JPWO2008013210A1 - 末端変性多分岐ポリイミド、金属メッキ被覆末端変性多分岐ポリイミド及びこれらの製造方法 - Google Patents

末端変性多分岐ポリイミド、金属メッキ被覆末端変性多分岐ポリイミド及びこれらの製造方法 Download PDF

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Abstract

無機材料との複合化を効率良く行うことができる末端変性多分岐ポリイミドは、成分(a):テトラカルボン酸二無水物と、成分(b):アミン成分として、トリアミンとジアミンとの混合物(但し、全量がトリアミンであってもよい。)と、成分(c):末端成分として、一般式(1−1)〜(1−4)から選ばれる化合物とを、反応させて得られる。H2N−X−R1(1−1)(式中、Xは直接結合、炭素数1〜3のアルキレン基、R1は、含窒素複素環基を示す。)H2N−X−R1(1−2)(式中、Xは前記のとおりであり、R1は、含硫黄複素環基、または分子内にチオール、もしくはチオエーテル基を有するアリール基をしめす。)(式中、Rは含窒素複素環基を示す。)(式中、Rは一価の残基を示す。)

Description

本発明は、末端基が修飾された末端変性多分岐ポリイミド、又は末端基が修飾された多分岐ポリアミック酸をイミド化することで製造される末端変性多分岐ポリイミドに関する。更には、末端変性多分岐ポリイミドに無電解めっき処理を行うことで製造される金属被覆末端変性多分岐ポリイミドに関する。
ポリイミドは耐熱性、成形性、機械的及び電気的性質に優れた有用性の高い高分子材料であり、これまでに多くのタイプのポリイミドが開発され、様々な産業分野で広く使用されている。
前記の特徴を持つポリイミドは無機材料と組み合わせて用いられることが多く、例えば、絶縁機能をもつポリイミドと導電性の金属とを組み合わせた複合材料は、エレクトロニクス材料として使用されている。特にフィルム化されたポリイミドフィルムと金属箔との複合化により製造される金属被覆ポリイミド材料は有用であり、フレキシブルプリント配線基板(FPC)やテープ自動ボンディング用基板(TAB)等に用いられている。
そのような金属被覆ポリイミド材料を製造する手法としては、これまでにいくつかの態様が知られている。一つには、ポリイミドを無電解めっきまたは電解めっき処理する方法が知られている。即ち、ポリイミドフィルムに無電解めっきを施し、続いて必要に応じて電解めっき処理することにより、ポリイミドフィルム表面上に金属層を形成させる方法がある。
特許文献1には、被めっき材をアルカリ金属塩を含有する溶液で前処理した後、一分子中に金属捕捉能を持つ置換基を有するシランカップリング剤を有効成分とする化合物で処理し、次いで貴金属化合物の水溶液で処理して貴金属をシランカップリング剤に捕捉させた後、該被めっき材を無電解めっきすることを特徴とする無電解めっき方法が開示されている。
特許文献2には、ポリイミド基体の表面に導電回路パターンを形成する金属メッキ膜の作成方法において、予め該ポリイミド基体の表面を、アルカリ性物質共存下で1級アミノ基を有する有機ジスルフィド化合物又は1級アミノ基を有する有機チオール化合物を含む溶液で処理することを特徴とするポリイミド基体への金属メッキ膜形成方法が開示されている。
又非特許文献1では、金属配位能を有するピリジル基を主鎖に有する高分子化合物で鎖状ポリイミドフィルム表面を被覆する方法が検討されている。
特開2002−226972号公報 特開2002−208768号公報 Macromol.Mater.Eng.Vol.288,152−163(2003)
本発明の目的は、無機材料との複合化を効率良く行うことが出来る多分岐ポリイミド及びその製造方法を提供することである。
さらに本発明は、多分岐ポリイミドに無電解めっき処理を行う際に、多分岐ポリイミドに無電解めっき触媒前駆物質を簡便に付加し、それに無電解めっきを施すことで得られる、金属とポリイミドの密着性が良好である金属被覆多分岐ポリイミド及びその簡便な製造法を提供することを目的とする。
本発明は、次の事項に関する。
1. 成分(a):テトラカルボン酸二無水物と、
成分(b):アミン成分として、トリアミンとジアミンとの混合物(但し、全量がトリアミンであってもよい。)と、
成分(c):末端成分として、一般式(1−1)〜(1−4)から選ばれる化合物とを、
ポリマー末端の少なくとも一部が前記一般式(1−1)〜(1−4)から選ばれる化合物に由来するように反応させて得られる末端変性多分岐ポリイミド。
N−X−R (1−1)
(一般式(1−1)において、Xは直接結合、又は炭素数1〜3のアルキレン基を示す。Rは、置換基群αより選択される任意の基で置換された含窒素複素環基を示し、置換基群αは、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、エステル基、アミド基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基を示す。)
N−X−R (1−2)
(一般式(1−2)において、Xは直接結合、又は炭素数1〜3のアルキレン基を示す。Rは、置換基群αより選択される任意の基で置換された含硫黄複素環基、もしくは分子内にチオール,もしくはチオエーテル基を有するアリール基を示し、置換基群αは、一般式(1−1)で定義されたとおりである。)

(一般式(1−3)において、Rは置換基群αより選択される任意の基で置換された含窒素複素環基を示し、置換基群αは、一般式(1−1)で定義されたとおりである。)

(一般式(1−4)について、Rは一価の残基を示し、一般式(1−1)で定義された置換基群αと同じ意味を有し、Rは、同一であっても、異なってもよい。)
2. 前記末端成分が、一般式(1−1)および(1−2)から選ばれ、前記アミン成分の全量がトリアミンであって、
3/2以上のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンと、前記一般式(1−1)および(1−2)から選ばれる化合物とを反応させて得られる上記1記載の末端変性多分岐ポリイミド。
3. 前記末端成分が、一般式(1−3)および(1−4)から選ばれ、前記アミン成分の全量がトリアミンであって、
1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンと、前記一般式(1−3)および(1−4)から選ばれる化合物とを反応させて得られる上記1記載の末端変性多分岐ポリイミド。
4. 前記成分(a):テトラカルボン酸二無水物と、前記成分(b):アミン成分とを反応させて得られるポリアミック酸と、前記成分(c):末端成分とを反応させて得られる上記1〜3のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミド。
5. 前記一般式(1−1)で表される化合物が、分子内に少なくとも一つのピリジル基を有する化合物であることを特徴とする上記1〜4のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミド。
6. 前記一般式(1−2)で表される化合物が、分子内に少なくとも一つのチオエーテル部位を有する化合物であることを特徴とする上記1〜4のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミド。
7. 前記一般式(1−3)で表される化合物が、分子内に少なくとも一つのピリジル基を有する化合物であることを特徴とする上記1〜4のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミド。
8. 前記一般式(1−4)で表される化合物が、サリチルアルデヒドであることを特徴とする上記1〜4のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミド。
9. 耐熱性のポリイミドフィルムの片面または両面に形成されている上記1〜8のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミド。
10. 耐熱性のポリイミドフィルムを得ることができるポリアミック酸溶液のキャスト層若しくはポリアミック酸溶液のキャスト層を加熱乾燥して得られる自己支持性フィルムに、上記1〜8のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミドを得ることができるポリアミック酸溶液を塗工法、流延法または印刷法によって塗布した後、加熱乾燥し、イミド化して得られる上記9記載の末端変性多分岐ポリイミド。
11. 前記耐熱性のポリイミドフィルムが、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を含む酸成分と、p−フェニレンジアミンを含むジアミン成分とから得られるポリイミド、またはピロメリット酸二無水物を含む酸成分と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを含むアミン成分とから得られるポリイミドであることを特徴とする上記9または10記載の末端変性多分岐ポリイミド。
12. 上記1〜11のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミドに、無電解めっき触媒前駆物質が吸着されていることを特徴とする無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミド。
13. 前記無電解めっき触媒前駆物質は、パラジウム化合物であることを特徴とする上記12記載の無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミド。
14. 上記12又は上記13記載の無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドに、無電解金属めっきが施されていることを特徴とする金属被覆末端変性多分岐ポリイミド。
15. 1)成分(a):テトラカルボン酸二無水物と、成分(b):アミン成分として、トリアミンとジアミンとの混合物(但し、全量がトリアミンであってもよい。)と、成分(c):末端成分として、一般式(1−1)〜(1−4)から選ばれる化合物とを、ポリマー末端の少なくとも一部が前記一般式(1−1)〜(1−4)から選ばれる化合物から誘導されるように反応させて、末端変性多分岐ポリイミドを製造する工程、
2)前記末端変性多分岐ポリイミドに、無電解めっき触媒前駆物質を吸着させて無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドを製造する工程、
3)前記無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドに無電解金属めっきを行い金属被覆末端変性多分岐ポリイミドを製造する工程、
を有することを特徴とする金属被覆末端変性多分岐ポリイミドの製造方法。
N−X−R (1−1)
(一般式(1−1)において、Xは直接結合、又は炭素数1〜3のアルキレン基を示す。Rは、置換基群αより選択される任意の基で置換された含窒素複素環基を示し、置換基群αは、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、エステル基、アミド基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基を示す。)
N−X−R (1−2)
(一般式(1−2)において、Xは直接結合、又は炭素数1〜3のアルキレン基を示す。Rは、置換基群αより選択される任意の基で置換された含硫黄複素環基、もしくは分子内にチオール,もしくはチオエーテル基を有するアリール基を示し、置換基群αは、一般式(1−1)で定義されたとおりである。)

