JPH09235373A - 共重合ポリイミド、共重合ポリイミド樹脂成形体およびそれらの製造方法 - Google Patents
共重合ポリイミド、共重合ポリイミド樹脂成形体およびそれらの製造方法Info
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- JPH09235373A JPH09235373A JP35410596A JP35410596A JPH09235373A JP H09235373 A JPH09235373 A JP H09235373A JP 35410596 A JP35410596 A JP 35410596A JP 35410596 A JP35410596 A JP 35410596A JP H09235373 A JPH09235373 A JP H09235373A
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Abstract
吸水性である共重合ポリイミド、共重合ポリイミド樹脂
成形体およびそれらの製造方法を提供することを課題と
する。 【解決手段】 剛構造の芳香族ジアミン化合物と芳香族
テトラカルボン酸類化合物とからなるポリイミドのブロ
ック成分と、柔構造の芳香族ジアミン化合物と少なくと
も2種の芳香族テトラカルボン酸類化合物とからなる共
重合ポリイミドのランダム成分とが、分子結合してなる
共重合ポリイミド。
Description
の低熱膨張性、低吸水性である共重合ポリイミド、共重
合ポリイミド樹脂成形体およびそれらの製造方法に関す
る。
ミノジフェニルエーテルとの縮重合によって得られるポ
リイミドは、耐熱性、電気絶縁性に優れていることから
高温環境下で使用される電気部品に利用されており、ま
たこのポリイミドのフィルムはその寸法安定性を生かし
て、フレキシブルプリント基板等の用途に利用されてい
る。さらに最近になってIC、LSIを実装するTAB
(TapeAutomated Bonding)用テ
ープのベースフィルムとして使用されており、高加工性
および高精度化が要求され、ポリイミドの特性としても
高弾性率、金属並の低熱膨張性、低吸水性が求められ、
種々検討が行われている。例えば特開昭60−2106
29、特開昭64−16832、特開昭64−1683
3、特開昭64−16834、特開平1−13124
1、特開平1−131242各号公報では、弾性率を高
めるためにジアミン成分としてパラフェニレンジアミン
を併用し、無水ピロメリット酸、4,4’−ジアミノジ
フェニルエーテル、パラフェニレンジアミンによる3成
分系ポリイミドの例が記載されている。さらに弾性率を
高めるため上記3成分系に3,3’−4,4’−ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物を加えた4成分系ポリイ
ミドへの展開も行われている。例えば特開昭59−16
4328号公報、特開昭61−111359号公報に4
成分系ポリイミドの例が記載されている。他では4成分
系ポリイミドで重合時にモノマーの添加手順をコントロ
ールすることによって物性を改良する試みが例えば特開
平5−25273号公報で示されている。
TAB用途に使用するには、その特性として高弾性率、
金属並の低熱膨張性、低吸水性が必要である。しかしな
がら特開昭60−210629、特開昭64−1683
2、特開昭64−16833、特開昭64−1683
4、特開平1−131241、特開平1−131242
各号公報で得られる3成分系ポリイミドは、無水ピロメ
リット酸と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルから
得られるポリイミドに比べて弾性率は高くなるがそれで
も尚TAB用途として充分な弾性率は得られない。また
特開昭59−164328、特開昭61−111359
各号公報で得られる4成分系ポリイミドでは、TAB用
途として充分な弾性率を得るためには、パラフェニレン
ジアミンの使用量を多くする必要があり、その結果熱膨
張率が金属より低くなりすぎるという問題がある。他に
特開平5−25273号公報で得られる4成分系ポリイ
ミドでは、弾性率、熱膨張性はその用途を充分満たした
ものとなっているが、吸水率が大きいという問題があ
る。
