring and in which two amino groups are not substituted on the aromatic ring. The diamine compound is preferably an aromatic diamine compound in which two amino groups are directly substituted on the aromatic ring. That is, B1 is preferably a residue of the aromatic diamine compound having one aromatic ring, excluding the two amino groups substituted with the aromatic ring. Of these, the compounds represented by B1-1 and B1-2 below are preferable, and the compounds represented by B1-1 below are more preferable.

Figure 0006950307
Figure 0006950307

B1を構成する原料単量体のジアミン化合物のその他の例としては、以下が挙げられる。
上記以外のジアミン化合物としては、例えば、具体的には、4,4’−ジアミノベンズアニリド、3,5−ジアミノ−3’−トリフルオロメチルベンズアニリド、3,5−ジアミノ−4’−トリフルオロメチルベンズアニリド、メタキシリレンジアミンなどが挙げられる。
Other examples of the diamine compound of the raw material monomer constituting B1 include the following.
Specific examples of the diamine compound other than the above include 4,4'-diaminobenzanilide, 3,5-diamino-3'-trifluoromethylbenzanilide, and 3,5-diamino-4'-trifluoro. Examples thereof include methylbenzanilide and methylylenediamine.

B2のうち、芳香環を2つ以上有する2価の有機基としては、化学構造中に芳香環を2つ以上有するジアミン化合物から、2つのアミノ基を除いた残基を表す。ジアミン化合物としては、芳香環を2つ以上有していれば、特に限定されるものではない。ジアミン化合物は、芳香環に2つのアミノ基が直接置換している芳香族ジアミン化合物でもよく、芳香環を含まず芳香環に2つのアミノ基が置換していない脂肪族ジアミン化合物でもよい。ジアミン化合物としては、芳香環に2つのアミノ基が直接置換している芳香族ジアミン化合物であることが好ましい。つまり、B2としては、芳香環を2つ以上有するジアミン化合物のうち、芳香環に直接置換している2つのアミノ基を除いた残基であることがよい。このうち、下記B2−1からB2−7までで示される化合物が好ましく、下記B2−1で示される化合物がより好ましい。 Among B2, the divalent organic group having two or more aromatic rings represents a residue obtained by removing two amino groups from a diamine compound having two or more aromatic rings in the chemical structure. The diamine compound is not particularly limited as long as it has two or more aromatic rings. The diamine compound may be an aromatic diamine compound in which two amino groups are directly substituted in the aromatic ring, or an aliphatic diamine compound which does not contain an aromatic ring and in which two amino groups are not substituted in the aromatic ring. The diamine compound is preferably an aromatic diamine compound in which two amino groups are directly substituted on the aromatic ring. That is, B2 is preferably a residue of the diamine compound having two or more aromatic rings, excluding the two amino groups directly substituted with the aromatic ring. Of these, the compounds shown by B2-1 to B2-7 below are preferable, and the compounds shown by B2-1 below are more preferable.

Figure 0006950307
Figure 0006950307

B2を構成する原料単量体となるジアミン化合物のその他の例としては、以下が挙げられる。
上記以外のジアミン化合物としては、例えば、具体的には、4,4’−ジアミノジフェニルエタン、3,3−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、5−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、6−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、2,2’,5,5’−テトラクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジクロロ−4,4’−ジアミノ−5,5’−ジメトキシビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、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、1,4−ビス(4−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、1,3’−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−(p−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−(m−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、2,2’−ビス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチル)フェノキシ]−オクタフルオロビフェニル等のジアミン化合物などが挙げられる。
Other examples of the diamine compound as the raw material monomer constituting B2 include the following.
Examples of diamine compounds other than the above include, for example, 4,4'-diaminodiphenylethane, 3,3-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 5-amino-1- (4'-aminophenyl). ) -1,3,3-trimethylindan, 6-amino-1- (4'-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindan, 4,4'-methylene-bis (2-chloroaniline), 2 , 2', 5,5'-tetrachloro-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dichloro-4,4'-diamino-5,5'-dimethoxybiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4 , 4'-Diaminobiphenyl, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 1,4-bis (4-Aminophenoxy) benzene, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) -biphenyl, 1,3'-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4'-(p-phenylene isopropylidene) bisaniline , 4,4'-(m-phenylene isopropylidene) bisaniline, 2,2'-bis [4- (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4'-bis [4 -(4-Amino-2-trifluoromethyl) phenoxy] -Diamine compounds such as octafluorobiphenyl and the like can be mentioned.

次に、その他、テトラカルボン酸二無水物およびジアミン化合物として使用してもよい原料単量体を挙げる。 Next, other raw material monomers that may be used as the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound will be mentioned.

テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,5,6−トリカルボキシノルボナン−2−酢酸二無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ[2,2,2]−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物等のテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。また、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン等のテトラカルボン酸二無水物等も挙げられる。 Examples of the tetracarboxylic acid dianhydride include butane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride, and 1,3-dimethyl-1,2-2,3,4-cyclobutane. Tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 3,5,6-tricarboxynorbonane-2 -Acetic acid dianhydride, 2,3,4,5- tetrahydrofuran tetracarboxylic acid dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuryl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid dihydride Examples thereof include anhydrides and tetracarboxylic acid dianhydrides such as bicyclo [2,2,2] -oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid dianhydride. In addition, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-2,5-dioxo-3-franyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4 , 5,9b-Hexahydro-5-Methyl-5- (Tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4 , 5,9b-Hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione and other tetracarboxylic acid dianhydrides And so on.

ジアミン化合物としては、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、4,4−ジアミノヘプタメチレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ[6,2,1,02.7]−ウンデシレンジメチルジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)等のジアミン化合物が挙げられる。また、2,7−ジアミノフルオレン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンのジアミン化合物も挙げられる。 Examples of the diamine compound include 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, 4,4-diaminoheptamethylenediamine, 1,4-diaminocyclohexane, isophoronediamine, and tetrahydrodicyclo. Diamines such as pentadienylenediamine, hexahydro-4,7-methanoin danirenenedimethylenediamine, tricyclo [6,2,1,0 2.7 ] -undecylenedimethyldiamine, 4,4'-methylenebis (cyclohexylamine) Examples include compounds. In addition, diamine compounds of 2,7-diaminofluorene and 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene can also be mentioned.

ここで、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液は、前記の式(I)で示されるポリイミド前駆体は、式(I)中のA及びBが、前述の条件(1)及び(2)の少なくとも一方を満たす。A1/A2(モル比)およびB1/B2(モル比)の少なくとも一方が5/95以上95/5以下の範囲外であると、A1若しくはA2、又は、B1若しくはB2のいずれかのモル比が少なすぎる。そのため、A1/A2(モル比)およびB1/B2(モル比)の少なくとも一方が5/95以上95/5以下の範囲を満足していると、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散安定性の低下が抑制される。 Here, in the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment, in the polyimide precursor represented by the above formula (I), A and B in the formula (I) are the above-mentioned conditions (1) and (2). ) Satisfy at least one of them. When at least one of A1 / A2 (molar ratio) and B1 / B2 (molar ratio) is out of the range of 5/95 or more and 95/5 or less, the molar ratio of either A1 or A2 or B1 or B2 becomes too little. Therefore, when at least one of A1 / A2 (molar ratio) and B1 / B2 (molar ratio) satisfies the range of 5/95 or more and 95/5 or less, the particle dispersion stability in the particle-dispersed polyimide precursor solution is satisfied. The decrease is suppressed.

前記式(I)で示されるポリイミド前駆体は、前記条件(1)を満たすとき、下記(I−3)および下記(I−4)で示されるいずれかの条件を満たし、前記条件(2)を満たすとき、下記(I−1)および下記(I−2)で示されるいずれかの条件を満たすことがよい。下記のいずれかの条件を満たすと、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液を用いて多孔質ポリイミドフィルムを得た場合に、多孔質ポリイミドフィルムの特性がより向上しやすくなる。 When the polyimide precursor represented by the formula (I) satisfies the condition (1), it satisfies any of the following conditions (I-3) and the following (I-4), and the condition (2) When satisfying, any of the following conditions (I-1) and the following (I-2) may be satisfied. When any of the following conditions is satisfied, the characteristics of the porous polyimide film can be more easily improved when the porous polyimide film is obtained by using the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment.

(I−1) A1/A2が60/40以上100/0以下、かつ、B1/B2が5/95以上40/60以下
(I−2) A1/A2が0/100以上40/60以下、かつ、B1/B2が60/40以上95/5以下
(I−3) A1/A2が5/95以上40/60以下、かつ、B1/B2が60/40以上100/0以下
(I−4) A1/A2が60/40以上95/5以下、かつ、B1/B2が0/100以上40/60以下
(I-1) A1 / A2 is 60/40 or more and 100/0 or less, and B1 / B2 is 5/95 or more and 40/60 or less (I-2) A1 / A2 is 0/100 or more and 40/60 or less, And B1 / B2 is 60/40 or more and 95/5 or less (I-3) A1 / A2 is 5/95 or more and 40/60 or less, and B1 / B2 is 60/40 or more and 100/0 or less (I-4) ) A1 / A2 is 60/40 or more and 95/5 or less, and B1 / B2 is 0/100 or more and 40/60 or less.

さらに、同様の点で、前記式(I)で示されるポリイミド前駆体は、上記の(I−1)から(I−4)までで示される条件が、さらに、それぞれ下記の(II−1)から(II−4)までで示される条件を満たすことがよい。 Further, in the same respect, the polyimide precursor represented by the formula (I) has the conditions represented by the above (I-1) to (I-4), and further, the following (II-1), respectively. It is preferable that the conditions shown in (II-4) to (II-4) are satisfied.

(II−1) A1/A2が100/0、かつ、B1/B2が5/95以上30/70以下
(II−2) A1/A2が0/100、かつ、B1/B2が70/30以上95/5以下
(II−3) A1/A2が5/95以上30/70以下、かつ、B1/B2が100/0
(II−4) A1/A2が70/30以上95/5以下、かつ、B1/B2が0/100
(II-1) A1 / A2 is 100/0 and B1 / B2 is 5/95 or more and 30/70 or less (II-2) A1 / A2 is 0/100 and B1 / B2 is 70/30 or more. 95/5 or less (II-3) A1 / A2 is 5/95 or more and 30/70 or less, and B1 / B2 is 100/0.
(II-4) A1 / A2 is 70/30 or more and 95/5 or less, and B1 / B2 is 0/100.

ポリイミド前駆体の数平均分子量は、1000以上150000以下であることがよく、5000以上130000以下であることが好ましく、10000以上100000以下であることがより好ましい。ポリイミド前駆体の数平均分子量が上記範囲であると、ポリイミド前駆体の溶剤に対する溶解性の低下が抑制され、製膜性が良化し易くなる。 The number average molecular weight of the polyimide precursor is preferably 1000 or more and 150,000 or less, preferably 5000 or more and 130,000 or less, and more preferably 10,000 or more and 100,000 or less. When the number average molecular weight of the polyimide precursor is in the above range, the decrease in the solubility of the polyimide precursor in the solvent is suppressed, and the film-forming property is easily improved.

ポリイミド前駆体の数平均分子量は、下記測定条件のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法で測定される。
・カラム:東ソーTSKgelα−M(7.8mm I.D×30cm)
・溶離液:DMF(ジメチルホルムアミド)/30mMLiBr/60mMリン酸
・流速:0.6mL/min
・注入量:60μL
・検出器:RI(示差屈折率検出器)
The number average molecular weight of the polyimide precursor is measured by a gel permeation chromatography (GPC) method under the following measurement conditions.
-Column: Tosoh TSKgelα-M (7.8 mm ID x 30 cm)
-Eluent: DMF (dimethylformamide) / 30 mM LiBr / 60 mM phosphoric acid-Flow rate: 0.6 mL / min
・ Injection amount: 60 μL
・ Detector: RI (Differential Refractometer)

ポリイミド前駆体の含有量(濃度)は、ポリイミド前駆体溶液の全量に対して、0.1質量%以上40質量%以下であることがよく、好ましくは0.5質量%以上25質量%以下、より好ましくは1質量%以上20質量%以下である。 The content (concentration) of the polyimide precursor is preferably 0.1% by mass or more and 40% by mass or less, preferably 0.5% by mass or more and 25% by mass or less, based on the total amount of the polyimide precursor solution. More preferably, it is 1% by mass or more and 20% by mass or less.

(粒子)
粒子は、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液中に、粒子が溶解せず分散している状態であり、さらに、多孔質ポリイミドフィルムを作製するときに、後述する粒子除去工程で除去可能であれば、粒子の材質は特に限定されない。粒子は、後述する樹脂粒子および無機粒子に大別される。
(particle)
The particles are in a state of being dispersed without being dissolved in the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment, and can be removed by a particle removing step described later when producing a porous polyimide film. If so, the material of the particles is not particularly limited. The particles are roughly classified into resin particles and inorganic particles, which will be described later.

ここで、本明細書中において、「粒子が溶解しない」とは、25℃において、粒子が、対象となる液体に対して溶解しないことに加え、3質量%以下の範囲内で溶解することも含む。 Here, in the present specification, "particles do not dissolve" means that the particles do not dissolve in the target liquid at 25 ° C. and also dissolve in the range of 3% by mass or less. include.

粒子の体積平均粒径D50vは、特に限定されない。粒子の体積平均粒径D50vは、例えば、0.1μm以上0.5μm以下であることがよく、0.25μm以上0.5μm以下であることが好ましく、0.25μm以上0.48μm以下であることが好ましく、0.25μm以上0.45μm以下であることがより好ましい。粒子の平均粒径が、この範囲であると、凝集性が抑制されやすくなる。また、粒子が樹脂粒子である場合、樹脂粒子の生産性が向上しやすくなる。
また、粒子の体積粒度分布指標(GSDv)は、1.30以下が好ましく、1.25以下がより好ましく、1.20以下が最も好ましい。粒子の体積粒度分布指標は、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子の粒度分布から、(D84v/D16v)1/2として算出される。
The volume average particle size D50v of the particles is not particularly limited. The volume average particle size D50v of the particles is, for example, preferably 0.1 μm or more and 0.5 μm or less, preferably 0.25 μm or more and 0.5 μm or less, and 0.25 μm or more and 0.48 μm or less. Is preferable, and more preferably 0.25 μm or more and 0.45 μm or less. When the average particle size of the particles is in this range, cohesiveness is likely to be suppressed. Further, when the particles are resin particles, the productivity of the resin particles is likely to be improved.
The volume particle size distribution index (GSDv) of the particles is preferably 1.30 or less, more preferably 1.25 or less, and most preferably 1.20 or less. The particle size distribution index is calculated as (D84v / D16v) 1/2 from the particle size distribution of the particles in the particle-dispersed polyimide precursor solution.

本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子の粒度分布は、次のようにして測定する。測定対象となる溶液を希釈してコールターカウンターLS13(ベックマン・コールター社製)を用いて、液中の粒子の粒度分布を測定する。測定される粒度分布を基にして、分割された粒度範囲(チャンネル)に対して、小径側から体積累積分布を描いて粒度分布を測定する。
そして、小径側から描いた体積累積分布のうち、累積16%となる粒径を体積粒径D16v、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、累積84%となる粒径を体積粒径D84vとする。
The particle size distribution of the particles in the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment is measured as follows. The solution to be measured is diluted and the particle size distribution of particles in the solution is measured using a Coulter counter LS13 (manufactured by Beckman Coulter). Based on the particle size distribution to be measured, the particle size distribution is measured by drawing a volume cumulative distribution from the small diameter side with respect to the divided particle size range (channel).
Then, in the volume cumulative distribution drawn from the small diameter side, the particle size having a cumulative 16% is the volume particle size D16v, the particle size having a cumulative 50% is the volume average particle size D50v, and the particle size having a cumulative 84% is the volume grain size. The diameter is D84v.

なお、本実施形態の粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子の体積粒度分布が、上記方法で測定し難い場合、動的光散乱法等の方法にて測定される。 When the volume particle size distribution of the particles in the particle-dispersed polyimide precursor solution of the present embodiment is difficult to measure by the above method, it is measured by a method such as a dynamic light scattering method.

粒子の形状は球状であることがよい。球状の粒子を用いて、多孔質ポリイミドフィルムを作製すると、球状の空孔を備えた多孔質ポリイミドフィルムが得られる。
なお、本明細書中において、粒子における「球状」とは、球状、及びほぼ球状(球状に近い形状)の両者の形状を包含するものである。具体的には、長径と短径の比(長径/短径)が1以上1.5以下である粒子の割合が90%以上存在することを意味する。長径と短径の比が1に近づくほど真球状に近くなる。
The shape of the particles is preferably spherical. When a porous polyimide film is produced using spherical particles, a porous polyimide film having spherical pores can be obtained.
In the present specification, the "spherical shape" in a particle includes both a spherical shape and a substantially spherical shape (a shape close to a spherical shape). Specifically, it means that 90% or more of the particles have a major axis to minor axis ratio (major axis / minor axis) of 1 or more and 1.5 or less. The closer the ratio of the major axis to the minor axis is, the closer it becomes to a spherical shape.

粒子としては、樹脂粒子および無機粒子のいずれを用いてもよいが、樹脂粒子を使用することが好ましい。
樹脂粒子は、後述するように乳化重合などの公知の製造法により、球状に近い粒子を作製しやすくなる。さらに、樹脂粒子およびポリイミド前駆体は有機材料なので、無機粒子を使用する場合と比較し、塗膜中の粒子分散性やポリイミド前駆体との界面密着が向上しやすくなる。また、多孔質ポリイミドフィルムを作製するときに、空孔および空孔径がより均一に近い多孔質ポリイミドフィルムが得られやすくなる。これらの理由で樹脂粒子を用いることが好ましい。
As the particles, either resin particles or inorganic particles may be used, but it is preferable to use resin particles.
As will be described later, the resin particles can be easily produced into nearly spherical particles by a known production method such as emulsion polymerization. Further, since the resin particles and the polyimide precursor are organic materials, the particle dispersibility in the coating film and the interfacial adhesion with the polyimide precursor are likely to be improved as compared with the case where the inorganic particles are used. Further, when producing a porous polyimide film, it becomes easy to obtain a porous polyimide film having pores and pore diameters closer to uniform. For these reasons, it is preferable to use resin particles.

無機粒子としては、例えばシリカ粒子が挙げられる。シリカ粒子は、球状に近い粒子であるものが入手可能である点で好適な無機粒子である。例えば、球状に近いシリカ粒子を用いた粒子分散ポリイミド前駆体溶液を用いて、空孔が球状に近い状態となるである多孔質ポリイミドフィルムを得ることができる。しかし、粒子として、シリカ粒子を用いた場合、イミド化工程において、体積収縮を吸収し難いため、イミド化後のポリイミドフィルムに細かな亀裂が生じやすい傾向がある。この点でも、粒子としては樹脂粒子を用いることが好ましい。 Examples of the inorganic particles include silica particles. Silica particles are suitable inorganic particles in that particles that are close to spherical are available. For example, a porous polyimide film having pores in a state close to a spherical shape can be obtained by using a particle-dispersed polyimide precursor solution using silica particles close to a spherical shape. However, when silica particles are used as the particles, it is difficult to absorb the volume shrinkage in the imidization step, so that the polyimide film after imidization tends to have fine cracks. In this respect as well, it is preferable to use resin particles as the particles.

本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液において、粒子の含有量としては、溶液中の固形分100質量部に対して、20質量%以上90質量%以下(好ましくは25質量%以上87質量%以下、より好ましくは30質量%以上85質量%以下)の範囲であることがよい。 In the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment, the content of particles is 20% by mass or more and 90% by mass or less (preferably 25% by mass or more and 87% by mass) with respect to 100 parts by mass of the solid content in the solution. Hereinafter, it is more preferably in the range of 30% by mass or more and 85% by mass or less).

以下、樹脂粒子および無機粒子の具体的な材料について説明する。 Hereinafter, specific materials of the resin particles and the inorganic particles will be described.

−樹脂粒子−
樹脂粒子としては、具体的には、例えば、ポリスチレン類、ポリ(メタ)アクリル酸類、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルエーテルなどに代表されるビニル系ポリマー;ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミドなどに代表される縮合系ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエンなどに代表される炭化水素系ポリマー;ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフルオリドなどに代表されるフッ素系ポリマー;などの樹脂粒子が挙げられる。
ここで、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」および「メタクリル」のいずれをも含むことを意味する。また、(メタ)アクリル酸類とは、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルアミドを含む。
-Resin particles-
Specific examples of the resin particles include vinyl polymers typified by polystyrenes, poly (meth) acrylic acids, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl ether, and the like; polyesters, polyurethanes, polyamides, and the like. Examples thereof include resin particles such as a typified condensation polymer; a hydrocarbon polymer typified by polyethylene, polypropylene, polybutadiene, etc.; a fluorinated polymer typified by polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, etc.;
Here, "(meth) acrylic" means to include both "acrylic" and "methacryl". Further, the (meth) acrylic acids include (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, and (meth) acrylamide.

樹脂粒子は、架橋されていても架橋されていなくてもよい。架橋する場合は、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、ノナンジアクリレート、デカンジオールジアクリレートなどの二官能単量体、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等の多官能単量体を併用してもよい。 The resin particles may or may not be crosslinked. For cross-linking, bifunctional monomers such as divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, nonandiacrylate, and decanediol diacrylate, and polyfunctional monomers such as trimethylolpropane triacrylate and trimethylolpropane trimethacrylate are used in combination. You may.

樹脂粒子がビニル樹脂粒子である場合、単量体を重合して得られる。ビニル樹脂の単量体としては、以下に示す単量体が挙げられる。例えば、スチレン、アルキル置換スチレン(例えば、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−エチルスチレン、3−エチルスチレン、4−エチルスチレン等)、ハロゲン置換スチレン(例えば2−クロロスチレン、3−クロロスチレン、4−クロロスチレン等)、ビニルナフタレン等のスチレン骨格を有するスチレン類;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸、ビニルスルホン酸等の酸類;エチレンイミン、ビニルピリジン、ビニルアミン等の塩基類;等の単量体を重合体させたビニル樹脂単位が挙げられる。
その他の単量体として、酢酸ビニルなどの単官能単量体を併用してもよい。
また、ビニル樹脂は、これらの単量体を単独で用いた樹脂でもよいし、2種以上の単量体を用いた共重合体である樹脂であってもよい。
When the resin particles are vinyl resin particles, it is obtained by polymerizing a monomer. Examples of the vinyl resin monomer include the following monomers. For example, styrene, alkyl-substituted styrene (eg, α-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-ethylstyrene, 3-ethylstyrene, 4-ethylstyrene, etc.), halogen-substituted styrene. (For example, 2-chlorostyrene, 3-chlorostyrene, 4-chlorostyrene, etc.), styrenes having a styrene skeleton such as vinylnaphthalene; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n (meth) acrylate. (Meta) acrylates such as -propyl, n-butyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate; vinyl nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; vinyl methyl Vinyl ethers such as ether and vinyl isobutyl ether; Vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone and vinyl isopropenyl ketone; Acids such as (meth) acrylic acid, maleic acid, silicic acid, fumaric acid and vinyl styrene acid; Examples thereof include vinyl resin units obtained by polymerizing monomers such as bases such as ethyleneimine, vinylpyridine and vinylamine;
As the other monomer, a monofunctional monomer such as vinyl acetate may be used in combination.
Further, the vinyl resin may be a resin using these monomers alone, or a resin which is a copolymer using two or more kinds of monomers.