(一般式(1−3)において、Rは置換基群αより選択される任意の基で置換された含窒素複素環基を示し、置換基群αは、一般式(1−1)で定義されたとおりである。)

(一般式(1−4)について、Rは一価の残基を示し、一般式(1−1)で定義された置換基群αと同じ意味を有し、Rは、同一であっても、異なってもよい。)
16. 前記工程1)において、前記末端成分が、一般式(1−1)および(1−2)から選ばれ、前記アミン成分の全量がトリアミンであって、3/2以上のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンと、前記一般式(1−1)および(1−2)から選ばれる化合物とを反応させることを特徴とする上記15記載の金属被覆末端変性多分岐ポリイミドの製造方法。
17. 前記工程1)において、前記末端成分が、一般式(1−3)および(1−4)から選ばれ、前記アミン成分の全量がトリアミンであって、1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンと、前記一般式(1−3)および(1−4)から選ばれる化合物とを反応させることを特徴とする上記15記載の金属被覆末端変性多分岐ポリイミドの製造方法。
18. 前記工程1)の末端変性多分岐ポリイミドを製造する工程において、前記成分(a):テトラカルボン酸二無水物と、前記成分(b):アミン成分とを反応させて得られるポリアミック酸と、前記成分(c):末端成分とを反応させることを特徴とする上記15〜17のいずれかに記載の金属被覆末端変性多分岐ポリイミドの製造方法。
19. 前記トリアミンが、一般式(I)で表される芳香族トリアミンであることを特徴とする上記1〜11のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミド。

(但し、一般式(I)において、M〜M及びM’〜M’は、−H,−CN,−OCH,−COOH,−CH,−C,又は、−CFを示し、M〜M及びM’〜M’は、それぞれ独立して、同一であっても、異なってもよい。)
20. 前記トリアミンが、前記一般式(I)で表される芳香族トリアミンであることを特徴とする上記12または13記載の無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミド。
21. 前記トリアミンが、前記一般式(I)で表される芳香族トリアミンであることを特徴とする上記14記載の金属被覆末端変性多分岐ポリイミド。
トリアミンを含むジアミンを合成原料として得られる多分岐ポリイミドは、分子鎖が高度に分岐したポリイミドであり、鎖状高分子と比較して末端基を多く有する特徴を有している。そこで末端を変性するか、アミノ基とすることで、無電解めっき触媒前駆物質を吸着しやすくなり、容易に無電解めっきを行うことが出来、金属被覆ポリイミドを簡便に製造することができる。
特に、本発明の末端変性多分岐ポリイミドでは、トリアミンを含むジアミンから得られる多分岐ポリアミック酸又はポリイミドの酸無水物末端基またはアミノ基が、無機化合物と配位結合等の化学結合形成能の高い基を有する化合物で変性されている。そこで、無機化合物との親和性が高く、容易に有機−無機複合化を行うことができる。このため、無電解めっき触媒前駆物質を吸着しやすく、容易に無電解めっきを行うことが出来、金属被覆ポリイミドを簡便に製造することができる。
さらに、硫黄を含む基を末端基に導入することで誘電率を下げる効果も期待できる。
実施例I−40の末端変性多分岐ポリイミドのH−NMR(300MHz,DMSO−d)の芳香族領域の吸収を示す部分のスペクトル図である。 実施例I−41の末端変性多分岐ポリイミドのH−NMR(300MHz,DMSO−d)の芳香族領域の吸収を示す部分のスペクトル図である。 実施例I−45の末端変性多分岐ポリイミドのATR−IRスペクトル図である。 実施例I−64の銅被覆多分岐ポリイミドフィルムの断面TEM写真である。 実施例II−20の末端変性多分岐ポリイミドのH−NMR(300MHz,DMSO−d)の芳香族領域の吸収を示す部分のスペクトル図である。 実施例II−25の末端変性多分岐ポリイミドのATR−IRスペクトル図である。 実施例III−4の末端変性多分岐ポリイミドのH−NMR(300MHz,DMSO−d)の芳香族領域の吸収を示す部分のスペクトル図である。 実施例IV−1の末端基修飾多分岐ポリイミドのH−NMR(300MHz,DMSO−d)の芳香族領域の吸収を示す部分のスペクトル図である。 実施例IV−2の末端基修飾多分岐ポリイミドのH−NMR(300MHz,DMSO−d)の芳香族領域の吸収を示す部分のスペクトル図である。 実施例IV−3の末端基修飾多分岐ポリイミドのH−NMR(300MHz,DMSO−d)の芳香族領域の吸収を示す部分のスペクトル図である。 実施例IV−4の末端基修飾多分岐ポリイミドのH−NMR(300MHz,DMSO−d)の芳香族領域の吸収を示す部分のスペクトル図である。 実施例IV−5の末端基修飾多分岐ポリイミドのH−NMR(300MHz,DMSO−d)の芳香族領域の吸収を示す部分のスペクトル図である。 実施例IV−6の末端基修飾多分岐ポリイミドのH−NMR(300MHz,DMSO−d)の芳香族領域の吸収を示す部分のスペクトル図である。 実施例IV−7の末端基修飾多分岐ポリイミドのH−NMR(300MHz,DMSO−d)の芳香族領域の吸収を示す部分のスペクトル図である。 実施例IV−8の末端基修飾多分岐ポリイミドのH−NMR(300MHz,DMSO−d)の芳香族領域の吸収を示す部分のスペクトル図である。 実施例IV−8の末端基修飾多分岐ポリイミドのH−NMR(300MHz,DMSO−d)の芳香族領域の吸収を示す部分のスペクトル図である。 実施例IV−10の末端基修飾多分岐ポリイミドフィルムのFTIR−ATRスペクトル図である。 実施例V−7で得たポリイミドフィルムのFT−IRスペクトルのチャート図である。 実施例V−8で得たポリイミドフィルムのFT−IRスペクトルのチャート図である。
本発明および本出願は、いくつかの態様を包含しており、次の第1〜第5の態様に大別される。尚、本発明の成分(b)のアミン成分は、トリアミンとジアミンの混合物であり、ここで、トリアミンは必須成分として存在し、ジアミンは場合によっては存在せずにトリアミンが100%であってもよい。以下の説明では、このようなトリアミンが100%の場合も含めて、「トリアミンを含むジアミン」と記載する場合がある。
本発明の第1の態様は、主として、成分(a)としてテトラカルボン酸二無水物と、成分(b)のアミン成分として、一般式(2)に示すトリアミンを含むジアミンと、成分(c)の末端成分として一般式(1−1)で示される含窒素複素環基を有する化合物(以下、式(1−1)化合物という場合がある。)とを反応させて得られる末端変性多分岐ポリイミドに関するものである。
N−X−R (1−1)
(一般式(1−1)において、Xは直接結合、又は炭素数1〜3のアルキレン基を示す。Rは、置換基群αより選択される任意の基で置換された含窒素複素環基を有する1価の残基を示し、置換基群αは、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、エステル基、アミド基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基を示す。)
第1の態様では、3/2以上のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンと、前記一般式(1−1)化合物とを反応させて得られる末端変性多分岐ポリイミドが好ましい。
本発明の第2の態様は、主として、成分(a)としてテトラカルボン酸二無水物と、成分(b)のアミン成分として、一般式(2)に示すトリアミンを含むジアミンと、成分(c)の末端成分として一般式(1−2)で示される含硫黄化合物(または含硫黄複素環基を有する化合物という場合もある。以下、式(1−2)化合物という場合がある。)とを反応させて得られる末端変性多分岐ポリイミドに関するものである。
N−X−R (1−2)
(一般式(1−2)において、Xは直接結合、又は炭素数1〜3のアルキレン基を示す。Rは、置換基群αより選択される任意の基で置換された含硫黄複素環基、もしくは分子内に少なくとも一つのチオエーテル基もしくはチオールを有するアリール基を示し、置換基群αは、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、エステル基、アミド基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基を示す。)
第2の態様では、3/2以上のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンと、前記一般式(1−2)化合物とを反応させて得られる末端変性多分岐ポリイミドが好ましい。
本発明の第3の態様は、主として、成分(a)としてテトラカルボン酸二無水物と、成分(b)のアミン成分として、一般式(2)に示すトリアミンを含むジアミンと、成分(c)の末端成分として一般式(1−3)で示される含窒素複素環基を有する化合物(以下、式(1−3)化合物という場合がある。)とを反応させて得られる末端変性多分岐ポリイミドに関するものである。

