JPH10130406A - ポリイミドシートの製造方法 - Google Patents

ポリイミドシートの製造方法

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JPH10130406A
JPH10130406A JP8289660A JP28966096A JPH10130406A JP H10130406 A JPH10130406 A JP H10130406A JP 8289660 A JP8289660 A JP 8289660A JP 28966096 A JP28966096 A JP 28966096A JP H10130406 A JPH10130406 A JP H10130406A
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JP
Japan
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polyamic acid
sheet
water
soluble
solvent
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JP8289660A
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English (en)
Inventor
Norihiko Miki
規彦 三木
Yoshiaki Echigo
良彰 越後
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10130406A publication Critical patent/JPH10130406A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined

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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 力学的強度が高く、厚でのポリイミドシート
を容易に製造することができるポリイミドシートの製造
方法を提供する。 【解決手段】 ポリアミド酸とこのポリアミド酸と強く
溶媒和しない溶媒とよりなるポリアミド酸溶液からポリ
アミド酸シートを成形し、得られたシートの片面または
両面に、水溶性アルコール系化合物、水、同一分子内に
エーテル基とアルコール性水酸基を有する水溶性化合物
から選ばれる1種類以上の溶媒を塗布し、シート同士を
重ね合わせて加圧接着し、イミド化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリイミドシート
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】芳香族ポリイミドは、耐熱性、機械的特
徴、電気的特徴などに優れており、フィルムや成形体の
原料として有用であることが知られている。
【0003】従来ポリイミドフィルムは、ジャーナルオ
ブポリマーサイエンス、マクロモレキュラーレビュー(J
ournal of Polymer Science, Macromolecular Reviews)
第11巻(1976)第199〜205頁に示されるよ
うに、ポリアミド酸を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−2−ピロ
リドンのようないわゆる非プロトン系極性溶媒に溶解
し、これを基板上に流延して溶媒を除去し、イミド化す
ることにより製造されていた。
【0004】例えば、4,4’−ジアミノジフェニルエ
ーテル(DADE)とピロメリット酸二無水物(PMD
A)より製造されるポリイミドからは、優れた耐熱性を
有する透明なフィルムが得られ、このフィルムは電気絶
縁用途などに幅広く使用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来、厚みの大きいポ
リイミドシートを製造する場合、その形状に一段で成形
することは困難であり、ポリアミド酸溶液を複数回塗工
して得たポリアミド酸シートを焼成、イミド化するしか
方法が無く、複数のポリイミドフィルムを接着してポリ
イミドシートを得ることは、ポリイミドが化学的にも不
活性であることから難しかった。
【0006】特公平6−23338号公報に示されるよ
うに、ポリイミドの接着には熱可塑性ポリイミドを用い
る、特開平3−205474号公報に示されるようにポ
リアミド酸とビスマレイミドなどの混合物を接着剤とし
て用いる、また特開昭51−92895号公報に示され
るようにポリアミド酸に官能基を導入するなど、接着剤
として特に接着するポリイミドと類似した構造のポリマ
ーを用いる必要がある。更には接着のための加熱工程が