樹脂粒子としては、製造性、後述する粒子除去工程の適応性の観点から、ポリスチレン類、ポリ(メタ)アクリル酸類の樹脂粒子であることが好ましい。具体的には、ポリスチレン、スチレン−(メタ)アクリル酸類共重合体、ポリ(メタ)アクリル酸類の樹脂粒子がさらに好ましく、ポリスチレンおよびポリ(メタ)アクリル酸エステル類の樹脂粒子が最も好ましい。これらの樹脂粒子は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The resin particles are preferably polystyrene or poly (meth) acrylic acid particles from the viewpoint of manufacturability and adaptability of the particle removing step described later. Specifically, resin particles of polystyrene, styrene- (meth) acrylic acid copolymers, and poly (meth) acrylic acids are more preferable, and resin particles of polystyrene and poly (meth) acrylic acid esters are most preferable. These resin particles may be used alone or in combination of two or more.

樹脂粒子は、本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液の作製の過程、および多孔質ポリイミドフィルムを作製するときのポリイミド前駆体溶液の塗布、塗膜の乾燥(樹脂粒子除去の前)の過程で粒子の形状が保持されていることが好ましい。この観点から、樹脂粒子のガラス転移温度としては、60℃以上であることがよく、70℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがより好ましい。 The resin particles are obtained in the process of producing the polyimide precursor solution according to the present embodiment, in the process of applying the polyimide precursor solution when producing the porous polyimide film, and in the process of drying the coating film (before removing the resin particles). It is preferable that the shape of is retained. From this viewpoint, the glass transition temperature of the resin particles is preferably 60 ° C. or higher, preferably 70 ° C. or higher, and more preferably 80 ° C. or higher.

なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K 7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。 The glass transition temperature is obtained from the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC), and more specifically described in JIS K 7121-1987 "Method for measuring the transition temperature of plastics". It is obtained by the "external glass transition start temperature" of.

−無機粒子−
無機粒子としては、例えば、具体的には、シリカ(二酸化ケイ素)粒子、酸化マグネシウム粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、炭酸カルシウム粒子、酸化カルシウム粒子、二酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化セリウム粒子などの無機粒子が挙げられる。粒子の形状は、上述した通り、球状であることがよい。この観点で、無機粒子としては、シリカ粒子、酸化マグネシウム粒子、炭酸カルシウム粒子、酸化マグネシウム粒子、アルミナ粒子の無機粒子が好ましく、シリカ粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子の無機粒子がより好ましく、シリカ粒子がさらに好ましい。これらの無機粒子は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
-Inorganic particles-
Specific examples of the inorganic particles include silica (silicon dioxide) particles, magnesium oxide particles, alumina particles, zirconia particles, calcium carbonate particles, calcium oxide particles, titanium dioxide particles, zinc oxide particles, and cerium oxide particles. Examples include inorganic particles. The shape of the particles is preferably spherical as described above. From this viewpoint, as the inorganic particles, silica particles, magnesium oxide particles, calcium carbonate particles, magnesium oxide particles, and alumina particles are preferable, and silica particles, titanium oxide particles, and alumina particles are more preferable, and silica particles. Is even more preferable. These inorganic particles may be used alone or in combination of two or more.

なお、無機粒子のポリイミド前駆体溶液の溶媒への濡れ性および分散性が不十分である場合は、必要により、無機粒子の表面を修飾してもよい。表面修飾の方法としては、例えば、シランカップリング剤に代表される有機基を有するアルコキシシランで処理する方法;シュウ酸、クエン酸、乳酸などの有機酸でコーティングする方法;などが挙げられる。 If the wettability and dispersibility of the polyimide precursor solution of the inorganic particles in the solvent are insufficient, the surface of the inorganic particles may be modified if necessary. Examples of the surface modification method include a method of treating with an alkoxysilane having an organic group represented by a silane coupling agent; a method of coating with an organic acid such as oxalic acid, citric acid, and lactic acid; and the like.

(溶媒)
溶媒は、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中で、ポリイミド前駆体が溶解し、かつ粒子が溶解せずに分散している状態となるのであれば、特に限定されるものではない。溶媒は、有機系溶媒および水系溶媒のいずれでもよい。溶媒は、ポリイミド前駆体は溶解し、粒子は溶解せずに分散している状態に応じて選択さればよい。
(solvent)
The solvent is not particularly limited as long as the polyimide precursor is dissolved in the particle-dispersed polyimide precursor solution and the particles are dispersed without being dissolved. The solvent may be either an organic solvent or an aqueous solvent. The solvent may be selected according to the state in which the polyimide precursor is dissolved and the particles are not dissolved but dispersed.

溶媒は、以下に示す有機系溶媒または水系溶媒が挙げられる。溶媒として、水系溶媒を適用した場合は、ポリイミド前駆体を溶解させるために、後述する有機アミン化合物を添加することが好ましい。 Examples of the solvent include the organic solvents and aqueous solvents shown below. When an aqueous solvent is applied as the solvent, it is preferable to add an organic amine compound described later in order to dissolve the polyimide precursor.

溶媒としては、環境、コストの観点で水系溶媒が好ましい。特に、粒子として樹脂粒子を用いる場合は、ポリイミド前駆体に溶解し、さらに、樹脂粒子が溶解せずに分散している状態が得られるため、水系溶媒を用いることが好ましい。 As the solvent, an aqueous solvent is preferable from the viewpoint of environment and cost. In particular, when resin particles are used as the particles, it is preferable to use an aqueous solvent because the resin particles are dissolved in the polyimide precursor and the resin particles are dispersed without being dissolved.

−有機系溶媒−
有機系溶媒は、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液中において、ポリイミド前駆体は溶解し、粒子は溶解せず分散している状態が得られるように選択される。有機系溶媒を選択する場合、ポリイミド前駆体に対する良溶媒(S1)と、良溶媒(S1)以外の溶媒(S2)との混合溶媒が好ましい。
-Organic solvent-
The organic solvent is selected so that the polyimide precursor is dissolved in the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment, and the particles are not dissolved but dispersed. When selecting an organic solvent, a mixed solvent of a good solvent (S1) for the polyimide precursor and a solvent (S2) other than the good solvent (S1) is preferable.

ポリイミド前駆体に対する良溶媒(S1)とは、ポリイミド前駆体溶液を作製する際に使用されるものである。良溶媒とは、本実施形態では、ポリイミド前駆体の溶解度が5質量%以上を示す溶媒を指す。具体的には、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドン、テトラメチルウレア、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ジメチルプロピレンウレア、ジメチルスルホキシド、γ―ブチロラクトン、β−プロピオラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトンなどの非プロトン性極性溶剤が挙げられる。
これらの中でも、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、テトラメチルウレア、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、γ―ブチロラクトンが好ましく、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、テトラメチルウレア、ジメチルスルホキシド、γ―ブチロラクトンがより好ましく、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、γ―ブチロラクトンがさらに好ましい。
The good solvent (S1) for the polyimide precursor is used when preparing the polyimide precursor solution. In the present embodiment, the good solvent refers to a solvent in which the solubility of the polyimide precursor is 5% by mass or more. Specifically, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, tetramethylurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, dimethylpropyleneurea, dimethyl Examples thereof include aprotonic polar solvents such as sulfoxide, γ-butyrolactone, β-propiolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, and γ-caprolactone.
Among these, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, tetramethylurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, dimethyl sulfoxide, and γ-butyrolactone are preferable, and N, N-dimethylacetamide and N- Methylpyrrolidone, tetramethylurea, dimethyl sulfoxide and γ-butyrolactone are more preferable, and N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and γ-butyrolactone are even more preferable.

ポリイミド前駆体に対する良溶媒以外の溶媒(S2)としては、用いる粒子の溶解度が低いものを選択する。溶媒の選択法の例としては、例えば、対象となる溶媒に粒子を添加して、溶解量が3質量%以下のものを選択する方法が挙げられる。 As the solvent (S2) other than the good solvent for the polyimide precursor, a solvent having low solubility of the particles to be used is selected. As an example of the solvent selection method, for example, a method of adding particles to a target solvent and selecting a solvent having a dissolution amount of 3% by mass or less can be mentioned.

ポリイミド前駆体に対する良溶媒以外の溶媒(S2)としては、例えば、n−デカン、トルエンなどの炭化水素系溶剤;イソプロピルアルコール、1−プロパノール、1−ブタノール、1−ペンタノール、フェネチルアルコールなどのアルコール系溶剤;エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコール系溶剤;ジグライム、トリグライム、テトラグライム、メチルセロソルブアセテートなどのエーテル系溶剤;フェノール、クレゾールなどのフェノール系溶剤;などが挙げられる。 Examples of the solvent (S2) other than the good solvent for the polyimide precursor include hydrocarbon solvents such as n-decane and toluene; alcohols such as isopropyl alcohol, 1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol and phenethyl alcohol. Solvents: Glycol solvents such as ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, 1-methoxy-2-propanol, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether; ethers such as diglime, triglime, tetraglime, methylcellosolve acetate System solvents; phenolic solvents such as phenol and cresol; and the like.

粒子として、前述の樹脂粒子を用いる場合、溶媒(S1)は非常に極性が高いため、溶媒(S1)単独では、ポリイミド前駆体だけでなく、樹脂粒子をも溶解してしまう場合がある。そのため、溶媒(S1)と溶媒(S2)の混合比率は、ポリイミド前駆体は溶解し、樹脂粒子は溶解しないように決定すればよい。また、粒子分散ポリイミド前駆体溶液の塗膜の加熱過程で樹脂粒子が溶解して、例えば空孔の形状が乱れてしまうことを防ぐため、溶媒(S2)の沸点は、溶媒(S1)よりも10℃以上高いことが好ましく、20℃以上高いことがより好ましい。 When the above-mentioned resin particles are used as the particles, the solvent (S1) has a very high polarity, so that the solvent (S1) alone may dissolve not only the polyimide precursor but also the resin particles. Therefore, the mixing ratio of the solvent (S1) and the solvent (S2) may be determined so that the polyimide precursor is dissolved and the resin particles are not dissolved. In addition, the boiling point of the solvent (S2) is higher than that of the solvent (S1) in order to prevent the resin particles from melting during the heating process of the coating film of the particle-dispersed polyimide precursor solution and, for example, the shape of the pores being disturbed. It is preferably 10 ° C. or higher, and more preferably 20 ° C. or higher.

−水系溶媒−
本明細書において水系溶媒とは、具体的には、以下に示す水性溶剤である。
水性溶剤は、水を含む水性溶剤である。具体的には、水性溶剤は、全水性溶剤に対して水を50質量%以上含有する溶剤であることがよい。水としては、例えば、蒸留水、イオン交換水、限外濾過水、純水等が挙げられる。
-Aqueous solvent-
In the present specification, the aqueous solvent is specifically the aqueous solvent shown below.
The aqueous solvent is an aqueous solvent containing water. Specifically, the aqueous solvent is preferably a solvent containing 50% by mass or more of water with respect to the total aqueous solvent. Examples of water include distilled water, ion-exchanged water, ultra-filtered water, pure water, and the like.

水の含有量は、全水性溶剤に対して、50質量%以上100質量%以下が好ましく、70質量%以上100質量%以下がより好ましく、80質量%以上100質量%以下が更に好ましい。 The content of water is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less, and further preferably 80% by mass or more and 100% by mass or less with respect to the total aqueous solvent.

なお、水性溶剤が水以外の溶剤を含む場合、水以外の溶剤としては、例えば、水溶性有機溶剤、非プロトン性極性溶剤が挙げられる。水以外の溶剤としては、多孔質ポリイミドフィルムの機械的強度等の点から、水溶性の有機溶剤が好ましい。ここで、水溶性とは、25℃において、対象物質が水に対して1質量%以上溶解することを意味する。 When the aqueous solvent contains a solvent other than water, examples of the solvent other than water include a water-soluble organic solvent and an aprotic polar solvent. As the solvent other than water, a water-soluble organic solvent is preferable from the viewpoint of mechanical strength of the porous polyimide film and the like. Here, water-soluble means that the target substance dissolves in water in an amount of 1% by mass or more at 25 ° C.

特に、多孔質ポリイミドフィルム諸特性(例えば、透明性、機械的強度、耐熱性、電気特性、耐溶剤性等)向上の点から、水性溶剤は、非プロトン性極性溶剤を含ませてもよい。この場合、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子の溶解、膨潤を抑制するため、全水性溶剤に対して40質量%以下、好ましくは30質量%以下であることがよい。また、ポリイミド前駆体溶液を乾燥し、フィルム化する際の樹脂粒子の溶解、膨潤を抑制するため、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子とポリイミド前駆体の含有量(固形分)に対し、3質量%以上200質量%以下、好ましくは、3質量%以上100質量%以下、より好ましくは、3質量%以上50質量%以下、さらに好ましくは、5質量%以上50質量%以下で用いることがよい。 In particular, the aqueous solvent may contain an aprotic polar solvent from the viewpoint of improving various properties (for example, transparency, mechanical strength, heat resistance, electrical properties, solvent resistance, etc.) of the porous polyimide film. In this case, in order to suppress the dissolution and swelling of the particles in the particle-dispersed polyimide precursor solution, the content is preferably 40% by mass or less, preferably 30% by mass or less, based on the total aqueous solvent. Further, in order to suppress the dissolution and swelling of the resin particles when the polyimide precursor solution is dried and formed into a film, the content (solid content) of the particles and the polyimide precursor in the particle-dispersed polyimide precursor solution is 3 It is preferable to use it in a mass% or more and 200% by mass or less, preferably 3% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 50% by mass or less, and further preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less. ..

上記水溶性の有機溶剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
粒子として樹脂粒子を用いる場合、上記水溶性の有機溶剤としては、樹脂粒子が溶解しないものが好ましい。この理由は、例えば、水と水溶性の有機溶剤とを含む水性溶剤とした場合に、樹脂粒子分散液中で樹脂粒子を溶解していなくても、粒子分散ポリイミド前駆体溶液の塗膜を得る過程で樹脂粒子が溶解してしまうことが懸念されるためである。
The water-soluble organic solvent may be used alone or in combination of two or more.
When resin particles are used as the particles, the water-soluble organic solvent is preferably one in which the resin particles do not dissolve. The reason for this is that, for example, when an aqueous solvent containing water and a water-soluble organic solvent is used, a coating film of a particle-dispersed polyimide precursor solution can be obtained even if the resin particles are not dissolved in the resin particle dispersion liquid. This is because there is a concern that the resin particles will dissolve in the process.

粒子として樹脂粒子を用い、水系溶媒として樹脂粒子を溶解する水溶性の有機溶剤を用いる場合、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中での粒子の溶解、膨潤を防ぐため、この水溶性の有機溶剤の量は、全水性溶剤に対して40質量%以下、好ましくは30質量%以下であることがよい。また、粒子分散ポリイミド前駆体溶液の塗膜を乾燥し、皮膜化する際の樹脂粒子の溶解、膨潤を防ぐため、この水溶性の有機溶剤の量は、粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子とポリイミド前駆体の合計量に対し、3質量%以上50質量%以下、好ましくは、5質量%以上40質量%以下、より好ましくは、5質量%以上35質量%以下で用いることがよい。 When resin particles are used as the particles and a water-soluble organic solvent that dissolves the resin particles is used as the aqueous solvent, the amount of the water-soluble organic solvent is used to prevent the particles from dissolving and swelling in the particle-dispersed polyimide precursor solution. Is preferably 40% by mass or less, preferably 30% by mass or less, based on the total aqueous solvent. Further, in order to prevent dissolution and swelling of the resin particles when the coating film of the particle-dispersed polyimide precursor solution is dried and formed into a film, the amount of this water-soluble organic solvent is the same as that of the particles in the particle-dispersed polyimide precursor solution. It is preferable to use 3% by mass or more and 50% by mass or less, preferably 5% by mass or more and 40% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 35% by mass or less with respect to the total amount of the polyimide precursor.

水溶性有機溶剤の例としては、例えば、以下に示す水溶性エーテル系溶剤、水溶性ケトン系溶剤、水溶性アルコール系溶剤が挙げられる。 Examples of the water-soluble organic solvent include the following water-soluble ether-based solvents, water-soluble ketone-based solvents, and water-soluble alcohol-based solvents.

水溶性エーテル系溶剤は、一分子中にエーテル結合を持つ水溶性の溶剤である。水溶性エーテル系溶剤としては、例えば、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、トリオキサン、1,2−ジメトキシエタン、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等が挙げられる。これらの中でも、水溶性エーテル系溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサンが好ましい。 The water-soluble ether solvent is a water-soluble solvent having an ether bond in one molecule. Examples of the water-soluble ether solvent include tetrahydrofuran (THF), dioxane, trioxane, 1,2-dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether and the like. Among these, tetrahydrofuran and dioxane are preferable as the water-soluble ether solvent.

水溶性ケトン系溶剤は、一分子中にケトン基を持つ水溶性の溶剤である。水溶性ケトン系溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。これらの中でも、水溶性ケトン系溶剤としては、アセトンが好ましい。 The water-soluble ketone solvent is a water-soluble solvent having a ketone group in one molecule. Examples of the water-soluble ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone and the like. Among these, acetone is preferable as the water-soluble ketone solvent.

水溶性アルコール系溶剤は、一分子中にアルコール性水酸基を持つ水溶性の溶剤である。水溶性アルコール系溶剤は、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、tert−ブチルアルコール、エチレングリコール、エチレングリコールのモノアルキルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールのモノアルキルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールのモノアルキルエーテル、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−ブテン−1,4−ジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、グリセリン、2−エチル−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール等が挙げられる。これらの中でも、水溶性アルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、2−プロパノール、エチレングリコール、エチレングリコールのモノアルキルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールのモノアルキルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールのモノアルキルエーテルが好ましい。 The water-soluble alcohol-based solvent is a water-soluble solvent having an alcoholic hydroxyl group in one molecule. Water-soluble alcohol solvents include, for example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, tert-butyl alcohol, ethylene glycol, ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoalkyl ether, diethylene glycol, and diethylene glycol. Monoalkyl ether, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 2-butene- Examples thereof include 1,4-diol, 2-methyl-2,4-pentanediol, glycerin, 2-ethyl-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, 1,2,6-hexanetriol and the like. Among these, as the water-soluble alcohol solvent, methanol, ethanol, 2-propanol, ethylene glycol, ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoalkyl ether, diethylene glycol, and diethylene glycol monoalkyl ether are preferable.

水性溶剤として水以外の非プロトン性極性溶剤を含有する場合、併用される非プロトン性極性溶剤は、沸点150℃以上300℃以下で、双極子モーメントが3.0D以上5.0D以下の溶剤である。非プロトン性極性溶剤として具体的には、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ヘキサメチレンホスホルアミド(HMPA)、N−メチルカプロラクタム、N−アセチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)、N,N’−ジメチルプロピレン尿素、テトラメチル尿素、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル等が挙げられる。 When an aprotic polar solvent other than water is contained as the aqueous solvent, the aprotic polar solvent used in combination is a solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower and a dipole moment of 3.0D or higher and 5.0D or lower. be. Specific examples of the aprotonic polar solvent include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide (DMSO), and the like. Hexamethylphosphoramide (HMPA), N-methylcaprolactam, N-acetyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI), N, N'-dimethylpropyleneurea, tetramethylurea, Examples thereof include trimethyl phosphate and triethyl phosphate.

なお、水性溶剤として水以外の溶剤を含有する場合、併用される溶剤は、沸点が270℃以下であることがよく、好ましくは60℃以上250℃以下、より好ましくは80℃以上230℃以下である。併用される溶剤の沸点を上記範囲とすると、水以外の溶剤がポリイミド成形体に残留し難くなり、また、機械的強度の高いポリイミド成形体が得られ易くなる。
ここで、溶媒として水性溶剤を用いるとき、後述の有機アミン化合物を含有し、全溶媒中に示す水の割合が50質量%以上である水性溶剤であることがよい。また、この水性溶剤に、非プロトン性極性溶剤を、粒子とポリイミド前駆体の合計量に対し3質量%以上50質量%以下含有する水性溶剤でもよい。
When a solvent other than water is contained as the aqueous solvent, the solvent used in combination often has a boiling point of 270 ° C. or lower, preferably 60 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, and more preferably 80 ° C. or higher and 230 ° C. or lower. be. When the boiling point of the solvent used in combination is within the above range, it becomes difficult for a solvent other than water to remain in the polyimide molded product, and it becomes easy to obtain a polyimide molded product having high mechanical strength.
Here, when an aqueous solvent is used as the solvent, it is preferable that the aqueous solvent contains an organic amine compound described later and the proportion of water shown in the total solvent is 50% by mass or more. Further, the aqueous solvent may contain an aprotic polar solvent in an amount of 3% by mass or more and 50% by mass or less based on the total amount of the particles and the polyimide precursor.

−有機アミン化合物−
溶媒が水系溶媒の場合、ポリイミド前駆体を溶解させるために、有機アミン化合物を添加して水溶化させる。有機アミン化合物は、ポリイミド前駆体(そのカルボキシ基)をアミン塩化して、その水性溶剤に対する溶解性を高めると共に、イミド化促進剤としても機能する化合物である。具体的には、有機アミン化合物は、分子量170以下のアミン化合物であることがよい。有機アミン化合物は、ポリイミド前駆体の原料となるジアミン化合物を除く化合物であることがよい。
なお、有機アミン化合物は、水溶性の化合物であることがよい。水溶性とは、25℃において、対象物質が水に対して1質量%以上溶解することを意味する。
-Organic amine compound-
When the solvent is an aqueous solvent, an organic amine compound is added to dissolve the polyimide precursor to make it water-soluble. The organic amine compound is a compound that amine-chlorides a polyimide precursor (its carboxy group thereof) to increase its solubility in an aqueous solvent and also functions as an imidization accelerator. Specifically, the organic amine compound is preferably an amine compound having a molecular weight of 170 or less. The organic amine compound is preferably a compound excluding the diamine compound which is a raw material of the polyimide precursor.
The organic amine compound is preferably a water-soluble compound. Water-soluble means that the target substance dissolves in water in an amount of 1% by mass or more at 25 ° C.

有機アミン化合物としては、1級アミン化合物、2級アミン化合物、3級アミン化合物が挙げられる。
これらの中でも、有機アミン化合物としては、2級アミン化合物、及び3級アミン化合物から選択される少なくとも一種(特に、3級アミン化合物)がよい。有機アミン化合物として、3級アミン化合物又は2級アミン化合物を適用すると(特に、3級アミン化合物)、ポリイミド前駆体の溶剤に対する溶解性が高まり易くなり、製膜性が向上し易くなり、また、ポリイミド前駆体溶液の保存安定性が向上し易くなる。
Examples of the organic amine compound include a primary amine compound, a secondary amine compound, and a tertiary amine compound.
Among these, as the organic amine compound, at least one selected from a secondary amine compound and a tertiary amine compound (particularly, a tertiary amine compound) is preferable. When a tertiary amine compound or a secondary amine compound is applied as the organic amine compound (particularly, the tertiary amine compound), the solubility of the polyimide precursor in the solution is likely to be increased, the film-forming property is easily improved, and the film-forming property is easily improved. The storage stability of the polyimide precursor solution is likely to be improved.

また、有機アミン化合物としては、1価のアミン化合物以外にも、2価以上の多価アミン化合物も挙げられる。2価以上の多価アミン化合物を適用すると、ポリイミド前駆体の分子間に疑似架橋構造を形成し易くなり、また、ポリイミド前駆体溶液の保存安定性が向上し易くなる。 Moreover, as an organic amine compound, in addition to a monovalent amine compound, a divalent or higher polyvalent amine compound can also be mentioned. When a polyvalent amine compound having a divalent value or higher is applied, a pseudo-crosslinked structure is easily formed between the molecules of the polyimide precursor, and the storage stability of the polyimide precursor solution is easily improved.