(一般式(1−3)において、Rは置換基群αより選択される任意の基で置換された含窒素複素環基を示し、置換基群αは、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、エステル基、アミド基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基を示す。)
第3の態様では、1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンと、一般式(1−3)化合物とを反応させて得られる末端変性多分岐ポリイミドが好ましい。
本発明の第4の態様は、主として、成分(a)としてテトラカルボン酸二無水物と、成分(b)のアミン成分として、一般式(2)に示すトリアミンを含むジアミンと、成分(c)の末端成分として一般式(1−4)で示される芳香族o−ヒドロキシアルデヒド(以下、式(1−4)化合物という場合がある。)とを反応させて得られる末端変性多分岐ポリイミドに関するものである。

(一般式(1−4)について、Rは一価の残基を示し、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、エステル基、アミド基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基又はアリール基を示す。Rは、同一であっても、異なってもよい。)
第4の態様では、1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンと、一般式(1−4)化合物とを反応させて得られる末端変性多分岐ポリイミドが好ましい。
以上の第1〜第4の態様の末端変性多分岐ポリイミドを製造する際には、成分(a)のテトラカルボン酸二無水物と、成分(b)のアミン成分を反応させて、ポリアミック酸を合成し、ポリアミック酸と成分(c)の末端成分を反応させる方法が好ましい。
また、以上の第1〜第4の態様の末端変性多分岐ポリイミドは、無電解めっき触媒前駆物質を吸着させて無電解めっき促進用ポリイミドとすることができる。さらに、これらの無電解めっき促進用ポリイミドに、無電解金属めっきを施して、金属被覆ポリイミドとすることができる。
本発明の末端変性多分岐ポリイミドは、テトラカルボン酸二無水物と、一般式(2)に示すトリアミンを含むジアミンと、一般式(1−1)〜(1−4)に示す含硫黄基を有する化合物とを反応させて得られる末端変性多分岐ポリイミドである。
本発明の第5の態様は、次の事項に関する。
1. 一般式(I)で表される芳香族トリアミン。

(但し、一般式(I)において、M〜M及びM’〜M’は、−H,−CN,−OCH,−COOH,−CH,−C,又は、−CFを示し、M〜M及びM’〜M’は、それぞれ独立して、同一であっても、異なってもよい。)
2. 一般式(II)で表される芳香族モノアミン。

(但し、一般式(II)において、M〜M及びM’〜M’は、−H,−CN,−OCH,−COOH,−CH,−C,又は、−CFを示し、M〜M及びM’〜M’は、それぞれ独立して、同一であっても、異なってもよい。)
3. 一般式(II)で表される芳香族モノアミンを還元することを特徴とする一般式(I)に示す芳香族トリアミンの製造方法。
4. 上記1に記載する一般式(I)で表される芳香族トリアミンを含むジアミンと、テトラカルボン酸二無水物とから得られるポリアミック酸。
5. 上記1に記載する一般式(I)で表される芳香族トリアミンを含むジアミンと、テトラカルボン酸二無水物とから得られるポリイミド。
上記一般式(I)で表されるトリアミンは、本発明の第1〜第5の態様で使用されるトリアミンとして好適である。
本発明の第1〜第4の態様において共通して使用される一般式(2)で表されるトリアミンは次の構造を有する。
YAA’A” (2)
(一般式(2)におついて、Yは三価の残基を示し、A、A’及びA”は、Yに結合しており、それぞれアミノ基を含む一価の残基を示す。A、A’及びA”がそれぞれ独立して、同一であっても、異なってもよい。)
一般式(2)で表されるトリアミンの合成法の一例として、一般式(2)で表されるトリアミンの例えば一つ、二つ又は三つがニトロ基の場合、そのニトロ基を還元などを行うことにより製造することができる。
ニトロ基の還元方法としては、公知の還元法を適宜選択して用いることができ、例えば溶媒中で塩化スズ(II)、ジチオン酸ナトリウムによる還元又は接触還元を行う手法が使用される。接触還元では、触媒としてパラジウム、ラネーニッケル、又は白金を用いることができ、また、分子状水素、ヒドラジン、ギ酸、ギ酸アンモニウムを水素源として用いることができる。特に、触媒にパラジウム化合物を用い、水素源に分子状水素を用いて有機溶剤中で還元反応を行うことが経済的であり好ましい。
還元に用いられる溶媒としては、アルコール類、ジオキサン、トルエンやキシレン等芳香族系溶媒、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなどのアセトアミド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒、フェノール、o−、m−、またはp−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコールなどのフェノール系溶媒、あるいはヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトン等、反応を阻害せず、還元生成物であるアミノ化合物やその原料であるニトロ化合物を溶解するものであれば限定されない。
一般式(2)に示すトリアミンとしては、公知及び新規のトリアミンを用いることが出来、特に芳香族トリアミンが好ましく、さらに一般式(2)に示すA、A’及びA”が一般式(3)に示すアミノベンゼンの一価の残基であることが好ましい。

(但し、一般式(3)において、M〜Mは、−H,−CN,−OCH,−COOH,−CH,−C,又は、−CFを示す。M〜Mは、それぞれ独立して、同一であっても、異なってもよい。)
一般式(2)に示すトリアミンの具体例としては、一般式(4)に示す芳香族トリアミン、好ましくは一般式(6)に示す芳香族トリアミンを挙げることができる。
(一般式(4)において、A、A’及びA”は一般式(5)に示すアミノベンゼンを含む一価の残基を示す。A、A’及びA”がそれぞれ独立して、同一であっても、異なってもよい。)
(但し、一般式(5)において、M〜Mは、−H,−CN,−OCH,−COOH,−CH,−C,又は、−CFを示す。M〜Mは、それぞれ独立して、同一であっても、異なってもよい。)

(一般式(6)において、A、A’及びA”は一般式(7)に示すアミノベンゼンを含む一価の残基を示す。A、A’及びA”がそれぞれ独立して、同一であっても、異なっても
よい。)