必要となる、あるいはポリマーに何らかの化学的処理を
施すことが必要となる等、厚いシートを得るには工程が
煩雑となり、得られるシートは高価なものとなった。ま
た、シート間に接着層が残留するため力学物性の低下が
起こる等の問題もあった。
【0007】このような状況に鑑み、本発明の課題は、
力学的強度が高く、厚でのポリイミドシートを容易に得
ることができるポリイミドシートの製造方法を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の課題
を解決するために鋭意検討した結果、特定の溶媒を用い
て作成したポリアミド酸シートの片面または両面に特定
の溶媒を塗布した上、ポリアミド酸シートを重ね合わせ
加圧接着し、それをイミド化することで、力学的強度が
高く、厚でのポリイミドシートが容易に得られることを
見いだし、本発明に到達した。
【0009】すなわち、本発明の要旨は、ポリアミド酸
とこのポリアミド酸と強く溶媒和しない溶媒とよりなる
ポリアミド酸溶液からポリアミド酸シートを成形し、得
られたシートの片面または両面に、水溶性アルコール系
化合物、同一分子内にエーテル基とアルコール性水酸基
を有する水溶性化合物及び水から選ばれる1種類以上の
溶媒を塗布し、シート同士を重ね合わせて加圧接着し、
イミド化することを特徴とするポリイミドシートの製造
方法である。
【0010】
【発明の実施の形態】以下本発明について詳細に説明す
る。
【0011】本発明においてポリアミド酸とは一般式
(1)で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸の
ホモポリマーまたはコポリマーをいう。
【0012】
【化1】
【0013】式中、Rは少なくとも一つの炭素6員環を
含む4価の芳香族残基を示し、4価のうちの2価ずつは
対をなし、炭素6員環の隣接する炭素原子に結合してい
ることを特徴とする。Rの具体例としては次のようなも
のが挙げられる。
【0014】
【化2】
【0015】特に、Rとしては次のものが好ましい。
【0016】
【化3】
【0017】また、R’は1〜4個の炭素6員環を持つ
2価の芳香族残基を示す。R’の具体例としては次のよ
うなものが挙げられる。
【0018】
【化4】
【0019】また、特にR’としては、次のものが好ま
しい。
【0020】
【化5】
【0021】本発明において、溶媒和が強いとは溶質と
溶媒が強く会合していることを意味し、ポリアミド酸溶
液において、溶質であるポリアミド酸と溶媒との本質的
な相互作用を意味する。そして溶媒和の程度について
は、例えば以下のような方法で測定した溶媒和指数で判
定することができる。すなわち、6重量%のポリアミド
酸を含有する溶液5000mgを内径860m,高さ1
8mmの標準的なガラスシャーレ上に均一に流し込み、
室温で風乾して流動性がなくなった後、10mmHgの
減圧下、40℃で40時間の条件で溶媒を留去した後の
シャーレ上のポリアミド酸の重量をAmgとすると、溶
媒和指数は次式で示すことができる。
【0022】
【数1】
【0023】本発明において、ポリアミド酸溶液に用い
る溶媒はポリアミド酸と強く溶媒和しないものであり、
溶媒和指数は0.35未満、好ましくは0.3以下であ
るものを用いる。ポリアミド酸と強く溶媒和しない溶媒
としては、溶媒固有の性質である双極子モーメントが
3.0デバイ以下の溶媒が好ましく用いられる。このよ
うな溶媒としては、水溶性エーテル系化合物、水溶性ア
ルコール系化合物、水溶性ケトン系化合物及び水から選
ばれる混合溶媒、また同一分子内にエーテル基とアルコ
ール性水酸基を有する化合物が好ましく用いられる。水
溶性エーテル系化合物、水溶性アルコール、水溶性ケト
ン及び水から選ばれる混合溶媒の組み合わせとしては、
水溶性エーテル系化合物と水、水溶性エーテル系化合物
と水溶性アルコール、水溶性ケトンと水の組み合わせが
特に好ましい。混合比率としては水溶性エーテル系化合
物と水の場合は96:4〜79:21、水溶性エーテル
系化合物と水溶性アルコールの場合は90:10〜5
6:44、水溶性ケトンと水の組み合わせの場合は9
0:10〜40:60(いずれも重量比)が好ましい。
【0024】水溶性エーテル系化合物としては、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。特に好ましくはTHFであ
る。
【0025】水溶性アルコール系化合物としては、例え
ば、メタノール(MeOH)、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、
1,2−エタンジオール、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。
【0026】特に好ましくは、メタノール、エタノール
である。
【0027】水溶性ケトン系化合物としては、アセト
ン、メチルエチルケトン等が挙げられるが、特にアセト