熱膨張性、低吸水性である共重合ポリイミド、共重合ポ
リイミド樹脂成形体およびそれらの製造方法を提供する
ことを課題とする。
発明は、剛構造の芳香族ジアミン化合物と芳香族テトラ
カルボン酸類化合物とからなるポリイミドのブロック成
分と、柔構造の芳香族ジアミン化合物と少なくとも2種
の芳香族テトラカルボン酸類化合物とからなるランダム
共重合ポリイミドのランダム成分とが分子結合してなる
共重合ポリイミドまたは共重合ポリイミド樹脂成形体で
あり、あるいは剛構造の芳香族ジアミン化合物と芳香族
テトラカルボン酸類化合物とを反応成分に対して芳香族
テトラカルボン酸類化合物が90モル%以上、100モ
ル%未満となる比率で、反応に必要な時間混合した後、
柔構造の芳香族ジアミン化合物を添加し、続いて芳香族
テトラカルボン酸類化合物(A)を添加、さらに芳香族
テトラカルボン酸類化合物(B;A≠B)を全芳香族テ
トラカルボン酸類成分と全芳香族ジアミン成分とがほぼ
等モルとなる量添加して、反応に必要な時間混合して得
られる共重合ポリアミド酸溶液を環化脱溶媒する共重合
ポリイミドを製造する方法または前記共重合ポリアミド
酸溶液を成形した後環化脱溶媒する共重合ポリイミド樹
脂成形体の製造方法である。
成するポリイミドのブロック成分とは、1種の剛構造の
芳香族ジアミン化合物と1種の芳香族テトラカルボン酸
類化合物とから得られる繰り返しポリイミド分子鎖であ
り、重合の第1段階で形成させることにより得る。また
共重合ポリイミドのランダム成分は、重合の2段階目に
柔構造の芳香族ジアミン化合物と少なくとも2種以上の
芳香族テトラカルボン酸類化合物を反応させることによ
って形成する。こうして得られるポリイミドのブロック
成分と共重合ポリイミドのランダム成分とを分子結合に
よって構成せしめる共重合ポリイミドは高弾性、金属並
の低熱膨張性、低吸水性といった優れた物性を有するこ
とができる。
合物の例としては、下記(I)式で表されるような化合
物を挙げることができる。
キル基、低級アルコキシ基から選ばれる1価の置換基を
表わす。) (I)式で表される剛構造の芳香族ジアミン化合物のう
ちでは、得られる成形体の弾性率を高める点では、Xが
水素である8ものを使用するのが好ましく、その中でも
特にパラフェニレンジアミンを使用するのがより好まし
い。
は、下記(II)式で表されるような化合物を挙げるこ
とができる。
ルキル基、低級アルコキシ基から選ばれる1価の置換基
を表わし、X,Yは同じ置換基でも異なった置換基でも
よい。また、Aは−O−,−S−,−CO−,−SO
−,−SO2− ,−CH2 −等の二価の連結基を表す。
ミン化合物のうちでは、得られる成形体の成形性を高め
る点では、下記(III)式で表されるようなアミノ基
以外の置換基の無い芳香族ジアミン化合物が好ましい。
−,−CH2−から選ばれる2価の連結基を表わす。) その中でも特に4,4’−ジアミノジフェニルエーテル
を使用するのがより好ましい。
ては、全芳香族ジアミン成分に対して剛構造の芳香族ジ
アミン化合物を12モル%以上30モル%以下、柔構造
の芳香族ジアミン化合物を70モル%以上88モル%以
下使用する。剛構造の芳香族ジアミン化合物の使用割合
が前記の割合より少なくなり、柔構造の芳香族ジアミン
化合物の使用割合が多くなりすぎると、得られる共重合
ポリイミド成形体の弾性率が低下したり、熱膨張係数が
増大するので好ましくなく、また剛構造の芳香族ジアミ
ン化合物の使用割合が前記の割合より多くなり、柔構造
の芳香族ジアミン化合物の使用割合が少なくなると、共
重合ポリイミド成形体の吸水率が増大したり、熱膨張係
数が低下しすぎたり、弾性率が高くなりすぎて成形性を
損なうので好ましくない。
としてはピロメリット酸類、3,3’,4,4’−ビフ
ェニルテトラカルボン酸類および3,3’−4,4’−
ベンゾフェノンテトラカルボン酸類から1種以上を選ぶ
のが好ましい。
で、ピロメリット酸類としてはピロメリット酸またはそ
の二無水物を、3,3’−4,4’−ビフェニルテトラ
カルボン酸類としては3,3’−4,4’−ビフェニル
テトラカルボン酸またはその二無水物を、3,3’−
4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸類としては
3,3’−4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
