JPS63221138A - ポリイミド膜 - Google Patents

ポリイミド膜

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JPS63221138A
JPS63221138A JP62053592A JP5359287A JPS63221138A JP S63221138 A JPS63221138 A JP S63221138A JP 62053592 A JP62053592 A JP 62053592A JP 5359287 A JP5359287 A JP 5359287A JP S63221138 A JPS63221138 A JP S63221138A
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acid solution
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川井 秀紀
Renichi Akahori
廉一 赤堀
Kosaku Nagano
広作 永野
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    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、耐熱性樹脂として知られるポリイミド樹脂に
係わるものであり、詳しくは熱的寸法安定性の改良され
たポリイミド膜に関するものである。
(従来の技術) ポリイミド樹脂は高度の耐熱性、耐薬品性、電気的特性
、機械的特性、その他優れた諸特性を有していることが
知られており、例えば、特公昭36−10999号公報
に見られるような、4゜4゛−ジアミノジフェニルエー
テルとピロメリット酸2無水物から得られるポリイミド
樹脂からなるポリイミド膜は、従来から広く使用されて
いる。
このポリイミド膜は伸度等機械的諸特性にすぐれている
が一般に線膨張係数が大きく、熱的寸法安定性が悪いこ
とが知られている。近年、電子電気工業分野などにおい
てますますその要求が高まっている微細加ニブリント基
板や、その他の電子材料例えば高密度磁気記録用分野な
どの基材として優れた寸法安定性と機械的諸特性を有す
るポリイミド膜が求められている。優れた寸法安定性を
有するポリイミド膜については種々の検討が行なわれて
いる。例えば、特開昭61−264028、特開昭61
−241325、特開昭61−181828、特開昭6
1=158025、特開昭58−185624号公報等
には熱的寸法安定性を改良する目的で、パラフェニレン
ジアミンやジメチルベンジジンやピロメリット酸二無水
物などの剛直な分子を用いる方法が記載されている。し
かしながらいずれも得られるポリイミド膜は機械的強度
(特に伸度)や耐熱性や耐薬品性に問題を生じる。
[発明が解決しようとする問題点コ 本発明は熱的寸法安定性にすぐれかつ機械的強度(特に
伸度)を有し他の特性もすぐれているポリイミド膜を得
ることを目的としている。
[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決すべく本発明者らは、鋭意努力の結果
、 一般式(1): (式中、R1は芳香環を形成する炭素原子上に結合手を
存する4価の芳香族基であり、R2は芳香環を形成する
炭素原子上に結合手を有する2価の芳香族基である) で表わされる反復単位を有し複屈折率(Δn)が0.1
3以上の値を持つことを特徴とするポリイミド膜が線膨
張係数が小さく熱的寸法安定性に優れていることを見い
出だした。複屈折率(Δn)の測定方法は「新実験化学
講座」第19巻(丸首■)や「繊維・高分子測定法の技
術」 (朝食書店)等に記載されているが、簡単に説明
すると、試料をくさび形に切断し、ナトリウム光を用い
、偏光顕微鏡で観察すると干渉縞が見られ、この干渉縞
の数をnとすると、複屈折率(Δn)は d   d:試料の巾(nIIl) で表わされる。複屈折率(Δn)がo、13以上の値を
持つものがすぐれた熱的寸法安定性を示すが0.17以
上さらには0.18以上の値をもつものがさらに好まし
い熱的寸法安定性を示す。複屈折率が0.13未満にな
ると線膨張係数が大きく熱的寸法安定性が劣る。
本発明のポリイミド膜を形成する重合体であるポリイミ
ドは一般式(1)で表わされる反復単位を存している。
一般式(1)で表わされる反復単位であれば同じ重合体
中に2種以上のものが存在してもよい。また本発明の目
