JPH0635151B2 - ポリイミドシ−ト成形体の製法 - Google Patents

ポリイミドシ−ト成形体の製法

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JPH0635151B2
JPH0635151B2 JP61024628A JP2462886A JPH0635151B2 JP H0635151 B2 JPH0635151 B2 JP H0635151B2 JP 61024628 A JP61024628 A JP 61024628A JP 2462886 A JP2462886 A JP 2462886A JP H0635151 B2 JPH0635151 B2 JP H0635151B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術的分野] 本発明は、種々の形状の凹部(または凸部)を有する芳
香族ポリイミドシートからなるシート成形体を製造する
新規な方法に関する。
[発明の背景] 芳香族ポリイミドは、高い耐熱性、そして優れた化学的
および物理的な特性を有することから、過酷な条件にて
用いうるプラスチック材料として注目を浴び多くの研究
がなされている。ただし、これまで知られている芳香族
ポリイミドの大部分が平面的なシート状体(フィルム状
体も含む)として用いられている。しかし、その芳香族
ポリイミドシートからなる種々の形状の容器状などのシ
ート成形体は、工業的に製造する方法が知られていなか
った。
この理由としては、芳香族ポリイミドの大部分が通常の
プラスチックのような熱可塑性を実質的に持っていない
ので、芳香族ポリイミドを直接に押し出し成形または射
出成形して、容器状などの成形体を形成したり、あるい
は芳香族ポリイミドシートを使用して、公知の種々のシ
ート成形などを行なったりすることが、実質的にできな
かったためである。
芳香族ポリイミドの高い耐熱性と高い耐薬品性などを更
に有効に利用するために、芳香族ポリイミドシートから
なる容器状などの成形体を形成して、これを各種の熱処
理あるいは薬品処理に供する電気・電子部品、電気・電
子機器の保護容器、あるいは保護カバーなどとして利用
することが、関係の業界から期待されているが、上記の
ような芳香族ポリイミドの成形性の乏しさが原因となっ
て、所望の凹部形状(または凸部形状)を有する容器状
などの芳香族ポリイミドシートからなるシート成形体
を、工業的に自由に形成することができなかったのであ
る。
以上述べたように、高い耐熱性と優れた化学的および物
理的物性を有する芳香族ポリイミドシートからなる容器
状などの成形体を、工業的に製造する方法はこれまで知
られていなかった。
[発明の構成] 本発明は、特定の化学組成と物性を有する芳香族ポリイ
ミドシートから形成されていて、種々の形状の凹部(ま
たは凸部)を有する容器状などのポリイミドシート成形
体を製造する方法を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、250℃〜400℃の範囲に二次
転移温度(動的粘弾性測定法によって決定された二次転
移温度)を有し、しかも、100℃での引張試験(AS
TM−D−882)において測定された伸長率が120
%以上であるビフェニルテトラカルボン酸成分と芳香族
ジアミン成分との反応により得られた平面状の芳香族ポ
リイミドシートに、該芳香族ポリイミドシートの二次転
移温度より5℃〜150℃高い温度で、前記シートの一
方の面から外力を加えて、そのシートを伸長させながら
変形させて、複曲面の凹部を有するシート成形体を形成
し、そのままの状態でそのシート成形体を二次転移温度
以上に維持し、最後に、そのままの形状でそのシート成
形体を常温付近まで冷却することを特徴とする複曲面の
凹部を有するポリイミドシート成形体の製法に関する。
以下、本発明の製法について図面を参考にしてさらに詳
しく説明する。
第1〜3図は、本発明の製法によって製造される芳香族
ポリイミドシート成形体の例を示す斜視図である。
前記の芳香族ポリイミドシートは、250℃〜400
℃、好ましくは260℃〜380℃程度の二次転移温度
を有し、しかも、100℃での引張試験において測定さ
れた伸長率が120%以上、好ましくは130〜300
%程度であるビフェニルテトラカルボン酸成分と芳香族
ジアミン成分との反応により得られた平面状の芳香族ポ