またはその二無水物をそれぞれ挙げることができる。
の割合としては、全芳香族テトラカルボン酸類成分に対
してピロメリット酸類を50モル%以上80モル%以
下、3,3’−4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸
類および/または、3,3’−4,4’−ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸類を20モル%以上50モル%以下
使用する。3,3’−4,4’−ビフェニルテトラカル
ボン酸類および/または、3,3’−4,4’−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸類の使用割合が前記の割合よ
り少なくなると、得られる共重合ポリイミド成形体の弾
性率が低下したり、吸水率が増大するので好ましくな
く、また3,3’−4,4’−ビフェニルテトラカルボ
ン酸類および/または、3,3’−4,4’−ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸類の使用割合が前記の割合より
多くなると、得られる共重合ポリイミドの気体透過率が
悪化し、成形体の表面に気泡が発生したり、成形体の接
着力が低下するので好ましくない。尚3,3’−4,
4’−ビフェニルテトラカルボン酸類、3,3’−4,
4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸類はそれぞれ単
独で使用してもよいが、混合して使用してもよい。
法について説明する。まずポリイミドのブロック成分を
形成させるために重合の第1段階で1種の剛構造の芳香
族ジアミン化合物に対して1種の芳香族テトラカルボン
酸類が90モル%以上、100モル%未満となる比率
で、反応成分に対して非反応性の有機溶媒中で、1時間
以上混合する。
形成させるため重合の第2段階として柔構造の芳香族ジ
アミン化合物を添加した後、芳香族テトラカルボン酸類
(A)を添加して1時間以上撹拌、さらに芳香族テトラ
カルボン酸類(B;A≠B)を全芳香族テトラカルボン
酸類成分と全芳香族ジアミン成分とがほぼ等モルとなる
量添加して、1時間以上撹拌する。一連の重合によりま
ず前駆体である共重合ポリアミド酸溶液が得られる。こ
の共重合ポリアミド酸溶液を環化脱溶媒することによっ
て共重合ポリイミドが得られる。この重合での第1段階
と第2段階はアミン成分過剰下で連続して行われるた
め、それぞれで形成されるブロック重合ポリアミド酸成
分とランダム共重合ポリアミド酸成分とが分子結合して
なる共重合ポリアミド酸溶液を得、このポリアミド酸溶
液を環化脱溶媒することにより、所望の共重合ポリイミ
ドを得ることができる。
香族テトラカルボン酸類としてピロメリット酸類、3,
3’−4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸類、3,
3’−4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸類い
ずれでも単独で使用してよいが、ピロメリット酸類を使
用すると、最終的に得られる共重合ポリイミド成形体の
弾性率を高めるので好ましい。また芳香族ジアミン成分
としては剛構造の芳香族ジアミン化合物を使用する。
ン酸類として、ピロメリット酸類、3,3’−4,4’
−ビフェニルテトラカルボン酸類および3,3’−4,
4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸類から選ばれる
1種以上の化合物を使用するのが好ましく、最終的に得
られる共重合ポリイミド成形体の弾性率を高めるために
はピロメリット酸類と3,3’−4,4’−ビフェニル
テトラカルボン酸類の組み合わせで使用するのが好まし
い。また芳香族ジアミン成分としては柔構造の芳香族ジ
アミン化合物を使用する。
チルスルホキシド、N,N−ジメチルアセトアミド、
N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルホル
ムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチル
−2−ピロリドンおよびジメチルスルホン等が挙げら