的、効果が達成される限り一般式(1)で表わされる反
復単位以外の反復単位が少量存在してもよい。一般式(
1)中R1は芳香環を形成する炭素原子上に結合手を有
する4価の芳香族基であるが、その具体例としては、 一般式(1)中R2は芳香環を形成する炭素原子上に結
合手を有する2価の芳香族基であるが、その具体例とし
ては、 (式中、R4は2価の有機基を示し、R3は1価の有機
基を示す。) 等をあげることができる。R4としては一〇−2−S−
、−3o2−、−CH2+。
−C(CH3) 2−、 −〇 (CFs ) 2−等
の2価の基をあげることができる。R3としては−CH
3,−0CH3,−OH,−COOH等の1価の置換基
をあげることができる。
本発明の効果を得るのに好ましい反復単位は一般式(2
): または一般式(3): で表わされる反復単位である。さらに好ましい反復単位
は一般式(4): と一般式(2)で表わされる2種の反復単位であるかあ
るいは一般式(4)と一般式(3)で表わされる2種の
反復単位である。(これらの式中、R2は前に定義した
ものと同様である)。この場合一般式(4)の反復単位
と一般式(2)との反復単位のモル比あるいは一般式(
4)の反復単位と一般式(3)との反復単位のモル比が
1:99から90:10までの値であるものが望ましい
。モル比が90 : 10をこえると複屈折率(Δn)
増大6の効果がやや小さい。
次にこのポリイミド膜の製造方法について説明する。こ
のポリイミド膜は、その前駆体であるポリアミド酸溶液
から得られるが、ポリアミド酸溶液は、公知の方法で製
造することができる。すなわち酸無水物成分とジアミン
成分を実質等モル使用し、有機極性溶媒中で重合して得
られる。2種以上の繰り返し単位を持つポリアミド酸溶
液については、いかなる共重合方法を用いてもよい。さ
らには異種のポリアミド酸溶液の混合により得ることも
可能である。
ポリアミド酸溶液からポリイミド膜を得るには、ポリア
ミド酸溶液に化学量論以上の脱水剤と必要に応じ、触媒
量の第3級アミン類等を加えて脱水するなどの化学的方
法、または脱水剤などを加えず熱的に脱水閉環する方法
を用いることができる。
理由は不明であるが本発明の複屈折率(Δn)が0.1
3以上のポリイミド膜を得るには化学的方法を用いるほ
うがはるかに容易に目的のポリイミド膜を得ることがで
きる。
製膜方法としてはポリアミド酸溶液を支持体上に流延ま
たは塗布して膜状と成し、その膜を150℃以下の温度
で1〜30分間乾燥し、自己支持性の膜を得る。
次いで、これを支持体より引き剥し、固定枠に固定した
後、100〜500℃まで徐々に加熱し、化学的に脱水
閉環する方法やポリアミド酸溶液を支持体上に流延また
は塗布し、約100〜500℃まで徐々に加熱しそのま
ま支持体上で熱的または化学的に脱水閉環する方法など
があるが、複屈折率が0.13以上のポリイミド膜を得
るには理由は不明であるが前者の方法すなわち途中で−
たん自己支持性の膜をひきはがす方法が好ましい。特に
前者の方法において化学的脱水方法を用いる場合は非常
に容易に目的のポリアミド膜を得ることができる。
化学的に脱水環化する方法において用いる脱水剤として
は例えば脂肪族酸無水物、芳香族酸無水物等が挙げられ
る。また触媒としては、例えばトリエチルアミン等の脂
肪族第3級アミン類、ジメチルアニリン等の芳香族第3
級アミン類、ピリジン、ピコリン、イソキノリン等の複
素環式第3級アミン類などが挙げられる。
(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
はこれら実施例のみに限定されるものではない。
線膨張係数は、熱物理試験機(TMA−10゜セイコー
電子■製)を用いて、5℃/分の条件で測定し、100
〜200℃の間の平均値で表わした。
比較例1 500g四つロフラスコにパラフェニレンジアミン28
.78 gを採取し、245.00gノN 、 N−ジ
メチルアセトアミドを加え溶解した。他方、100gナ
スフラスコに3.3−.4.4’−ビフェニルテトラカ
ルボン酸無水物18.22 gを採取し、前記バラフェ
ニレンジアミン溶液中に固形状で添加した。さらに、こ
のナスフラスコ内に付着残存する3、3−.4.4−−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を10.00 g
のN、N−ジメチルアセトアミドで反応系(四つロフラ
スコ)内へ流し入れた。引き続き3時間撹拌を続け、1