1級アミン化合物としては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、2−エタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、などが挙げられる。
2級アミン化合物としては、例えば、ジメチルアミン、2−(メチルアミノ)エタノール、2−(エチルアミノ)エタノール、モルホリンなどが挙げられる。
3級アミン化合物としては、例えば、2−ジメチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、2−ジメチルアミノプロパノール、ピリジン、トリエチルアミン、ピコリン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールなどが挙げられる。
Examples of the primary amine compound include methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, 2-ethanolamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol and the like.
Examples of the secondary amine compound include dimethylamine, 2- (methylamino) ethanol, 2- (ethylamino) ethanol, morpholine and the like.
Examples of the tertiary amine compound include 2-dimethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol, 2-dimethylaminopropanol, pyridine, triethylamine, picoline, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, 1,2-dimethylimidazole, and 2 -Ethyl-4-methylimidazole and the like can be mentioned.

ポリイミド前駆体溶液のポットライフ、フィルム膜厚均一性の観点で、3級アミン化合物が好ましい。この点で、2−ジメチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、2−ジメチルアミノプロパノール、ピリジン、トリエチルアミン、ピコリン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、N−メチルピペリジン、N−エチルピペリジンからなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましい。さらに、2−ジメチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、2−ジメチルアミノプロパノール、トリエチルアミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、N−メチルピペリジン、N−エチルピペリジンからなる群から選択される少なくとも1種であることが最も好ましい。 From the viewpoint of pot life of the polyimide precursor solution and film thickness uniformity, a tertiary amine compound is preferable. In this regard, 2-dimethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol, 2-dimethylaminopropanol, pyridine, triethylamine, picoline, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, 1,2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4- More preferably, it is at least one selected from the group consisting of methylimidazole, N-methylpiperidine, and N-ethylpiperidine. In addition, 2-dimethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol, 2-dimethylaminopropanol, triethylamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, 1,2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, N-methyl Most preferably, it is at least one selected from the group consisting of piperidine and N-ethylpiperidine.

ここで、有機アミン化合物としては、製膜性の点から、窒素を含有する複素環構造を有するアミン化合物(特に、3級アミン化合物)も好ましい。窒素を含有する複素環構造を有するアミン化合物(以下、「含窒素複素環アミン化合物」と称する)としては、例えば、イソキノリン類(イソキノリン骨格を有するアミン化合物)、ピリジン類(ピリジン骨格を有するアミン化合物)、ピリミジン類(ピリミジン骨格を有するアミン化合物)、ピラジン類(ピラジン骨格を有するアミン化合物)、ピペラジン類(ピペラジン骨格を有するアミン化合物)、トリアジン類(トリアジン骨格を有するアミン化合物)、イミダゾー
ル類(イミダゾール骨格を有するアミン化合物)、モルホリン類(モルホリン骨格を有するアミン化合物)、ポリアニリン、ポリピリジン、ポリアミンなどが挙げられる。
Here, as the organic amine compound, an amine compound having a heterocyclic structure containing nitrogen (particularly, a tertiary amine compound) is also preferable from the viewpoint of film forming property. Examples of the amine compound having a heterocyclic structure containing nitrogen (hereinafter referred to as “nitrogen-containing heterocyclic amine compound”) include isoquinolins (amine compounds having an isoquinolin skeleton) and pyridines (amine compounds having a pyridine skeleton). ), Pyrimidines (amine compounds with pyrimidine skeleton), pyrazines (amine compounds with pyrazine skeleton), piperazins (amine compounds with piperazin skeleton), triazines (amine compounds with triazine skeleton), imidazoles (imidazole) Examples thereof include amine compounds having a skeleton), morpholins (amine compounds having a morpholin skeleton), polyaniline, polypyridine, and polyamine.

含窒素複素環アミン化合物としては、製膜性の点から、モルホリン類、ピリジン類、ピペリジン類、およびイミダゾール類よりなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましく、モルホリン類(モルホリン骨格を有するアミン化合物)であることがより好ましい。これらの中でも、N−メチルモルホリン、N−メチルピペリジン、ピリジン、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、およびピコリンよりなる群から選択される少なくとも一種であることがより好ましく、N−メチルモルホリンであることがより好ましい。 The nitrogen-containing heterocyclic amine compound is preferably at least one selected from the group consisting of morpholins, pyridines, piperidines, and imidazoles from the viewpoint of film-forming property, and morpholins (having a morpholine skeleton). It is more preferably an amine compound). Among these, at least one selected from the group consisting of N-methylmorpholine, N-methylpiperidine, pyridine, 1,2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, and picoline is more preferable. More preferably, it is N-methylmorpholine.

これらの中でも、有機アミン化合物としては、沸点が60℃以上(好ましくは60℃以上200℃以下、より好ましくは70℃以上150℃以下)の化合物であることがよい。有機アミン化合物の沸点を60℃以上とすると、保管するときに、ポリイミド前駆体溶液から有機アミン化合物が揮発するのを抑制し、ポリイミド前駆体の溶剤に対する溶解性の低下が抑制され易くなる。 Among these, the organic amine compound is preferably a compound having a boiling point of 60 ° C. or higher (preferably 60 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, more preferably 70 ° C. or higher and 150 ° C. or lower). When the boiling point of the organic amine compound is 60 ° C. or higher, the organic amine compound is suppressed from volatilizing from the polyimide precursor solution during storage, and the decrease in solubility of the polyimide precursor in the solvent is easily suppressed.

有機アミン化合物は、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体のカルボキシ基(−COOH)に対して、50モル%以上500モル%以下で含有することがよく、好ましくは80モル%以上250モル%以下、より好ましくは90モル%以上200モル%以下で含有することである。
有機アミン化合物の含有量を上記範囲とすると、ポリイミド前駆体の水性溶剤に対する溶解性が高まり易くなり、製膜性が向上し易くなる。また、ポリイミド前駆体溶液の保存安定性も向上し易くなる。
The organic amine compound is preferably contained in an amount of 50 mol% or more and 500 mol% or less, preferably 80 mol% or more and 250 mol% or less, based on the carboxy group (-COOH) of the polyimide precursor in the polyimide precursor solution. , More preferably, it is contained in an amount of 90 mol% or more and 200 mol% or less.
When the content of the organic amine compound is within the above range, the solubility of the polyimide precursor in an aqueous solvent is likely to increase, and the film-forming property is likely to be improved. In addition, the storage stability of the polyimide precursor solution is likely to be improved.

上記の有機アミン化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。 The above-mentioned organic amine compounds may be used alone or in combination of two or more.

−その他の添加剤−
本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液は、イミド化反応促進のための触媒や、製膜品質向上のためのレベリング材などを含んでいてもよい。
イミド化反応促進のための触媒には、酸無水物など脱水剤、フェノール誘導体、スルホン酸誘導体、安息香酸誘導体などの酸触媒などを使用してもよい。
-Other additives-
The particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment may contain a catalyst for promoting the imidization reaction, a leveling material for improving the quality of film formation, and the like.
As the catalyst for promoting the imidization reaction, a dehydrating agent such as acid anhydride, an acid catalyst such as a phenol derivative, a sulfonic acid derivative, or a benzoic acid derivative may be used.

また、例えば、導電性付与のために添加される導電材料(導電性(例えば、体積抵抗率10Ω・cm未満)もしくは半導電性(例えば、体積抵抗率10Ω・cm以上1013Ω・cm以下))を含有していてもよい。
導電剤としては、例えば、カーボンブラック(例えばpH5.0以下の酸性カーボンブラック);金属(例えばアルミニウムやニッケル等);金属酸化物(例えば酸化イットリウム、酸化錫等);イオン導電性物質(例えばチタン酸カリウム、LiCl等);等が挙げられる。これら導電材料は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
Further, for example, a conductive material (for example, a volume resistivity of less than 10 7 Ω · cm) or a semi-conductive material (for example, a volume resistivity of 10 7 Ω · cm or more and 10 13 Ω) added for imparting conductivity. -Cm or less)) may be contained.
Examples of the conductive agent include carbon black (for example, acidic carbon black having a pH of 5.0 or less); metal (for example, aluminum, nickel, etc.); metal oxide (for example, yttrium oxide, tin oxide, etc.); ionic conductive substance (for example, titanium). Potassium acid acid, LiCl, etc.); etc. These conductive materials may be used alone or in combination of two or more.

−本実施形態の粒子分散ポリイミド前駆体溶液の好ましい態様−
液中の粒子分散安定性の低下が抑制されやすくなる点で、本実施形態の粒子分散ポリイミド前駆体溶液は、以下の態様が好ましい態様として挙げられる。
本実施形態の粒子分散ポリイミド前駆体溶液は、樹脂粒子、前述の式(I)で示される繰り返し単位を有するポリイミド前駆体、及び溶媒を含む。そして、ポリイミド前駆体は、芳香環を1つ有する4価の有機基A1と芳香環を2つ以上有する4価の有機基A2とのモル換算比A1/A2、および芳香環を1つ有する2価の有機基B1と芳香環を2つ以上有する2価の有機基B2とのモル換算比B1/B2が、下記(I−1)から下記(I−4)までで示されるいずれかの条件を満たすことが好ましい。さらに、粒子分散ポリイミド前駆体溶液は、水系溶媒、及び3級アミンを含有することが好ましい。
(II−1) A1/A2のモル比が100/0、かつ、B1/B2のモル比が5/95以上30/70以下
(II−2) A1/A2のモル比が0/100、かつ、B1/B2のモル比が70/30以上95/5以下
(II−3) A1/A2のモル比が5/95以上30/70以下、かつ、B1/B2のモル比が100/0
(II−4) A1/A2のモル比が70/30以上95/5以下、かつ、B1/B2が0/100
-Preferable embodiment of the particle-dispersed polyimide precursor solution of the present embodiment-
The following aspects of the particle-dispersed polyimide precursor solution of the present embodiment are preferable in that the decrease in particle dispersion stability in the liquid is easily suppressed.
The particle-dispersed polyimide precursor solution of the present embodiment contains resin particles, a polyimide precursor having a repeating unit represented by the above formula (I), and a solvent. The polyimide precursor has a molar conversion ratio A1 / A2 of a tetravalent organic group A1 having one aromatic ring and a tetravalent organic group A2 having two or more aromatic rings, and 2 having one aromatic ring. The molar conversion ratio B1 / B2 of the valent organic group B1 and the divalent organic group B2 having two or more aromatic rings is any of the conditions shown in the following (I-1) to the following (I-4). It is preferable to satisfy. Further, the particle-dispersed polyimide precursor solution preferably contains an aqueous solvent and a tertiary amine.
(II-1) The molar ratio of A1 / A2 is 100/0 and the molar ratio of B1 / B2 is 5/95 or more and 30/70 or less (II-2) The molar ratio of A1 / A2 is 0/100 and , B1 / B2 molar ratio is 70/30 or more and 95/5 or less (II-3) A1 / A2 molar ratio is 5/95 or more and 30/70 or less, and B1 / B2 molar ratio is 100/0.
(II-4) The molar ratio of A1 / A2 is 70/30 or more and 95/5 or less, and B1 / B2 is 0/100.

さらに、液中の粒子分散安定性の低下が抑制されやすくなる点で、本実施形態の粒子分散ポリイミド前駆体溶液は、以下の態様がより好ましい態様として挙げられる。
粒子が、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体からなる群から選ばれる少なくとも一つの樹脂粒子である。
前述の式(1)で示される繰り返し単位を有するポリイミド前駆体として、芳香環を1つ有する4価の有機基A1がA1−1で示される基であり、芳香環を2つ以上有する4価の有機基A2がA2−1で示される基あり、芳香環を1つ有する2価の有機基B1がB1−1で示される基であり、芳香環を2つ以上有する2価の有機基B2がB2−1で示される基であることが好ましい。
溶媒は、有機アミン化合物を含有し、全溶媒中に示す水の割合が50質量%以上である水性溶剤であることがよい。また、水性溶剤には、非プロトン性極性溶剤を、粒子とポリイミド前駆体の合計量に対し3質量%以上50質量%以下含有していてもよい。このうち、有機アミンとしては、3級アミン化合物が好ましく、2−ジメチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、2−ジメチルアミノプロパノール、ピリジン、トリエチルアミン、ピコリン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、N−メチルピペリジン、N−エチルピペリジンからなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましい。
Further, the following aspects of the particle-dispersed polyimide precursor solution of the present embodiment are more preferable in that the decrease in particle dispersion stability in the liquid is easily suppressed.
The particles are at least one resin particle selected from the group consisting of polystyrene, poly (meth) acrylic acid ester, and styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer.
As the polyimide precursor having the repeating unit represented by the above formula (1), the tetravalent organic group A1 having one aromatic ring is the group represented by A1-1 and the tetravalent having two or more aromatic rings. The organic group A2 is the group represented by A2-1 and the divalent organic group B1 having one aromatic ring is the group represented by B1-1 and the divalent organic group B2 having two or more aromatic rings. Is preferably the group represented by B2-1.
The solvent is preferably an aqueous solvent containing an organic amine compound and having a water content of 50% by mass or more in the total solvent. Further, the aqueous solvent may contain an aprotic polar solvent in an amount of 3% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total amount of the particles and the polyimide precursor. Of these, as the organic amine, a tertiary amine compound is preferable, and 2-dimethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol, 2-dimethylaminopropanol, pyridine, triethylamine, picolin, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, 1, More preferably, it is at least one selected from the group consisting of 2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, N-methylpiperidine, and N-ethylpiperidine.

−粒子分散ポリイミド前駆体溶液を作製する方法−
本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液の作製方法としては、下記の(i)、(ii)による方法が挙げられる。
(i)ポリイミド前駆体溶液を作製した後、粒子と混合、分散する方法
(ii)粒子分散液を作製し、その分散液中でポリイミド前駆体を合成する方法
-Method of preparing particle-dispersed polyimide precursor solution-
Examples of the method for producing the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment include the methods according to (i) and (ii) below.
(I) Method of preparing a polyimide precursor solution and then mixing and dispersing with particles (ii) Method of preparing a particle dispersion and synthesizing a polyimide precursor in the dispersion.

・(i)ポリイミド前駆体溶液を作製した後、粒子と混合および分散する方法
まず、粒子を分散する前のポリイミド前駆体溶液は、公知の方法を用い、溶媒中で、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合して樹脂(ポリイミド前駆体)を生成してポリイミド前駆体溶液を得る方法が挙げられる。
なお、水系溶媒の場合は、上述の水性溶剤を使用し、有機アミンの存在下で重合してポリイミド前駆体溶液が得られる。他の例としては、非プロトン性極性溶剤等(例えば、N−メチルピロリドン(NMP)等)の有機溶剤中で、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合して樹脂(ポリイミド前駆体)を生成した後、水や、アルコール等の水性溶剤に投入して樹脂(ポリイミド前駆体)を析出させる。その後、水性溶剤に、ポリイミド前駆体と有機アミン化合物とを溶解させ、ポリイミド前駆体溶液を得る方法が挙げられる。
(I) Method of mixing and dispersing the polyimide precursor solution with the particles after preparing the polyimide precursor solution First, the polyimide precursor solution before dispersing the particles uses a known method and is a tetracarboxylic acid dianhydride in a solvent. And a diamine compound are polymerized to form a resin (polyimide precursor) to obtain a polyimide precursor solution.
In the case of an aqueous solvent, the above-mentioned aqueous solvent is used and polymerization is carried out in the presence of an organic amine to obtain a polyimide precursor solution. As another example, in an organic solvent such as an aprotonic polar solvent (for example, N-methylpyrrolidone (NMP)), a tetracarboxylic acid dianhydride and a diamine compound are polymerized to form a resin (polymethyl precursor). Is generated, and then put into water or an aqueous solvent such as alcohol to precipitate a resin (polymethyl precursor). Then, a method of dissolving the polyimide precursor and the organic amine compound in an aqueous solvent to obtain a polyimide precursor solution can be mentioned.

次に、得られたポリイミド前駆体溶液と、粒子と混合および分散する。
樹脂粒子を作製する場合、例えば、樹脂粒子がビニル樹脂粒子である場合には、公知の重合法(乳化重合、ソープフリー乳化重合、懸濁重合、ミニエマルション重合、マイクロエマルション重合等のラジカル重合法)により、水性溶剤中で作製できる。
Next, the obtained polyimide precursor solution is mixed and dispersed with the particles.
When producing resin particles, for example, when the resin particles are vinyl resin particles, known polymerization methods (emulsion polymerization, soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, miniemulsion polymerization, microemulsion polymerization and other radical polymerization methods) ) Can be produced in an aqueous solvent.

例えば、ビニル樹脂粒子の製造に乳化重合法を適用する場合、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性重合開始剤を溶解させた水性溶剤中に、スチレン類、(メタ)アクリル酸類等の単量体を加える。そして、さらに必要に応じて、ドデシル硫酸ナトリウム、ジフェニルオキサイドジスルホン酸塩類等の界面活性剤を添加し、攪拌を行いながら加熱することにより重合を行うことで、ビニル樹脂粒子が得られる。 For example, when the emulsion polymerization method is applied to the production of vinyl resin particles, a single amount of styrenes, (meth) acrylic acids, etc. is contained in an aqueous solvent in which a water-soluble polymerization initiator such as potassium persulfate or ammonium persulfate is dissolved. Add body. Then, if necessary, a surfactant such as sodium dodecyl sulfate or diphenyloxide disulfonate is added, and the polymerization is carried out by heating while stirring to obtain vinyl resin particles.

水性溶剤中で、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液を作製する場合は、上記の方法によって得られた樹脂粒子の水性溶剤分散液と、上記で得られたポリイミド前駆体溶液とを混合および撹拌することで、粒子分散ポリイミド前駆体溶液が得られる。 When the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment is prepared in an aqueous solvent, the aqueous solvent dispersion of the resin particles obtained by the above method and the polyimide precursor solution obtained above are mixed. And by stirring, a particle-dispersed polyimide precursor solution is obtained.

有機系溶媒中で、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液を作製する場合は、樹脂粒子の水性溶剤分散液を、再沈や凍結乾燥など公知の方法で、樹脂粒子を粉体として取出し、上記で得られたポリイミド前駆体溶液と混合および撹拌する。または、取り出した樹脂粒子粉体を、樹脂粒子を溶解させない有機系溶媒(単独でも混合溶媒でもよい)に再分散させてから、ポリイミド前駆体溶液と混合および撹拌してもよい。
なお、混合、攪拌、及び分散の方法は特に制限されない。また、粒子の分散性を向上させるため、公知の非イオン性またはイオン性の界面活性剤を添加してもよい。
When the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment is prepared in an organic solvent, the aqueous solvent dispersion of the resin particles is taken out as a powder by a known method such as reprecipitation or freeze-drying. , Mix and stir with the polyimide precursor solution obtained above. Alternatively, the removed resin particle powder may be redispersed in an organic solvent (which may be a single solvent or a mixed solvent) in which the resin particles are not dissolved, and then mixed and stirred with the polyimide precursor solution.
The mixing, stirring, and dispersing methods are not particularly limited. Further, in order to improve the dispersibility of the particles, a known nonionic or ionic surfactant may be added.

市販品の粒子(樹脂粒子または無機粒子)を使用する場合、粒子が粉体として入手可能であるときには、粒子分散ポリイミド前駆体溶液の溶媒が有機系溶媒または水系溶媒を問わず、目的とする濃度で、粒子の混合および分散が可能である。粒子が、粒子の分散液で入手可能なときには、前述の粒子を作製する場合と同様の方法で、粒子の分散液と上記で得られたポリイミド前駆体溶液とを混合および分散して、粒子分散ポリイミド前駆体溶液の作製を行う。 When commercially available particles (resin particles or inorganic particles) are used, when the particles are available as powder, the solvent of the particle-dispersed polyimide precursor solution is the desired concentration regardless of whether it is an organic solvent or an aqueous solvent. It is possible to mix and disperse particles. When the particles are available as a dispersion liquid of the particles, the dispersion liquid of the particles and the polyimide precursor solution obtained above are mixed and dispersed in the same manner as in the case of preparing the particles described above to disperse the particles. A polyimide precursor solution is prepared.

・(ii)粒子分散液を作製し、その分散液中でポリイミド前駆体を作製する方法
有機系溶媒で、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液を作製する場合は、まず、粒子が溶解せず、ポリイミド前駆体は溶解する有機系溶媒に、粒子が分散された溶液を準備する。次に、その溶液中で、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合して樹脂(ポリイミド前駆体)を生成して粒子分散ポリイミド前駆体溶液を得る。
水系溶媒(水性溶剤)で、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液を作製する場合は、まず、粒子の水性溶剤分散液を準備する。次に、その溶液中で、かつ有機アミンの存在下で、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合して樹脂(ポリイミド前駆体)を生成して粒子分散ポリイミド前駆体溶液を得る。
(Ii) Method for preparing a particle dispersion and preparing a polyimide precursor in the dispersion When the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment is prepared with an organic solvent, first, the particles are dissolved. Instead, prepare a solution in which particles are dispersed in an organic solvent that dissolves the polyimide precursor. Next, in the solution, the tetracarboxylic acid dianhydride and the diamine compound are polymerized to form a resin (polyimide precursor) to obtain a particle-dispersed polyimide precursor solution.
When preparing the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment using an aqueous solvent (aqueous solvent), first, an aqueous solvent dispersion of particles is prepared. Next, in the solution and in the presence of an organic amine, the tetracarboxylic acid dianhydride and the diamine compound are polymerized to form a resin (polyimide precursor) to obtain a particle-dispersed polyimide precursor solution.

粒子として、樹脂粒子を用いる場合、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液中での分散性を向上させるため、樹脂粒子表面を、元の樹脂とは異なる化学構造の樹脂で被覆してもよい。被覆する樹脂としては、用いる溶媒やポリイミド前駆体の化学構造に応じて変更してもよい。被覆する樹脂としては、例えば、酸性基または塩基性基を有する樹脂などが挙げられる。樹脂粒子表面への樹脂を被覆する方法としては、例えば、ビニル樹脂粒子を乳化重合で作製する場合、元の樹脂粒子に由来する単量体の重合を終えた後で、さらにメタクリル酸やメタクリル酸2−ジメチルアミノエチルなどの酸性基や塩基性基を有する単量体を少量添加して重合を継続する方法が挙げられる。 When resin particles are used as the particles, the surface of the resin particles may be coated with a resin having a chemical structure different from that of the original resin in order to improve the dispersibility in the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment. good. The resin to be coated may be changed depending on the solvent used and the chemical structure of the polyimide precursor. Examples of the resin to be coated include a resin having an acidic group or a basic group. As a method of coating the resin on the surface of the resin particles, for example, when vinyl resin particles are produced by emulsion polymerization, after the polymerization of the monomer derived from the original resin particles is completed, methacrylic acid or methacrylic acid is further applied. Examples thereof include a method in which a small amount of a monomer having an acidic group or a basic group such as 2-dimethylaminoethyl is added to continue the polymerization.

これらの中でも、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液を作製する方法としては、粒子分散性をより向上できる点で、上記(ii)の方法が好ましい。 Among these, the method (ii) described above is preferable as the method for producing the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment in that the particle dispersibility can be further improved.