れ、これらを単独あるいは混合して使用するのが好まし
い。該製造方法で得られる共重合ポリアミド酸は前記溶
媒中に10〜30重量%の割合で調製する。
を環化させて共重合ポリイミドにする際、脱水剤と触媒
を用いて脱水する化学閉環法、熱的に脱水する熱閉環法
のいずれで行ってもよいが、化学閉環法で行った方が得
られる共重合ポリイミド成形体の弾性率が高く、熱膨張
係数が低くなり、さらにTAB用途で必要なケミカルエ
ッチング性が付与できるので好ましい。化学閉環法で使
用する脱水剤としては、無水酢酸等の脂肪族酸無水物、
フタル酸無水物等の芳香族酸無水物等が挙げられ、これ
らを単独あるいは混合して使用する。また触媒として
は、ピリジン、ピコリン、キノリン等の複素環式第3級
アミン類、トリエチルアミン等の脂肪族第3級アミン
類、N,N−ジメチルアニリン等の芳香族第3級アミン
類等が挙げられ、これらを単独あるいは混合して使用す
る。
る。実施例中PPDはパラフェニレンジアミン、ODA
は4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、PMDAは
ピロメリット酸二無水物、BPDAは3,3’−4,
4’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、BTDA
は、3,3’−4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸二無水物、DMAcはN,N−ジメチルアセトアミ
ドを表す。
gを入れ、ここにPPD1.870g(0.0173モ
ル)とPMDA3.659g(0.0168モル)を投
入し、常温常圧中で1時間反応させた。次にここにOD
A25.398g(0.1268モル)を投入し均一に
なるまで撹拌した後、BPDA8.481g(0.02
88モル)を添加し、1時間反応させた。続いてここに
PMDA21.491g(0.0985モル)を添加し
てさらに1時間反応させポリアミド酸溶液を得た。尚こ
の重合で各原料の添加モル比は、表−1に示す割合で行
い、固形分合計重量は、60.9gに調製した。このポ
リアミド酸溶液から15gを取り、厚み125μmのポ
リエステルフィルム上に乗せた後、ミカサ製1H−36
0Sスピンコーターで2500rpmの回転速度で1分
間回転させた。続いてこれを無水酢酸、β−ピコリンの
混合溶液に10分間浸してイミド化反応させた後、ポリ
イミドゲルフィルムをポリエステルフィルムから剥が
し、そのゲルフィルムを支持枠に固定した。その後30
0℃で20分間、続いて400℃で5分間加熱乾燥した
後、上記支持枠より取り外し、厚さ約25μmのポリイ
ミドフィルムを得た。このフィルムの各特性の評価を行
い、表−1にその結果を示した。
元の重量に対しての増加重量%で評価した。
香族テトラカルボン酸成分を表1に示す割合でそれぞれ
ポリアミド酸溶液を得た後、実施例1と同じ操作で得ら
れたポリイミドフィルムの各特性評価を行い、表1にそ
の結果を示した。
示す割合で行った他は、実施例1と同様に操作を行いポ
リアミド酸溶液を得た後、実施例1と同じ操作で得られ
たポリイミドフィルムの各物性評価を行い、表1にその
結果を示した。
gを入れ、ここにPPDとBPDAを投入し、常温常圧
中で1時間反応させた。次にここにODAを投入し均一
になるまで撹拌した後、BPDAを添加し、1時間反応
させた。続いてここにPMDAを添加してさらに1時間
反応させポリアミド酸溶液を得た。尚この重合で各原料
の添加量は、表1に示す割合で行い、固形分合計重量
は、60.9gに調製した。この後ポリアミド酸溶液か
らポリイミドフィルムを得る操作については、実施例1
と同様にして行い、ポリイミドフィルムの各物性評価結
果を表1に示した。
gを入れ、ここにODAとPMDAを投入し、常温常圧
中で1時間反応させポリアミド酸溶液を得た。尚ODA
とPMDAのモル比は、ほぼ1:1とし、固形分合計重
量は、60.9gに調製した。この後ポリアミド酸溶液
からポリイミドフィルムを得る操作については、実施例
1と同様にして行い、それぞれのポリイミドフィルムの
各物性評価結果を表2に示した。
gを入れ、ここにPPDとPMDAを投入し、常温常圧
中で1時間反応させた。次にここにODAを投入し均一
になるまで撹拌した後、PMDAを添加して1時間反応