5重−%のポリアミド酸溶液を得た。反応温度は、5−
10°Cに保った。但し以上の操作で3.3−。
4.4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物の取り
扱いおよび反応系内は乾燥窒素気流下に置いた。
次にこのポリアミド酸溶液をガラス板状に流延塗布し、
100℃で10分間乾燥後、ポリアミド酸塗膜をガラス
板より剥し、その塗膜を支持枠に固定し、その後100
℃で約30分間、約200℃で約60分間、約300℃
で約60分間加熱し、脱水閉環乾燥後約25ミクロンの
ポリイミド膜を得た。この膜の特性を表1に示す。
比較例2 比較例1と同様にして得られたポリアミド酸溶液に、ポ
リアミド酸溶液のアミド結合1モルに対して、無水酢酸
4モル、イソキノリン0.5モルを加え、よく撹拌した
後、ガラス板状に流延塗布し約100℃で約10分間、
約250℃で約10分間、約350℃で約5分間加熱し
、その後ガラス板より剥離し、約25ミクロンのポリイ
ミド膜を得た。この膜の特性を表1に示す。
比較例3 4.4′−ジアミノジフェニルエーテル21.549、
無水ピロメリット酸23.46 gを用いた以外は、比
較例1と同様な方法でポリアミド酸溶液を得た。
このポリアミド酸溶液にポリアミド酸のアミド結合1モ
ルに対して無水酢酸4モル、イソキノリン0.5モルを
加え、よく撹拌した後、ガラス板上に流延塗布し、約1
00℃で約10分間、乾燥後、ポリアミド酸塗膜をガラ
ス板より剥し、その塗膜を支持枠に固定し、その後約2
50°Cで約10分間、約350℃で約5分間加熱し、
約25ミクロンのポリイミド膜を得た。この膜の特性を
表1に示す。
実施例1 比較例1と同様にして得られたポリアミド酸溶液から、
比較例3と同じ条件・方法で製膜し、約25ミクロンの
ポリイミド膜を得た。この膜の特性を表1に示す。
実施例2 3.3゛−ジメチル−4,4゛−ジアミノビフェニルと
4,4′−ジアミノジフェニルエーテルとを等モル採取
し、それらと等モルの無水ピロメリット酸を用いた以外
は、比較例3と同様の条件・方法で約25ミクロンのポ
リイミド膜を得た。
このポリイミド膜の特性を表1に示す。
実施例3〜6 4.4゛−ジアミノジフェニルエーテルとパラフェニレ
ンジアミンのモル比を種々変え、それらと等モルの無水
ピロメリット酸を用いた以外は、比較例3と同様の条件
・方法で約25ミクロンのポリイミド膜を得た。これら
の膜の特性を表1に示す。
表1から明らかなように複屈折率(Δn)が0,13以
上になるとすぐれた線膨張係数を有することが明らかで
ある。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 手続補正書 昭和  郁31月、29日

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式(1): ▲数式、化学式、表等があります▼(1) (式中、R^1は芳香環を形成する炭素原子上に結合手
    を有する4価の芳香族基であり、R^2は芳香環を形成
    する炭素原子上に結合手を有する2価の芳香族基である
    ) で表わされる反復単位を有し複屈折率(△n)が0.1
    3以上の値を持つことを特徴とするポリイミド膜。
  2. (2)一般式(1)で表わされる反復単位が一般式(2
    ):▲数式、化学式、表等があります▼(2) (式中、R^1は前に定義したものである)また一般式
    (3): ▲数式、化学式、表等があります▼(3) (式中、R^3は1価の有機基である) で表わされる反復単位である特許請求の範囲第1項記載
    のポリイミド膜。
  3. (3)一般式(1)で表わされる反復単位が一般式(4
    ):▲数式、化学式、表等があります▼(4) (式中、R^1は前に定義したものである)と一般式(
    2)で表わされる2種の反復単位であるか、あるいは一
    般式(4)と一般式(3)で表わされる2種の反復単位
    である特許請求の範囲第1項記載のポリイミド膜。
  4. (4)一般式(4)の反復単位と一般式(2)の反復単
    位とのモル比あるいは一般式(4)の反復単位と一般式
    (3)の反復単位とのモル比が1:99から90:10
    までの値である特許請求の範囲第3項記載のポリイミド
    膜。
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