<粒子含有ポリイミドフィルム>
粒子含有ポリイミドフィルムは、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液を塗布して塗膜を形成した後、塗膜を加熱することで得られる。
なお、粒子含有ポリイミドフィルムは、イミド化が完了した粒子含有ポリイミドフィルムのみならず、イミド化が完了する前の部分的にイミド化された粒子含有ポリイミドフィルムも含む。
<Particle-containing polyimide film>
The particle-containing polyimide film can be obtained by applying the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment to form a coating film, and then heating the coating film.
The particle-containing polyimide film includes not only the particle-containing polyimide film that has been imidized, but also the particle-containing polyimide film that has been partially imidized before the imidization is completed.

具体的には、本実施形態に係る粒子含有ポリイミドフィルムは、例えば、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液を塗布して塗膜を形成する工程(以下「塗膜形成工程」称する)と、塗膜を加熱してポリイミドフィルムを形成する工程(以下「加熱工程」称する)と、を有する。 Specifically, the particle-containing polyimide film according to the present embodiment is, for example, a step of applying a particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment to form a coating film (hereinafter referred to as a “coating film forming step”). A step of heating a coating film to form a polyimide film (hereinafter referred to as a "heating step").

(塗膜形成工程)
まず、上述の粒子分散ポリイミド前駆体溶液を準備する。次に、粒子分散ポリイミド前駆体溶液を基板上に塗布し、塗膜を形成する。
基板としては、例えば、樹脂製基板;ガラス製基板;セラミック製基板;金属基板;これらの材料が組み合わされた複合材料基板が挙げられる。なお、基板は、剥離処理が施された剥離層を備えていてもよい。
また、粒子分散ポリイミド前駆体溶液を基板に塗布する方法としては、特に制限はなく、例えば、スプレー塗布、回転塗布法、ロール塗布法、バー塗布法、スリットダイ塗布法、インクジェット塗布法等の各種の方法が挙げられる。
(Coating film forming process)
First, the above-mentioned particle-dispersed polyimide precursor solution is prepared. Next, the particle-dispersed polyimide precursor solution is applied onto the substrate to form a coating film.
Examples of the substrate include a resin substrate; a glass substrate; a ceramic substrate; a metal substrate; and a composite material substrate in which these materials are combined. The substrate may include a peeling layer that has been peeled.
The method for applying the particle-dispersed polyimide precursor solution to the substrate is not particularly limited, and for example, various methods such as spray coating, rotary coating, roll coating, bar coating, slit die coating, and inkjet coating are used. Method can be mentioned.

なお、基板は、目的とする用途に応じて、各種の基板を用いることができる。例えば、液晶素子に適用される各種基板;集積回路が形成された半導体基板、配線が形成された配線基板、電子部品及び配線が設けられたプリント基板;電線被覆材用の基板;等が挙げられる。 As the substrate, various substrates can be used depending on the intended use. Examples thereof include various substrates applied to liquid crystal elements; semiconductor substrates on which integrated circuits are formed, wiring boards on which wiring is formed, printed circuit boards on which electronic components and wiring are provided; substrates for wire coating materials; and the like. ..

(加熱工程)
次に、上記の塗膜形成工程で得られた塗膜に対して、乾燥処理を行う。この乾燥処理により、被膜(乾燥したイミド化前の被膜)を形成する。
乾燥処理の加熱条件は、例えば80℃以上200℃以下の温度で10分間以上60分間以下がよく、温度が高いほど加熱時間は短くてよい。加熱するときには、熱風を当てることも有効である。また、加熱は、温度を段階的に上昇させてもよく、昇温速度を変化させずに上昇させてもよい。
(Heating process)
Next, the coating film obtained in the above coating film forming step is subjected to a drying treatment. By this drying treatment, a film (a dry film before imidization) is formed.
The heating conditions for the drying treatment are, for example, preferably 10 minutes or more and 60 minutes or less at a temperature of 80 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and the higher the temperature, the shorter the heating time. When heating, it is also effective to blow hot air. Further, the heating may raise the temperature stepwise, or may raise the temperature without changing the heating rate.

次に、乾燥したイミド化前の被膜を加熱して、イミド化処理を行う。これにより、基板上に粒子分散ポリイミドフィルムが形成される。
イミド化処理の加熱条件としては、例えば150℃以上400℃以下(好ましくは200℃以上300℃以下)で、20分間以上60分間以下加熱することで、イミド化反応が起こり、ポリイミドフィルムが形成される。加熱反応の際、加熱の最終温度に達する前に、温度を段階的、又は一定速度で徐々に上昇させて加熱することがよい。
Next, the dried film before imidization is heated to perform imidization treatment. As a result, a particle-dispersed polyimide film is formed on the substrate.
As the heating conditions for the imidization treatment, for example, by heating at 150 ° C. or higher and 400 ° C. or lower (preferably 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower) for 20 minutes or longer and 60 minutes or lower, an imidization reaction occurs and a polyimide film is formed. NS. During the heating reaction, the temperature may be gradually increased gradually or at a constant rate before the final temperature of heating is reached.

以上の工程を経て、粒子含有ポリイミドフィルムが形成される。そして、必要に応じて、粒子含有ポリイミドフィルムを基板から取り出して粒子含有ポリイミドフィルムが得られる。また、粒子含有ポリイミドフィルムは、目的とする用途に応じて、後加工が施されてもよい。 Through the above steps, a particle-containing polyimide film is formed. Then, if necessary, the particle-containing polyimide film is taken out from the substrate to obtain the particle-containing polyimide film. Further, the particle-containing polyimide film may be post-processed depending on the intended use.

<多孔質ポリイミドフィルムの製造方法>
本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法は、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液を塗布して塗膜を形成した後、前記塗膜を乾燥して、前記ポリイミド前駆体及び前記粒子を含む被膜を形成する第1の工程と、前記被膜を加熱して、前記ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する第2の工程であって、前記粒子を除去する処理を含む第2の工程と、を有する。
ここで、本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法によれば、球状の粒子を用いることで、球状の空孔を備えている多孔質ポリイミドフィルムが得られる。
<Manufacturing method of porous polyimide film>
In the method for producing a porous polyimide film according to the present embodiment, the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment is applied to form a coating film, and then the coating film is dried to form the polyimide precursor and the polyimide precursor. A first step of forming a film containing particles and a second step of heating the film to imidize the polyimide precursor to form a polyimide film, which comprises a process of removing the particles. It has two steps.
Here, according to the method for producing a porous polyimide film according to the present embodiment, a porous polyimide film having spherical pores can be obtained by using spherical particles.

以下、本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法について説明する。 Hereinafter, a method for producing a porous polyimide film according to this embodiment will be described.

(第1の工程)
第1の工程は、まず、上述の粒子分散ポリイミド前駆体溶液を準備する。次に、基板上に、粒子分散ポリイミド前駆体溶液を塗布し、ポリイミド前駆体溶液と、粒子とを含む塗膜を形成する。そして、基板上に形成された塗膜を乾燥して、ポリイミド前駆体及び前記粒子を含む被膜を形成する。
(First step)
In the first step, first, the above-mentioned particle-dispersed polyimide precursor solution is prepared. Next, the particle-dispersed polyimide precursor solution is applied onto the substrate to form a coating film containing the polyimide precursor solution and the particles. Then, the coating film formed on the substrate is dried to form a film containing the polyimide precursor and the particles.

粒子分散ポリイミド前駆体溶液を塗布する基板としては、特に制限されない。例えば、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂製基板;ガラス製基板;セラミック製基板;鉄、ステンレス鋼(SUS)等の金属基板;これらの材料が組み合わされた複合材料基板等が挙げられる。また、基板には、必要に応じて、例えば、シリコーン系やフッ素系の剥離剤等による剥離処理を行って剥離層を設けてもよい。 The substrate on which the particle-dispersed polyimide precursor solution is applied is not particularly limited. Examples thereof include resin substrates such as polystyrene and polyethylene terephthalate; glass substrates; ceramic substrates; metal substrates such as iron and stainless steel (SUS); composite material substrates in which these materials are combined. Further, if necessary, the substrate may be provided with a release layer by performing a release treatment with, for example, a silicone-based or fluorine-based release agent.

基板上に、粒子分散ポリイミド前駆体溶液を塗布する方法としては、特に限定されない。例えば、スプレー塗布法、回転塗布法、ロール塗布法、バー塗布法、スリットダイ塗布法、インクジェット塗布法等の各種の方法が挙げられる。 The method of applying the particle-dispersed polyimide precursor solution on the substrate is not particularly limited. For example, various methods such as a spray coating method, a rotary coating method, a roll coating method, a bar coating method, a slit die coating method, and an inkjet coating method can be mentioned.

ポリイミド前駆体溶液及び粒子を含む塗膜を得るためのポリイミド前駆体溶液の塗布量としては、予め定められた膜厚が得られる量に設定すればよい。 The coating amount of the polyimide precursor solution and the polyimide precursor solution for obtaining the coating film containing the particles may be set to an amount that can obtain a predetermined film thickness.

ポリイミド前駆体溶液及び粒子を含む塗膜を形成した後、乾燥して、ポリイミド前駆体及び粒子を含む被膜が形成される。具体的には、ポリイミド前駆体溶液と粒子とを含む塗膜を、例えば、加熱乾燥、自然乾燥、真空乾燥等の方法により乾燥させて、被膜を形成する。より具体的には、被膜に残留する溶媒が、被膜の固形分に対して50%以下、好ましくは30%以下となるように、塗膜を乾燥させて、被膜を形成する。 After forming a coating film containing a polyimide precursor solution and particles, it is dried to form a coating film containing the polyimide precursor and particles. Specifically, a coating film containing a polyimide precursor solution and particles is dried by a method such as heat drying, natural drying, or vacuum drying to form a film. More specifically, the coating film is formed by drying the coating film so that the solvent remaining in the coating film is 50% or less, preferably 30% or less with respect to the solid content of the coating film.

(第2の工程)
第2の工程は、第1の工程で得られたポリイミド前駆体及び粒子を含む被膜を加熱して、ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する工程である。そして、第2の工程には、粒子を除去する処理を含んでいる。粒子を除去する処理を経て、多孔質ポリイミドフィルムが得られる。
(Second step)
The second step is a step of heating the film containing the polyimide precursor and particles obtained in the first step to imidize the polyimide precursor to form a polyimide film. The second step includes a process of removing the particles. A porous polyimide film is obtained through a treatment for removing particles.

第2の工程において、ポリイミドフィルムを形成する工程は、具体的に、第1の工程で得られたポリイミド前駆体及び粒子を含む被膜を加熱して、イミド化を進行させ、さらに加熱して、ポリイミドフィルムが形成される。なお、イミド化が進行し、イミド化率が高くなるにしたがい、有機溶剤に溶解し難くなる。 In the second step, in the step of forming the polyimide film, specifically, the film containing the polyimide precursor and the particles obtained in the first step is heated to promote imidization, and further heated. A polyimide film is formed. As the imidization progresses and the imidization rate increases, it becomes difficult to dissolve in an organic solvent.

そして、第2の工程において、粒子を除去する処理を行う。粒子の除去は、被膜を加熱して、ポリイミド前駆体をイミド化する過程において除去してもよく、イミド化が完了した後(イミド化後)のポリイミドフィルムから除去してもよい。
なお、本実施形態において、ポリイミド前駆体をイミド化する過程とは、第1の工程で得られたポリイミド前駆体及び粒子を含む被膜を加熱して、イミド化を進行させ、イミド化が完了した後のポリイミドフィルムとなるよりも前の状態となる過程を示す。
Then, in the second step, a process for removing particles is performed. The particles may be removed in the process of heating the coating film to imidize the polyimide precursor, or may be removed from the polyimide film after the imidization is completed (after imidization).
In the present embodiment, the step of imidizing the polyimide precursor is to heat the film containing the polyimide precursor and the particles obtained in the first step to proceed with the imidization, and the imidization is completed. The process of becoming the state before becoming the later polyimide film is shown.

粒子を除去する処理は、粒子の除去性等の点で、ポリイミド前駆体をイミド化する過程において、ポリイミド膜中のポリイミド前駆体のイミド化率が10%以上であるときに行うことが好ましい。イミド化率が10%以上になると、形態を維持しやすい。 The treatment for removing the particles is preferably performed when the imidization rate of the polyimide precursor in the polyimide film is 10% or more in the process of imidizing the polyimide precursor in terms of particle removability and the like. When the imidization rate is 10% or more, it is easy to maintain the morphology.

次に、粒子を除去する処理について説明する。
まず、樹脂粒子を除去する処理について説明する。
樹脂粒子を除去する処理としては、例えば、樹脂粒子を加熱により除去する方法、樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する方法、樹脂粒子をレーザ等による分解により除去する方法等が挙げられる。これらのうち、樹脂粒子を加熱により除去する方法、樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する方法が好ましい。
Next, the process of removing the particles will be described.
First, a process for removing resin particles will be described.
Examples of the treatment for removing the resin particles include a method of removing the resin particles by heating, a method of removing the resin particles with an organic solvent that dissolves the resin particles, a method of removing the resin particles by decomposition with a laser or the like, and the like. Of these, a method of removing the resin particles by heating and a method of removing the resin particles with an organic solvent that dissolves the resin particles are preferable.

加熱により除去する方法としては、例えば、ポリイミド前駆体をイミド化する過程において、イミド化を進行させるための加熱によって、樹脂粒子を分解させることで除去してもよい。この場合には、溶剤により樹脂粒子を除去する操作がない点で、工程の削減に対して有利である。一方で、樹脂粒子の種類によっては、加熱による分解ガスが発生する場合がある。そして、この分解ガスに起因して、多孔質ポリイミドフィルムには、破断や亀裂等が発生する場合があり得る。そのため、この場合には、樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する方法を採用するほうが望ましい。 As a method of removing by heating, for example, in the process of imidizing the polyimide precursor, the resin particles may be removed by decomposing the resin particles by heating for advancing the imidization. In this case, there is no operation of removing the resin particles with a solvent, which is advantageous for reducing the number of steps. On the other hand, depending on the type of resin particles, decomposition gas may be generated by heating. Then, due to this decomposition gas, the porous polyimide film may be broken or cracked. Therefore, in this case, it is desirable to adopt a method of removing the resin particles with an organic solvent that dissolves them.

樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する方法としては、例えば、樹脂粒子が溶解する有機溶剤と接触(例えば、溶剤中に浸漬)させ、樹脂粒子を溶解して除去する方法が挙げられる。この状態のときに、溶剤中に浸漬すると、樹脂粒子の溶解効率が高くなる点で好ましい。 Examples of the method of removing the resin particles with an organic solvent that dissolves the resin particles include a method of contacting (for example, immersing in a solvent) the organic solvent in which the resin particles are dissolved to dissolve and remove the resin particles. Immersion in a solvent in this state is preferable in that the dissolution efficiency of the resin particles is increased.

樹脂粒子を除去するための樹脂粒子を溶解する有機溶剤としては、ポリイミド膜、及びイミド化が完了したポリイミドフィルムを溶解せず、樹脂粒子が可溶な有機溶剤であれば、特に限定されるものではない。例えば、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル類;トルエン等の芳香族類;アセトンなどのケトン類;酢酸エチルなどのエステル類;が挙げられる。 The organic solvent that dissolves the resin particles for removing the resin particles is particularly limited as long as it does not dissolve the polyimide film and the polyimide film that has been imidized and the resin particles are soluble. is not it. For example, ethers such as tetrahydrofuran (THF); aromatics such as toluene; ketones such as acetone; esters such as ethyl acetate;

溶解除去により樹脂粒子を除去して多孔質化する場合は、テトラヒドロフラン、アセトン、トルエン、酢酸エチルなどの汎用溶媒に溶解するものが好ましい。なお、使用する樹脂粒子とポリイミド前駆体によっては、水も使用可能である。
また、加熱により樹脂粒子を除去して多孔質化する場合は、塗布後の乾燥温度では分解せず、ポリイミド前駆体の皮膜をイミド化させる温度により熱分解させる。この観点から、樹脂粒子の熱分解開始温度は、150℃以上320℃以下であることがよく、180℃以上300℃以下であることが好ましく、200℃以上280℃以下であることがより好ましい。
When the resin particles are removed by dissolution and removal to make them porous, those dissolved in a general-purpose solvent such as tetrahydrofuran, acetone, toluene, and ethyl acetate are preferable. Water can also be used depending on the resin particles and the polyimide precursor used.
When the resin particles are removed by heating to make them porous, they are not decomposed at the drying temperature after coating, but are thermally decomposed at the temperature at which the film of the polyimide precursor is imidized. From this viewpoint, the thermal decomposition start temperature of the resin particles is preferably 150 ° C. or higher and 320 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and more preferably 200 ° C. or higher and 280 ° C. or lower.

次に、無機粒子を除去する処理について説明する。
無機粒子を除去する処理としては、無機粒子は溶解するがポリイミド前駆体またはポリイミドは溶解しない液体(以下、「粒子除去液」と称することがある)を用いて除去する方法が挙げられる。粒子除去液は、使用する無機粒子により選択される。例えば、フッ化水素酸、塩酸、臭化水素酸、ホウ酸、過塩素酸、リン酸、硫酸、硝酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、クエン酸などの酸の水溶液;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、アンモニア、上述の有機アミンなどの塩基の水溶液;が挙げられる。また、使用する無機粒子とポリイミド前駆体によっては、水単独でも使用可能である。
Next, the process of removing the inorganic particles will be described.
Examples of the treatment for removing the inorganic particles include a method of removing the inorganic particles using a liquid that dissolves the inorganic particles but does not dissolve the polyimide precursor or the polyimide (hereinafter, may be referred to as “particle removing liquid”). The particle removing liquid is selected depending on the inorganic particles used. For example, aqueous solutions of acids such as hydrofluoric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, boric acid, perchloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, nitrate, acetic acid, trifluoroacetic acid, citric acid; sodium hydroxide, potassium hydroxide, Examples thereof include aqueous solutions of bases such as tetramethylammonium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonia, and the above-mentioned organic amines. Further, depending on the inorganic particles and the polyimide precursor used, water alone can be used.

第2の工程において、第1の工程で得た被膜を加熱して、イミド化を進行させてポリイミドフィルムを得るための加熱方法としては、特に限定されない。例えば、2段階で加熱する方法が挙げられる。2段階で加熱する場合、具体的には、以下のような加熱条件が挙げられる。 In the second step, the heating method for heating the film obtained in the first step to promote imidization to obtain a polyimide film is not particularly limited. For example, a method of heating in two steps can be mentioned. When heating in two stages, specific heating conditions include the following.

第1段階の加熱条件としては、粒子の形状が保持される温度であることが望ましい。具体的には、例えば、50℃以上150℃以下の範囲がよく、60℃以上140℃以下の範囲が好ましい。また、加熱時間としては、10分間以上60分間以下の範囲がよい。加熱温度が高いほど加熱時間は短くてよい。 The heating condition of the first stage is preferably a temperature at which the shape of the particles is maintained. Specifically, for example, the range of 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower is preferable, and the range of 60 ° C. or higher and 140 ° C. or lower is preferable. The heating time is preferably in the range of 10 minutes or more and 60 minutes or less. The higher the heating temperature, the shorter the heating time may be.

第2段階の加熱条件としては、例えば、150℃以上450℃以下(好ましくは200℃以上430℃以下)で、20分間以上120分間以下の条件で加熱することが挙げられる。この範囲の加熱条件とすることで、イミド化反応がさらに進行し、ポリイミドフィルムが形成され得る。加熱反応の際、加熱の最終温度に達する前に、温度を段階的、又は一定速度で徐々に上昇させて加熱することがよい。 Examples of the heating conditions in the second stage include heating at 150 ° C. or higher and 450 ° C. or lower (preferably 200 ° C. or higher and 430 ° C. or lower) for 20 minutes or longer and 120 minutes or lower. By setting the heating conditions in this range, the imidization reaction can proceed further and a polyimide film can be formed. During the heating reaction, the temperature may be gradually increased gradually or at a constant rate before the final temperature of heating is reached.

なお、加熱条件は上記の2段階の加熱方法に限らず、例えば、1段階で加熱する方法を採用してもよい。1段階で加熱する方法の場合、例えば、上記の第2段階で示した加熱条件のみによってイミド化を完了させてもよい。 The heating conditions are not limited to the above two-step heating method, and for example, a one-step heating method may be adopted. In the case of the one-step heating method, for example, the imidization may be completed only by the heating conditions shown in the second step above.

第2の工程において、開孔率を高める点で、粒子を露出させる処理を行って粒子を露出させた状態とすることが好ましい。第2の工程において、粒子を露出させる処理は、ポリイミド前駆体のイミド化を行う過程、又はイミド化後、且つ、粒子を除去する処理よりも前で行うことが好ましい。 In the second step, from the viewpoint of increasing the pore size, it is preferable to perform a treatment for exposing the particles so that the particles are exposed. In the second step, the treatment for exposing the particles is preferably performed in the process of imidizing the polyimide precursor, or after the imidization and before the treatment of removing the particles.

この場合、例えば、粒子分散ポリイミド前駆体溶液を用いて基板上に被膜を形成する場合、粒子分散ポリイミド前駆体溶液を基板上に塗布し、粒子が埋没した塗膜を形成する。次に、塗膜を乾燥してポリイミド前駆体及び粒子を含む被膜を形成する。この方法によって形成された被膜は、粒子が埋没された状態となる。この被膜に対して、加熱を行い、粒子の除去処理を行う前に、ポリイミド前駆体をイミド化する過程、又はイミド化が完了した後(イミド化後)のポリイミドフィルムから粒子を露出させる処理を施してもよい。 In this case, for example, when a film is formed on a substrate using a particle-dispersed polyimide precursor solution, the particle-dispersed polyimide precursor solution is applied onto the substrate to form a coating film in which particles are embedded. Next, the coating film is dried to form a film containing a polyimide precursor and particles. The film formed by this method is in a state in which particles are buried. The film is heated to expose the particles from the polyimide film in the process of imidizing the polyimide precursor or after the imidization is completed (after imidization) before the particle removal treatment. May be given.

第2の工程において、粒子を露出させる処理は、例えば、ポリイミド膜が次のような状態であるときに施すことが挙げられる。
ポリイミド膜中のポリイミド前駆体のイミド化率が10%未満であるとき(すなわち、ポリイミド膜が溶媒に溶解できる状態)に粒子を露出させる処理を行う場合、上記のポリイミド膜中に埋没している粒子を露出させる処理としては、拭き取る処理、溶媒に浸漬する処理等が挙げられる。その際に使用する溶媒としては、本実施形態の粒子分散ポリイミド前駆体溶液に用いた溶媒と同じものでも、異なるものでもよい。
In the second step, the treatment for exposing the particles may be performed, for example, when the polyimide film is in the following state.
When the treatment for exposing the particles is performed when the imidization rate of the polyimide precursor in the polyimide film is less than 10% (that is, the polyimide film can be dissolved in a solvent), it is buried in the above-mentioned polyimide film. Examples of the treatment for exposing the particles include a treatment for wiping and a treatment for immersing the particles in a solvent. The solvent used at that time may be the same as or different from the solvent used for the particle-dispersed polyimide precursor solution of the present embodiment.