ンが好ましい。
【0028】同一分子内にエーテル基とアルコール性水
酸基を有する水溶性化合物としては、2−メトキシエタ
ノール、2−エトキシエタノール、2−(メトキシメト
キシ)エトキシエタノール、2−イソプロポキシエタノ
ール、2−ブトキシエタノール、テトラヒドロフルフリ
ルアルコール、ジエチレングリコール、ジエチレングリ
コールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
エチルエーテル、ポリエチレングリコール等が挙げられ
る。特に好ましくは、2−メトキシエタノール、テトラ
ヒドロフルフリルアルコールである。
【0029】また、本発明において非プロトン系極性溶
媒とは、ジャーナルオブポリマーサイエンス、マクロモ
レキュラーレビュー(Journal of Polymer Science, Mac
romolecular Reviews)第11巻(1976)第164
頁、表2に記されているような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(D
MAc)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジ
メチルスルホキシド(DMSO)などの双極子モーメン
トが約3.0デバイ以上の極性を有する溶媒をさし、従
来ポリイミドフィルムは、これらの溶媒にポリアミド酸
を溶解し、これを基板上に流延して溶媒を除去し、イミ
ド化することにより製造されていた。
【0030】本発明においては、ポリアミド酸溶液は、
先に述べたポリアミド酸と強く溶媒和しない溶媒中でテ
トラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させることに
より得たポリアミド酸溶液を用いることが好ましい。こ
の方法によると、所定の濃度のポリアミド酸溶液を得る
ことができる。また、ポリアミド酸溶液として、他の方
法で得たポリアミド酸を、前記ポリアミド酸と強く溶媒
和しない溶媒に溶解したものを用いてもよい。
【0031】ポリアミド酸溶液中のポリアミド酸の濃度
としては0.1〜60重量%が好ましく、より好ましく
は5〜20重量%である。0.1重量%未満では粘度が
低く、60重量%を超えると粘度が高く、流延塗工に適
さない。
【0032】本発明においてポリイミドシートを得るに
は、まずポリアミド酸溶液を基板上に塗工・乾燥の工程
を1回以上施行した後、基板より剥離してポリアミド酸
シートを作製し、必要ならば適宜所定の金型により目的
とする形状に成形する。
【0033】このときのポリアミド酸シートの厚さとし
ては、10μm以上が好ましく、100μm以上がより
好ましい。更に好ましくは従来の方法では得にくい20
0μm以上である。
【0034】ポリアミド酸シート同士を接着をする際に
は、前記のようにして得られたポリアミド酸シートの片
面または両面に、前記した水溶性アルコール系化合物、
同一分子内にエーテル基とアルコール性水酸基を有する
水溶性化合物及び水から選ばれる1種類以上の溶媒を塗
布し、シート同士を重ね合わせて加圧接着することによ
り所定の形状の厚でのポリアミド酸シートを得る。
【0035】加圧接着する際の圧力としては10〜20
00kg/cm2 が好ましく、より好ましくは50〜2
000kg/cm2 である。10kg/cm2 未満では
熱処理後の剥離強度が低く実用には適さず、2000k
g/cm2 を超えるとポリアミド酸シートを変形、破壊
してしまう。
【0036】このように加圧接着して得られたシートを
窒素などの不活性ガス雰囲気下で300℃以下で、焼成
型を用いて9〜60時間適宜加熱処理し、ポリイミドシ
ートを得る。
【0037】ポリイミドシートの厚さは前記ポリアミド
酸シートの積層枚数により、調節することができる。
【0038】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこの実施例によってなんら制限を受けるも
のではない。
【0039】実施例1、比較例1 0.21の三ツ口フラスコにTHF96gとMeOH2
4g加え混合し、そこへ4,4’−ジアミノジフェニル
エーテル(DADE)10.03gを添加し、溶解させ
た。そこへピロメリット酸二無水物(PMDA)を1
1.15g添加し重合反応させ、一定時間撹拌すること
によりポリアミド酸(PMDA−DADE)15重量%
溶液を得た。
【0040】こうして得たポリアミド酸溶液を、ガラス
基板上に一回の塗工厚みが250μmになるように、安
田精機(株)製オートマティックフィルムアプリケータ
ーを用いて塗工速度35.2mm/秒で塗工後、30分
間室温乾燥するといった工程を10回繰り返すことによ
り、厚さが300μmのポリアミド酸シートを得た。
【0041】上述のようにして得られたポリアミド酸シ
ートの表面にMeOHを塗布し、その上に他の同型のポ