させポリアミド酸溶液を得た。尚この重合で各原料の添
加量は、表2に示す割合で行い、固形分合計重量は、6
0.9gに調製した。この後ポリアミド酸溶液からポリ
イミドフィルムを得る操作については、実施例1と同様
にして行い、それぞれのポリイミドフィルムの各物性評
価結果を表2に示した。
gを入れ、ここにPPD、ODA、BPDA、PMDA
を順次添加して常温常圧で2時間反応させポリアミド酸
溶液を得た。尚この重合で各原料の添加量は、表2に示
す割合で行い、固形分合計重量は、60.9gに調製し
た。この後ポリアミド酸溶液からポリイミドフィルムを
得る操作については、実施例1と同様にして行い、それ
ぞれのポリイミドフィルムの各物性評価結果を表2に示
した。
2段階の重合を経ることにより剛構造の芳香族ジアミン
化合物と芳香族テトラカルボン酸類化合物とからなるブ
ロック重合ポリイミド成分と、柔構造の芳香族ジアミン
化合物と少なくとも2種類以上の芳香族テトラカルボン
酸類化合物とからなるランダム共重合ポリイミド成分と
が、分子結合によって構成されるため、その樹脂成形体
は、高い弾性率、低い熱膨張性、低い吸水性を併せ持つ
ことができるので高加工性および高精度化の求められる
TABのベースフィルムとして充分機能を果たすことが
できる。
Claims (17)
- 【請求項1】 剛構造の芳香族ジアミン化合物と芳香族
テトラカルボン酸類化合物とからなるポリイミドのブロ
ック成分と、柔構造の芳香族ジアミン化合物と少なくと
も2種の芳香族テトラカルボン酸類化合物とからなる共
重合ポリイミドのランダム成分とが、分子結合してなる
共重合ポリイミド。 - 【請求項2】 剛構造の芳香族ジアミン化合物が全芳香
族ジアミン成分の12モル%以上、30モル%以下であ
り、柔構造の芳香族ジアミン化合物が全芳香族ジアミン
成分の70モル%以上、88モル%以下である請求項1
記載の共重合ポリイミド。 - 【請求項3】 剛構造の芳香族ジアミン化合物が下記
(I)式で表されるジアミンである請求項1または2記
載の共重合ポリイミド。 【化1】 (Xは、水素、ハロゲン基、カルボキシル基、低級アル
キル基、低級アルコキシ基から選ばれる1価の置換基を
表わす。) - 【請求項4】 (I)式のXが水素である請求項3記載
の共重合ポリイミド。 - 【請求項5】 剛構造の芳香族ジアミン化合物がパラフ
ェニレンジアミン類である請求項1から4いずれか記載
の共重合ポリイミド。 - 【請求項6】 柔構造の芳香族ジアミン化合物が下記
(II)式で表されるジアミンである請求項1から5い
ずれか記載の共重合ポリイミド。 【化2】 (X,Yは水素、ハロゲン基、カルボキシル基、低級ア
ルキル基、低級アルコキシ基から選ばれる1価の置換基
を表わし、X,Yは同じ置換基でも異なった置換基でも
よい。また、Aは−O−,−S−,−CO−,−SO
−,−SO2−,−CH2−から選ばれる2価の連結基を
表わす。) - 【請求項7】 柔構造の芳香族ジアミン化合物が下記
(III)式で表されるジアミンである請求項1から6
いずれか記載の共重合ポリイミド。 【化3】 (Aは−O−,−S−,−CO−,−SO−,−SO2
−,−CH2−から選ばれる2価の連結基を表わす。) - 【請求項8】 柔構造の芳香族ジアミン化合物が4,
4’−ジアミノジフェニルエーテルである請求項1から
7いずれか記載の共重合ポリイミド。 - 【請求項9】 芳香族テトラカルボン酸類化合物がピロ
メリット酸類、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラ
カルボン酸類および3,3’−4,4’−ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸類から選ばれる1種以上の化合物で
ある請求項1から8いずれか記載の共重合ポリイミド。 - 【請求項10】 ピロメリット酸類が全芳香族テトラカ
ルボン酸類成分の50モル%以上、80モル%以下であ
り、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸
類および/または3,3’−4,4’−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸類が全芳香族テトラカルボン酸類成分
の20モル%以上、50モル%以下である請求項1から