また、ポリイミド膜中のポリイミド前駆体のイミド化率が10%以上であるとき(すなわち、水、有機溶剤に溶解し難い状態)、及びイミド化が完了したポリイミドフィルムとなった状態であるときに粒子を露出させる処理を行う場合には、紙やすり等の工具類で機械的に切削して粒子を露出させる方法や、粒子が樹脂粒子の場合は、レーザ等で分解して樹脂粒子を露出させる方法も挙げられる。
例えば、機械的に切削する場合には、ポリイミド膜に埋没している粒子の上部の領域(つまり、粒子の基板から離れた側の領域)に存在する粒子の一部分が、粒子の上部に存在しているポリイミド膜とともに切削され、切削された粒子がポリイミド膜の表面から露出される。
Further, when the imidization rate of the polyimide precursor in the polyimide film is 10% or more (that is, it is difficult to dissolve in water or an organic solvent), or when the polyimide film is in a state where imidization is completed. When performing the process of exposing the particles, a method of mechanically cutting with tools such as paper sand to expose the particles, or when the particles are resin particles, they are decomposed with a laser or the like to expose the resin particles. There is also a method.
For example, in the case of mechanical cutting, a part of the particles existing in the upper region of the particles buried in the polyimide film (that is, the region on the side away from the substrate of the particles) is present on the upper part of the particles. It is cut together with the polyimide film, and the cut particles are exposed from the surface of the polyimide film.

その後、粒子が露出されたポリイミド膜から、既述の粒子の除去処理により粒子を除去する。そして、粒子が除去された多孔質ポリイミドフィルムが得られる。 Then, the particles are removed from the exposed polyimide film by the above-mentioned particle removing treatment. Then, a porous polyimide film from which the particles have been removed can be obtained.

なお、上記では、第2の工程において、粒子を露出させる処理を施した多孔質ポリイミドフィルムの製造工程について示したが、開孔率を高める点で、第1の工程で粒子を露出させる処理を施してもよい。この場合には、第1の工程において、塗膜を得た後、乾燥して被膜を形成する過程で、粒子を露出させる処理を行って、粒子を露出させた状態にしてもよい。この粒子を露出させる処理を行うことによって、多孔質ポリイミドフィルムの開孔率が高められる。 In the above, the manufacturing process of the porous polyimide film subjected to the treatment for exposing the particles in the second step has been described, but in terms of increasing the pore size, the treatment for exposing the particles in the first step is performed. May be given. In this case, in the first step, after obtaining the coating film, the particles may be exposed in the process of drying to form the film to expose the particles. By performing the treatment of exposing the particles, the pore size of the porous polyimide film is increased.

例えば、ポリイミド前駆体溶液及び粒子を含む塗膜を得た後、塗膜を乾燥して、ポリイミド前駆体及び粒子を含む被膜を形成する過程では、前述のように、被膜は、ポリイミド前駆体が、溶媒に溶解できる状態である。被膜がこの状態のときに、例えば、拭き取る処理、又は溶媒に浸漬する処理等により、粒子を露出させることができる。具体的には、粒子層の厚み以上の領域に存在するポリイミド前駆体溶液を、例えば、溶媒で拭くことにより粒子層を露出させる処理を行うことで、粒子層の厚み以上の領域に存在していたポリイミド前駆体溶液が除去される。そして、粒子層の上部の領域(つまり、粒子層の基板から離れた側の領域)に存在する粒子が、被膜の表面から露出される。
なお、ガス分離膜のように表面に開孔していないスキン層を持つことが好ましく、この場合には粒子を露出させる処理は行わないことがよい。
For example, in the process of obtaining a coating film containing a polyimide precursor solution and particles and then drying the coating film to form a film containing the polyimide precursor and particles, as described above, the film film is formed by the polyimide precursor. , It is in a state where it can be dissolved in a solvent. When the coating film is in this state, the particles can be exposed by, for example, a wiping treatment or a treatment of immersing in a solvent. Specifically, the polyimide precursor solution existing in the region equal to or larger than the thickness of the particle layer is present in the region equal to or larger than the thickness of the particle layer by performing a treatment for exposing the particle layer by, for example, wiping with a solvent. The polyimide precursor solution is removed. Then, the particles existing in the upper region of the particle layer (that is, the region on the side of the particle layer away from the substrate) are exposed from the surface of the coating film.
It is preferable to have a skin layer having no pores on the surface such as a gas separation membrane, and in this case, it is preferable not to perform a treatment for exposing the particles.

なお、第2の工程において、第1の工程で使用した上記の被膜を形成するための基板は、乾燥した被膜となったときに剥離してもよく、ポリイミド膜中のポリイミド前駆体が、有機溶剤に溶解し難い状態となったときに剥離してもよく、イミド化が完了したフィルムになった状態のときに剥離してもよい。 In the second step, the substrate for forming the above-mentioned film used in the first step may be peeled off when it becomes a dry film, and the polyimide precursor in the polyimide film is organic. It may be peeled off when it becomes difficult to dissolve in a solvent, or it may be peeled off when it becomes a film in which imidization is completed.

以上の工程を経て、多孔質ポリイミドフィルムが得られる。そして、多孔質ポリイミドフィルムは、使用目的によって後加工してもよい。 Through the above steps, a porous polyimide film can be obtained. Then, the porous polyimide film may be post-processed depending on the purpose of use.

ここで、ポリイミド前駆体のイミド化率について説明する。
一部がイミド化したポリイミド前駆体は、例えば、下記一般式(V−1)、下記一般式(V−2)、及び下記一般式(V−3)で表される繰り返し単位を有する構造の前駆体が挙げられる。
Here, the imidization rate of the polyimide precursor will be described.
The partially imidized polyimide precursor has, for example, a structure having a repeating unit represented by the following general formula (V-1), the following general formula (V-2), and the following general formula (V-3). Precursors can be mentioned.

Figure 0006950307
Figure 0006950307

一般式(V−1)、一般式(V−2)、及び一般式(V−3)中、A、Bは式(I)中のA、Bと同義である。lは1以上の整数を示し、m及びnは、各々独立に0又は1以上の整数を示す。 In the general formula (V-1), the general formula (V-2), and the general formula (V-3), A and B are synonymous with A and B in the formula (I). l represents an integer of 1 or more, and m and n independently represent an integer of 0 or 1 or more, respectively.

ポリイミド前駆体のイミド化率は、ポリイミド前駆体の結合部(テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との反応部)において、イミド閉環している結合部数(2n+m)の全結合部数(2l+2m+2n)に対する割合を表す。つまり、ポリイミド前駆体のイミド化率は、「(2n+m)/(2l+2m+2n)」で示される。 The imidization ratio of the polyimide precursor is based on the total number of bonded portions (2l + 2m + 2n) of the number of imide-closed bonding portions (2n + m) at the bonding portion of the polyimide precursor (reaction portion between the tetracarboxylic acid dianhydride and the diamine compound). Represents a ratio. That is, the imidization rate of the polyimide precursor is indicated by "(2n + m) / (2l + 2m + 2n)".

なお、ポリイミド前駆体のイミド化率(「(2n+m)/(2l+2m+2n)」の値)は、次の方法により測定される。 The imidization rate of the polyimide precursor (value of "(2n + m) / (2l + 2m + 2n)") is measured by the following method.

−ポリイミド前駆体のイミド化率の測定−
・ポリイミド前駆体試料の作製
(i)測定対象となるポリイミド前駆体組成物を、シリコーンウェハー上に、膜厚1μm以上10μm以下の範囲で塗布して、塗膜試料を作製する。
(ii)塗膜試料をテトラヒドロフラン(THF)中に20分間浸漬させて、塗膜試料中の溶媒をテトラヒドロフラン(THF)に置換する。浸漬させる溶媒は、THFに限定されることなく、ポリイミド前駆体を溶解せず、ポリイミド前駆体組成物に含まれている溶媒成分と混和し得る溶媒より選択できる。具体的には、メタノール、エタノールなどのアルコール溶媒、ジオキサンなどのエーテル化合物が使用できる。
(iii)塗膜試料を、THF中より取り出し、塗膜試料表面に付着しているTHFにN2ガスを吹き付け、取り除く。10mmHg以下の減圧下、5℃以上25℃以下の範囲にて12時間以上処理して塗膜試料を乾燥させ、ポリイミド前駆体試料を作製する。
-Measurement of imidization rate of polyimide precursor-
-Preparation of polyimide precursor sample (i) The polyimide precursor composition to be measured is applied onto a silicone wafer in a film thickness range of 1 μm or more and 10 μm or less to prepare a coating film sample.
(Ii) The coating film sample is immersed in tetrahydrofuran (THF) for 20 minutes to replace the solvent in the coating film sample with tetrahydrofuran (THF). The solvent to be immersed is not limited to THF, and can be selected from a solvent that does not dissolve the polyimide precursor and can be miscible with the solvent component contained in the polyimide precursor composition. Specifically, alcohol solvents such as methanol and ethanol, and ether compounds such as dioxane can be used.
(Iii) The coating film sample is taken out from the THF, and N2 gas is sprayed onto the THF adhering to the surface of the coating film sample to remove it. A polyimide precursor sample is prepared by treating the coating film sample for 12 hours or more in a range of 5 ° C. or higher and 25 ° C. or lower under a reduced pressure of 10 mmHg or less to dry the coating film sample.

・100%イミド化標準試料の作製
(iv)上記(i)と同様に、測定対象となるポリイミド前駆体組成物をシリコーンウェハー上に塗布して、塗膜試料を作製する。
(v)塗膜試料を380℃にて60分間加熱してイミド化反応を行い、100%イミド化標準試料を作製する。
-Preparation of 100% imidized standard sample (iv) In the same manner as in (i) above, the polyimide precursor composition to be measured is applied onto a silicon wafer to prepare a coating film sample.
(V) The coating film sample is heated at 380 ° C. for 60 minutes to carry out an imidization reaction to prepare a 100% imidized standard sample.

・測定と解析
(vi)フーリエ変換赤外分光光度計(堀場製作所製FT−730)を用いて、100%イミド化標準試料、ポリイミド前駆体試料の赤外吸光スペクトルを測定する。100%イミド化標準試料の1500cm−1付近の芳香環由来吸光ピーク(Ab’(1500cm−1))に対する、1780cm−1付近のイミド結合由来の吸光ピーク(Ab’(1780cm−1))の比I’(100)を求める。
(vii)同様にして、ポリイミド前駆体試料について測定を行い、1500cm−1付近の芳香環由来吸光ピーク(Ab(1500cm−1))に対する、1780cm−1付近のイミド結合由来の吸光ピーク(Ab(1780cm−1))の比I(x)を求める。
-Measurement and analysis (vi) Infrared absorption spectra of 100% imidized standard sample and polyimide precursor sample are measured using a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-730 manufactured by Horiba Seisakusho). Ratio of absorption peaks (Ab'(1780 cm -1 )) derived from imide bonds near 1780 cm -1 to aromatic ring-derived absorption peaks (Ab'(1500 cm -1 )) near 1500 cm -1 of the 100% imidized standard sample. Find I'(100).
(Vii) In the same manner, was measured on the polyimide precursor sample, relative to the aromatic ring derived absorption peak near 1500cm -1 (Ab (1500cm -1) ), absorption peaks derived from imide bond near 1780 cm -1 (Ab ( The ratio I (x) of 1780 cm -1)) is obtained.

そして、測定した各吸光ピークI’(100)、I(x)を使用し、下記式に基づき、ポリイミド前駆体のイミド化率を算出する。
・式: ポリイミド前駆体のイミド化率=I(x)/I’(100)
・式: I’(100)=(Ab’(1780cm−1))/(Ab’(1500cm−1))
・式: I(x)=(Ab(1780cm−1))/(Ab(1500cm−1))
Then, using the measured absorption peaks I'(100) and I (x), the imidization rate of the polyimide precursor is calculated based on the following formula.
Formula: Imidization rate of polyimide precursor = I (x) / I'(100)
-Formula: I'(100) = (Ab'(1780 cm -1 )) / (Ab'(1500 cm -1 ))
-Formula: I (x) = (Ab (1780 cm -1 )) / (Ab (1500 cm -1 ))

なお、このポリイミド前駆体のイミド化率の測定は、芳香族系ポリイミド前駆体のイミド化率の測定に適用される。脂肪族ポリイミド前駆体のイミド化率を測定する場合、芳香環の吸収ピークに代えて、イミド化反応前後で変化のない構造由来のピークを内部標準ピークとして使用する。 The measurement of the imidization rate of the polyimide precursor is applied to the measurement of the imidization rate of the aromatic polyimide precursor. When measuring the imidization rate of the aliphatic polyimide precursor, a peak derived from a structure that does not change before and after the imidization reaction is used as an internal standard peak instead of the absorption peak of the aromatic ring.

<多孔質ポリイミドフィルム>
以下、本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムについて説明する。
<Porous polyimide film>
Hereinafter, the porous polyimide film of the present embodiment will be described.

本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムは、下記式(III)で示される繰り返し単位を有するポリイミドを含有する。そして、本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムは球状の空孔を備えている。 The porous polyimide film according to this embodiment contains a polyimide having a repeating unit represented by the following formula (III). The porous polyimide film according to this embodiment has spherical pores.

Figure 0006950307
Figure 0006950307

式(III)中、Aは4価の有機基、Bは2価の有機基であり、かつ、下記条件(1)および(2)の少なくとも一方を満たす。
(1):Aは、芳香環を1つ有する4価の有機基A1と芳香環を2つ以上有する4価の有機基A2とのモル比(A1/A2)が5/95以上95/5以下である。
(2):Bは、芳香環を1つ有する2価の有機基B1と芳香環を2つ以上有する2価の有機基B2とのモル比(B1/B2)が5/95以上95/5以下である。
In formula (III), A is a tetravalent organic group, B is a divalent organic group, and at least one of the following conditions (1) and (2) is satisfied.
(1): A has a molar ratio (A1 / A2) of a tetravalent organic group A1 having one aromatic ring and a tetravalent organic group A2 having two or more aromatic rings of 5/95 or more and 95/5. It is as follows.
(2): B has a molar ratio (B1 / B2) of a divalent organic group B1 having one aromatic ring and a divalent organic group B2 having two or more aromatic rings of 5/95 or more and 95/5. It is as follows.

A1は、下記A1−1で示される基であり、前記A2が下記A2−1から下記A2−5までに示される群から選択されるいずれか1つの基であることが好ましい。 A1 is a group represented by A1-1 below, and it is preferable that A2 is any one group selected from the group shown by A2-1 below to A2-5 below.

Figure 0006950307
Figure 0006950307

Figure 0006950307
Figure 0006950307

また、B1は、下記B1−1または下記B1−2で示される基あり、B2が下記B2−1から下記B2−7までに示される群から選択されるいずれか1つの基であることが好ましい。 Further, B1 has a group represented by B1-1 below or B1-2 below, and B2 is preferably any one group selected from the group shown by B2-1 below to B2-7 below. ..

Figure 0006950307
Figure 0006950307

Figure 0006950307
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本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムは、前記条件(1)を満たすとき、下記(III−3)および下記(III−4)で示されるいずれかの条件を満たし、前記条件(2)を満たすとき、下記(III−1)および下記(III−2)で示されるいずれかの条件を満たすことがよい。 When the porous polyimide film according to the present embodiment satisfies the above condition (1), it satisfies any of the following conditions (III-3) and the following (III-4), and satisfies the above condition (2). When, it is preferable to satisfy any of the conditions shown in the following (III-1) and the following (III-2).

(III−1):A1/A2が60/40以上100/0以下、かつ、B1/B2が5/95以上40/60以下
(III−2):A1/A2が0/100以上40/60以下、かつ、B1/B2が60/40以上95/5以下
(III−3):前記A1/A2が5/95以上40/60以下、かつ、前記B1/B2が60/40以上100/0以下
(III−4):前記A1/A2が60/40以上95/5以下、かつ、前記B1/B2が0/100以上40/60以下
(III-1): A1 / A2 is 60/40 or more and 100/0 or less, and B1 / B2 is 5/95 or more and 40/60 or less (III-2): A1 / A2 is 0/100 or more and 40/60. Below, B1 / B2 is 60/40 or more and 95/5 or less (III-3): The A1 / A2 is 5/95 or more and 40/60 or less, and the B1 / B2 is 60/40 or more and 100/0. The following (III-4): The A1 / A2 is 60/40 or more and 95/5 or less, and the B1 / B2 is 0/100 or more and 40/60 or less.

本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムは、上記の(III−1)から(III−4)までで示される条件が、それぞれ下記(IV−1)から下記(IV−4)までで示される条件であることがより好ましい。
(IV−1):A1/A2が100/0、かつ、B1/B2が5/95以上30/70以下
(IV−2):A1/A2が0/100、かつ、B1/B2が70/30以上95/5以下
(IV−3):A1/A2が5/95以上30/70以下、かつ、B1/B2が100/0
(IV−4):A1/A2が70/30以上95/5以下、かつ、B1/B2が0/100
In the porous polyimide film according to the present embodiment, the conditions shown in (III-1) to (III-4) above are the conditions shown in the following (IV-1) to (IV-4), respectively. Is more preferable.
(IV-1): A1 / A2 is 100/0 and B1 / B2 is 5/95 or more and 30/70 or less (IV-2): A1 / A2 is 0/100 and B1 / B2 is 70 / 30 or more and 95/5 or less (IV-3): A1 / A2 is 5/95 or more and 30/70 or less, and B1 / B2 is 100/0.
(IV-4): A1 / A2 is 70/30 or more and 95/5 or less, and B1 / B2 is 0/100.

本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムは、さらに、A1が上記A1−1で示される基であり、A2が上記A2−1で示される基であり、B1が上記B1−1で示される基であり、前記B2が上記B2−1で示される基であることが好ましい。 In the porous polyimide film according to the present embodiment, A1 is a group represented by A1-1, A2 is a group represented by A2-1, and B1 is a group represented by B1-1. It is preferable that B2 is the group represented by B2-1.

(多孔質ポリイミドフィルムの特性)
本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムは、特に限定されないが、空孔率が30%以上であることがよい。また、空孔率が40%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましい。空孔率の上限は、特に限定されないが、90%以下の範囲であることがよい。
(Characteristics of porous polyimide film)
The porous polyimide film of the present embodiment is not particularly limited, but has a porosity of 30% or more. Further, the porosity is preferably 40% or more, and more preferably 50% or more. The upper limit of the porosity is not particularly limited, but is preferably in the range of 90% or less.

空孔の形状は、球状である。本明細書中において、空孔における「球状」とは、球状、及びほぼ球状(球状に近い形状)の両者の形状を包含するものである。球状は、具体的には、長径と短径の比(長径/短径)が1以上1.5以下である粒子の割合が90%以上存在することを意味する。長径と短径の比が1に近づくほど真球状に近くなる。
また、空孔は、空孔どうしが互いに連結されて連なった形状であることが好ましい。空孔どうしが互いに連結されている部分の空孔径は、例えば、空孔の最大径の1/100以上1/2以下であることがよく、1/50以上1/3以下であることが好ましく、1/20以上1/4以下であることがより好ましい。具体的には、空孔どうしが互いに連結されて連なっている部分の空孔径の平均値は、5nm以上1500nm以下であることがよい。
The shape of the holes is spherical. In the present specification, the "spherical shape" in the pores includes both a spherical shape and a substantially spherical shape (a shape close to a spherical shape). Specifically, the spherical shape means that the ratio of particles having a major axis to minor axis ratio (major axis / minor axis) of 1 or more and 1.5 or less is present at 90% or more. The closer the ratio of the major axis to the minor axis is, the closer it becomes to a spherical shape.
Further, it is preferable that the vacancies have a shape in which the vacancies are connected to each other and connected to each other. The pore diameter of the portion where the pores are connected to each other is often, for example, 1/100 or more and 1/2 or less of the maximum diameter of the pores, and preferably 1/50 or more and 1/3 or less. , 1/20 or more and 1/4 or less is more preferable. Specifically, the average value of the pore diameters of the portions where the pores are connected to each other and connected to each other is preferably 5 nm or more and 1500 nm or less.

空孔径の平均値としては、特に限定されないが、0.1μm以上0.5μm以下の範囲であることがよく、0.25μm以上0.48μm以下の範囲が好ましく、0.25μm以上0.45μm以下の範囲であることがより好ましい。 The average value of the pore diameter is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 μm or more and 0.5 μm or less, preferably in the range of 0.25 μm or more and 0.48 μm or less, and 0.25 μm or more and 0.45 μm or less. It is more preferable that the range is.

なお、本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムは、空孔の最大径と最小径の比率(空孔径の最大値と最小値の比率)が1以上2以下である。好ましくは1以上1.9以下、より好ましくは1以上1.8以下である。この範囲の中でも、1に近いほうがさらに好ましい。この範囲にあることで、空孔径のバラつきが抑制される。また、本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムを、例えば、リチウムイオン電池の電池セパレータに適用した場合に、充放電中のイオンの移動が均一に近くなり、リチウムの結晶(デンドライト)の形成抑制や、局所的な疲労が抑えられることで、電池の安定性向上や寿命向上に大きな効果を有する。また、別の例として、フィルターに適用した場合には、ろ過速度を低下させずにろ過効率を向上させることが可能となる。
「空孔の最大径と最小径の比率」とは、空孔の最大径を最小径で除した値(つまり、空孔径の最大値/最小値)で表される比率である。
In the porous polyimide film according to the present embodiment, the ratio of the maximum diameter to the minimum diameter of the pores (the ratio of the maximum value to the minimum value of the pore diameter) is 1 or more and 2 or less. It is preferably 1 or more and 1.9 or less, and more preferably 1 or more and 1.8 or less. Within this range, it is more preferable that it is close to 1. Within this range, variation in pore diameter is suppressed. Further, when the porous polyimide film of the present embodiment is applied to, for example, a battery separator of a lithium ion battery, the movement of ions during charging and discharging becomes close to uniform, suppressing the formation of lithium crystals (dendrites) and suppressing the formation of lithium crystals (dendrites). By suppressing local fatigue, it has a great effect on improving battery stability and life. Further, as another example, when applied to a filter, it is possible to improve the filtration efficiency without reducing the filtration rate.
The "ratio of the maximum diameter of the pores to the minimum diameter" is a ratio represented by a value obtained by dividing the maximum diameter of the holes by the minimum diameter (that is, the maximum value / the minimum value of the pore diameter).

空孔径の最大値、最小値、平均値、及び空孔どうしが互いに連結されている部分の空孔径の平均値、および空孔の長径と短径は、走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察及び計測される値である。具体的には、まず、多孔質ポリイミドフィルムを切り出し、測定用試料を準備する。そして、この測定用試料をキーエンス(KEYENCE)社製のVE SEMにより、標準装備されている画像処理ソフトにて観察及び計測を実施する。観察及び計測は、測定用試料断面のうち、空孔部分のそれぞれについて100個行い、それぞれの平均値と最小径、最大径、算術平均径を求める。空孔の形状が円形でない場合には、最も長い部分を径とする。また、上記の空孔部分のそれぞれについて、長径及び短径をキーエンス(KEYENCE)社製のVE SEMにより、標準装備されている画像処理ソフトにて観察及び計測を行い、長径/短径の比を算出する。 The maximum, minimum, and average values of the pore diameters, the average value of the pore diameters where the pores are connected to each other, and the major and minor diameters of the pores are observed with a scanning electron microscope (SEM). And the value to be measured. Specifically, first, a porous polyimide film is cut out and a sample for measurement is prepared. Then, this measurement sample is observed and measured by the VE SEM manufactured by KEYENCE Co., Ltd. with the image processing software provided as standard equipment. Observation and measurement are performed on 100 pieces of each of the pores in the cross section of the sample for measurement, and the average value, the minimum diameter, the maximum diameter, and the arithmetic mean diameter of each are obtained. If the shape of the hole is not circular, the longest part is the diameter. In addition, for each of the above-mentioned pores, the major axis and minor axis are observed and measured with the standard image processing software using VE SEM manufactured by KEYENCE, and the major axis / minor axis ratio is determined. calculate.

