JPS6354530B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6354530B2
JPS6354530B2 JP56066303A JP6630381A JPS6354530B2 JP S6354530 B2 JPS6354530 B2 JP S6354530B2 JP 56066303 A JP56066303 A JP 56066303A JP 6630381 A JP6630381 A JP 6630381A JP S6354530 B2 JPS6354530 B2 JP S6354530B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
liquid
heat treatment
amount
catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56066303A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57178831A (en
Inventor
Tsuneo Yamamoto
Masamichi Kido
Takashi Sakuhata
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.)
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP6630381A priority Critical patent/JPS57178831A/en
Publication of JPS57178831A publication Critical patent/JPS57178831A/en
Publication of JPS6354530B2 publication Critical patent/JPS6354530B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、耐熱性フイルムの製造法、特にポリ
イミドフイルムの製造におけるフイルムの肉厚均
一性の改善に関するものである。 現在、ポリイミドフイルムは優れた耐熱性・電
気絶縁性を利用して、電気・電子用絶縁材料とし
て多用されているが、接着性・真空蒸着性・被覆
絶縁性などから高度の肉厚均一性が要求されてい
る。 ポリイミドフイルムの製造法に関しては、(A)ポ
リイミド先駆体物質の有機溶媒溶液を流延した
後、加熱してポリイミドフイルムを得る方法、(B)
ポリイミド先駆体物質の有機溶媒溶液と、脱水剤
及び/又は触媒とからなる組成物を流延−ゲル化
させた後、加熱してポリイミドとする方法などが
知られている。(B)法は生産性が優れている反面、
複雑なプロセスが必要であり、その結果多くのト
ラブルを生じやすい。その一例として肉厚が不均
一となる事が問題であつた。即ち、該組成物を加
熱したエンドレスベルト又はドラムなどのキヤリ
アー上に流延してゲル化させた後、剥離し、更に
熱処理を行なうと水玉状や流れ状の模様が出現
し、最終的に得られたフイルムの肉厚が著るしく
不均一となる。 本発明者らは、かかるフイルムの肉厚の不均一
性を改善する事を目的として鋭意研究を行なつた
結果、ゲル化に伴なつてフイルム表面に付着状態
となる液状物がその原因である事を見い出した。
更に検討を続けた結果、該液状物をある限度以下
の状態下で後続の熱処理炉を通す事により肉厚均
一性の優れたフイルムを得る事ができるという驚
くべき事実を見い出し本発明に到達した。 即ち本発明は、ポリイミドの先駆体物質の有機
溶媒溶液と、脱水剤及び/又は触媒とからなる組
成物を、流延−ゲル化させた後、剥離し、後続の
熱処理炉に入る時点に於いて、フイルム表面上に
付着している液状物が8mg/cm2以下の状態で、更
に熱処理時の液状物発生速度以上の蒸発速度を維
持しながら熱処理する事を特徴とする耐熱性フイ
ルムの製造法である。 ポリイミドの先駆体物質の有機溶媒溶液と、脱
水剤及び/又は触媒とからなる組成物を流延した
後、約50〜150℃の加熱炉中におくと、急激にゲ
ル化すると共にフイルム表面上に液状物が多量
に、しかも急激に発生してくる。この現象はポリ
イミドフイルムの製法例として上述した(A)では全
く観察されない(B)法特有の現象である。A法で
は、主として脱溶媒に伴なつて固形化が行なわれ
るのに対して、(B)法では主として該先駆体物質の
イミドへの変換反応に起因して固形化するという
固形化のメカニズム上の大きな相異から生じるも
のと推察される。即ち、該先駆体物質のイミドへ
の変換反応に伴なつて溶解力が急速且つ大幅に低
下する事と、固形化までの時間が極めて短時間で
あるために当初存在していた液状物は、ほとんど
蒸発し得ない事から包含しきれなくなつた該液状
物がフイルム表面に溢出してくるものと思われ
る。得られたフイルムをキヤリア上から剥離し、
フイルムの端を拘束状態で後続する熱処理炉中に
入れると、急激に液状物は蒸発し始めるが、この
時均一な蒸発ではなくて水洗したガラス板の乾燥
と類似の蒸発が認められる。即ち、蒸発の途中段
階ではフイルム表面が全面的に液状物でおゝわれ
ていなくて、水玉状に液状物が付着した状態を経
由する。こうして得られたフイルム中には無数の
水玉状や流れ状の模様が認められる。フイルムの
肉厚を調べてみると、例えば正常な部分が30ミク
ロンであるのに対して10〜20ミクロンの部分が生
じている事が判る。従つて、このフイルムの肉厚
不均一出現は、乾燥に伴なつて発生する緊張力
が、該液状物の付着している部分に集中し、局部
的に著るしく引き延ばされた為と推察される。即
ち、フイルム表面上に全面的に付着している液状
物が蒸発してゆく過程で均一ぬれ状態から水玉状
ぬれ状態を経由する。従つて、その直後では液状
物の化着している部分が他の部分に比べて若干フ
イルム温度が低い状態が出現する。この事は必然
的に液状物が付着しているフイルム部分のイミド
への変換が他の部分よりも遅れ、その結果として
前者が後者よりも軟化点の低い、軟かいフイルム
となる。この過程で、同時に脱溶媒に伴なう収縮
力が発生し、拘束状態下ではフイルム全体に張力