リイミドシートである。この芳香族ポリイミドシートは
更に、二次転移温度において150%以上の伸長率を示
すことが好ましく、また、この二次転移温度における伸
長率は200〜300%の範囲にあることが特に好まし
い。
前記シートの厚さは約5〜1000μmの範囲にあるこ
とが好ましく、特に10〜500μmの範囲にあること
が好ましい。
なお、前記の二次転移温度は、例えば、レオメトリック
ス社製の『メカニカルスペクトロメーター』などを使用
してポリマーの動的粘弾性を測定する動的粘弾性測定法
によって決定された二次転移温度であればよい。
前記シートは、ビフェニルテトラカルボン酸またはその
酸二無水物などを主成分とする芳香族テトラカルボン酸
成分と芳香族ジアミン成分とを重合することによって得
られる溶媒可溶性で高分子量の芳香族ポリアミック酸又
はポリイミドが、アミド系溶媒、フェノール系溶媒など
の有機極性溶媒に均一に溶解しているポリマー溶液を、
製膜用のドープ液として使用して、溶液流延法などで製
造されたビフェニルテトラカルボン酸系の芳香族ポリイ
ミドシート(フィルムも含む)であり、このような芳香
族ポリイミド(いわゆる全芳香族ポリイミド)にシート
は、シート成形性あるいはシート成形体の耐熱性、機械
物性などの点において好ましい。
ポリマー溶液の製造に使用することができる芳香族テト
ラカルボン酸成分としては、例えば3,3′,4,4′
−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3′,4′−
ビフェニルテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸、ビス(3,4−カルボ
キシフェニル)メタン、2,2−ビス(3,4−カルボ
キシフェニル)プロピレン、そして、それらのテトラカ
ルボン酸の二無水物、エステル化物、塩など、あるいは
それらの化合物の混合物を挙げることができる。本発明
の製法に使用される前記シートにおいては、3,3′,
4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,
3,3′,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
などにより代表されるビフェニルテトラカルボン酸類を
主成分とする(好ましくは約80モル%以上、さらに好
ましくは90モル%以上含有する)芳香族テトラカルボ
ン酸成分を使用して調製されたポリマー溶液から製膜さ
れたビフェニルテトラカルボン酸系の芳香族ポリイミド
シートが好ましい。
ポリマー溶液の製造に使用することができる芳香族ジア
ミン成分としては、ベンゼン環を少なくとも2個以上、
特に好ましくは2〜5個有する芳香族ジアミン化合物を
主成分として含有する芳香族ジアミン成分が好ましく、
例えば、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,
4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ジアミ
ノジフェニルメタン、3,4′−ジアミノジフェニルメ
タン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼ
ン、オルソトリジン、オルソトリジンスルホン、ビス
(4−アミノフェノキシ−フェニル)メタン、およびビ
ス(4−アミノフェノキシ−フェニル)スルホンなどの
芳香族ジアミン化合物を挙げるとができる。
前記のシートは、例えば、ビフェニルテトラカルボン
酸、またはそれらの酸二無水物を80モル%以上含有す
る芳香族テトラカルボン酸成分と、ジアミノジフェニル
エーテル、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェ
ニルスルホンなどのベンゼン環を2個以上有する芳香族
ジアミンを80モル%以上含有する芳香族ジアミン成分
とを有機極性溶媒中、適当な重合温度で重合して、高分
子量の可溶性ポリマー(ビフェニルテトラカルボン酸系
の芳香族ポリアミック酸又は芳香族ポリイミド)を生成
させて得られる「ポリマー濃度約5〜30重量%のポリ
マー溶液」を調製し、前記ポリマー溶液を製膜用のドー
プ液として使用して、金属製ベルト、金属製ドラムのよ
うな、表面が平滑な支持体の表面状に流延してポリマー