多孔質ポリイミドフィルムの膜厚は、特に限定されるものでないが、15μm以上500μm以下であることがよい。 The film thickness of the porous polyimide film is not particularly limited, but is preferably 15 μm or more and 500 μm or less.

本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムには、ポリイミド樹脂以外の樹脂を含有してもよい。ポリイミド樹脂以外の樹脂を少量含有することで、多孔質ポリイミドフィルムに可とう性が付与されやすくなり、折れ曲げなどの物理的負荷(ストレス)に対する膜の破損が抑制されやすくなる。 The porous polyimide film according to the present embodiment may contain a resin other than the polyimide resin. By containing a small amount of a resin other than the polyimide resin, flexibility is easily imparted to the porous polyimide film, and damage to the film due to a physical load (stress) such as bending is easily suppressed.

多孔質ポリイミドフィルムに含まれるポリイミド樹脂以外の樹脂の含有量としては、多孔質ポリイミドフィルムの全体に対し、0.005質量%以上1質量%以下であることが好ましく、0.008質量%以上1質量%以下がより好ましく、0.01質量%以上0.9質量%以下が最も好ましい。 The content of the resin other than the polyimide resin contained in the porous polyimide film is preferably 0.005% by mass or more and 1% by mass or less, and 0.008% by mass or more 1 with respect to the entire porous polyimide film. More preferably, it is 0.01% by mass or more, and most preferably 0.9% by mass or less.

用いる粒子が樹脂粒子であれば、ポリイミド樹脂以外の樹脂を特別に添加しなくても、樹脂粒子由来の残留成分として、多孔質ポリイミドフィルム中にポリイミド樹脂以外の樹脂を含有させることができる。この場合、多孔質ポリイミドフィルムに含有するポリイミド樹脂以外の樹脂の量は、例えば、前述の多孔質ポリイミドフィルムの製造工程の第1工程における樹脂粒子の使用量、第2工程における樹脂粒子の除去する処理の条件などによって制御し得る。
多孔質ポリイミドフィルムに含有するポリイミド樹脂以外の樹脂の存在状態は、特に限定されない。例えば、多孔質ポリイミドフィルムの内部、多孔質ポリイミドフィルムの表面(多孔質ポリイミドフィルムの空孔の表面を含む)の少なくとも一方に存在していればよい。
If the particles used are resin particles, a resin other than the polyimide resin can be contained in the porous polyimide film as a residual component derived from the resin particles without adding a resin other than the polyimide resin. In this case, the amount of the resin other than the polyimide resin contained in the porous polyimide film is, for example, the amount of the resin particles used in the first step of the above-mentioned manufacturing step of the porous polyimide film, and the removal of the resin particles in the second step. It can be controlled by processing conditions and the like.
The presence state of the resin other than the polyimide resin contained in the porous polyimide film is not particularly limited. For example, it may be present inside the porous polyimide film and at least one of the surfaces of the porous polyimide film (including the surface of the pores of the porous polyimide film).

−ポリイミド樹脂以外の樹脂の含有量確認法−
多孔質ポリイミドフィルム中のポリイミド以外の樹脂の存在およびその含有量は、例えば、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析(GC−MS)によって検出される成分を分析および定量することで測定することができる。具体的には、以下のように測定する。
多孔質ポリイミドフィルム中の含有成分を、落下型の熱分解装置(フロンティアラボ社製、PY−2020D)を設置したガスクロマトグラフ質量分析計(島津社製GCMS QP−2010)により分析する。
ポリイミド以外の樹脂の成分について、多孔質ポリイミドフィルム0.20mgを精確に秤量し、熱分解温度600℃で測定する。ポリイミド以外の樹脂については、熱分解温度400℃と熱分解温度600℃のクロマトグラムを比較し、例えば、ポリスチレンの解重合によるスチレンモノマーが熱分解温度400℃よりも熱分解温度600℃で多く検出されることでポリマー由来であることを確認できる。
熱分解装置:フロンティアラボ社製、PY−2020D
ガスクロマトグラフ質量分析計:島津社製、GCMS QP−2010
熱分解温度:400℃、600℃
ガスクロマト導入温度:280℃
Inject方法:スプリット比1:50
カラム:フロンティアラボ社製、Ultra ALLOY−5,0.25μm、0.25μm ID、30m
ガスクロマト温度プログラム:40℃→20℃/min→280℃・10min保持
マスレンジ:EI、m/z=29−600(ポリイミド樹脂以外の樹脂の含有量)
-Method for checking the content of resins other than polyimide resin-
The presence and content of a resin other than polyimide in the porous polyimide film can be measured, for example, by analyzing and quantifying the components detected by thermal decomposition gas chromatograph mass spectrometry (GC-MS). Specifically, the measurement is performed as follows.
The components contained in the porous polyimide film are analyzed by a gas chromatograph mass spectrometer (GCMS QP-2010 manufactured by Shimadzu Corporation) equipped with a drop-type thermal decomposition device (PY-2020D manufactured by Frontier Lab Co., Ltd.).
For the components of the resin other than polyimide, 0.20 mg of the porous polyimide film is accurately weighed and measured at a thermal decomposition temperature of 600 ° C. For resins other than polyimide, the chromatograms at a pyrolysis temperature of 400 ° C. and a pyrolysis temperature of 600 ° C. were compared. It can be confirmed that it is derived from the polymer.
Pyrolysis device: PY-2020D manufactured by Frontier Lab
Gas Chromatograph Mass Spectrometer: Shimadzu, GCMS QP-2010
Pyrolysis temperature: 400 ° C, 600 ° C
Gas chromatography introduction temperature: 280 ° C
Inject method: Split ratio 1:50
Column: Frontier Lab, Ultra ALLOY-5,0.25 μm, 0.25 μm ID, 30 m
Gas chromatograph temperature program: 40 ° C → 20 ° C / min → 280 ° C / 10 min retention Mass range: EI, m / z = 29-600 (content of resin other than polyimide resin)

多孔質ポリイミドフィルムに含有するポリイミド樹脂以外の樹脂の量を定量する他の方法としては、ポリイミド樹脂を加水分解した後に液体クロマトグラフ(HPLC)、核磁気共鳴(NMR)等によりポリイミド樹脂以外の樹脂成分を分析する方法も挙げられる。 As another method for quantifying the amount of the resin other than the polyimide resin contained in the porous polyimide film, a resin other than the polyimide resin is subjected to liquid chromatograph (HPLC), nuclear magnetic resonance (NMR), etc. after hydrolyzing the polyimide resin. There is also a method of analyzing the components.

(多孔質ポリイミドフィルムの用途)
本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムが適用される用途としては、例えば、リチウム電池等の電池セパレータ;電解コンデンサー用のセパレータ;燃料電池等の電解質膜;電池電極材;気体又は液体の分離膜;低誘電率材料;ろ過膜;等が挙げられる。
(Use of porous polyimide film)
Applications to which the porous polyimide film of the present embodiment is applied include, for example, a battery separator such as a lithium battery; a separator for an electrolytic condenser; an electrolyte membrane such as a fuel cell; a battery electrode material; a gas or liquid separation membrane; Dielectric constant materials; filter membranes; and the like.

本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムを、例えば、電池セパレータに適用した場合には、充放電中のイオンの移動が均一に近い状態となり、リチウムの結晶(デンドライト)の形成抑制や、局所的な疲労が抑えられることで、電池の安定性向上や寿命向上に寄与すると考えられる。
これは、本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムの空孔の形状、空孔径のバラつきが抑制されるためと推測される。
また、例えば、電池電極材に適用した場合には、電解液に接触する機会が増加するため、電池の容量が増えると考えられる。これは、多孔質ポリイミドフィルムに含有させた電極用のカーボンブラック等の材料が、多孔質ポリイミドフィルムの空孔径の表面や、フィルムの表面に露出する量が増加するためと推測される。
さらに、例えば、多孔質ポリイミドフィルムの空孔内に、例えば、いわゆるイオン性液体をゲル化したイオン性ゲル等を充填して電解質膜として適用することも可能である。本実施形態の製造方法により、工程が簡略化されるため、より低コストの電解質膜が得られると考えられる。
また、別の例として、フィルターに適用した場合には、ろ過速度を低下させずにろ過効率を向上させることが可能となると考えられる。
When the porous polyimide film according to the present embodiment is applied to, for example, a battery separator, the movement of ions during charging / discharging becomes nearly uniform, and the formation of lithium crystals (dendrites) is suppressed or locally. It is considered that the suppression of fatigue contributes to the improvement of battery stability and life.
It is presumed that this is because the shape of the pores and the variation in the pore diameter of the porous polyimide film of the present embodiment are suppressed.
Further, for example, when applied to a battery electrode material, it is considered that the capacity of the battery increases because the chance of contact with the electrolytic solution increases. It is presumed that this is because the amount of the material such as carbon black for the electrode contained in the porous polyimide film exposed on the surface of the pore size of the porous polyimide film and the surface of the film increases.
Further, for example, it is also possible to fill the pores of the porous polyimide film with, for example, an ionic gel obtained by gelling a so-called ionic liquid and apply it as an electrolyte membrane. Since the process is simplified by the manufacturing method of the present embodiment, it is considered that a lower cost electrolyte membrane can be obtained.
Further, as another example, when applied to a filter, it is considered possible to improve the filtration efficiency without lowering the filtration rate.

なお、本実施形態に係る粒子分散ポリイミド前駆体溶液では、粒子分散ポリイミド前駆体溶液を用いて、多孔質ポリイミドフィルムを作製するにあたり、前述の第1の工程の後に、粒子を含有した状態のポリイミド皮膜またはポリイミドフィルムを基材から剥離して取り扱う場合の破損が抑制されやすくなる。また、得られた多孔質ポリイミドフィルムは、空孔が球状であり、ガス透過性の均一性が高く、熱軟化耐性が高く、さらに折れ曲げによる破損が抑制されやすくなる。 In the particle-dispersed polyimide precursor solution according to the present embodiment, in producing a porous polyimide film using the particle-dispersed polyimide precursor solution, the polyimide in a state containing particles after the first step described above. Damage when the film or polyimide film is peeled off from the base material and handled is easily suppressed. Further, the obtained porous polyimide film has spherical pores, has high uniformity of gas permeability, has high heat softening resistance, and is easily suppressed from being damaged by bending.

本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムが、これらの利点が得られる理由は定かではないが、以下のように推定される。
テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とをそれぞれ1種ずつのみを用いて合成したポリイミド前駆体を用いた粒子分散ポリイミド前駆体溶液を使用した場合、膜中の粒子の凝集抑制、乾燥皮膜を剥離した場合の取り扱い性、多孔質ポリイミドフィルムの熱軟化耐性、折れ曲げ耐性など、目的とする特性を全て満たすことができないことが分かってきた。
The reason why the porous polyimide film according to the present embodiment can obtain these advantages is not clear, but it is presumed as follows.
When a particle-dispersed polyimide precursor solution using a polyimide precursor synthesized by using only one tetracarboxylic acid dianhydride and one diamine compound is used, aggregation of particles in the film is suppressed and the dry film is peeled off. It has been found that all of the desired properties such as handleability, heat softening resistance of the porous polyimide film, and bending resistance cannot be satisfied.

例えば、ピロメリット酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとを合成して得られたポリイミド前駆体、及びビフェニルテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレンジアミンとを合成して得られたポリイミド前駆体では、テトラカルボン酸二無水物またはジアミンに、芳香環を1つ有する単量体のみを使用している。そのため、得られたポリイミド前駆体は剛直すぎてしまうことにより、ポリイミド前駆体と粒子との界面密着性が低下しやすいと考えられる。その結果、上述の第1の工程の後に、粒子を含有している状態のポリイミド皮膜またはポリイミドフィルムを基材から剥離して取り扱う場合に、皮膜またはフィルムが破損しやすくなると考えられる。また、イミド化時の収縮に伴い、粒子(または空孔)との界面で発生する細かな亀裂が加熱によって修復され難く、多孔質ポリイミドフィルムを折れ曲げたときに破損してしまうと考えられる。一方で、熱軟化耐性は得られやすくなる。 For example, a polyimide precursor obtained by synthesizing pyromellitic acid dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether, and a polyimide obtained by synthesizing biphenyltetracarboxylic acid dianhydride and p-phenylenediamine. In the precursor, only a monomer having one aromatic ring is used for tetracarboxylic acid dianhydride or diamine. Therefore, it is considered that the obtained polyimide precursor is too rigid, so that the interfacial adhesion between the polyimide precursor and the particles tends to decrease. As a result, when the polyimide film or the polyimide film containing particles is peeled off from the base material and handled after the first step described above, it is considered that the film or the film is easily damaged. Further, it is considered that the fine cracks generated at the interface with the particles (or pores) are difficult to be repaired by heating due to the shrinkage during imidization, and the porous polyimide film is damaged when it is bent. On the other hand, heat softening resistance can be easily obtained.

また、例えば、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとを合成して得られたポリイミド前駆体では、テトラカルボン酸二無水物およびジアミンともに芳香環を2つ以上有する単量体を使用している。このため、ポリイミド前駆体の剛直性が低減しやすくなることで、ポリイミド前駆体と粒子との間の界面密着性が向上しやすくなると考えられる。その結果、上述の第1の工程の後に、粒子を含有している状態のポリイミド皮膜またはポリイミドフィルムを基材から剥離して取り扱う場合に、皮膜またはフィルムの破損を抑制できる。また、イミド化時の収縮に伴い粒子(または空孔)との界面で発生する細かな亀裂が加熱によって修復されるため、多孔質ポリイミドフィルムを折れ曲げたときの破損が抑制されると考えられる。一方で、熱軟化耐性が低下しやすくなる。 Further, for example, in the polyimide precursor obtained by synthesizing biphenyltetracarboxylic acid dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether, both tetracarboxylic acid dianhydride and diamine are single amounts having two or more aromatic rings. I'm using my body. Therefore, it is considered that the rigidity of the polyimide precursor is easily reduced, so that the interfacial adhesion between the polyimide precursor and the particles is easily improved. As a result, when the polyimide film or the polyimide film containing particles is peeled off from the base material and handled after the first step described above, damage to the film or film can be suppressed. In addition, since fine cracks generated at the interface with particles (or pores) due to shrinkage during imidization are repaired by heating, it is considered that breakage when the porous polyimide film is bent is suppressed. .. On the other hand, the heat softening resistance tends to decrease.

これらに対し、本実施形態では、テトラカルボン酸二無水物およびジアミン化合物の少なくとも一方に、芳香環を1つ有する単量体と芳香環を2つ以上有する単量体とを特定の比率で共重合した構造を有するポリイミド前駆体を使用する。それにより、芳香環を1つ有する単量体がポリイミド前駆体に剛直性を付与することで、多孔質ポリイミドフィルムの熱軟化耐性が得られる。また、芳香環を2つ以上有する単量体がポリイミド前駆体に屈曲性を付与し、ポリイミド前駆体と粒子との間の界面密着性を低下させることが抑制され、上述の第1の工程の後に、粒子を含有している状態のポリイミド皮膜またはポリイミドフィルムを基材から剥離して取り扱う場合の破損を抑制し、さらに多孔質ポリイミドフィルムの折れ曲げによる破損も抑制されると考えられる。 On the other hand, in the present embodiment, at least one of the tetracarboxylic acid dianhydride and the diamine compound contains a monomer having one aromatic ring and a monomer having two or more aromatic rings in a specific ratio. A polyimide precursor having a polymerized structure is used. As a result, the monomer having one aromatic ring imparts rigidity to the polyimide precursor, so that the heat softening resistance of the porous polyimide film can be obtained. Further, it is suppressed that the monomer having two or more aromatic rings imparts flexibility to the polyimide precursor and lowers the interfacial adhesion between the polyimide precursor and the particles, and the above-mentioned first step Later, it is considered that the damage caused when the polyimide film or the polyimide film containing particles is peeled off from the base material and handled is suppressed, and further, the breakage due to bending of the porous polyimide film is also suppressed.

以下に実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。 Examples will be described below, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, unless otherwise specified, "parts" and "%" are all based on mass.

(粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子分散性評価)
粒子分散ポリイミド前駆体溶液の粒子分散について評価を行った。具体的な方法は以下のとおりである。
(Evaluation of particle dispersibility in particle-dispersed polyimide precursor solution)
Particle dispersion The particle dispersion of the polyimide precursor solution was evaluated. The specific method is as follows.

[加熱経時評価]
粒子分散ポリイミド前駆体溶液を、60℃の恒温槽中で静置して保管し、粒子の分散状態を目視で評価した。粒子の分散が悪化すると、溶液の層分離や粒子の沈降が観察される。
[Evaluation over time]
The particle-dispersed polyimide precursor solution was stored in a constant temperature bath at 60 ° C., and the dispersed state of the particles was visually evaluated. When the dispersion of particles deteriorates, layer separation of the solution and sedimentation of the particles are observed.

−評価基準−
A+: 保管開始後2ヶ月超でも溶液に変化なし
A : 保管開始後1ヵ月超2ヵ月以内で層分離または粒子の沈降が見られる
B : 保管開始後2週間超1ヵ月以内で層分離または粒子の沈降が見られる
C : 保管開始後2週間以内で層分離または粒子の沈降が見られる
-Evaluation criteria-
A +: No change in the solution even after the start of storage for more than 2 months A: Layer separation or particle settling is observed within more than 1 month and 2 months after the start of storage B: Layer separation or particles within more than 2 weeks and 1 month after the start of storage C: Layer separation or particle sedimentation is observed within 2 weeks after the start of storage.

[加熱および冷蔵による繰り返し経時評価]
粒子分散ポリイミド前駆体溶液を、60℃の恒温槽中で静置して1日間保管し、その後0℃の恒温槽中で静置して1日間保管した。この保管サイクルを1サイクルとして、保管サイクルを繰り返し、粒子の分散状態を目視で評価した。粒子の分散が悪化すると、溶液の層分離や粒子の沈降が観察される。
[Repeated aging evaluation by heating and refrigerating]
The particle-dispersed polyimide precursor solution was allowed to stand in a constant temperature bath at 60 ° C. for 1 day, and then left in a constant temperature bath at 0 ° C. for 1 day. This storage cycle was set as one cycle, and the storage cycle was repeated to visually evaluate the dispersed state of the particles. When the dispersion of particles deteriorates, layer separation of the solution and sedimentation of the particles are observed.

−評価基準−
A+:保管10サイクル超でも溶液に変化なし
A :保管7サイクル超10サイクル以内で層分離または粒子の沈降が見られる
B :保管5サイクル超7サイクル以内で層分離または粒子の沈降が見られる
C :保管5サイクル以内で層分離または粒子の沈降が見られる
-Evaluation criteria-
A +: No change in solution even after more than 10 cycles of storage A: Layer separation or particle settling is seen within more than 7 cycles of storage 10 cycles B: Layer separation or particle settling is seen within more than 5 cycles of storage and 7 cycles C : Layer separation or particle settling is observed within 5 storage cycles

(多孔質ポリイミドフィルム中のポリイミド以外の樹脂の含有量分析)
既述の方法により、GC−MSを用いて各成分の含有量を測定した。
(Analysis of the content of resins other than polyimide in the porous polyimide film)
The content of each component was measured using GC-MS by the method described above.

(粒子含有ポリイミド皮膜の粒子凝集)
1)粒子含有ポリイミド前駆体溶液を作製直後に製膜した粒子含有ポリイミド皮膜、2)上述の加熱および冷蔵による繰り返し経時評価を5サイクル繰り返した粒子含有ポリイミド前駆体溶液を用いて製膜した粒子含有ポリイミド皮膜の2種類について、それぞれ粒子凝集の評価を行った。具体的な方法は以下のとおりである。
粒子含有ポリイミド皮膜1cm角の面積を倍率100の顕微鏡で観察し、以下の基準で粒子凝集を評価した。
(Particle agglutination of particle-containing polyimide film)
1) Particle-containing polyimide film formed immediately after the particle-containing polyimide precursor solution was prepared, 2) Particle-containing film formed using the particle-containing polyimide precursor solution obtained by repeating the above-mentioned repeated evaluation over time by heating and refrigeration for 5 cycles. Particle aggregation was evaluated for each of the two types of polyimide films. The specific method is as follows.
The area of the particle-containing polyimide film 1 cm 2 square was observed with a microscope magnification of 100, and rated the particle agglomeration on the following criteria.

−評価基準−
A+:10μm未満の凝集が5個未満である
A :10μm未満の凝集が5個以上みられる
B :10μm以上50μm未満の凝集が見られる
C :50μm以上の凝集が見られる
-Evaluation criteria-
A +: Less than 5 agglutinations less than 10 μm A: 5 or more agglutinations less than 10 μm B: Agglutinations of 10 μm or more and less than 50 μm C: Agglutinations of 50 μm or more are seen

(粒子含有ポリイミド皮膜剥離後の取扱い性)
アプリケータを用いてシリコーン系離型剤で離型処理された5cm角の大きさのPET基材に、粒子含有ポリイミド前駆体溶液を、焼成後の膜厚が25μmとなるよう塗布し、70℃で1時間送風乾燥を行った後、基材から剥離して、膜厚25μmの粒子含有ポリイミド皮膜の自立膜を得た。この粒子含有ポリイミド皮膜の取扱い性を以下の基準で評価した。
(Handability after peeling of particle-containing polyimide film)
A particle-containing polyimide precursor solution was applied to a 5 cm square PET substrate that had been released with a silicone-based mold release agent using an applicator so that the film thickness after firing was 25 μm, and the temperature was 70 ° C. After air-drying for 1 hour, the film was peeled off from the substrate to obtain a self-supporting film of a particle-containing polyimide film having a film thickness of 25 μm. The handleability of this particle-containing polyimide film was evaluated according to the following criteria.

−評価基準−
A+:内径5cm未満の円筒に沿ってフィルムを丸めると割れ・破損が発生する
A :内径5cm以上10cm未満の円筒に沿ってフィルムを丸めると割れ・破損が発生する
B :内径10cm以上の円筒に沿ってフィルムを丸めると割れ・破損が発生する
C :フィルムを少しでも丸めると割れ・破損が発生する
-Evaluation criteria-
A +: Cracking / breaking occurs when the film is rolled along a cylinder with an inner diameter of less than 5 cm A: Cracking / breaking occurs when the film is rolled along a cylinder with an inner diameter of 5 cm or more and less than 10 cm B: For a cylinder with an inner diameter of 10 cm or more If the film is rolled along it, it will crack or break. C: If the film is rolled even a little, it will crack or break.

(多孔質ポリイミドフィルムの空孔形状、空孔分布)
空孔形状の指標として、長径と短径の比率を算出し、長径と短径の比率が1以上1.5以下の割合を算出した。また、空孔分布の指標として、最大径と最小径の比率を算出した。算出は、いずれも既述の方法で行った。
(Porosity shape and pore distribution of porous polyimide film)
As an index of the hole shape, the ratio of the major axis to the minor axis was calculated, and the ratio of the major axis to the minor axis was calculated to be 1 or more and 1.5 or less. In addition, the ratio of the maximum diameter to the minimum diameter was calculated as an index of the pore distribution. All calculations were performed by the methods described above.