が付加される。この張力が軟かいフイルム部分に
蓄積され、著るしく引き延ばされて薄肉化してし
まうのであろう。従つて、この一連の現象は、フ
イルム成形と同時に先駆体物質を経由してイミド
への転換反応を行なわしめているポリイミド特有
のものである。またフイルム化の方法として、該
組成物をキヤリア上で流延−ゲル化させ、剥離せ
ずにそのまゝ熱処理炉中で熱処理する場合には、
問題としているフイルム肉厚の不均一性は生じな
い。 上記の一連の結果をもとに本発明者らは問題と
なる該液状物を完全に除去すべく鋭意研究を続け
た結果、驚くべき事に、該液状物を完全に除去す
る必要は必ずしもなくて、フイルム表面上に付着
している液状物が8mg/cm2以下の状態を、後続す
る熱処理炉に入る時点で、実現する事によつて解
決出来る事が解つた。 フイルム表面上に付着している液状物量を支配
する要因としては、ポリイミド先駆体物質の有
機溶媒の種類と量、脱水剤及び/又は触媒の種
類と量、塗布厚み、ゲル化時の条件、後続
する熱処理炉に入るまでの条件などが考えられ
る。しかしながらこれらの内で、はくり工程以前
の部分は主として経済性、作業性、安全性、品質
上などからの制約が多く、従つて、自由度の期待
できる部分としては剥離から後続する熱処理炉ま
での工程である。一方、本発明者らの検討によれ
ば、ゲル化の開始と同時に急激にフイルム表面上
の液状物が発生する事から、問題視すべき部分は
剥離から後続する熱処理炉までの工程である。従
つてこの工程に工夫が必要となるのである。 本発明のポイントは、剥離した後、後続の熱処
理炉に入る時点において、フイルム表面上に付着
している液状物が8mg/cm2以下、好ましくは5
mg/cm2以下、最も好ましくは3.5mg/cm2以下の状
態で、更に熱処理時の新たな液状物発生速度以上
の蒸発速度を維持しながら熱処理する点である。 フイルム表面上に付着している液状物量は、塗
布厚みによつて影響を受ける。即ち、塗布厚みが
厚いものほど発生が顕著となる。しかしながら、
肉厚であるために付着液状物量が比較的多くても
肉厚不均一性に不都合が生じにくいという性格の
ものではなく、あくまでもフイルムの片側の表面
積に対する量で決まるものである。 本発明でいう熱処理は、熱処理時の液状物発生
速度以上の蒸発速度を維持する事が必要である。
この条件は入口における付着液状物量をうまく制
御したとしても熱処理中に新たに付着してくる液
状物量を制約するものである。しかしながら、既
に自己支持性が付与されたフイルムではイミドへ
の転換速度は大幅に低下してくるので、実質的に
は熱処理炉中での新たな液状物の発生速度は大幅
に低く、実際上は50℃以上の温度と、安全上必要
となる排風量と風速を確保する条件で熱処理すれ
ばよい。即ち、フイルムの製造工程の一経由ポイ
ントでのフイルム表面上の液状物付着量だけが支
配的となる原因は次のように推察できる。後続す
る熱処理炉の条件設定を50℃以上の温度と、安全
上必要となる排風量と風速を確保した状態で自己
支持性となつたフイルムを処理すると、この時点
ではゲル化させている時に比べると相当イミドへ
の転換反応は遅くなつてきて、ゲル化時点ほどの
液状物発生速度は期待できなくなつてくる。従つ
て、後続の熱処理炉内での新たに付着する液状物
は実質的に存在しない程度になつてくると考えら
れる。一方、本発明の方法では、はくり時のゲル
フイルムの幅と概ね同一又は、それ以上の幅で両
端を拘束下で熱処理をする、好ましくは剥離時の
ゲルフイルムの幅と概ね同一幅で両端を拘束し、
熱処理をするものであるが、その際、脱溶媒に伴
なつて発生してくる収縮力は後続の熱処理炉の相
当早い部分の、フイルム温度が約120℃以近でピ
ークを示し、更にフイルム温度が上昇すると再び
急激に低下してくる。これらの事から、脱溶媒に
よる収縮が著るしい状態下でフイルム表面上に付
着している液状物が水玉状ぬれを示すことが好ま
しくないのであり、そのために後続の熱処理炉に
入る時点での付着液状物量が制約をうけているも
のと考えられる。 本発明の剥離とは、該組成物が自己支持性の固
体状態になつたものをキヤリアーから物理的に剥
離する事を意味する。はくり時のフイルム性状は
例えば残溶媒量やイミド化率で表わすことができ
る。この場合、ポリイミド先駆体物質−ポリイミ
ドからなる樹脂分100重量部に対する残溶媒量は
通常1900〜100重量部である。イミド化率で表示
すれば通常30%以上である。 本発明でいうフイルム表面上に付着している液
状物とは、該有機溶媒、脱水剤、触媒、脱水剤の
加水分解生成物、及びこれらの分解生成物などの
少なくとも一種から構成されるものである。 本発明に使用されるポリイミドの先駆体物質
は、下記()の構造式で表わされるものであ
る。 この構造式を与える出発原料の一方は、()
の構造式で示される芳香族ジアミンである。 H2N−R′−NH2 () ここでR′は2価の芳香族基であり、フエニレ
ン基、ナフタレン基、ビフエニレン基、及び
()の構造式で表わされる基から選ばれる。 ここでR1は1〜4の炭素原子を持つアルキレ
ン基、−O−、−S−、−SO2−及び下記()に
て示される基から選ばれる。但しここでR2、R3
は脂肪族基又は芳香族基である。 本発明で具体的に用いられるジアミンの例とし
ては、メタフエニレンジアミン、パラフエニレン
ジアミン、4,4′−ジアミノジフエニルプロパ
ン、4,4′−ジアミノフエニルメタン、ベンジジ
ン、4,4′−ジアミノジフエニルスルフイド、
4,4′−ジアミノジフエニルスルホン、3,3′−
ジアミノジフエニルスルホン、4,4′−ジアミノ
ジフエニルエーテル、2,6−ジアミノピリジ
ン、ビス(4−アミノフエニル)ジエチルシラ
ン、ビス(4−アミノフエニル)ジフエニルシラ
ン、3,3′−ジクロルベンジジン、ビス(4−ア
ミノフエニル)エチルフオスフインオキシド、ビ
ス(4−アミノフエニル)フエニルフオスフイン
オキシド、ビス(4−アミノフエニル)−N−フ
エニルアミン、ビス(4−アミノフエニル)−N
−メチルアミン、1,5−ジアミノナフタレン、
3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジフエニ
ル、3,3′−ジメトキシベンジジンなど、及びこ
れらの二種以上の混合物が挙げられる。これらの
ジアミンのうち好ましいものは、4,4′−ジアミ
ノジフエニルプロパン、4,4′−ジアミノジフエ
ニルメタン、4,4′−ジアミノジフエニルエーテ
ル、及びこれらの2種以上の混合物、最も好まし
くは4,4′−ジアミノジフエニルエーテルであ
る。 出発物質の他方は、芳香族テトラカルボン酸二
無水物であり、例えばピロメリツト酸二無水物、
2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二
無水物、3,3′,4,4′−ジフエニルテトラカル
ボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテ
トラカルボン酸二無水物、2,2′,3,3′−ジフ
エニルテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス
(3,4−ジカルボキシフエニル)プロパン二無
水物、ビス(3,4−ジカルボキシフエニル)ス
ルホン二無水物、3,4,9,10−ペリレンテト
ラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボ
キシフエニル)エーテル二無水物、ナフタレン−
1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物、ナ
フタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二
無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフ
エニル)プロパン二無水物、1,1−ビス(2,
3−ジカルボキシフエニル)エタン二無水物、
1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフエニル)
エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフ
エニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカル
ボキシフエニル)メタン二無水物、ビス(3,4
−ジカルボキシフエニル)スルホン二無水物、ベ
ンゼン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無
水物、3,4,3′,4′−ベンゾフエノンテトラカ
ルボン酸二無水物などであるが、ピロメリツト酸
二無水物、3,3′,4,4′−ジフエニルテトラカ
ルボン酸二無水物、ベンゼン−1,2,3,4−
テトラカルボン酸二無水物又はこれらの2種以上
の混合物が好ましく、ピロメリツト酸二無水物が
最も好ましい。 ポリイミドの先駆体物質は本発明の主旨からし
て、100%ポリアミド酸である必要はなく、有機
溶媒中で均一な溶液状態であれば部分的にイミド
構造を持つていてもさしつかえない。 本発明で用いられる有機溶媒としては、例えば
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,N−ジエチルホルムアミ
ド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジ
メチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキ
シド、ヘキサメチルフオスホルアミド、N−メチ
ル−2−ピロリドン、ジメチルスルホン、テトラ
メチレンスルホンなど通常公知のものが単独又は
2種以上の混合物で用いられる。更にはベンゼ
ン、トルエン、キシレン、ベンゾニトリル、ジオ
キサン、シクロヘキサンなどの如き非溶媒と適宜
組み合わせて使用できる。 本発明で云う脱水剤とは、例えば無水酢酸、無
水プロピオン酸、無水酪酸などの如き脂肪族酸無
水物;無水安息香酸などの如き芳香族酸無水物;
N,N′−2置換カーボジイミド;低級脂肪酸ハ
ライドなど、又はこれらの2種以上の混合物など
である。これらのうち特に好ましいのは脂肪族酸
無水物及び芳香族酸無水物から選ばれる少なくと
も1種の酸無水物である。 本発明で用いられる触媒としては、トリメチル
アミン、トリエチレンジアミンの如き脂肪族第3
級アミン、ジメチルアニリンの如き芳香族第3級
アミン、;ピリジン、イソキノリンの如き複素環
式第3級アミンなどが挙げられる。これらのうち
複素環式第3級アミンから選ばれる少なくとも1
種以上のものが特に好ましい。 本発明においては脱水剤と触媒とが必ずしも共
存している事は必須ではなく、そのねらいとする
所は少なくとも脱水剤及び/又は触媒の存在によ
りイミドへの転換作用を意識的に脱溶媒作用より
も優先させる点にある。本発明の好ましい例とし
ては脱水剤と触媒とを併用する。この場合、該先
駆体物質、有機溶媒、脱水剤、触媒の比率は特に
限定されるものではない。本発明の好ましい比率
範囲を例示すれば下記のようである。 先駆体物質/有機溶媒=0.08〜0.3(重量比) 脱水剤/先駆体物質=0.5〜8(モル比) 触媒/先駆体物質=0.01〜2(モル比) 本発明で云う組成物とは、先駆体物質の有機溶
媒溶液に脱水剤及び/又は触媒を添加し、均一溶
液状態としたもののみを意味しない。従つて、先
駆体物質の有機溶媒溶液のみを流延して剥離工程
前に脱水剤及び/又は触媒と接触させる場合や、
該有機溶媒溶液と脱水剤又は触媒とを均一混合し
たものを流延し、不足の脱水剤又は触媒を剥離工
程前に接触させる場合などの変形をも含むもので
ある。又、有機溶媒溶液と脱水剤とを均一混合し
()一方、該有機溶媒溶液と触媒とを均一混合
し()、両者を瞬間的に混合しながら流延させ
る場合や、両者を別々に重ねて流延するなどの変
形をも含むものである。要は、剥離工程以前に、
なんらかの形で該有機溶媒と脱水剤及び/又は触
媒とからなる組成物を形成している事である。 本発明で云う液状物の定量は、紙などを利用
した重量法で行なうのが便利である。即ち、後続
する熱処理炉に入る所に存在するフイルムの両表
面に、十分予備的に乾燥処理した重量既知の紙
を接触させて液状物を吸収させ重量増加を測定す