9いずれか記載の共重合ポリイミド。 - 【請求項11】剛構造の芳香族ジアミン化合物と芳香
族テトラカルボン酸類化合物とを、反応成分に対して非
反応性の有機溶媒中で、剛構造の芳香族ジアミン化合物
に対して芳香族テトラカルボン酸類化合物が90モル%
以上、100モル%未満となる比率で、反応に必要な時
間混合した後、 柔構造の芳香族ジアミン化合物を添加し、続いて芳香
族テトラカルボン酸類化合物(A)を添加、さらに芳香
族テトラカルボン酸類化合物(B;A≠B)を全芳香族
テトラカルボン酸類成分と全芳香族ジアミン成分とがほ
ぼ等モルとなる量添加して、反応に必要な時間混合し、 得られる共重合ポリアミド酸溶液を環化脱溶媒するこ
とを特徴とする共重合ポリイミドの製造方法。 - 【請求項12】 環化を環化触媒および脱水剤を用いた
化学環化法で行なう請求項11記載の共重合ポリイミド
の製造方法。 - 【請求項13】 剛構造の芳香族ジアミン化合物と芳香
族テトラカルボン酸類化合物とからなるポリイミドのブ
ロック成分と、柔構造の芳香族ジアミン化合物と少なく
とも2種以上の芳香族テトラカルボン酸類化合物とから
なる共重合ポリイミドのランダム成分とが、分子結合し
てなる共重合ポリイミドを成形してなる共重合ポリイミ
ド樹脂成形体。 - 【請求項14】 成形体がフィルムである請求項13記
載の共重合ポリイミド樹脂成形体。 - 【請求項15】剛構造の芳香族ジアミン化合物と芳香
族テトラカルボン酸類化合物とを、反応成分に対して非
反応性の有機溶媒中で、剛構造の芳香族ジアミン化合物
に対して芳香族テトラカルボン酸類化合物が90モル%
以上、100モル%未満となる比率で、反応に必要な時
間混合した後、 柔構造の芳香族ジアミン化合物を添加し、続いて芳香
族テトラカルボン酸類化合物(A)を添加、さらに芳香
族テトラカルボン酸類化合物(B;A≠B)を全芳香族
テトラカルボン酸類成分と全芳香族ジアミン成分とがほ
ぼ等モルとなる量添加して、反応に必要な時間混合し、 得られる共重合ポリアミド酸溶液を成形して後、環化
脱溶媒することを特徴とする共重合ポリイミド樹脂成形
体の製造方法。 - 【請求項16】 成形体がフィルムである請求項15記
載の共重合ポリイミド樹脂成形体の製造方法。 - 【請求項17】 環化を環化触媒および脱水剤を用いた
化学環化法で行なう請求項15または16に記載の共重
合ポリイミド樹脂成形体の製造方法。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP35410596A JP3687044B2 (ja) | 1995-12-29 | 1996-12-17 | 共重合ポリイミドフィルムおよびその製造方法 |
TW86102012A TW438861B (en) | 1996-12-17 | 1997-02-20 | Copolymerized polyimide, copolymerized polyimide resin molded articles and the method of preparation thereof |
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JP35251495 | 1995-12-29 | ||
JP7-352514 | 1995-12-29 | ||
JP35410596A JP3687044B2 (ja) | 1995-12-29 | 1996-12-17 | 共重合ポリイミドフィルムおよびその製造方法 |
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JPH09235373A true JPH09235373A (ja) | 1997-09-09 |
JP3687044B2 JP3687044B2 (ja) | 2005-08-24 |
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JP35410596A Expired - Fee Related JP3687044B2 (ja) | 1995-12-29 | 1996-12-17 | 共重合ポリイミドフィルムおよびその製造方法 |
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