−長径と短径の比率の評価基準−
A+:95%以上
A :90%以上95%未満
B :85%以上90%未満
C :85%未満
-Evaluation criteria for the ratio of major axis to minor axis-
A +: 95% or more A: 90% or more and less than 95% B: 85% or more and less than 90% C: less than 85%

−最大径と最小径の比率の評価基準−
A+:1以上1.8以下
A :1.8超1.9以下
B :1.9超2以下
C :2を超える
-Evaluation criteria for the ratio of maximum diameter to minimum diameter-
A +: 1 or more and 1.8 or less A: 1.8 or more and 1.9 or less B: 1.9 or more and 2 or less C: More than 2

(多孔質ポリイミドフィルムの熱軟化耐性)
作製した多孔質ポリイミドフィルムをホットプレート上でそれぞれ400℃/410℃/420℃)で3時間加熱し、加熱後の多孔質膜について既述のSEM観察で空孔形状を観察し、以下の基準で評価した。
(Heat softening resistance of porous polyimide film)
The prepared porous polyimide film was heated on a hot plate at 400 ° C./410 ° C./420 ° C. for 3 hours, respectively, and the pore shape of the heated porous film was observed by the above-mentioned SEM observation. Evaluated in.

−評価基準−
A+:420℃加熱でも空孔形状・空孔径に変化が見られない
A :420℃加熱で空孔形状に変化が見られるが、空孔径は同等
B :410℃加熱で空孔形状に変化が見られ、空孔径が変化する
C :400℃加熱で空孔形状に変化が見られ、空孔径が変化する
-Evaluation criteria-
A +: No change in pore shape and pore diameter even when heated at 420 ° C A: Changes in pore shape are seen when heated at 420 ° C, but the pore diameter is the same B: Changes in pore shape when heated at 410 ° C Seen and the pore diameter changes C: The pore shape changes when heated at 400 ° C, and the pore diameter changes.

(多孔質ポリイミドフィルムのガス透過性のバラつき)
作製した多孔質ポリイミドフィルムを1cm角に切りだし、評価用試料を10枚採取した。試料を減圧濾過用フィルターホルダー(ADVANTEC社製、KGS−04)のファンネルとベース部との間に挟み込んでセットし、試料を挟み込んだフィルターホルダーを逆さに向けて水中に漬け、ファンネル内の予め決められた位置まで水を満たした。ベース部のファンネルとベース部とが接していない側分から0.5気圧(0.05MPas)の空気圧を負荷し、50mlの空気が通過する時間(秒)を測定し、ガス透過時間の最大値と最小値、平均値を求め、以下の式よりガス透過性のバラつきを算出した。この値が小さい方がガス透過性のバラつきが小さく、良好な特性である。
(式)ガス透過性のバラつき
=(ガス透過時間の最大値−ガス透過時間の最小値)/ガス透過時間の平均値
(Variation in gas permeability of porous polyimide film)
A porous polyimide film produced cut out in the second corner 1cm, and the evaluation sample was 10 sheets collected. Set the sample by sandwiching it between the funnel and the base of the filter holder for vacuum filtration (ADVANTEC, KGS-04), and immerse the filter holder with the sample in the water upside down to determine in advance in the funnel. Filled with water to the desired position. An air pressure of 0.5 atm (0.05 MPas) is applied from the side where the funnel of the base and the base are not in contact, and the time (seconds) for 50 ml of air to pass is measured, and the maximum value of the gas permeation time is measured. The minimum and average values were calculated, and the variation in gas permeability was calculated from the following formula. The smaller this value is, the smaller the variation in gas permeability is, and the better the characteristics are.
(Equation) Variation in gas permeability = (maximum value of gas permeation time-minimum value of gas permeation time) / average value of gas permeation time

−評価基準−
A+:バラつきが0.3未満
A :バラつきが0.3以上0.4未満
B :バラつきが0.4以上0.5未満
C :バラつきが0.5以上
-Evaluation criteria-
A +: Variation is less than 0.3 A: Variation is 0.3 or more and less than 0.4 B: Variation is 0.4 or more and less than 0.5 C: Variation is 0.5 or more

(多孔質ポリイミドフィルムの折れ曲げ後の破損)
作製した5cm角の大きさの多孔質ポリイミドフィルムを、製膜時に基材と接していた面を山折りにして半分に折り曲げ、製膜時に基材と接していた面から500gの荷重をかけて24時間静置した。その後、荷重を解き折れ曲げていた部分を目視で観察し、以下の基準で評価した。
−評価基準−
A+:折り曲げた跡が付かず、膜の破損も見られない
A :折り曲げた跡が付くが、膜の破損は見られない
B :折り曲げた跡が付き、折り曲げた部分の一部で膜割れが見られる
C :折り曲げた部分で膜が割れる
(Damage after bending of porous polyimide film)
The prepared porous polyimide film having a size of 5 cm square is folded in half by folding the surface that was in contact with the base material during film formation in a mountain fold, and a load of 500 g is applied from the surface that was in contact with the base material during film formation. It was allowed to stand for 24 hours. After that, the part where the load was released and bent was visually observed and evaluated according to the following criteria.
-Evaluation criteria-
A +: No bending marks and no film damage A: Bending marks but no film damage B: Bending marks and film cracking in part of the bent part Seen C: The film cracks at the bent part

<合成例1>
(PMMA粒子分散液−1の作製)
メタクリル酸メチル670質量部、界面活性剤Dowfax2A1(47%溶液、ダウ・ケミカル社製)25.0質量部、イオン交換水670質量部を混合し、ディゾルバーにより、1,500回転で30分間攪拌、乳化を行い、モノマー乳化液を作製した。続いて、Dowfax2A1(47%溶液、ダウ・ケミカル社製)1.10質量部、イオン交換水1500質量部を反応容器に投入した。窒素気流下、75℃に加熱した後、モノマー乳化液のうち75質量部を添加した後に、過硫酸アンモニウム15質量部をイオン交換水98質量部に溶解させた重合開始剤溶液を10分かけて滴下した。滴下後50分間反応させた後に、残りのモノマー乳化液を220分かけて滴下し、さらに50分間反応させた後、冷却して、樹脂粒子の分散液であるPMMA粒子分散液−1を得た。固形分濃度は22.8質量%であった。この樹脂粒子の平均粒径は0.40μmであった。
<Synthesis example 1>
(Preparation of PMMA particle dispersion liquid-1)
Mix 670 parts by mass of methyl methacrylate, 25.0 parts by mass of surfactant Dowfax2A1 (47% solution, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.), and 670 parts by mass of ion-exchanged water, and stir with a dissolver at 1,500 rpm for 30 minutes. Emulsification was performed to prepare a monomer emulsified solution. Subsequently, 1.10 parts by mass of Dowfax2A1 (47% solution, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) and 1500 parts by mass of ion-exchanged water were charged into the reaction vessel. After heating to 75 ° C. under a nitrogen stream, 75 parts by mass of the monomer emulsion was added, and then a polymerization initiator solution in which 15 parts by mass of ammonium persulfate was dissolved in 98 parts by mass of ion-exchanged water was added dropwise over 10 minutes. bottom. After the reaction was carried out for 50 minutes after the dropping, the remaining monomer emulsion was added dropwise over 220 minutes, and after further reacting for 50 minutes, the mixture was cooled to obtain PMMA particle dispersion -1 which is a dispersion of resin particles. .. The solid content concentration was 22.8% by mass. The average particle size of the resin particles was 0.40 μm.

<合成例2>
(PMMA粒子分散液−2の作製)
メタクリル酸メチル670質量部、界面活性剤Dowfax2A1(47%溶液、ダウ・ケミカル社製)31.4質量部、イオン交換水670質量部を混合し、ディゾルバーにより、1,500回転で30分間攪拌、乳化を行い、モノマー乳化液を作製した。続いて、Dowfax2A1(47%溶液、ダウ・ケミカル社製)1.10質量部、イオン交換水1500質量部を反応容器に投入した。窒素気流下、75℃に加熱した後、モノマー乳化液のうち75質量部を添加した後に、過硫酸アンモニウム15質量部をイオン交換水98質量部に溶解させた重合開始剤溶液を10分かけて滴下した。滴下後50分間反応させた後に、残りのモノマー乳化液を220分かけて滴下し、さらに50分間反応させた後、冷却して、樹脂粒子の分散液であるPMMA粒子分散液−2を得た。固形分濃度は23.2質量%であった。この樹脂粒子の平均粒径は0.32μmであった。
<Synthesis example 2>
(Preparation of PMMA particle dispersion-2)
Mix 670 parts by mass of methyl methacrylate, 31.4 parts by mass of surfactant Dowfax2A1 (47% solution, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.), and 670 parts by mass of ion-exchanged water, and stir with a dissolver at 1,500 rpm for 30 minutes. Emulsification was performed to prepare a monomer emulsified solution. Subsequently, 1.10 parts by mass of Dowfax2A1 (47% solution, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) and 1500 parts by mass of ion-exchanged water were charged into the reaction vessel. After heating to 75 ° C. under a nitrogen stream, 75 parts by mass of the monomer emulsion was added, and then a polymerization initiator solution in which 15 parts by mass of ammonium persulfate was dissolved in 98 parts by mass of ion-exchanged water was added dropwise over 10 minutes. bottom. After the reaction was carried out for 50 minutes after the dropping, the remaining monomer emulsion was added dropwise over 220 minutes, and after further reacting for 50 minutes, the mixture was cooled to obtain a PMMA particle dispersion 2 which is a dispersion of resin particles. .. The solid content concentration was 23.2% by mass. The average particle size of the resin particles was 0.32 μm.

<合成例3>
(PSt粒子分散液−1の合成)
スチレン670質量部、界面活性剤Dowfax2A1(47%溶液、ダウ・ケミカル社製)17.0質量部、イオン交換水670質量部を混合し、ディゾルバーにより、1,500回転で30分間攪拌、乳化を行い、モノマー乳化液を作製した。続いて、Dowfax2A1(47%溶液、ダウ・ケミカル社製)1.10質量部、イオン交換水1500質量部を反応容器に投入した。窒素気流下、75℃に加熱した後、モノマー乳化液のうち75質量部を添加した後に、過硫酸アンモニウム15質量部をイオン交換水98質量部に溶解させた重合開始剤溶液を10分かけて滴下した。滴下後50分間反応させた後に、残りのモノマー乳化液を220分かけて滴下し、さらに50分間反応させた後、冷却して、PSt粒子分散液−1を得た。固形分濃度は22.8質量%であった。この樹脂粒子の平均粒径は0.42μmであった。
<Synthesis example 3>
(Synthesis of PSt particle dispersion liquid-1)
Mix 670 parts by mass of styrene, 17.0 parts by mass of surfactant Dowfax2A1 (47% solution, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.), and 670 parts by mass of ion-exchanged water, and stir and emulsify with a dissolver at 1,500 rpm for 30 minutes. This was carried out to prepare a monomer emulsion. Subsequently, 1.10 parts by mass of Dowfax2A1 (47% solution, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) and 1500 parts by mass of ion-exchanged water were charged into the reaction vessel. After heating to 75 ° C. under a nitrogen stream, 75 parts by mass of the monomer emulsion was added, and then a polymerization initiator solution in which 15 parts by mass of ammonium persulfate was dissolved in 98 parts by mass of ion-exchanged water was added dropwise over 10 minutes. bottom. After the reaction was carried out for 50 minutes after the dropping, the remaining monomer emulsion was added dropwise over 220 minutes, and the reaction was further carried out for 50 minutes and then cooled to obtain a PSt particle dispersion liquid-1. The solid content concentration was 22.8% by mass. The average particle size of the resin particles was 0.42 μm.

<合成例4>
(PSt粒子粉体−1の作製)
合成例3で得られたPSt粒子分散液−1:固形分換算で樹脂粒子100質量部(水:338.6質量部含有)を凍結乾燥し、粉体を取り出した。得られた粉体100質量部に脱イオン水20質量部を加えて撹拌した後、遠心分離にかけて粒子を沈降させ、上澄みを取り除いた。この操作を3回繰り返した後、再び凍結乾燥し、PSt粒子粉体−1を取り出した。
<Synthesis example 4>
(Preparation of PSt particle powder-1)
The PSt particle dispersion liquid-1 obtained in Synthesis Example 3: 100 parts by mass of resin particles (containing 338.6 parts by mass of water) in terms of solid content was freeze-dried, and the powder was taken out. After adding 20 parts by mass of deionized water to 100 parts by mass of the obtained powder and stirring, the particles were precipitated by centrifugation and the supernatant was removed. After repeating this operation three times, it was freeze-dried again to take out PSt particle powder-1.

<実施例A1>
(既述の作製法(ii)による、水系の粒子分散ポリイミド前駆体溶液(A1)の作製)
PMMA粒子分散液−1:固形分換算で樹脂粒子100g(水:340.6g含有)に、イオン交換水:42.74g、N−メチルピロリドン:2.25g、p−フェニレンジアミン(分子量108.14):9.38g(0.086735モル)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24):0.91g(0.004565モル)、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22):26.86g(0.0913モル)とを添加し、20℃で10分間攪拌して分散させた。ついで、N−メチルモルホリン(有機アミン化合物):27.7g(0.2739モル)を、ゆっくりと添加し、反応温度60℃に保持しながら、24時間攪拌して溶解、反応を行い、水系の粒子分散ポリイミド前駆体溶液(A1)を得た。粒子の質量/(全固形分の質量)は0.73、固形分濃度:25質量%。得られた粒子分散ポリイミド前駆体溶液(A1)を水で希釈し、既述の方法により粒度分布を測定したところ、PMMA粒子分散液−1と同様に平均粒径は0.40μmの単一のピークを持ち、良好な分散状態であった。また、既述の方法により算出した体積粒度分布指標(GSDv)は1.16であった。
なお、上記条件では、PMMA粒子分散液−1の添加量は、PMMA粒子(固形分)の質量/溶液の全固形分の質量が0.73となるように計算された量である。テトラカルボン酸二無水物の総量とジアミンの総量が同モルとなるように計算された量である。p−フェニレンジアミンと4,4’−ジアミノジフェニルエーテルの添加量は、両者のモル比(p−フェニレンジアミン/4,4’−ジアミノジフェニルエーテル)が95/5となるように計算された量である。N−メチルピロリドンの量は、粒子分散ポリイミド前駆体溶液の固形分に対して15質量%となるように計算された量である。添加したイオン交換水の量は、粒子分散ポリイミド前駆体溶液の固形分濃度が25質量%となるように計算された量である。添加したN−メチルモルホリンの量は、生成するポリイミド前駆体(ポリアミック酸)のカルボキシ基に対して150モル%となるように計算された量である。
<Example A1>
(Preparation of water-based particle-dispersed polyimide precursor solution (A1) by the above-mentioned preparation method (ii))
PMMA particle dispersion-1: 100 g of resin particles (containing 340.6 g of water) in terms of solid content, ion-exchanged water: 42.74 g, N-methylpyrrolidone: 2.25 g, p-phenylenediamine (molecular weight 108.14) ): 9.38 g (0.086735 mol), 4,4'-diaminodiphenyl ether (molecular weight 200.24): 0.91 g (0.004565 mol), 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid Dianoxide (molecular weight 294.22): 26.86 g (0.0913 mol) was added, and the mixture was stirred and dispersed at 20 ° C. for 10 minutes. Then, N-methylmorpholine (organic amine compound): 27.7 g (0.2739 mol) was slowly added, and the mixture was dissolved and reacted by stirring for 24 hours while maintaining the reaction temperature at 60 ° C. to carry out the reaction of the aqueous system. A particle-dispersed polyimide precursor solution (A1) was obtained. Particle mass / (mass of total solids) is 0.73, solids concentration: 25% by mass. The obtained particle-dispersed polyimide precursor solution (A1) was diluted with water and the particle size distribution was measured by the method described above. As a result, a single particle size of 0.40 μm was measured as in PMMA particle dispersion liquid-1. It had a peak and was in a good dispersion state. The volume particle size distribution index (GSDv) calculated by the method described above was 1.16.
Under the above conditions, the amount of PMMA particle dispersion-1 added is calculated so that the mass of PMMA particles (solid content) / the mass of the total solid content of the solution is 0.73. It is an amount calculated so that the total amount of tetracarboxylic dianhydride and the total amount of diamine are the same mole. The amount of p-phenylenediamine and 4,4'-diaminodiphenyl ether added is an amount calculated so that the molar ratio of both (p-phenylenediamine / 4,4'-diaminodiphenyl ether) is 95/5. The amount of N-methylpyrrolidone is an amount calculated to be 15% by mass with respect to the solid content of the particle-dispersed polyimide precursor solution. The amount of the added ion-exchanged water is an amount calculated so that the solid content concentration of the particle-dispersed polyimide precursor solution is 25% by mass. The amount of N-methylmorpholine added is calculated to be 150 mol% with respect to the carboxy group of the polyimide precursor (polyamic acid) produced.

<実施例A2〜A24、A26〜A30、A32〜A34、比較例A1〜A8>
用いる材料と各種比率を表1〜表3に記載した値に変更する以外は、実施例A1と同様にして、水系のポリイミド前駆体溶液の作製および製膜評価を行った。
<Examples A2 to A24, A26 to A30, A32 to A34, Comparative Examples A1 to A8>
An aqueous polyimide precursor solution was prepared and film formation was evaluated in the same manner as in Example A1 except that the materials used and various ratios were changed to the values shown in Tables 1 to 3.

<合成例5>
(水系のポリイミド前駆体溶液−1の合成)
イオン交換水:35.12質量部、p−フェニレンジアミン(分子量108.14):6.49質量部、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24):3.00質量部、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22):21.18質量部を添加し、20℃で10分間攪拌して分散させた。ついで、N−メチルモルホリン(有機アミン化合物):21.85質量部を、ゆっくりと添加し、反応温度60℃に保持しながら、24時間攪拌して溶解、反応を行い、水系のポリイミド前駆体溶液−1を得た。
なお、上記条件では、テトラカルボン酸二無水物の総量とジアミンの総量のモル比が0.96/1となるように計算された量である。p−フェニレンジアミンと4,4’−ジアミノジフェニルエーテルの添加量は、両者のモル比(p−フェニレンジアミン/4,4’−ジアミノジフェニルエーテル)が80/20となるように計算された量である。添加したイオン交換水の量は、得られるポリイミド前駆体溶液の固形分濃度(有機アミン化合物を除く)が35質量%となるように計算された量である。添加したN−メチルモルホリンの量は、生成するポリイミド前駆体(ポリアミック酸)のカルボキシ基に対して150モル%となるように計算された量である。
<Synthesis example 5>
(Synthesis of water-based polyimide precursor solution-1)
Ion-exchanged water: 35.12 parts by mass, p-phenylenediamine (molecular weight 108.14): 6.49 parts by mass, 4,4'-diaminodiphenyl ether (molecular weight 200.24): 3.00 parts by mass, 3,3 ', 4,4'-Biphenyltetracarboxylic acid dianhydride (molecular weight 294.22): 21.18 parts by mass was added, and the mixture was stirred at 20 ° C. for 10 minutes to disperse. Then, 21.85 parts by mass of N-methylmorpholine (organic amine compound) was slowly added, and the mixture was dissolved and reacted by stirring for 24 hours while maintaining the reaction temperature at 60 ° C. to carry out an aqueous polyimide precursor solution. I got -1.
Under the above conditions, the molar ratio of the total amount of tetracarboxylic dianhydride to the total amount of diamine is 0.96 / 1. The amount of p-phenylenediamine and 4,4'-diaminodiphenyl ether added is an amount calculated so that the molar ratio of both (p-phenylenediamine / 4,4'-diaminodiphenyl ether) is 80/20. The amount of the added ion-exchanged water is an amount calculated so that the solid content concentration (excluding the organic amine compound) of the obtained polyimide precursor solution is 35% by mass. The amount of N-methylmorpholine added is calculated to be 150 mol% with respect to the carboxy group of the polyimide precursor (polyamic acid) produced.

<実施例A31>
(既述の作製法(i)による水系の粒子分散ポリイミド前駆体溶液(A31)の作製)
上記の合成例5で得た水系のポリイミド前駆体溶液−1:固形分換算で7.00g(溶液として20g)に、イオン交換水:1.16g、N−メチルピロリドン:3.85gを添加し、60℃に加温しながら混合した。その後、PMMA粒子分散液−1:固形分換算で樹脂粒子18.93g(水:77.2g含有)を添加し、60℃に加温した後、撹拌装置「泡取り練太郎」(シンキー製)で2000rpmで2分間、2200rpmで2分間混合撹拌した。その後、再度60℃に加温し、さらに2000rpmで2分間、2200rpmで2分間混合撹拌し、水系の粒子分散ポリイミド前駆体溶液(A31)を得た。粒子の質量/(溶液の全固形分の質量)は0.73、固形分濃度:24質量%。得られた粒子分散ポリイミド前駆体溶液(A31)を水で希釈し、既述の方法により粒度分布を測定したところ、PMMA粒子分散液−1と同様に平均粒径は0.40μmの単一のピークを持ち、良好な分散状態であった。また、既述の方法により算出した体積粒度分布指標(GSDv)は1.16であった。
なお、上記条件では、PMMA粒子分散液−1の添加量は、PMMA粒子(固形分)の質量/溶液の全固形分の質量が0.73となるように計算された量である。N−メチルピロリドンの量は、粒子分散ポリイミド前駆体溶液の固形分に対して15質量%となるように計算された量である。添加したイオン交換水の量は、粒子分散ポリイミド前駆体溶液の固形分濃度が24質量%となるように計算された量である。
<Example A31>
(Preparation of water-based particle-dispersed polyimide precursor solution (A31) by the above-mentioned preparation method (i))
Ion-exchanged water: 1.16 g and N-methylpyrrolidone: 3.85 g were added to the aqueous polyimide precursor solution-1: 7.00 g (20 g as a solution) obtained in Synthesis Example 5 above. , Mixing while heating to 60 ° C. Then, PMMA particle dispersion-1: 18.93 g of resin particles (containing 77.2 g of water) in terms of solid content was added, and after heating to 60 ° C., a stirrer "Awatori Rentaro" (manufactured by Shinky) The mixture was mixed and stirred at 2000 rpm for 2 minutes and at 2200 rpm for 2 minutes. Then, the mixture was heated to 60 ° C. again, and the mixture was further mixed and stirred at 2000 rpm for 2 minutes and 2200 rpm for 2 minutes to obtain an aqueous particle-dispersed polyimide precursor solution (A31). The mass of the particles / (mass of the total solid content of the solution) was 0.73, and the solid content concentration was 24% by mass. The obtained particle-dispersed polyimide precursor solution (A31) was diluted with water, and the particle size distribution was measured by the method described above. As a result, a single particle size of 0.40 μm was measured as in PMMA particle dispersion liquid-1. It had a peak and was in a good dispersion state. The volume particle size distribution index (GSDv) calculated by the method described above was 1.16.
Under the above conditions, the amount of PMMA particle dispersion-1 added is calculated so that the mass of PMMA particles (solid content) / the mass of the total solid content of the solution is 0.73. The amount of N-methylpyrrolidone is an amount calculated to be 15% by mass with respect to the solid content of the particle-dispersed polyimide precursor solution. The amount of the added ion-exchanged water is an amount calculated so that the solid content concentration of the particle-dispersed polyimide precursor solution is 24% by mass.

<実施例A25>
用いる材料と各種比率を表3に記載した値となるように変更する以外は、実施例A31と同様にして、水系のポリイミド前駆体溶液の作製および製膜評価を行った。
<Example A25>
An aqueous polyimide precursor solution was prepared and film formation was evaluated in the same manner as in Example A31, except that the materials used and various ratios were changed to the values shown in Table 3.