る。この時の重量増加をフイルムの片側の面積で
割つて付着量を求める。該液状物以外の液体が混
入するケースでは、更にガスクロマトグラフイな
どと併用して該液状物の定量を行なう事ができ
る。 本発明の特徴である熱処理炉に入る時点のフイ
ルム表面上に付着している液状物を8mg/cm2以下
にする条件は、例えば以下の方法によつて達成す
ることができる。第1の例は、剥離から後続の熱
処理炉の入口までの間に溶剤と接触させる方法で
ある。この場合、先駆体物質との親和性は低い
が、該液状物とは親和性を持つ常温で液体の、沸
点が150℃以下の化合物に0.1〜10秒接続させれば
効果が顕著となる。第2の例は剥離から後続の熱
処理炉の入口までの間に、気体流を用いて付着し
ている該液状物を吹き飛ばす方法である。10〜
200℃の空気を、フイルム表面にほゞ平行にノズ
ルを用いて吹き付ければ顕著な効果が得られる。
第3の例は剥離から後続の熱処理炉の入口までの
間に、少なくとも1組のニツプロールを置き、こ
の間を若干の加圧をしながら通過させる方法であ
る。 本発明によれば、はくり工程から熱処理工程ま
での間の工程を工夫することにより、フイルム表
面上に付着している液状物が8mg/cm2以下の状態
を実現する事により、結果としてフイルムの肉厚
均一性を高度に確保する事ができるものであり、
高品質の耐熱性フイルムの製造が可能となるもの
である。 以下、実施例により、更に具体的に説明を加え
るが、これらによつて本発明は限定されるもので
はない。 実施例 1 100gのN−メチル−2−ピロリドンに4,
4′−ジアミノジフエニルエーテル6.06g(0.0303
モル)を溶解し、これに高純度のピロメリツト酸
二無水物粉末を少量ずつ添加しながら6.605g
(0.0303モル)に相当する量になるまで正確に添
加した。フラスコの外側は氷水で注意深く冷却し
ながら反応させ、更に5時間撹拌を続けた。得ら
れた先駆体物質の溶液は23℃のもとで4000ポイズ
の粘度であつた。次いで、この溶液50gをビーカ
ーに取り、無水酢酸6.29g及びイソキノリン0.86
gを添加してすばやく混合し、厚さ30μのアルミ
箔上に肉厚的300μになるように流延した。この
流延物を直ちに100℃のオーブン中で1分間加熱
してから直ちに残溶媒量及びイミド比率を測定し
たところ、残溶媒量843重量部、イミド化率50%
であつた。この塗膜をアルミ箔から直ちに剥離
し、ゲルフイルム表面上に付着している液状物の
量を測定した。一方、同様にして得たフイルムの
四方をフレームに固定し、300℃で30分間熱処理
を行なつた。得られたフイルムの性状を表1に示
す。更に該液状物をがスクロマトグラフイにて分
析した結果、主にN−メチル−2−ピロリドン、
無水酢酸、イソキノリン、酢酸からなる混合物で
ある事が判つた。
The present invention relates to a method for producing a heat-resistant film, particularly to improving the uniformity of film thickness in the production of polyimide films. Currently, polyimide film is widely used as an electrical and electronic insulating material due to its excellent heat resistance and electrical insulation properties. requested. Regarding the manufacturing method of polyimide film, (A) a method of casting an organic solvent solution of a polyimide precursor material and then heating it to obtain a polyimide film; (B)
A method is known in which a composition comprising an organic solvent solution of a polyimide precursor material, a dehydrating agent and/or a catalyst is cast and gelled, and then heated to form a polyimide. Although method (B) has excellent productivity,
It requires a complicated process and is likely to cause many problems as a result. One example of this is the problem of non-uniform wall thickness. That is, after the composition is cast onto a carrier such as a heated endless belt or drum and gelled, it is peeled off and a polka dot or flow pattern appears when further heat treatment is performed. The thickness of the resulting film becomes significantly uneven. The inventors of the present invention conducted extensive research aimed at improving the non-uniformity of film thickness, and as a result, they found that the cause of the problem was liquid matter that adhered to the film surface as it gelled. I found out something.