(但し、一般式(7)において、M〜Mは、−H,−CN,−OCH,−COOH,−CH,−C,又は、−CFを示す。M〜Mは、それぞれ独立して、同一であっても、異なってもよい。)
一般式(2)に示すトリアミンとしては、一般式(4)に示す芳香族トリアミンを除くトリアミンとしては、1,3,5−トリアミノベンゼン、などを挙げることができる。
一般式(4)のY−Iで表される芳香族トリアミンとしては、3,5−ジ(4−アミノフェノキシ)アニリン、3,5−ジ(3−メチル,4−アミノフェノキシ)アニリン、3,5−ジ(3−メトキシ,4−アミノフェノキシ)アニリン、3,5−ジ(2−メチル,4−アミノフェノキシ)アニリン、3,5−ジ(2−メトキシ,4−アミノフェノキシ)アニリン、3,5−ジ(3−エチル,4−アミノフェノキシ)アニリン、などを挙げることができる。
一般式(4)のY−IIで表される芳香族トリアミンとしては、1,3,5−トリ(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3,5−トリ(3−メチル,4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3,5−トリ(3−メトキシ,4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3,5−トリ(2−メチル,4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3,5−トリ(2−メトキシ,4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3,5−トリ(3−エチル,4−アミノフェノキシ)ベンゼン、などを挙げることができる。
一般式(4)のY−IIIで表される芳香族トリアミンとしては、1,3,5−トリ(4−アミノフェニルアミノ)ベンゼン、1,3,5−トリ(3−メチル,4−アミノフェニルアミノ)ベンゼン、1,3,5−トリ(3−メトキシ,4−アミノフェニルアミノ)ベンゼン、1,3,5−トリ(2−メチル,4−アミノフェニルアミノ)ベンゼン、1,3,5−トリ(2−メトキシ,4−アミノフェニルアミノ)ベンゼン、1,3,5−トリ(3−エチル,4−アミノフェニルアミノ)ベンゼン、などを挙げることができる。
一般式(4)のY−IVで表される芳香族トリアミンとしては、1,3,5−トリ(4−アミノフェニル)ベンゼン、1,3,5−トリ(3−メチル,4−アミノフェニル)ベンゼン、1,3,5−トリ(3−メトキシ,4−アミノフェニル)ベンゼン、1,3,5−トリ(2−メチル,4−アミノフェニル)ベンゼン、1,3,5−トリ(2−メトキシ,4−アミノフェニル)ベンゼン、1,3,5−トリ(3−エチル,4−アミノフェニル)ベンゼン、などを挙げることができる。
一般式(4)のY−Vで表される芳香族トリアミンとしては、1,3,5−トリ(4−アミノフェニル)アミン、1,3,5−トリ(3−メチル,4−アミノフェニル)アミン、1,3,5−トリ(3−メトキシ,4−アミノフェニル)アミン、1,3,5−トリ(2−メチル,4−アミノフェニル)アミン、1,3,5−トリ(2−メトキシ,4−アミノフェニル)アミン、1,3,5−トリ(3−エチル,4−アミノフェニル)アミン、などを挙げることができる。
一般式(4)のY−VIで表される芳香族トリアミンとしては、トリス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)メタン、トリス(4−(3−メチル,4−アミノフェノキシ)フェニル)メタン、トリス(4−(3−メトキシ,4−アミノフェノキシ)フェニル)メタン、トリス(4−(2−メチル,4−アミノフェノキシ)フェニル)メタン、トリス(4−(2−メトキシ,4−アミノフェノキシ)フェニル)メタン、トリス(4−(3−エチル,4−アミノフェノキシ)フェニル)メタン、などを挙げることができる。
一般式(4)のY−VIIで表される芳香族トリアミンとしては、トリス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)エタン、トリス(4−(3−メチル,4’−アミノフェノキシ)フェニル)エタン、トリス(4−(3−メトキシ,4−アミノフェノキシ)フェニル)エタン、トリス(4−(2−メチル,4−アミノフェノキシ)フェニル)エタン、トリス(4−(2−メトキシ,4−アミノフェノキシ)フェニル)エタン、トリス(4−(3−エチル,4−アミノフェノキシ)フェニル)エタン、などを挙げることができる。
ジアミンは、一般式(2)で表されるトリアミンを含むジアミンであり、一般式(2)で表されるトリアミンの含有量は使用する目的や使用する反応方法により適宜選択して用いることが出来、好ましくは一般式(2)で表されるトリアミンをジアミン中、1〜100モル%、さらに好ましくは10〜100モル%、より好ましくは20〜100モル%、より好ましくは50〜100モル%、特に好ましくは80〜100モル%を含むことができる。
一般式(2)で表されるトリアミンを除くジアミンとしては、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、2−メチル−p−フェニレンジアミン、3−メチル−m−フェニレンジアミン、3,3’−ジクロロベンジジン、3,3’−ジメチルベンジジン、2,2’−ジメチルベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、3,3’−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エーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジクロロベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、3,3’−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、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホキシド、3,4’−ジアミノジフェニルスルホキシド、4,4’−ジアミノジフェニルスルホキシド、1,3−ビス(3−アミノフェニル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェニル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)−4−トリフルオロメチルベンゼン、3,3’−ジアミノ−4−(4−フェニル)フェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4、4’−ジ(4−フェニルフェノキシ)ベンゾフェノン、1,3−ビス(3−アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,3−ビス〔2−(4−アミノフェニル)イソプロピル〕ベンゼン、1,4−ビス〔2−(3−アミノフェニル)イソプロピル〕ベンゼン、1,4−ビス〔2−(4−アミノフェニル)イソプロピル〕ベンゼン、3,3’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、3,3’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、2,2−ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンなどの芳香族ジアミンを挙げることができる。これらは単独でも、2種以上混合しても用いることができる。
ジアミンとしては、上記芳香族ジアミン以外に、脂肪族系、脂環式系、シロキサン含有のジアミンを、本発明の特性を損なわない範囲で用いることができる。
テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、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、オキシジフタル酸二無水物、ジフェニルスルホン−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルフィド二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、p−ビフェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、m−ターフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、p−ターフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ビフェニル二無水物、2,2−ビス〔(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕プロパン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカルボン酸二無水物を挙げることができる。これらは単独でも、2種以上混合しても用いることができる。
テトラカルボン酸二無水物としては、上記の芳香族テトラカルボン酸二無水物以外に、脂肪族や脂環式或いはシロキサン含有のテトラカルボン酸二無水物を、本発明の特性を損なわない範囲で用いることができる。
次に、本発明の各態様において使用される一般式(1−1)〜(1−4)化合物の説明と各態様における末端基修飾多分岐ポリイミドの製造方法について説明する。
本発明の第1の態様において、一般式(1−1)で表される含窒素複素環基を有する化合物は、分子内に1個のアミノ基と少なくとも1個の含窒素複素環基を有する化合物で、本発明で用いるテトラカルボン酸二無水物と反応できるアミノ基を有する化合物である。
N−X−R (1−1)
(一般式(1−1)において、Xは直接結合、又は、炭素数1〜3のアルキレン基を示す。Rは、置換基群αより選択される任意の基で置換された含窒素複素環基を有する1価の残基を示し、置換基群αは、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、エステル基、アミド基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基を示す。)
一般式(1−1)において、Rは、少なくとも1個の含窒素複素環式基を有する1価の残基であり、置換基群αより選択される任意の基で置換された、環を構成するヘテロ原子として窒素原子以外に硫黄原子及び酸素原子を含んでも良い、5ないし14員環(単環、2環又は3環式)の芳香族複素環式基、5ないし10員環の非芳香族複素環式基などが挙げられる。好ましくは、5ないし14員環の芳香族複素環式基、特に好ましくは、無機化合物と効率良く複合化できるので、ピリジル基が挙げられる。具体的には、例えばピリジル、ヒドロキシピリジル、ピリジンカルボン酸アミド、ピラジニル、ピリミジニル、キノリル、イソキノリル、ビピリジル、フェナントリル、オキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、イソキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、ベンゾチアゾリル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピロリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリダジニル、インドリルなどの芳香族複素環式基などが挙げられる。また、例えばピロリジニル、オキサゾリジニル、イミダゾリニル、ピペリジニル、ピペラジニル、モルホリニル、チオモルホリニルなどの非芳香族複素環式基などが挙げられる。これらは単独で用いても良いし、または2種類以上を組み合わせて使用しても良い。
一般式(1−1)において、Xは直接結合、又は炭素数1〜3のアルキレン基、例えば、−CH−、−CHCH−、−CHCHCH−、又は、−CH(CH)CH−を示す。
一般式(1−1)において、置換基群αのアルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基は、置換基を有することもできるアルキル基(特に炭素数1、2、3、4、又は、5のアルキル基)、アルコキシ基(特に炭素数1、2、3、4、又は、5のアルコキシ基)、又は、アリール基(特に炭素数6、7、8、9、又は、10のアリール基)を挙げることができる。
一般式(1−1)で表される含窒素複素環基を有する化合物の具体例としては、アミノピリジン、(アミノメチル)ピリジン、(アミノエチル)ピリジン、(アミノプロピル)ピリジン、アミノヒドロキシピリジン、アミノクロロピリジン、アミノブロモピリジン、アミノヨードピリジン、アミノニコチンアミド、アミノピラジン、アミノピリミジン、アミノキノリン、アミノイソキノリン、アミノビピリジル、アミノフェナントロリン、アミノピラゾール、アミノイミダゾール、アミノベンズイミダゾールなどを挙げることができる。
末端変性多分岐ポリイミドの製造法の一例を示すと、
1)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンとを反応させてポリアミック酸を製造し、その後ポリアミック酸と一般式(1−1)化合物とを反応させて、末端変性のアミック酸を製造し、化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
2)テトラカルボン酸二無水物と、トリアミンを含むジアミンと、一般式(1−1)化合物とを反応させて末端変性のアミック酸を製造し、化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