溶液の薄膜を形成し(溶液流延法)、続いて約50〜3
00℃の温度で、その薄膜から有機極性溶媒を蒸発除去
して(必要であればポリアミック酸をイミド環化し
て)、さらに必要であれば、最高300℃〜600℃の
温度にまで加熱して固化膜を熱処理して自己支持性の芳
香族ポリイミド固化膜を形成する方法によって得られた
ビフェニルテトラカルボン酸系の芳香族ポリイミドシー
トが最適である。
前記のビフェニルテトラカルボン酸系の芳香族ポリイミ
ド溶液の製造において、芳香族テトラカルボン酸成分と
芳香族ジアミン成分とを重合する際に、重合溶媒がアミ
ド系溶媒であり、重合温度が約60℃以下の低温であれ
ば、ポリアミック酸溶液が得られ、また重合溶媒がフェ
ノール系溶媒であり、重合温度が約140℃以上の高温
であればポリイミド溶液が得られる。これらのポリマー
溶液は保存安定性が高く、好ましい。
前記のポリアミック酸溶液の製造に使用する重合溶媒と
しては、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルム
アミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、ジエチルアセトアミド、ジメチルスルファミドなど
のアミド系溶媒を挙げることができ、ポリイミド溶液を
製造する重合溶媒としては、フェノール、クレゾール、
ハロゲン化フェノール(パラクロルフェノール等)など
のフェノール系溶媒を挙げるとができる。
なお、本発明において使用する芳香族ポリイミドとして
は、その対数粘度が0.5〜7.0(測定条件:50
℃、0.5g/100mlパラクロルフェノール)の範
囲にあるものが好ましい。
本発明の製法においては、前述の芳香族ポリイミドシー
トを使用して、その芳香族ポリイミドシートの二次転移
温度より5℃〜150℃高い温度で、前記シートの一方
の面から外力を加えて、そのシートを伸長させながら変
形させて、種の複局面の凹部(または凸部)を有するシ
ート成形体を形成し、そのままの状態でそのシート成形
体を前記二次転移温度以上の温度(好ましくは、二次転
移温度より5℃〜100℃高い温度、さらに好ましくは
二次転移温度より10℃〜80℃高い温度)に、好まし
くは少なくとも1秒間以上、特に5秒間〜30分間維持
し、最後に、そのままの形状でそのシート成形体を常温
付近(好ましくは約60℃以下の温度)まで冷却して芳
香族ポリイミドシート成形体を製造する。
本発明の製法では、芳香族ポリイミドシートに、そのシ
ートの一方の面から外力を加えて、シートを変形する際
の成形温度は、二次転移温度より低い温度であってもよ
いが、前記成形温度が、二次転移温度以上の温度、特に
二次転移温度より5℃〜150℃程度高い温度であるこ
とが、前記のポリイミドシートを変形させる成形性の
点、およびシート成形されたポリイミドシート成形体の
耐熱性(熱寸法安定性、熱収縮性など)の点で、適当で
ある。
本発明の製法において、前記シートの一方の面から外力
を加えて、そのシートを伸長させながら変形させて、種
々の複局面の凹部(または凸部)を有するシート成形体
を形成するには、特に、絞り成形機の基体上に固定した
シートを加熱して、雄型プラグ(押し出しポンチ)を前
記シートの一方の面から直角に押し込み、シートを引き
伸ばし、複局面の凹部(または凸部)を有する容器状な
どのシート成形体を製造する『絞り加工成形法』が好適
である。
また、本発明では、多数の突起(凸部)を設けた加熱ロ
ールを前記の突起に対応して嵌合する凹部を多数設けた
加熱ロールとをペアーにして設置されているエンボス成
形機を使用して、前述の芳香族ポリイミドシート(長尺
シート)を、必要であれば余熱して、前記成形機の両加
熱ロールの凸部及び凹部が噛み合っている個所に連続的
に供給して、二次転移温度以上の温度下に、前記突起付
の加熱ロールの突起を前記ポリイミドシートの一方の面
から押し込み、凹部(または凸部)を有する芳香族ポリ
イミドシート成形体を連続的に形成して、ポリイミドシ
ート成形体を製造することもできる。
本発明の製法によって製造されるポリイミドシート成形
体は、前述の厚さが約5〜1000μm程度である芳香
族ポリイミドシートからシート成形体によって形成され
た種々の凹部形状(または凸部形状)を有する容器状な
どのシート成形体であり、例えば、各図面に示すよう
に、円筒状、半球状、カップ状、鍋底状(第1図に示