As a result of further investigation, they discovered the surprising fact that a film with excellent thickness uniformity can be obtained by passing the liquid material through a subsequent heat treatment furnace under conditions below a certain limit, and arrived at the present invention. . That is, in the present invention, after casting and gelling a composition consisting of an organic solvent solution of a polyimide precursor material and a dehydrating agent and/or a catalyst, the composition is peeled off and then poured into a subsequent heat treatment furnace. production of a heat-resistant film, characterized in that the film is heat-treated in a state in which the amount of liquid matter adhering to the film surface is 8 mg/cm 2 or less, and while maintaining an evaporation rate higher than the rate of generation of liquid matter during heat treatment. It is the law. After casting a composition consisting of an organic solvent solution of a polyimide precursor material and a dehydrating agent and/or a catalyst, when placed in a heating oven at approximately 50 to 150°C, it rapidly gels and forms a layer on the film surface. A large amount of liquid material is generated rapidly. This phenomenon is unique to method (B), and is not observed at all in method (A) described above as an example of the polyimide film manufacturing method. In method A, solidification is mainly carried out in conjunction with desolvation, whereas in method (B), solidification is mainly caused by the conversion reaction of the precursor substance to imide. It is presumed that this is due to the large difference in the That is, due to the rapid and drastic decrease in the solvency of the precursor material as a result of the conversion reaction into imide, and the extremely short time required for solidification, the initially existing liquid material becomes It is thought that the liquid substance that could no longer be contained overflows onto the surface of the film because it hardly evaporates. Peel off the obtained film from the carrier,
When the edge of the film is placed in a subsequent heat treatment furnace in a restrained state, the liquid begins to evaporate rapidly, but at this time, the evaporation is not uniform, but rather evaporation similar to the drying of a glass plate that has been washed with water. That is, in the middle of evaporation, the surface of the film is not entirely covered with liquid, but passes through a state where liquid is attached in the form of droplets. In the film thus obtained, numerous polka dot-like and flowing patterns are observed. When we examine the thickness of the film, we find that, for example, while the normal thickness is 30 microns, there is a thickness of 10 to 20 microns. Therefore, the appearance of uneven thickness of the film is probably due to the tension generated by drying being concentrated in the area to which the liquid substance is attached, causing the film to be significantly stretched locally. It is inferred. That is, in the process of evaporation of the liquid substance that is completely adhered to the surface of the film, the film changes from a uniformly wet state to a droplet-like wet state. Therefore, immediately after that, a state appears where the temperature of the film is slightly lower in the part where the liquid substance is attached than in other parts. This inevitably means that the portion of the film to which the liquid substance is attached is converted to imide more slowly than other portions, resulting in a softer film in which the former has a lower softening point than the latter. During this process, shrinkage force is simultaneously generated due to solvent removal, and tension is applied to the entire film under restraint conditions. This tension is likely to accumulate in the soft film portion, causing it to be significantly stretched and thinned. Therefore, this series of phenomena is unique to polyimide, in which a conversion reaction to imide is carried out via a precursor substance simultaneously with film forming. In addition, as a method for forming a film, when the composition is cast and gelated on a carrier and heat-treated as it is in a heat treatment furnace without peeling,
The problem of non-uniformity in film thickness does not occur. Based on the above series of results, the inventors of the present invention continued their intensive research in order to completely remove the problematic liquid, and found that, surprisingly, it is not always necessary to completely remove the liquid. It has been found that this problem can be solved by achieving a condition in which the amount of liquid matter adhering to the film surface is 8 mg/cm 2 or less at the time of entering the subsequent heat treatment furnace. Factors that control the amount of liquid deposited on the film surface include the type and amount of the organic solvent of the polyimide precursor material, the type and amount of the dehydrating agent and/or catalyst, coating thickness, gelling conditions, and subsequent The conditions before entering the heat treatment furnace can be considered. However, among these, the part before the peeling process has many restrictions mainly from economic efficiency, workability, safety, quality, etc. Therefore, the part where freedom can be expected is from peeling to the subsequent heat treatment furnace. This is the process. On the other hand, according to the studies of the present inventors, a liquid substance is suddenly generated on the film surface at the same time as gelation begins, and therefore, the part that should be viewed as a problem is the process from peeling to the subsequent heat treatment furnace. Therefore, this process requires some ingenuity. The key point of the present invention is that the amount of liquid matter adhering to the film surface is 8 mg/cm 2 or less, preferably 5 mg/cm 2 or less at the time of entering the subsequent heat treatment furnace after peeling.
The point is that the heat treatment is carried out at a concentration of mg/cm 2 or less, most preferably 3.5 mg/cm 2 or less, and while maintaining an evaporation rate higher than the new liquid generation rate during the heat treatment. The amount of liquid deposited on the film surface is affected by the coating thickness. That is, the thicker the coating, the more conspicuous the occurrence. however,
Because of the thickness, even if the amount of adhered liquid is relatively large, it does not tend to cause problems due to non-uniformity of the thickness, but it is determined by the amount relative to the surface area of one side of the film. In the heat treatment referred to in the present invention, it is necessary to maintain an evaporation rate higher than the liquid generation rate during the heat treatment.