<実施例B1>
(有機系溶媒での粒子分散ポリイミド前駆体溶液(B1)の作製)
N,N−ジメチルアセトアミド:144.33質量部、p−フェニレンジアミン(分子量108.14):9.38質量部、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24):0.91質量部を添加し、50℃で10分間攪拌して分散させた。ついで、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22):25.79質量部を添加し、反応温度50℃に保持しながら、15時間攪拌して溶解、反応を行い、固形分濃度20質量%の有機系溶媒でのポリイミド前駆体溶液を得た。
なお、上記条件では、テトラカルボン酸二無水物の総量とジアミンの総量のモル比が0.96/1となるように計算された量である。p−フェニレンジアミンと4,4’−ジアミノジフェニルエーテルの添加量は、両者のモル比(p−フェニレンジアミン/4,4’−ジアミノジフェニルエーテル)が95/5となるように計算された量である。添加したN,N−ジメチルアセトアミドの量は、得られるポリイミド前駆体溶液の固形分濃度が20質量%となるように計算された量である。
<Example B1>
(Preparation of particle-dispersed polyimide precursor solution (B1) in an organic solvent)
N, N-Dimethylacetamide: 144.33 parts by mass, p-phenylenediamine (molecular weight 108.14): 9.38 parts by mass, 4,4'-diaminodiphenyl ether (molecular weight 200.24): 0.91 parts by mass It was added and stirred at 50 ° C. for 10 minutes to disperse. Then, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride (molecular weight 294.22): 25.79 parts by mass was added, and the mixture was dissolved by stirring for 15 hours while maintaining the reaction temperature at 50 ° C. , The reaction was carried out to obtain a polyimide precursor solution in an organic solvent having a solid content concentration of 20% by mass.
Under the above conditions, the molar ratio of the total amount of tetracarboxylic dianhydride to the total amount of diamine is 0.96 / 1. The amount of p-phenylenediamine and 4,4'-diaminodiphenyl ether added is an amount calculated so that the molar ratio of both (p-phenylenediamine / 4,4'-diaminodiphenyl ether) is 95/5. The amount of N, N-dimethylacetamide added is an amount calculated so that the solid content concentration of the obtained polyimide precursor solution is 20% by mass.

次に、得られた有機系溶媒でのポリイミド前駆体溶液:100質量部(N,N−ジメチルアセトアミド:80質量部含有)に、N,N−ジメチルアセトアミド:6.42質量部、トリグライム:86.42質量部を添加し、撹拌装置「泡取り練太郎」(シンキー製)で2000rpmで3分間、2200rpmで3分間混合撹拌した。その後、合成例4で得られたPSt粒子粉体−1:54.08質量部、ポリオキシエチレンドデシルエーテル:0.54質量部を添加し、さらに2000rpmで5分間、2200rpmで5分間混合撹拌し、有機系溶媒での子分散ポリイミド前駆体溶液(B1)を得た。粒子の質量/(溶液の全固形分の質量)は0.73、固形分濃度:30質量%。
得られた粒子分散ポリイミド前駆体溶液(B1)を同組成の有機系溶媒で希釈し、既述の方法により粒度分布を測定したところ、PSt粒子分散液−1と同様に平均粒径は0.42μmの単一のピークを持ち、良好な分散状態であった。また、既述の方法により算出した体積粒度分布指標(GSDv)は1.15であった。
なお、上記条件では、PSt粒子粉体−1の添加量は、PMMA粒子(固形分)の質量/溶液の全固形分の質量が0.73となるように計算された量である。N,N−ジメチルアセトアミドおよびトリグライムの添加量は、固形分濃度が30質量%となり、N,N−ジメチルアセトアミド/トリグライムの質量比率が50/50となるように計算された量である。
Next, the polyimide precursor solution in the obtained organic solvent: 100 parts by mass (N, N-dimethylacetamide: 80 parts by mass), N, N-dimethylacetamide: 6.42 parts by mass, triglime: 86. .42 parts by mass was added, and the mixture was mixed and stirred at 2000 rpm for 3 minutes and 2200 rpm for 3 minutes with a stirrer "Awatori Rentaro" (manufactured by Shinky). Then, PSt particle powder-1: 54.08 parts by mass and polyoxyethylene dodecyl ether: 0.54 parts by mass obtained in Synthesis Example 4 were added, and the mixture was further mixed and stirred at 2000 rpm for 5 minutes and 2200 rpm for 5 minutes. , A child-dispersed polyimide precursor solution (B1) in an organic solvent was obtained. The mass of the particles / (mass of the total solid content of the solution) is 0.73, and the solid content concentration is 30% by mass.
The obtained particle-dispersed polyimide precursor solution (B1) was diluted with an organic solvent having the same composition, and the particle size distribution was measured by the method described above. As a result, the average particle size was 0. It had a single peak of 42 μm and was in a good dispersion state. The volume particle size distribution index (GSDv) calculated by the method described above was 1.15.
Under the above conditions, the amount of PSt particle powder-1 added is an amount calculated so that the mass of PMMA particles (solid content) / the mass of the total solid content of the solution is 0.73. The amount of N, N-dimethylacetamide and triglime added is calculated so that the solid content concentration is 30% by mass and the mass ratio of N, N-dimethylacetamide / triglime is 50/50.

<実施例B2〜B11、比較例B1〜B3>
用いる材料と各種比率を表4に記載した値に変更する以外は実施例B1と同様にして、有機系溶媒でのポリイミド前駆体溶液の作製および製膜評価を行った。
<Examples B2 to B11, Comparative Examples B1 to B3>
A polyimide precursor solution in an organic solvent was prepared and film formation was evaluated in the same manner as in Example B1 except that the materials used and various ratios were changed to the values shown in Table 4.

<多孔質ポリイミドフィルムの作製>
(熱分解により粒子を除去する場合)
上記で得た粒子含有ポリイミド前駆体溶液を、アプリケータを用いて76mm×52mmの大きさのガラス基材に、焼成後の膜厚が25μmとなるよう塗布し、70℃で1時間送風乾燥を行った後、70℃から昇温速度5℃/分で、各表に示す温度まで昇温し、さらにその温度で30分保持した。その後、室温まで放冷し、水に浸漬して多孔質ポリイミドフィルムを得た。
<Manufacturing of porous polyimide film>
(When removing particles by thermal decomposition)
The particle-containing polyimide precursor solution obtained above was applied to a glass substrate having a size of 76 mm × 52 mm using an applicator so that the film thickness after firing was 25 μm, and air-dried at 70 ° C. for 1 hour. After that, the temperature was raised from 70 ° C. to the temperature shown in each table at a heating rate of 5 ° C./min, and the temperature was further maintained at that temperature for 30 minutes. Then, it was allowed to cool to room temperature and immersed in water to obtain a porous polyimide film.

(溶解により粒子を除去する場合)
上記で得た粒子含有ポリイミド前駆体溶液を、アプリケータを用いて76mm×52mmの大きさのガラス基材に、焼成後の膜厚が25μmとなるよう塗布し、70℃で1時間送風乾燥を行った後、各表に示す溶媒に2時間浸漬した。膜を風乾した後、70℃から昇温速度5℃/分で、表1に示す温度まで昇温し、さらにその温度で30分保持した。その後、室温まで放冷し、水に浸漬して多孔質ポリイミドフィルムを得た。
(When removing particles by dissolution)
The particle-containing polyimide precursor solution obtained above was applied to a glass substrate having a size of 76 mm × 52 mm using an applicator so that the film thickness after firing was 25 μm, and air-dried at 70 ° C. for 1 hour. After that, it was immersed in the solvent shown in each table for 2 hours. After air-drying the membrane, the temperature was raised from 70 ° C. to the temperature shown in Table 1 at a heating rate of 5 ° C./min, and the temperature was further maintained at that temperature for 30 minutes. Then, it was allowed to cool to room temperature and immersed in water to obtain a porous polyimide film.

<参考例B1>
(空孔が球状でない多孔質ポリイミドフィルムの作製)
N,N−ジメチルアセトアミド:72.38質量部、p−フェニレンジアミン(分子量108.14):6.08質量部、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(分子量200.24):3.75質量部とを添加し、50℃で10分間攪拌して分散させた。ついで、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(分子量294.22):21.18質量部を添加し、反応温度50℃に保持しながら、15時間攪拌して溶解、反応を行い、固形分濃度30質量%の有機系溶媒でのポリイミド前駆体溶液を得た。
なお、上記条件では、テトラカルボン酸二無水物の総量とジアミンの総量のモル比が0.96/1となるように計算された量である。p−フェニレンジアミンと4,4’−ジアミノジフェニルエーテルの添加量は、両者のモル比が75/25となるように計算された量である。添加したN,N−ジメチルアセトアミドの量は、得られるポリイミド前駆体溶液の固形分濃度が30質量%となるように計算された量である。
<Reference example B1>
(Preparation of porous polyimide film with non-spherical pores)
N, N-dimethylacetamide: 72.38 parts by mass, p-phenylenediamine (molecular weight 108.14): 6.08 parts by mass, 4,4'-diaminodiphenyl ether (molecular weight 200.24): 3.75 parts by mass Was added and stirred at 50 ° C. for 10 minutes to disperse. Then, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride (molecular weight 294.22): 21.18 parts by mass was added, and the mixture was dissolved by stirring for 15 hours while maintaining the reaction temperature at 50 ° C. , The reaction was carried out to obtain a polyimide precursor solution in an organic solvent having a solid content concentration of 30% by mass.
Under the above conditions, the molar ratio of the total amount of tetracarboxylic dianhydride to the total amount of diamine is 0.96 / 1. The amount of p-phenylenediamine and 4,4'-diaminodiphenyl ether added is an amount calculated so that the molar ratio of both is 75/25. The amount of N, N-dimethylacetamide added is an amount calculated so that the solid content concentration of the obtained polyimide precursor solution is 30% by mass.

得られたポリイミド前駆体溶液を、アプリケータを用いて76mm×52mmの大きさのガラス基材に、焼成後の膜厚が25μmとなるよう塗布し、70℃で1時間送風乾燥を行った後、水中に30分間浸漬した。膜の水を切った後、70℃から昇温速度5℃/分で、表1に示す温度まで昇温し、さらにその温度で30分保持した。その後、室温まで放冷し、水に浸漬して、空孔が球状ではない多孔質ポリイミドフィルムを得た。 The obtained polyimide precursor solution was applied to a glass substrate having a size of 76 mm × 52 mm using an applicator so that the film thickness after firing was 25 μm, and the mixture was air-dried at 70 ° C. for 1 hour. , Soaked in water for 30 minutes. After draining the water from the membrane, the temperature was raised from 70 ° C. to the temperature shown in Table 1 at a heating rate of 5 ° C./min, and the temperature was further maintained for 30 minutes. Then, it was allowed to cool to room temperature and immersed in water to obtain a porous polyimide film having non-spherical pores.

Figure 0006950307
Figure 0006950307

Figure 0006950307
Figure 0006950307

Figure 0006950307
Figure 0006950307

Figure 0006950307
Figure 0006950307

上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、粒子分散性の評価結果が良好であることがわかる。 From the above results, it can be seen that in this example, the evaluation result of particle dispersibility is better than that in the comparative example.

表1〜表4中の略号は以下のとおりである。
・「PI」:ポリイミド
−テトラカルボン酸二無水物−
・「PMDA」:ピロメリット酸二無水物
・「BPDA」:3,3’,4,4’−ビフェニル テトラカルボン酸二無水物
・「酸無水物1」:3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
・「酸無水物2」:3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物
−ジアミン化合物−
・「PDA」:p−フェニレンジアミン
・「ODA」:4,4 ’−ジアミノジフェニルエーテル
・「ジアミン1」:4,4’−ジアミノジフェニルスルホン
・「ジアミン2」:4,4’−ジアミノジフェニルメタン
−有機アミン化合物−
・「MMO」:N−メチルモルホリン
・「DMAEt」:ジメチルアミノエタノール
・「DMIz」:1,2−ジメチルイミダゾール
・「2E4MIz」:2−エチル−4−メチルイミダゾール
−粒子−
・「PMMA−1」:合成例1で得られたPMMA粒子分散液−1
・「PMMA−2」:合成例2で得られたPMMA粒子分散液−2
・「PSt−1」:合成例3で得られたPSt粒子分散液−1
・「PSt」:合成例4で得られたPSt粒子粉体−1
・「シリカ−1」:日本触媒製シーホスターKE−P30(球状、平均粒子径0.3μm)
−溶媒−
・「NMP」:N−メチルピロリドン
・「DMAc」:N,N−ジメチルアセトアミド
・「EG」:エチレングリコール
−分散剤−
・「Dowfax」:Dowfax2A1
・「C12EO」:ポリオキシエチレンドデシルエーテル
−粒子除去のための溶剤−
・「THF」テトラヒドロフラン
・「10%HF」:10質量%濃度フッ酸
・「THF/tol」:テトラヒドロフラン/トルエン=50/50(質量比)混合溶媒
The abbreviations in Tables 1 to 4 are as follows.
-"PI": Polyimide-Tetracarboxylic dianhydride-
・ "PMDA": pyromellitic acid dianhydride ・ "BPDA": 3,3', 4,4'-biphenyl tetracarboxylic acid dianhydride ・ "Acid anhydride 1": 3,3', 4,4' -Benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride- "Acid anhydride 2": 3,3', 4,4'-biphenyl ether tetracarboxylic acid dianhydride-diamine compound-
・ "PDA": p-phenylenediamine ・ "ODA": 4,4'-diaminodiphenyl ether ・ "Diamine 1": 4,4'-diaminodiphenyl sulfone ・ "Diamine 2": 4,4'-diaminodiphenylmethane-organic Amine compound-
-"MMO": N-methylmorpholine- "DMAet": dimethylaminoethanol- "DMIz": 1,2-dimethylimidazole- "2E4Miz": 2-ethyl-4-methylimidazole-particles-
"PMMA-1": PMMA particle dispersion obtained in Synthesis Example 1-1
"PMMA-2": PMMA particle dispersion obtained in Synthesis Example 2-2
"PSt-1": PSt particle dispersion obtained in Synthesis Example 3-1
"PSt": PSt particle powder-1 obtained in Synthesis Example 4
-"Silica-1": Seahoster KE-P30 manufactured by Nippon Shokubai (spherical, average particle size 0.3 μm)
− Solvent −
-"NMP": N-methylpyrrolidone- "DMAc": N, N-dimethylacetamide- "EG": ethylene glycol-dispersant-
-"Dowfax": Dowfax2A1
"C12EO": Polyoxyethylene dodecyl ether-solvent for particle removal-
-"THF" tetrahydrofuran- "10% HF": 10% by mass concentration tetrahydrofuran- "THF / trol": tetrahydrofuran / toluene = 50/50 (mass ratio) mixed solvent

Claims (13)

溶媒、下記式(I)で示される繰り返し単位を有するポリイミド前駆体、及び粒子を含み、前記粒子が樹脂粒子である粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
Figure 0006950307


(式(I)中、Aは芳香環を1つ有する4価の有機基と芳香環を2つ有する4価の有機基から選択され、Bは芳香環を1つ有する2価の有機基と芳香環を2つ有する2価の有機基から選択され、下記条件(1)および(2)の少なくとも一方を満たし、かつ、下記条件(3)を満たし、
前記条件(1)を満たすとき、下記(II−3)および下記(II−4)で示されるいずれかの条件を満たし、前記条件(2)を満たすとき、下記(II−1)および下記(II−2)で示されるいずれかの条件を満たす。
(1):Aは、芳香環を1つ有する4価の有機基A1と芳香環を2つ有する4価の有機基A2とのモル比(A1/A2)が5/95以上95/5以下である。
(2):Bは、芳香環を1つ有する2価の有機基B1と芳香環を2つ有する2価の有機基B2とのモル比(B1/B2)が5/95以上95/5以下である。
(3):前記A1、前記A2、前記B1、および前記B2を構成する各原料単量体成分のうち、最も含有量の少ない成分(ゼロを除く)の前記粒子に対する比率が0.015mmol/g以上であり、前記各原料単量体成分のうち、最も含有量の多い成分の前記粒子に対する比率と前記最も含有量の少ない成分(ゼロを除く)の前記粒子に対する比率との差が9mmol/g以下である。
(II−1)前記A1/A2が100/0、かつ、前記B1/B2が5/95以上45/55以下
(II−2)前記A1/A2が0/100、かつ、前記B1/B2が50/50以上95/5以下
(II−3)前記A1/A2が5/95以上30/70以下、かつ、前記B1/B2が70/30以上100/0以下
(II−4)前記A1/A2が50/50以上95/5以下、かつ、前記B1/B2が0/100)
A particle-dispersed polyimide precursor solution containing a solvent, a polyimide precursor having a repeating unit represented by the following formula (I), and particles, wherein the particles are resin particles.
Figure 0006950307


In formula (I), A is selected from a tetravalent organic group having one aromatic ring and a tetravalent organic group having two aromatic rings, and B is a divalent organic group having one aromatic ring. It is selected from a divalent organic group having two aromatic rings, satisfies at least one of the following conditions (1) and (2), and satisfies the following condition (3).
When the condition (1) is satisfied, any of the conditions shown in the following (II-3) and the following (II-4) is satisfied, and when the condition (2) is satisfied, the following (II-1) and the following (II-1) are satisfied. Any of the conditions shown in II-2) is satisfied.
(1): A has a molar ratio (A1 / A2) of a tetravalent organic group A1 having one aromatic ring and a tetravalent organic group A2 having two aromatic rings of 5/95 or more and 95/5 or less. Is.
(2): B has a molar ratio (B1 / B2) of a divalent organic group B1 having one aromatic ring and a divalent organic group B2 having two aromatic rings of 5/95 or more and 95/5 or less. Is.
(3): Among the raw material monomer components constituting the A1, the A2, the B1, and the B2, the ratio of the component having the lowest content (excluding zero) to the particles is 0.015 mmol / g. As described above, the difference between the ratio of the component having the highest content to the particles and the ratio of the component having the lowest content (excluding zero) to the particles among the raw material monomer components is 9 mmol / g. It is as follows.
(II-1) The A1 / A2 is 100/0 and the B1 / B2 is 5/95 or more and 45/55 or less (II-2) The A1 / A2 is 0/100 and the B1 / B2 is 50/50 or more and 95/5 or less (II-3) The A1 / A2 is 5/95 or more and 30/70 or less, and the B1 / B2 is 70/30 or more and 100/0 or less (II-4) The A1 / A2 is 50/50 or more and 95/5 or less, and B1 / B2 is 0/100)
前記A1が下記A1−1で示される基であり、前記A2が下記A2−1から下記A2−5までに示される群から選択されるいずれか1つの基である請求項1に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
Figure 0006950307



Figure 0006950307


The particle dispersion according to claim 1, wherein A1 is a group represented by A1-1 below, and A2 is any one group selected from the groups shown in A2-1 to A2-5 below. Polyimide precursor solution.
Figure 0006950307



Figure 0006950307


前記B1が下記B1−1または下記B1−2で示される基あり、前記B2が下記B2−1から下記B2−7までに示される群から選択されるいずれか1つの基である請求項1又は請求項2に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
Figure 0006950307



Figure 0006950307


Claim 1 or claim 1, wherein the B1 is a group represented by the following B1-1 or the following B1-2, and the B2 is any one group selected from the group shown in the following B2-1 to the following B2-7. The particle-dispersed polyimide precursor solution according to claim 2.
Figure 0006950307



Figure 0006950307


前記A1が記A1−1で示される基であり、前記A2が記A2−1で示される基であり、前記B1が記B1−1で示される基であり、前記B2が記B2−1で示される基である請求項1に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。
Figure 0006950307
Is a group wherein A1 is represented by the following Symbol A1-1, is a group wherein A2 is represented by the following Symbol A2-1, is a group wherein B1 is represented by the following Symbol B1-1, wherein B2 is lower Stories The particle-dispersed polyimide precursor solution according to claim 1, which is the group represented by B2-1.
Figure 0006950307
前記ポリイミド前駆体において、前記A1、前記A2、前記B1、および前記B2を構成する前記各原料単量体成分のうち、前記最も含有量の少ない成分(ゼロを除く)の前記粒子に対する比率が、0.03mmol/g以上である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。 In the polyimide precursor, the ratio of the component having the lowest content (excluding zero) to the particles among the raw material monomer components constituting the A1, the A2, the B1, and the B2 is determined. The particle-dispersed polyimide precursor solution according to any one of claims 1 to 4, which is 0.03 mmol / g or more. 前記ポリイミド前駆体において、前記A1、前記A2、前記B1、および前記B2を構成する前記各原料単量体成分のうち、前記最も含有量の多い成分の前記粒子に対する比率と前記最も含有量の少ない成分(ゼロを除く)の前記粒子に対する比率との差が、7mmol/g以下である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。 In the polyimide precursor, among the raw material monomer components constituting the A1, the A2, the B1, and the B2, the ratio of the component having the highest content to the particles and the content having the lowest content are the lowest. The particle-dispersed polyimide precursor solution according to any one of claims 1 to 5, wherein the difference from the ratio of the component (excluding zero) to the particles is 7 mmol / g or less. さらに有機アミン化合物を含有し、全溶媒中の水の占める割合が50質量%以上である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。 The particle-dispersed polyimide precursor solution according to any one of claims 1 to 6, further containing an organic amine compound and occupying 50% by mass or more of water in the total solvent. 前記有機アミン化合物が、3級アミン化合物である請求項7に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。 The particle-dispersed polyimide precursor solution according to claim 7, wherein the organic amine compound is a tertiary amine compound. さらに非プロトン性極性溶剤を、ポリイミド前駆体溶液中の粒子とポリイミド前駆体の合計量に対して3質量%以上50質量%以下で含有する請求項7又は請求項8に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。 The particle-dispersed polyimide precursor according to claim 7 or 8, further containing an aprotonic polar solvent in an amount of 3% by mass or more and 50% by mass or less based on the total amount of the particles and the polyimide precursor in the polyimide precursor solution. Body solution. 前記粒子の体積平均粒径が、0.1μm以上0.5μm以下である請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。 The particle-dispersed polyimide precursor solution according to any one of claims 1 to 9, wherein the volume average particle diameter of the particles is 0.1 μm or more and 0.5 μm or less. 前記粒子分散ポリイミド前駆体溶液中の粒子の体積粒度分布指標が、1.30以下である請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。 The particle-dispersed polyimide precursor solution according to any one of claims 1 to 10, wherein the volume particle size distribution index of the particles in the particle-dispersed polyimide precursor solution is 1.30 or less. 前記粒子の含有量が、粒子分散ポリイミド前駆体溶液の固形分に対して30質量%以上85質量%以下である請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液。 The particle-dispersed polyimide precursor solution according to any one of claims 1 to 11, wherein the content of the particles is 30% by mass or more and 85% by mass or less with respect to the solid content of the particle-dispersed polyimide precursor solution. .. 請求項1〜請求項12いずれか1項に記載の粒子分散ポリイミド前駆体溶液を塗布して塗膜を形成した後、前記塗膜を乾燥して、前記ポリイミド前駆体及び前記粒子を含む被膜を形成する第1の工程と、
前記被膜を加熱して、前記ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する第2の工程であって、前記粒子を除去する処理を含む第2の工程と、を有する球状の空孔を備えている多孔質ポリイミドフィルムの製造方法。
After applying the particle-dispersed polyimide precursor solution according to any one of claims 1 to 12 to form a coating film, the coating film is dried to form a coating film containing the polyimide precursor and the particles. The first step of forming and
The film is provided with spherical pores having a second step of heating the film to imidize the polyimide precursor to form a polyimide film, the second step including a process of removing the particles. A method for producing a porous polyimide film.
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