す)などの凹部形状11を有するポリイミドシート12
からなるシート成形体10(第1図を参照)、三角筒
状、四角筒状または六角筒状、三角型の皿状、四角型の
皿状(第2図に示す)または六角型の皿状などの凹部形
状21を有するポリイミドシート22からなるシート成
形体20(第2図を参照)、或いは、円垂状またはコー
ン状(第3図に示す)、三角垂または四角垂状の凹部形
状31を有するポリイミドシート32からなるシート成
形体30(第3図を参照)などを挙げることができる。
[実施例] 以下、実施例によって、本発明をさらに詳しく説明す
る。
実施例において、対数粘度は、測定温度が50℃であ
り、ポリマー濃度が0.5g/1000cm3溶媒であ
り、さらに、溶媒がパラクロルフェノールである測定条
件で測定して、次式で算出した値である。
[実施例1] 3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物(s−BPDA)と、4,4′−ジアミノジフェニ
ルエーテル(DADE)とから得られたポリイミド(対
数粘度:3.4)のパラクロルフェノール溶液から溶液
流延法で製膜された厚さ50μmの芳香族ポリイミドシ
ート(動粘弾性測定法による二次転移温度:285℃、
100℃での引張試験における伸長率:130%、二次
転移温度での引張試験における伸長率:250%)を使
用し、絞り加工成形後(径200mmの円柱状の雄型プ
ラグ付き)によって、約300℃の成形温度下で、成形
時間約30秒間のサイクルで、前記シートの一方の面か
ら雄型プラグで直角に押し込んで、前記シートから第1
図に示す形状の容器状のシート成形体(凹部形状の鍋底
部分のシートの厚さ:42μm、凹部形状の部分の深
さ:50mm、径の長さ:200mm)を成形した。
前記のシート成形体は、その外観が良好であり、ポリイ
ミドシートの破れまたは極端に薄くなった部分がなく、
耐熱性、耐薬品性および機械物性が最初のポリイミドシ
ートと同等に保持された優れたものであった。
[本発明の効果] 本発明のポリイミドシート成形体を製造する方法は、耐
熱性の芳香族ポリイミドシートからなり、凹部(または
凸部)を有する容器状などのポリイミドシート成形体
を、特定の二次転移温度および伸長率を有する特定の芳
香族ポリイミドシートから、工業的に再現性よく製造す
ることができる新規な方法である。
本発明の製造法で得られたポリイミドシート成形体は、
実質的に接着剤を使用することなく、凹部を有する容器
状に形成されている芳香族ポリイミドシート成形体であ
るので、高い耐熱性および優れた耐薬品性などを、有し
ているものであり、過酷な熱処理あるいは薬品処理を必
要とする電気・電子部品、電気・電子機器の保護容器あ
るいは保護カバーとして、繰り返し使用することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1〜3図は、本発明の製法によって製造される芳香族
ポリイミドシート成形体の例を示す斜視図である。 10、20、30:ポリイミドシート成形体 11、21、31:凹部(容器状部) 12、22、32:シート部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】250℃〜400℃の範囲で二次転移温度
    を有し、しかも100℃での引張試験において測定され
    た伸長率が120%以上であるビフェニルテトラカルボ
    ン酸成分と芳香族ジアミン成分との反応により得られた
    平面状の芳香族ポリイミドシートに、該芳香族ポリイミ
    ドシートの二次転移温度より5℃〜150℃高い温度
    で、前記シートの一方の面から外力を加えて、そのシー
    トを伸長させながら変形させて、複曲面の凹部を有する
    シート成形体を形成し、そのままの状態でそのシート成
    形体を二次転移温度以上に維持し、最後に、そのままの
    形状でそのシート成形体を常温付近まで冷却することを
    特徴とする複曲面の凹部を有するポリイミドシート成形
    体の製法。
JP61024628A 1986-02-06 1986-02-06 ポリイミドシ−ト成形体の製法 Expired - Lifetime JPH0635151B2 (ja)

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