3)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンとを化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、ポリイミドを製造し、その後イミドと一般式(1−1)化合物とを反応させて、末端アミック酸のポリイミドを製造し、さらに化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
4)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンとを化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、ポリイミドを製造し、その後イミドと一般式(1−1)化合物とを化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
5)テトラカルボン酸二無水物と、トリアミンを含むジアミンと、一般式(1−1)化合物とを反応させて、末端変性のアミック酸を製造し、化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
6)テトラカルボン酸二無水物と、トリアミンを含むジアミンと、一般式(1−1)化合物とを化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
などを挙げることができる。
ジアミンが100モル%トリアミンの場合には、3/2以上のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンで行う。
ポリアミック酸は、公知の方法で製造することができ、例えば、テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミン、又はテトラカルボン酸二無水物、トリアミンを含むジアミン及び一般式(1−1)化合物とを、有機極性溶媒中で、約100℃以下、好ましくは80℃以下、特に0〜50℃の反応温度で反応させて製造することができる。
反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス中で行わせることが好ましいが、その他の条件下でも用いることができる。
末端変性多分岐ポリイミドは、ポリイミドを合成する公知の方法で製造することができ、例えば、
1)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミン、又はテトラカルボン酸二無水物、トリアミンを含むジアミン及び一般式(1−1)化合物とを、有機極性溶媒中で、約100℃以下、好ましくは80℃以下、特に0〜50℃の反応温度で反応させてポリアミック酸を製造し、約0〜140℃の低温で酸無水物とアミンなどの脱水剤と触媒のイミド化剤を用いて化学的に閉環してイミド化する方法か、あるいは、140℃〜250℃に加熱して、必要に応じて共沸剤などを加えて、脱水・環化させてイミド化する方法、
2)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミン、又はテトラカルボン酸二無水物、トリアミンを含むジアミン及び一般式(1−1)化合物とを、有機極性溶媒中で、140℃〜250℃に加熱して、重合、脱水、環化させてイミド化する方法、
又は
3)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミン、又はテトラカルボン酸二無水物、トリアミンを含むジアミン及び一般式(1−1)化合物とを、有機極性溶媒中で、約100℃以下、好ましくは80℃以下、特に0〜50℃の反応温度で反応させてポリアミック酸を製造し、ポリアミック酸を気体中で150℃以上、好ましくは180〜450℃の温度に加熱する方法、
などにより製造することができる。
ポリイミドを合成した後に、貧溶媒で再沈させて乾燥し、他の可溶な有機極性溶媒へ再投入して溶解させて溶液として用いることも可能である。
反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス中で行わせることが好ましいが、その他の条件下でも用いることができる。
テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンは、ポリアミック酸又はポリイミドの合成の時、さらに一般式(1−1)化合物を伴うポリアミック酸又はポリイミドの合成の時、それらを一度に溶媒に加えて重合反応を行うとゲル化を起こす場合があるので、
1)テトラカルボン酸二無水物を含む溶媒中に、粉体状でも溶媒に溶解していても良いトリアミンを含むジアミンを一度に或いは徐々に、或いは数回に分けて逐次に加える方法、
2)トリアミンを含む溶媒中に、粉体状でも溶媒に溶解していても良いテトラカルボン酸二無水物を一度に或いは徐々に、或いは数回に分けて逐次に加える方法、
などで行うことが好ましい。
一般式(1−1)化合物は、テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンの反応により得られる多分岐ポリアミック酸を含む溶液に添加する際に、そのままの状態で加えても良いし、反応溶媒等の有機溶媒に溶解して加えても良い。
ポリアミック酸及びポリイミドに一般式(1−1)化合物を反応させる場合は、上記のポリアミック酸又はポリイミドの方法と同様にして行うことができる。
一般式(1−1)化合物によるポリアミック酸又はポリイミドに存在する酸無水物末端或いはカルボン酸末端の末端変性は、用いる用途又は目的に応じて適宜選択して行えばよく、例えば一般式(1−1)化合物が、ポリアミック酸又はポリイミドに存在する酸無水物末端数及び/又はカルボン酸末端数の半数に対して、好ましくは0.1〜20当量、好ましくは0.2〜10当量、であり、さらに好ましくは0.5〜5当量、より好ましくは0.8〜3当量、特に好ましくは1〜2当量であり、0.1当量以下では、無機化合物との複合化の効率が低くなり好ましくないと考える。
ポリアミック酸を、脱水剤と触媒とを用いて化学的にイミド化する場合について、脱水剤としては無水酢酸、無水プロピオン酸等の有機酸無水物を利用し、触媒として、ピリジン、ピコリン、トリエチルアミン等のアミンを併用して用いることができる。脱水剤及び触媒は、それぞれ1種類でも良いし、2種類以上組み合わせて使用しても良い。
ポリアミック酸及びポリイミドを製造する際のポリマー濃度は、特に規定されるものではないが、1〜50質量%が好ましく、更に2〜30質量%、特に2〜5質量%が好適である。
ポリアミック酸を気体中で焼成することでイミド化する場合には、イミド化を行うための焼成温度はイミド化反応が進行し、且つ高分子の劣化が生じない範囲である200〜600℃が好ましく、更に好ましくは300から450℃である。加熱時間は特に限定は無いが、30分〜10時間が好ましい。焼成雰囲気には特に限定はなく、大気中でも還元性ガス存在下でも不活性ガス存在下でも良いが、経済的に有利であることから大気中で行うことが好ましい。焼成を行う装置に制限は無いが、管状炉やマッフル炉を好適に用いることができる。
ポリアミック酸、ポリイミド又は一般式(1−1)化合物による末端変性の反応に用いる有機極性溶媒としては、公知のポリアミック酸及び/又はポリイミドを溶解する有機極性溶媒を使用することができ、ポリアミック酸及び/又はポリイミドの製造に用いられる有機溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N−メチル−カプロラクタム、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ヘキサメチルホスホラミド、フェノール、クレゾール、o−クロルフェノール、p−クロルフェノール、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、スルホラン、γ−ブチロラクトン、ジグライム、ジメチルトリグライム、ジエチルトリグライム、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの非プロトン性極性溶媒を挙げることができ、好ましくは入手が容易で高分子量のポリアミック酸を製造できることからDMAc及びNMPである。これらの溶媒は単独で用いても良いし、2種類以上を混合したものを用いても良い。
トリアミンを含むジアミンとして、ジアミン中トリアミンがXモル%の場合には、テトラカルボン酸二無水物とトリアミンを含むジアミンの反応により製造される多分岐ポリアミック酸は、その原料であるテトラカルボン酸二無水物の未反応酸無水物基及び/又はカルボン酸基をポリアミック酸の末端基に有する構造をとることを特徴とすることから、用いるテトラカルボン酸二無水物とトリアミンを含むジアミンとのモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンを含むジアミン)は、(2+X/100)/2より大きい必要があり、好ましくはモル比が、(5x(2+X/100)+1)/10〜3/1、より好ましくは、((2+X/100)+1)/2〜3/1の範囲が好ましい。
トリアミンを含むジアミンとして、ジアミン中トリアミンが100モル%の場合には、テトラカルボン酸二無水物とトリアミンの反応により製造される多分岐ポリアミック酸は、その原料であるテトラカルボン酸二無水物の未反応酸無水物基及び/又はカルボン酸基をポリアミック酸の末端基に有する構造をとることを特徴とすることから、用いるテトラカルボン酸二無水物とトリアミンのモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミン)は、3/2より大きい必要がある。好ましくはモル比が、8/5〜3/1、より好ましくは、2/1〜3/1、特に好ましくは、多分岐ポリアミック酸中の酸無水物基及び/又はカルボン酸基の量が多く、一般式(1−1)で表される含硫黄基を有する化合物と反応させた後に製造される多分岐ポリイミド中の複素環式基の量が多くなるために多分岐ポリイミドが無機化合物とを効率良く複合化できるので2/1の場合である。テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比が8/5より小さい場合には多分岐ポリアミック酸はポリマー中の酸無水物基及び/又はカルボン酸基の量が少なくなり、一般式(1−1)化合物と反応させた後に製造される多分岐ポリイミド中の複素環式基の量が少なくなるために、無機化合物との複合化が不十分となる場合がある問題がある。また、テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比が3/1より大きい場合にはポリアミック酸の分子量は低いものとなり、製造される末端変性多分岐ポリイミドの耐熱性等の物性が低下する場合があるので好ましくない。
次に、本発明の第2の態様において、一般式(1−2)で表される含硫黄基を有する化合物は、分子内に1個のアミノ基と少なくとも1個の含硫黄基を有する化合物で、本発明で用いるテトラカルボン酸二無水物と反応できるアミノ基を有する化合物である。
N−X−R (1−2)
(一般式(1−2)において、Xは直接結合、又は炭素数1〜3のアルキレン基を示す。Rは、置換基群αより選択される任意の基で置換された含硫黄複素環基、もしくは分子内にチオール,もしくはチオエーテル基を有するアリール基を示し、置換基群αは、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、エステル基、アミド基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基を示す。)
一般式(1−2)において、Rは、少なくとも1個の含硫黄基を有する1価の残基であり、置換基群αより選択される任意の基で置換された、5ないし13員環(単環、2環又は3環式)の含硫黄複素環式基、分子内にチオール,もしくはチオエーテル基を有するアリール基などが挙げられる。好ましくは、5ないし13員環の含硫黄芳香族複素環式基、分子内にチオエーテル基を有するアリール基、特に好ましくは、無機化合物と効率良く複合化できるので、チオフェン−イル基、メチルチオフェニル基、フェニルチオフェニル基が挙げられる。5ないし13員環の含硫黄複素環式基の具体例としては、チオフェン−イル、ベンゾチオフェン−イル、ジベンゾチオフェン−イルなどが挙げられる。また、分子内にチオール,もしくはチオエーテル基を有するアリール基の具体例としては、チオールフェニル、メチルチオフェニル、エチルチオフェニル、プロピルチオフェニル、ブチルチオフェニル、ペンチルチオフェニル、フェニルチオフェニル、チアンスレニル、フェノキサチイニル、フェノチアジニル、チオキサントニルなどが挙げられる。これらは単独で用いても良いし、または2種類以上を組み合わせて使用しても良い。
一般式(1−2)において、Xは直接結合、又は炭素数1〜3のアルキレン基、例えば、−CH−、−CHCH−、−CHCHCH−、又は、−CH(CH)CH−を示す。一般式(1−2)において、置換基群αのアルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基は、置換基を有することもできるアルキル基(特に炭素数1、2、3、4、又は、5のアルキル基)、アルコキシ基(特に炭素数1、2、3、4、又は、5のアルコキシ基)、又は、アリール基(特に炭素数6、7、8、9、又は、10のアリール基)を挙げることが出来る。
一般式(1−2)で表される含硫黄基を有する化合物の具体例としては、(アミノメチル)チオフェン、メチルチオアニリン、フェニルチオアニリンなどを挙げることができる。
第2の態様において、末端変性多分岐ポリイミドを製造するには、上述の第1の態様において、一般式(1−1)化合物に代えて一般式(1−2)化合物を使用することで、まったく同様にして合成することができる。
本発明の第3の態様において、一般式(1−3)で表される含窒素複素環基を有する化合物は、分子内に1個の酸無水物基と少なくとも1個の含窒素複素環基を有する化合物で、本発明のトリアミンを含むジアミンと反応できる酸無水物基を有する化合物である。