This condition limits the amount of liquid that newly adheres during heat treatment even if the amount of liquid that adheres at the inlet is well controlled. However, in the case of a film that has already been endowed with self-supporting properties, the conversion rate to imide is significantly reduced, so the rate of generation of new liquid matter in the heat treatment furnace is substantially low, and in practice, Heat treatment can be carried out under conditions that ensure a temperature of 50°C or higher and the required air volume and speed for safety. That is, the reason why only the amount of liquid matter adhering to the film surface at one transit point in the film manufacturing process becomes dominant can be inferred as follows. When processing a film that has become self-supporting with the subsequent heat treatment furnace set at a temperature of 50°C or higher and the required airflow volume and speed for safety, the results at this point are compared to gelatinization. The conversion reaction to the corresponding imide slows down, and it becomes impossible to expect the rate of liquid product generation to be as fast as at the gelation stage. Therefore, it is considered that the amount of newly deposited liquid matter in the subsequent heat treatment furnace becomes substantially non-existent. On the other hand, in the method of the present invention, heat treatment is performed under restraint at both ends with a width that is approximately the same as or greater than the width of the gel film at the time of peeling. restrain,
During heat treatment, the shrinkage force generated as a result of solvent removal peaks when the film temperature is around 120°C in the very early part of the subsequent heat treatment furnace. Once it rises, it drops sharply again. For these reasons, it is undesirable for the liquid matter adhering to the film surface to show wetting in the form of water beads under conditions of significant shrinkage due to desolvation, and for this reason, it is undesirable for the liquid matter adhering to the film surface to show wetting in the form of water droplets when it enters the subsequent heat treatment furnace. It is thought that the amount of adhered liquid matter is limited. Peeling in the present invention means physically peeling off the composition in a self-supporting solid state from a carrier. The film properties at the time of peeling can be expressed, for example, by the amount of residual solvent or the imidization rate. In this case, the amount of residual solvent is usually 1900 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin consisting of the polyimide precursor material and polyimide. The imidization rate is usually 30% or more. The liquid substance adhering to the film surface in the present invention is composed of at least one of the organic solvent, dehydrating agent, catalyst, hydrolysis product of the dehydrating agent, and decomposition products thereof. be. The polyimide precursor used in the present invention is represented by the following structural formula (). One of the starting materials giving this structural formula is ()
It is an aromatic diamine represented by the structural formula. H 2 N-R'-NH 2 () Here, R' is a divalent aromatic group selected from a phenylene group, a naphthalene group, a biphenylene group, and a group represented by the structural formula (). Here, R1 is selected from an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, -O-, -S-, -SO2- , and a group represented by () below. However, here R 2 , R 3
is an aliphatic group or an aromatic group. Examples of diamines specifically used in the present invention include metaphenylene diamine, paraphenylene diamine, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminophenylmethane, benzidine, 4,4' -diaminodiphenyl sulfide,
4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-
Diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 2,6-diaminopyridine, bis(4-aminophenyl)diethylsilane, bis(4-aminophenyl)diphenylsilane, 3,3'-dichlorobenzidine, bis( 4-Aminophenyl)ethylphosphine oxide, bis(4-aminophenyl)phenylphosphine oxide, bis(4-aminophenyl)-N-phenylamine, bis(4-aminophenyl)-N
-Methylamine, 1,5-diaminonaphthalene,
Examples include 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenyl, 3,3'-dimethoxybenzidine, and mixtures of two or more thereof. Preferred among these diamines are 4,4'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, and mixtures of two or more of these, most preferably. is 4,4'-diaminodiphenyl ether. The other starting material is an aromatic tetracarboxylic dianhydride, such as pyromellitic dianhydride,
2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenyltetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride , 2,2',3,3'-diphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl) ) Sulfone dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)ether dianhydride, naphthalene-
1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis(2,3-dicarboxyphenyl)propane dianhydride substance, 1,1-bis(2,
3-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride,
1,1-bis(3,4-dicarboxyphenyl)
Ethane dianhydride, bis(2,3-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, bis(3,4
-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, benzene-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, 3,4,3',4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, etc. is pyromellitic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenyltetracarboxylic dianhydride, benzene-1,2,3,4-
Tetracarboxylic dianhydride or a mixture of two or more thereof is preferred, and pyromellitic dianhydride is most preferred. In view of the gist of the present invention, the polyimide precursor material does not need to be 100% polyamic acid, and may partially have an imide structure as long as it is in a uniform solution state in an organic solvent. Examples of the organic solvent used in the present invention include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N,N-diethylformamide, N,N-diethylacetamide, N,N-dimethylmethoxyacetamide, dimethylsulfoxide, Commonly known compounds such as hexamethylphosphoramide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfone, and tetramethylenesulfone can be used alone or in a mixture of two or more. Furthermore, it can be used in appropriate combination with a non-solvent such as benzene, toluene, xylene, benzonitrile, dioxane, cyclohexane and the like. The dehydrating agent referred to in the present invention includes, for example, aliphatic acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride; aromatic acid anhydrides such as benzoic anhydride;
N,N'-disubstituted carbodiimide; lower fatty acid halide, etc., or a mixture of two or more thereof. Among these, at least one acid anhydride selected from aliphatic acid anhydrides and aromatic acid anhydrides is particularly preferred. The catalyst used in the present invention includes aliphatic tertiary amines such as trimethylamine and triethylenediamine.