リアミド酸シートを重ね50kg/cm2 の圧力で接着
させて厚でのポリアミド酸シートを得た。
【0042】得られたポリアミド酸シートを窒素雰囲気
下で60℃〜400℃へ40時間かけ昇温、イミド化
し、厚さ550μmのポリイミドシートを得た。このポ
リイミドシートの力学的特性を表1に示す。
【0043】また、多重塗工のみで得た厚さ550μm
のポリイミドシートの力学的特性を比較例1として表1
に示す。
【0044】
【表1】
【0045】実施例2 接着の際、塗布する溶媒をエチルアルコールとした以外
は実施例1と同様の操作により、ほぼ同じ厚さのポリイ
ミドシートを得ることができた。
【0046】実施例3 接着の際、塗布する溶媒を水とした以外は実施例1と同
様の操作により、ほぼ同じ厚さのポリイミドシートを得
ることができた。
【0047】実施例4 接着の際、塗布する溶媒をポリエチレングリコールとし
た以外は実施例1と同様の操作により、ほぼ同じ厚さの
ポリイミドシートを得ることができた。
【0048】比較例2 重合の際にNMPを用いた以外は実施例1と同様の操作
を行って、ポリアミド酸(PMDA−DADE)15重
量%のNMP溶液を得た。こうして得たポリアミド酸溶
液を、ガラス基板上に一回の塗工厚みが250μmにな
る様、安田精機(株)製オートマティックフィルムアプ
リケーターを用いて塗工速度35.2mm/秒で塗工
後、80℃、30分間の乾燥を施す操作を8回繰り返す
ことにより、厚さが300μmのポリアミド酸シートを
得た。
【0049】これに水溶性アルコール系化合物、水から
選ばれる1種以上の溶媒を各種塗布したが、いずれの溶
媒を塗布しても得られたポリアミド酸シートを加圧接着
することはできなかった。
【0050】比較例3 比較例1と同様に、ポリアミド酸PMDA−DADE1
5重量%のNMP溶液から、ポリアミド酸シートを得
た。こうして得たシートにNMPを塗布することにより
50kg/cm2 の圧力で加圧接着することができた。
【0051】こうして得られた実施例1のものとほぼ同
じ厚さの接着物を実施例と同様にしてイミド化させたと
ころ極めて脆いポリイミドシートしか得られなかった。
【0052】比較例4 実施例1と同様の操作により、ポリアミド酸PMDA−
DADE15重量%(THF/MeOH)溶液から、厚
さが300μmのポリアミド酸シートを得た。
【0053】上記のようにして得られたポリアミド酸シ
ートを、コルゲート成形した後、接着面にアセトンを塗
布した上、他の同型あるいは平面状ポリアミド酸シート
シートと50kg/cm2 の圧力で加圧成形したが、ポ
リアミド酸シートは接着しなかった。
【0054】比較例5 実施例1と同様の操作により、ポリアミド酸PMDA−
DADE15重量%(THF/MeOH)溶液から、厚
さが300μmのポリアミド酸シートを得た。
【0055】上記のようにして得たシートにNMPを塗
布することにより、50kg/cm2 の圧力で加圧接着
することができた。
【0056】こうして得られた実施例1のものとほぼ同
じ厚さの接着物を実施例と同様にしてイミド化させたと
ころ極めて脆いポリイミドシートしか得られなかった。
【0057】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、力学的強度が高く、厚でのポリイミドシートを容易
に製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 79:08

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリアミド酸とこのポリアミド酸と強く
    溶媒和しない溶媒とよりなるポリアミド酸溶液からポリ
    アミド酸シートを成形し、得られたシートの片面または
    両面に、水溶性アルコール系化合物、同一分子内にエー
    テル基とアルコール性水酸基を有する水溶性化合物及び
    水から選ばれる1種類以上の溶媒を塗布し、シート同士
    を重ね合わせて加圧接着し、イミド化することを特徴と
    するポリイミドシートの製造方法。
JP8289660A 1996-10-31 1996-10-31 ポリイミドシートの製造方法 Pending JPH10130406A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019193907A1 (ja) * 2018-04-05 2019-10-10 コニカミノルタ株式会社 光学物品の製造方法及び光学物品

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019193907A1 (ja) * 2018-04-05 2019-10-10 コニカミノルタ株式会社 光学物品の製造方法及び光学物品

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