(一般式(1−3)において、Rは置換基群αより選択される任意の基で置換された含窒素複素環基を示し、置換基群αは、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、エステル基、アミド基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基を示す。)
一般式(1−3)において、Rは、少なくとも1個の含窒素複素環式基を有する2価の残基であり、置換基群αより選択される任意の基で置換された、環を構成するヘテロ原子として窒素原子以外に硫黄原子及び酸素原子を含んでも良い、5ないし14員環(単環、2環又は3環式)の芳香族複素環式基、5ないし10員環非芳香族複素環式基などが挙げられる。好ましくは、5ないし14員環の芳香族複素環式基、特に好ましくは、無機化合物と効率良く複合化できるので、ピリジル基が挙げられる。具体的には、例えばピリジル、ヒドロキシピリジル、ピリジンカルボン酸アミド、ピラジニル、ピリミジニル、キノリル、イソキノリル、ビピリジル、フェナントリル、オキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、イソキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、ベンゾチアゾリル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピロリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリダジニル、インドリルなどの芳香族複素環式基などが挙げられる。また、例えばピロリジニル、オキサゾリジニル、イミダゾリニル、ピペリジニル、ピペラジニル、モルホリニル、チオモルホリニルなどの非芳香族複素環式基などが挙げられる。これらは単独で用いても良いし、または2種類以上を組み合わせて使用しても良い。
一般式(1−3)において、置換基群αのアルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基は、置換基を有することもできるアルキル基(特に炭素数1、2、3、4又は5のアルキル基)、アルコキシ基(特に炭素数1、2、3、4又は5のアルコキシ基)、又は、アリール基(特に炭素数6、7、8、9又は10のアリール基)を挙げることができる。
一般式(1−3)で表される含窒素複素環基を有する化合物の具体例としては、ピリジンジカルボン酸無水物、ピラジンジカルボン酸無水物、ピリミジンジカルボン酸無水物、キノリンジカルボン酸無水物、イソキノリンジカルボン酸無水物、イミダゾールジカルボン酸無水物、ベンゾイミダゾールジカルボン酸無水物、ピロールジカルボン酸無水物などを挙げることができる。
第3の態様における末端変性多分岐ポリイミドの製造法の一例を示すと、
1)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンとを反応させてポリアミック酸を製造し、その後ポリアミック酸と一般式(1−3)化合物とを反応させて、末端変性のアミック酸を製造し、化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
2)テトラカルボン酸二無水物と、トリアミンを含むジアミンと、一般式(1−3)化合物とを反応させて末端変性のアミック酸を製造し、化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
3)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンとを化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、ポリイミドを製造し、その後イミドと一般式(1−3)化合物とを反応させて、末端アミック酸のポリイミドを製造し、さらに化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
4)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンとを化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、ポリイミドを製造し、その後イミドと一般式(1−3)化合物とを化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
5)テトラカルボン酸二無水物と、トリアミンを含むジアミンと、一般式(1−3)化合物とを反応させて、末端変性のアミック酸を製造し、化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
6)テトラカルボン酸二無水物と、トリアミンを含むジアミンと、一般式(1−3)で表される含窒素複素環基を有する化合物とを化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
などを挙げることができる。
第3の態様における末端変性多分岐ポリイミドの製造法の別の一例を示すと、
1)1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンとを反応させてポリアミック酸を製造し、その後ポリアミック酸と一般式(1−3)化合物とを反応させて、末端変性のアミック酸を製造し、化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
2)1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンと、一般式(1−3)で表される含窒素複素環基を有する化合物とを反応させて末端変性のアミック酸を製造し、化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
3)1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンとを化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、ポリイミドを製造し、その後イミドと一般式(1−3)化合物とを反応させて、末端アミック酸のポリイミドを製造し、さらに化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
4)1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンとを化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、ポリイミドを製造し、その後イミドと一般式(1−3)化合物とを化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
5)1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンと、一般式(1−3)化合物とを反応させて、末端変性のアミック酸を製造し、化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
6)1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンと、一般式(1−3)化合物とを化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端変性多分岐ポリイミドを得る方法、
などを挙げることができる。
ポリアミック酸は、公知の方法で製造することができ、例えば、テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミン、又はテトラカルボン酸二無水物、トリアミンを含むジアミン及び一般式(1−3)で表される含窒素複素環基を有する化合物とを、有機極性溶媒中で、約100℃以下、好ましくは80℃以下、特に0〜50℃の反応温度で反応させて製造することができる。
反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス中で行わせることが好ましいが、その他の条件下でも用いることができる。
末端変性多分岐ポリイミドは、ポリイミドを合成する公知の方法で製造することができ、例えば、
1)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミン、又はテトラカルボン酸二無水物、トリアミンを含むジアミン及び一般式(1−3)化合物とを、有機極性溶媒中で、約100℃以下、好ましくは80℃以下、特に0〜50℃の反応温度で反応させてポリアミック酸を製造し、約0〜140℃の低温で酸無水物とアミンなどの脱水剤と触媒のイミド化剤を用いて化学的に閉環してイミド化する方法か、あるいは、140℃〜250℃に加熱して、必要に応じて共沸剤などを加えて、脱水・環化させてイミド化する方法、
2)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミン、又はテトラカルボン酸二無水物、トリアミンを含むジアミン及び一般式(1−3)化合物とを、有機極性溶媒中で、140℃〜250℃に加熱して、重合、脱水、環化させてイミド化する方法、
又は
3)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミン、又はテトラカルボン酸二無水物、トリアミンを含むジアミン及び一般式(1−3)化合物とを、有機極性溶媒中で、約100℃以下、好ましくは80℃以下、特に0〜50℃の反応温度で反応させてポリアミック酸を製造し、ポリアミック酸を気体中で150℃以上、好ましくは180〜450℃の温度に加熱する方法、
などにより製造することができる。
ポリイミドを合成した後に、貧溶媒で再沈させて乾燥し、他の可溶な有機極性溶媒へ再投入して溶解させて溶液として用いることも可能である。
反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス中で行わせることが好ましいが、その他の条件下でも用いることができる。
ジアミンが100モル%トリアミンの場合には、1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンで行う。
テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンは、ポリアミック酸又はポリイミドの合成の時、さらに一般式(1−3)化合物を伴うポリアミック酸又はポリイミドの合成の時、それらを一度に溶媒に加えて重合反応を行うとゲル化を起こす場合があるので、
1)テトラカルボン酸二無水物を含む溶媒中に、粉体状でも溶媒に溶解していても良いトリアミンを含むジアミンを一度に或いは徐々に、或いは数回に分けて逐次に加える方法、
2)トリアミンを含む溶媒中に、粉体状でも溶媒に溶解していても良いテトラカルボン酸二無水物を一度に或いは徐々に、或いは数回に分けて逐次に加える方法、
などで行うことが好ましい。
ジアミンが100モル%トリアミンの場合には、1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンで行う。
一般式(1−3)化合物は、テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンの反応により得られる多分岐ポリアミック酸を含む溶液に添加する際に、そのままの状態で加えても良いし、反応溶媒等の有機溶媒に溶解して加えても良い。
ポリアミック酸及びポリイミドに一般式(1−3)化合物を反応させる場合は、上記のポリアミック酸又はポリイミドの方法と同様にして行うことができる。
一般式(1−3)化合物によるポリアミック酸又はポリイミドに存在するアミノ基末端の末端変性は、用いる用途又は目的に応じて適宜選択して行えばよく、例えば一般式(1−3)化合物がポリアミック酸又はポリイミドに存在するアミノ基末端数に対して好ましくは0.1〜20当量、好ましくは0.2〜10当量、であり、さらに好ましくは0.5〜5当量、より好ましくは0.8〜3当量、特に好ましくは1〜2当量であり、0.1当量以下では、無機化合物との複合化の効率が低くなり好ましくないと考える。
ポリアミック酸を、脱水剤と触媒とを用いて化学的にイミド化する場合について、脱水剤としては無水酢酸、無水プロピオン酸等の有機酸無水物を利用し、触媒として、ピリジン、ピコリン、トリエチルアミン等のアミンを併用して用いることができる。脱水剤及び触媒は、それぞれ1種類でも良いし、2種類以上組み合わせて使用しても良い。
ポリアミック酸及びポリイミドを製造する際のポリマー濃度は、特に規定されるものではないが、1〜50質量%が好ましく、更に2〜30質量%、特に2〜5質量%が好適である。
ポリアミック酸を気体中で焼成することでイミド化する場合には、イミド化を行うための焼成温度はイミド化反応が進行し、且つ高分子の劣化が生じない範囲である200〜600℃が好ましく、更に好ましくは300から450℃である。加熱時間は特に限定は無いが、30分〜10時間が好ましい。焼成雰囲気には特に限定はなく、大気中でも還元性ガス存在下でも不活性ガス存在下でも良いが、経済的に有利であることから大気中で行うことが好ましい。焼成を行う装置に制限は無いが、管状炉やマッフル炉を好適に用いることができる。
ポリアミック酸、ポリイミド又は一般式(1−3)で表される含窒素複素環基を有する化合物による末端変性の反応に用いる有機極性溶媒としては、公知のポリアミック酸及び/又はポリイミドを溶解する有機極性溶媒を使用することができ、ポリアミック酸及び/又はポリイミドの製造に用いられる有機溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N−メチル−カプロラクタム、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ヘキサメチルホスホラミド、フェノール、クレゾール、o−クロルフェノール、p−クロルフェノール、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、スルホラン、γ−ブチロラクトン、ジグライム、ジメチルトリグライム、ジエチルトリグライム、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの非プロトン性極性溶媒を挙げることができ、好ましくは入手が容易で高分子量のポリアミック酸を製造できることからDMAc及びNMPである。これらの溶媒は単独で用いても良いし、2種類以上を混合したものを用いても良い。