and aromatic tertiary amines such as dimethylaniline; and heterocyclic tertiary amines such as pyridine and isoquinoline. At least one selected from among these heterocyclic tertiary amines
More than one species is particularly preferred. In the present invention, it is not essential that the dehydrating agent and the catalyst coexist, and the aim is to consciously enhance the conversion to imide by the presence of at least the dehydrating agent and/or the catalyst. It is also a priority. In a preferred example of the present invention, a dehydrating agent and a catalyst are used together. In this case, the ratios of the precursor substance, organic solvent, dehydrating agent, and catalyst are not particularly limited. Examples of preferred ratio ranges of the present invention are as follows. Precursor substance/organic solvent = 0.08 to 0.3 (weight ratio) Dehydrating agent/precursor substance = 0.5 to 8 (mole ratio) Catalyst/precursor substance = 0.01 to 2 (mole ratio) The composition referred to in the present invention is: It does not mean only that a dehydrating agent and/or a catalyst is added to a solution of a precursor substance in an organic solvent to form a homogeneous solution. Therefore, in cases where only an organic solvent solution of a precursor material is cast and brought into contact with a dehydrating agent and/or a catalyst before the stripping process,
This method also includes modifications such as a case where a uniform mixture of the organic solvent solution and a dehydrating agent or catalyst is cast, and the insufficient dehydrating agent or catalyst is brought into contact before the stripping step. In addition, when an organic solvent solution and a dehydrating agent are uniformly mixed (), the organic solvent solution and a catalyst are uniformly mixed (), and both are instantaneously mixed and cast, or when both are layered separately. It also includes modifications such as casting. In short, before the peeling process,
This means that a composition consisting of the organic solvent and a dehydrating agent and/or a catalyst is formed in some form. It is convenient to quantify the liquid substance as referred to in the present invention by a gravimetric method using paper or the like. That is, paper of known weight, which has been sufficiently preliminarily dried, is brought into contact with both surfaces of the film at the point where it enters the subsequent heat treatment furnace to absorb the liquid material, and the weight increase is measured. The amount of adhesion is determined by dividing the weight increase at this time by the area of one side of the film. In cases where a liquid other than the liquid substance is mixed, gas chromatography or the like can be used in combination to quantify the liquid substance. The condition of reducing the amount of liquid matter adhering to the film surface at the time of entering the heat treatment furnace to 8 mg/cm 2 or less, which is a feature of the present invention, can be achieved, for example, by the following method. A first example is a method in which contact is made with a solvent between the time of stripping and the entrance of the subsequent heat treatment furnace. In this case, the effect will be significant if it is connected for 0.1 to 10 seconds to a compound that is liquid at room temperature and has a boiling point of 150°C or less, which has low affinity with the precursor substance but has an affinity with the liquid substance. The second example is a method in which the adhering liquid material is blown away using a gas flow between the time of peeling and the entrance of the subsequent heat treatment furnace. Ten~
A remarkable effect can be obtained by blowing 200°C air almost parallel to the film surface using a nozzle.
A third example is a method in which at least one set of nip rolls is placed between the peeling and the entrance of the subsequent heat treatment furnace, and the material is passed through the gap while being slightly pressurized. According to the present invention, by devising the process from the peeling process to the heat treatment process, it is possible to achieve a state in which the amount of liquid matter adhering to the film surface is 8 mg/cm 2 or less, and as a result, the film It is possible to ensure a high level of wall thickness uniformity,
This makes it possible to produce high-quality heat-resistant films. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. Example 1 4,
4'-diaminodiphenyl ether 6.06g (0.0303
6.605 g of high purity pyromellitic dianhydride powder was added little by little to this.
(0.0303 mol). The reaction was carried out while carefully cooling the outside of the flask with ice water, and stirring was continued for an additional 5 hours. The resulting precursor solution had a viscosity of 4000 poise at 23°C. Next, take 50 g of this solution in a beaker, add 6.29 g of acetic anhydride and 0.86 g of isoquinoline.
g was added, quickly mixed, and cast onto a 30 μm thick aluminum foil to a thickness of 300 μm. This cast product was immediately heated in an oven at 100°C for 1 minute, and the amount of remaining solvent and imide ratio were immediately measured. The amount of remaining solvent was 843 parts by weight, and the imidization rate was 50%.
It was hot. This coating film was immediately peeled off from the aluminum foil, and the amount of liquid material adhering to the surface of the gel film was measured. On the other hand, the film obtained in the same manner was fixed on all sides to a frame and heat-treated at 300°C for 30 minutes. Table 1 shows the properties of the obtained film. Furthermore, as a result of analyzing the liquid by chromatography, it was found that mainly N-methyl-2-pyrrolidone,
It turned out to be a mixture consisting of acetic anhydride, isoquinoline, and acetic acid.

【表】【table】

【表】 (測定方法) 1 残溶媒量:300℃下で30分間熱処理し、前後
の重量変化より算出した。脱水反応による重量
減少は無視した。 2 イミド化率:870cm-1に対する730cm-1の吸光
度比で算出した。 3 フイルム薄肉部頻度:10cm四方のサンプルを
5mmの碁盤目にした時に薄肉部の存在する目の
数で表示した。 4 液状物付着量:フイルムの両表面に付着して
いる液状物の重量を測定し、これをフイルムの
片側の面積で割つた値で表示した。 上記結果は、ゲルフイルム上の液状物付着量が
8mg/cm2以下とする事によりフイルムの肉厚均一
性が著るしく向上する事を示している。 実施例 2 実施例1と同様にして肉厚の異なる流延を行な
つた。結果を表2に示す。
[Table] (Measurement method) 1. Amount of residual solvent: Calculated from the weight change before and after heat treatment at 300°C for 30 minutes. Weight loss due to dehydration reaction was ignored. 2 Imidization rate: Calculated based on the absorbance ratio of 730 cm -1 to 870 cm -1 . 3. Frequency of thin film parts: Displayed as the number of thin parts present when a 10 cm square sample was arranged in a grid of 5 mm. 4. Amount of liquid adhered: The weight of the liquid adhered to both surfaces of the film was measured, and the weight was divided by the area of one side of the film and expressed as a value. The above results show that the thickness uniformity of the film is significantly improved by controlling the amount of liquid matter deposited on the gel film to be 8 mg/cm 2 or less. Example 2 Casting with different wall thicknesses was carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

【表】【table】

【表】 上記結果は、塗布厚みが50〜1500μにわたつ
て、液状物付着量が8mg/cm2以下とする事により
フイルムの肉厚均一性が大幅に向上できることが
判る。 実施例 3 実施例1と同様の出発原料を用いて、固形分濃
度、脱水剤の種類と量、触媒の種類と量、ゲル化
の温度と時間などを変化させて検討した結果を表
3に示す。
[Table] The above results show that the thickness uniformity of the film can be greatly improved by controlling the amount of liquid matter to be 8 mg/cm 2 or less over a coating thickness of 50 to 1500 μm. Example 3 Table 3 shows the results of an investigation using the same starting materials as in Example 1 and varying the solid content concentration, type and amount of dehydrating agent, type and amount of catalyst, gelation temperature and time, etc. show.