トリアミンを含むジアミンとして、ジアミン中トリアミンがXモル%の場合には、テトラカルボン酸二無水物とトリアミンを含むジアミンの反応により製造される多分岐ポリアミック酸は、用いるテトラカルボン酸二無水物とトリアミンを含むジアミンのモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンを含むジアミン)は、(2+X/100)/2未満である必要がある。好ましくはモル比が、1/2以上から(2+X/100)/2未満、より好ましくは1/2〜(5x(2+X/100)−1)/10、更に好ましくは、1/2〜((2+X/100)−1)/2の場合である。
ジアミンとして、一般式(2)で表される芳香族トリアミンを100モル%用いる場合には、本発明のポリイミド前駆体であるポリアミック酸を製造する際に用いるテトラカルボン酸二無水物と芳香族トリアミンのモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミン)は、3/2未満である必要がある。好ましくはモル比が1/2以上から3/2未満、より好ましくは1/2〜7/5、更に好ましくは、1/2〜1/1、特に好ましくは、ポリイミドが無機化合物とを効率良く複合化できるので1/1の場合である。テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比が7/5より大きい場合には多分岐ポリアミック酸はポリマー中のトリアミンの量が少なくなり、一般式(1−3)で表される含窒素複素環基を有する化合物と反応させた後に製造される多分岐ポリイミド中の複素環式基の量が少なくなるために、無機化合物との複合化が不十分となる場合がある問題がある。また、テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比が1/2より小さい場合にはポリアミック酸の分子量は低いものとなり、製造される末端変性多分岐ポリイミドの耐熱性等の物性が低下する場合があるので好ましくない。
本発明の第4の態様において、一般式(1−4)で表される芳香族o−ヒドロキシアルデヒドとして、例えばサリチルアルデヒド、2,3−ジヒドロキシベンズアルデヒド、2,6−ジヒドロキシベンズアルデヒド、o−バニリン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンズアルデヒド、2−ヒドロキシ−5−メトキシベンズアルデヒド、2−ヒドロキシ−3−エトキシベンズアルデヒド、2−ヒドキシ−3−ニトロベンズアルデヒド、2−ヒドキシ−5−ニトロベンズアルデヒド、3−イソプロピルサリチルアルデヒド、3−sec−ブチルサリチルアルデヒド、3−t−ブチルサリチルアルデヒド、3−t−ブチル−5−クロロサリチルアルデヒド、5−ブロモ−3−t−ブチルサリチルアルデヒド、3−t−ブチル−5−メトキシサリチルアルデヒド、3−t−ブチル−5−メチルサリチルアルデヒド、3,5−ジ−t−ブチルサリチルアルデヒド、5−クロロ−3−i−プロピルサリチルアルデヒド、4−クロロ−3−i−プロピルサリチルアルデヒド、4−メチル−3−i−プロピルサリチルアルデヒド、5−メチル−3−i−プロピルサリチルアルデヒド、6−メチル−3−i−プロピルサリチルアルデヒド、3−t−ブチル−4−メチルサリチルアルデヒド、3−t−ブチル−6−メチルサリチルアルデヒド、3−sec−ブチル−4−メチルサリチルアルデヒド、3−sec−ブチル−5−メチルサリチルアルデヒド、3−sec−ブチル−6−メチルサリチルアルデヒド等が挙げられる。特に安価で入手容易であることから、サリチルアルデヒドを用いることが好ましい。これらは単独で用いても良いし、または2種類以上を組み合わせて使用しても良い。
一般式(1−4)において、アルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基は、置換基を有することもできるアルキル基(特に炭素数1、2、3、4又は5のアルキル基)、アルコキシ基(特に炭素数1、2、3、4又は5のアルコキシ基)、又は、アリール基(特に炭素数6、7、8、9又は10のアリール基)を挙げることが出来る。
一般式(1−4)で表される芳香族o−ヒドロキシアルデヒドによるポリアミック酸又はポリイミドに存在するアミノ基末端の末端基修飾は、用いる用途又は目的に応じて適宜選択して行えばよく、例えば芳香族o−ヒドロキシルアルデヒドは、テトラカルボン酸二無水物とトリアミンを含むジアミンとを反応させて得られる多分岐ポリアミック酸のアミノ末端基数に対して、0.1〜10当量、好ましくは0.5〜8当量、さらに好ましくは0.8〜5当量、より好ましくは1〜2当量、特に好ましくは1〜1.5当量用いることができ、0.1当量未満では、得られる末端基修飾多分岐ポリイミドの有機溶媒への溶解性が低くなる場合があり、10当量を超えると副反応が起こる場合があるので好ましくない。
ジアミンとしてトリアミンを100モル%用いる場合には、一般式(1−4)で表される芳香族o−ヒドロキシアルデヒドによるポリアミック酸又はポリイミドに存在するアミノ基末端の末端基修飾は、用いる用途又は目的に応じて適宜選択して行えばよく、例えば芳香族o−ヒドロキシルアルデヒドは、数式(1)より計算されるテトラカルボン酸二無水物とトリアミンの反応により得られる分岐状ポリアミック酸のアミノ末端基数に対して、0.1〜10当量、好ましくは0.5〜8当量、さらに好ましくは0.8〜5当量、より好ましくは1〜2当量、特に好ましくは1〜1.5当量用いることができ、0.1当量未満では、得られる末端基修飾多分岐ポリイミドの有機溶媒への溶解性が低くなる場合があり、10当量を超えると副反応が起こる場合があるので好ましくない。
数式(1):
アミノ末端基数=3×トリアミンの当量数−2×テトラカルボン酸二無水物の当量数
トリアミンを含むジアミンとして、ジアミン中トリアミンがXモル%の場合には、テトラカルボン酸二無水物とトリアミンを含むジアミンの反応により製造される多分岐ポリアミック酸は、用いるテトラカルボン酸二無水物とトリアミンを含むジアミンのモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンを含むジアミン)は、(2+X/100)/2未満である必要がある。好ましくはモル比が、1/2以上から(2+X/100)/2未満、より好ましくは1/2〜(5x(2+X/100)−1)/10、更に好ましくは、1/2〜((2+X/100)−1)/2の場合である。
ジアミンとしてトリアミンを100モル%用いる場合には、テトラカルボン酸二無水物とトリアミンの反応により製造される多分岐ポリアミック酸は、本発明のポリイミド前駆体であるポリアミック酸を製造する際に用いるテトラカルボン酸二無水物と芳香族トリアミンのモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミン)は、3/2未満である必要がある。好ましくはモル比が1/2以上から3/2未満、より好ましくは1/2〜7/5、更に好ましくは、1/2〜1/1、特に好ましくは、多分岐ポリアミック酸中のトリアミンの量が多く、一般式(1−4)で表される芳香族o−ヒドロキシルアルデヒドと反応させることで得られる多分岐ポリイミド中のシッフ塩基基の量が多くなるために多分岐ポリイミドの有機溶媒への溶解性が高くなり、また無機化合物と効率良く複合化できるので1/1の場合である。テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比が7/5より大きい場合には多分岐ポリアミック酸中のトリアミンの量が少なく、一般式(1−4)で表される芳香族o−ヒドロキシルアルデヒドと反応させることで得られる多分岐ポリイミド中のシッフ塩基基の量が少なくなるために多分岐ポリイミドの有機溶媒への溶解性は低くなり、また無機化合物との複合化が不十分となる場合がある問題がある。また、テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比が1/2より小さい場合にはポリアミック酸の分子量は低いものとなり、製造される末端変性多分岐ポリイミドの耐熱性等の物性が低下する場合があるので好ましくない。
第4の態様における末端基修飾多分岐ポリイミドの製造法の一例を示すと、
1)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンとを反応させてポリアミック酸を製造し、その後ポリアミック酸のアミノ基と一般式(1−4)で表される芳香族o−ヒドロキシアルデヒドとを反応させて、末端基修飾のアミック酸を製造し、化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端基修飾多分岐ポリイミドを得る方法、
2)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンとを化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、ポリイミドを製造し、その後イミドのアミノ基と一般式(1−4)で表される芳香族o−ヒドロキシアルデヒドとを反応させて、末端基修飾多分岐ポリイミドを得る方法、
などを挙げることができる。
第4の態様における末端基修飾多分岐ポリイミドの製造法の別の一例を示すと、
1)1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンとを反応させてポリアミック酸を製造し、その後ポリアミック酸のアミノ基と一般式(1−4)で表される芳香族o−ヒドロキシアルデヒドとを反応させて、末端基修飾のアミック酸を製造し、化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、末端基修飾多分岐ポリイミドを得る方法、
2)1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンとを化学的又は熱的に閉環させてイミド化して、ポリイミドを製造し、その後イミドのアミノ基と一般式(1−4)で表される芳香族o−ヒドロキシアルデヒドとを反応させて、末端基修飾多分岐ポリイミドを得る方法、
などを挙げることができる。
ポリアミック酸は、公知の方法で製造することができ、例えば、テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンとを、有機極性溶媒中で、約100℃以下、好ましくは80℃以下、特に0〜50℃の反応温度で反応させて製造することができる。
反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス中で行わせることが好ましいが、その他の条件下でも用いることができる。
ポリイミドは、公知の方法で製造することができ、例えば、
1)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンとを、有機極性溶媒中で、約100℃以下、好ましくは80℃以下、特に0〜50℃の反応温度で反応させてポリアミック酸を製造し、約0〜140℃の低温で酸無水物とアミンなどの脱水剤と触媒のイミド化剤を用いて化学的に閉環してイミド化する方法か、あるいは、140℃〜250℃に加熱して、必要に応じて共沸剤などを加えて、脱水・環化させてイミド化する方法、
2)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンとを、有機極性溶媒中で、140℃〜250℃に加熱して、重合、脱水、環化させてイミド化する方法、
又は
3)テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンとを、有機極性溶媒中で、約100℃以下、好ましくは80℃以下、特に0〜50℃の反応温度で反応させてポリアミック酸を製造し、ポリアミック酸を気体中で150℃以上、好ましくは180〜450℃の温度に加熱する方法、
などにより製造することができる。
ポリイミドを合成した後に、貧溶媒で再沈させて乾燥し、他の可溶な有機極性溶媒へ再投入して溶解させて溶液として用いることも可能である。
反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス中で行わせることが好ましいが、その他の条件下でも用いることができる。
ジアミンが100モル%トリアミンの場合には、1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンで行うことが好ましい。
テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンは、ポリアミック酸又はポリイミドを合成する際、さらに一般式(1−4)で表される芳香族o−ヒドロキシアルデヒドを伴うポリアミック酸又はポリイミドを合成する際、
1)テトラカルボン酸二無水物を含む溶媒中に、粉体状でも溶媒に溶解していても良いトリアミンを含むジアミンを一度に或いは徐々に、或いは数回に分けて逐次に加える方法、
2)トリアミンを含むジアミン溶媒中に、粉体状でも溶媒に溶解していても良いテトラカルボン酸二無水物を一度に或いは徐々に、或いは数回に分けて逐次に加える方法、
を用いることが好ましい。
一般式(1−4)で表される芳香族o−ヒドロキシアルデヒドは、テトラカルボン酸二無水物及びトリアミンを含むジアミンの反応により得られる多分岐ポリアミック酸を含む溶液に添加する際に、そのままの状態で加えても良いし、反応溶媒等の有機溶媒に溶解して加えても良い。
末端基修飾多分岐ポリアミック酸は、多分岐ポリアミック酸及び/又は多分岐ポリイミドと、一般式(1−4)で表される芳香族o−ヒドロキシルアルデヒドを反応させることで、多分岐ポリアミック酸及び/又は多分岐ポリイミドのアミノ基と、芳香族o−ヒドロキシルアルデヒドが反応してシッフ塩基を形成することで、一般式(8)で表される末端基が修飾されたポリマーを製造することができる。