【表】【table】

【表】 * 先駆体物質の有機溶媒溶液中の樹脂分濃度
である。
この結果から、各種条件にかかわらず、はくり
時のゲルフイルム表面に付着している液状物量が
8mg/cm2以下にする事によりフイルム肉厚の均一
性を確保できる事が判る。 実施例 4 出発物質を種々変えた場合について、実施例1
と同様にして検討した結果を表4に示す。
[Table] *Resin concentration in organic solvent solution of precursor material.
This result shows that, regardless of various conditions, uniformity in film thickness can be ensured by keeping the amount of liquid matter adhering to the surface of the gel film at the time of peeling to 8 mg/cm 2 or less. Example 4 Example 1 with various starting materials
Table 4 shows the results of the same study.

【表】 実施例 5 実施例1で得た先駆体物質の溶液50gにイソキ
ノリン0.86gを添加してすばやく混合し、肉厚約
100μになるように流延した。この流延物を直ち
に70℃に加熱した無水酢酸の脱水浴中に3分間浸
漬したのち、ゲル化したフイルム表面を紙で払
拭して液状物を除去した。このフイルムを四方フ
レームに固定し、300℃のオーブン中で30分間熱
処理した。熱処理前のフイルムに付着した液状物
量は0.3mg/cm2であつた。得られたフイルムには
水玉状や流れ状の模様は認められず、極めて肉厚
均一性の良いものであつた。 実施例 6 実施例1と同様の操作により、後続の熱処理炉
の条件を変えて肉厚の均一性を検討した結果を下
表に示す。比較として、液状物付着量が6.2mg/
cm2のものを20℃で5分間放置(液状物付着量12.3
mg/cm2)した後、300℃中で20分間熱処理したフ
イルムは著るしく肉厚不均一であつた。
[Table] Example 5 0.86 g of isoquinoline was added to 50 g of the solution of the precursor material obtained in Example 1, and mixed quickly to create a wall thickness of approx.
It was cast to a thickness of 100μ. The cast product was immediately immersed in an acetic anhydride dehydration bath heated to 70° C. for 3 minutes, and then the gelled film surface was wiped with paper to remove the liquid material. This film was fixed on a four-sided frame and heat treated in an oven at 300°C for 30 minutes. The amount of liquid matter adhering to the film before heat treatment was 0.3 mg/cm 2 . No polka dot or flowing patterns were observed in the obtained film, and the thickness was extremely uniform. Example 6 The following table shows the results of examining the uniformity of wall thickness by changing the conditions of the subsequent heat treatment furnace in the same manner as in Example 1. For comparison, the amount of liquid attached is 6.2mg/
cm 2 was left at 20℃ for 5 minutes (liquid adhesion amount 12.3
mg/cm 2 ) and then heat-treated at 300° C. for 20 minutes, the film had a markedly uneven thickness.

【表】【table】

【表】 この結果から、後続の熱処理炉が50℃以上で、
安全上必要となる排風量と風速の下で、液状物付
着量(後続の熱処理炉に入る時点)が8mg/cm2
下であれば肉厚均一性の優れたフイルムが得られ
る事が判る。
[Table] From this result, it can be seen that the temperature of the subsequent heat treatment furnace is 50℃ or higher.
It can be seen that a film with excellent thickness uniformity can be obtained if the amount of liquid deposited (at the time of entering the subsequent heat treatment furnace) is 8 mg/cm 2 or less under the exhaust air volume and wind speed required for safety.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ポリイミドの先駆体物質の有機溶媒溶液と、
脱水剤及び/又は触媒とからなる組成物を、流延
−ゲル化させた後、剥離し、剥離後のゲルフイル
ムが、後続の熱処理炉に入る時点において、該ゲ
ルフイルム表面上に付着している液状物が8mg/
cm2以下の状態で、且つ熱処理時に新たに発生する
液状物の発生速度以上の蒸発速度を維持しながら
剥離時のゲルフイルムの幅と概ね同一又はそれ以
上の幅で両端を拘束下に熱処理する事を特徴とす
る耐熱性フイルムの製造法。
1 an organic solvent solution of a polyimide precursor substance;
After the composition consisting of a dehydrating agent and/or a catalyst is cast and gelled, it is peeled off, and the peeled gel film adheres to the surface of the gel film when it enters a subsequent heat treatment furnace. 8mg/liquid
cm 2 or less, and while maintaining an evaporation rate higher than the generation rate of liquid newly generated during heat treatment, heat treatment is performed with both ends restrained to a width that is approximately the same as or greater than the width of the gel film at the time of peeling. A method for producing a heat-resistant film characterized by:
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