(一般式(8)において、nは1以上の実数。)
ポリアミック酸を、脱水剤と触媒とを用いて化学的にイミド化する場合について、脱水剤としては無水酢酸、無水プロピオン酸等の有機酸無水物を利用し、触媒として、ピリジン、ピコリン、トリエチルアミン等のアミンを併用して用いることができる。脱水剤及び触媒は、それぞれ1種類でも良いし、2種類以上組み合わせて使用しても良い。
ポリアミック酸及びポリイミドを製造する際のポリマー濃度は、特に規定されるものではないが、1〜50質量%が好ましく、更に2〜30質量%、特に2〜5質量%が好適である。
ポリアミック酸を気体中で焼成することでイミド化する場合には、イミド化を行うための焼成温度はイミド化反応が進行し、且つ高分子の劣化が生じない範囲である200〜600℃が好ましく、更に好ましくは300から450℃である。加熱時間は特に限定は無いが、30分〜10時間が好ましい。焼成雰囲気には特に限定はなく、大気中でも還元性ガス存在下でも不活性ガス存在下でも良いが、経済的に有利であることから大気中で行うことが好ましい。焼成を行う装置に制限は無いが、管状炉やマッフル炉を好適に用いることができる。
ポリアミック酸、ポリイミド又は一般式(1−4)で表される芳香族o−ヒドロキシアルデヒドによる末端基修飾の反応に用いる有機極性溶媒としては、公知のポリアミック酸及び/又はポリイミドを溶解する有機極性溶媒を使用することができ、ポリアミック酸及び/又はポリイミドの製造に用いられる有機溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N−メチル−カプロラクタム、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ヘキサメチルホスホラミド、フェノール、クレゾール、o−クロルフェノール、p−クロルフェノール、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、スルホラン、γ−ブチロラクトン、ジグライム、ジメチルトリグライム、ジエチルトリグライム、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの非プロトン性極性溶媒を挙げることができ、好ましくは入手が容易で高分子量のポリアミック酸を製造できることからDMAc及びNMPである。これらの溶媒は単独で用いても良いし、2種類以上を混合したものを用いても良い。
以上の第1〜第4の態様におけるポリイミドもしくは末端変性多分岐ポリイミド、ポリアミック酸、末端基修飾多分岐ポリアミック酸(以下、まとめて末端変性多分岐ポリイミド等という)は、どのような形状でも構わず、粒子などの粉体でも、フィルム状に成形されたものでも、成型されたものでも構わない。フィルム状に成形されたポリイミドは、ポリアミック酸をフィルム状に加工したものをイミド化することで好適に製造することができ、その厚さは取扱に問題なければどのような厚さでも良く、好ましくは1μm〜200μmであることが好ましく、より好ましくは5μm〜100μmである。
末端変性多分岐ポリイミド等は、本発明のポリイミド等以外に他のポリイミドや、その他の高分子を含むものであってもよいし、シリカ等の易滑剤、無機フィラー、ガラス繊維強化材等の補強材や剥離剤等の他の成分を含有するものであっても良い。
末端変性多分岐ポリイミド等は、ポリイミドなどのプラスチック、ガラス、シリコンウェハー、セラミックス、銅、銀、金などの金属等の基材上に形成して用いることができる。
末端変性多分岐ポリイミド等は、さらに劣化が生じない範囲である200〜600℃、好ましく300〜450℃の温度で、加熱時間は特に限定は無いが、30分〜10時間の範囲で加熱して用いることができる。
本発明の末端変性多分岐ポリイミドは、プリント配線板、フレキシブルプリント基板、COF、COB、TABテープ等の電子部品や電子機器類の素材、導電性粒子や導電性フィルムなどの導電性基材として用いることができる。
本発明の末端変性多分岐ポリイミドは、ポリアミック酸溶解溶液として、プリント配線板、フレキシブルプリント基板、TABテープ等の電子部品の素材として用いられる耐熱性のポリイミドフィルム上に塗布又は印刷などをして、その後、溶液を除去し、ポリアミック酸を脱水してイミド化し、耐熱性ポリイミドフィルムの片面または両面に末端変性多分岐ポリイミドが形成されたポリイミドフィルム(即ち、耐熱性ポリイミドフィルムを有する末端変性多分岐ポリイミド)を得ることができる。
また、耐熱性のポリイミドフィルムの代わりに、耐熱性のポリイミドフィルムを得ることができるポリアミック酸のキャスト層またはポリアミック酸のキャスト層を乾燥して支持体から剥離可能な自己支持フィルムを用いて、前述の末端変性多分岐ポリイミドのポリアミック酸溶解溶液を塗布又は印刷などをし、同様にして、耐熱性ポリイミドフィルムの片面または両面に末端変性多分岐ポリイミドが形成されたポリイミドフィルム(即ち、耐熱性ポリイミドフィルムを有する末端変性多分岐ポリイミド)を得ることができる。
本発明の末端変性多分岐ポリイミドを耐熱性のポリイミドフィルムの片面または両面に設ける場合、末端変性多分岐ポリイミドを耐熱性ポリイミドフィルムの表面の全体または一部に設けることができる。例えば、末端変性多分岐ポリイミドを配線状に、耐熱性ポリイミドフィルムに印刷等の方法で形成することができる。末端変性多分岐ポリイミドは、耐熱性のポリイミドフィルムに配線の形状に形成することにより、配線部分のみ無電解メッキを行い、配線形状の金属配線末端変性多分岐ポリイミドを片面または両面に有する耐熱性のポリイミドフィルムを製造することができる。
本発明の末端変性多分岐ポリイミドは、ポリアミック酸溶解溶液として、プリント配線板、フレキシブルプリント基板、TABテープ等の電子部品の素材として用いられる耐熱性のポリイミドフィルム及び/又は金属箔の一部または全部に塗布または印刷等をして、その後溶液を除去し、ポリアミック酸を脱水してイミド化し、本発明のポリアミック酸から得られる層を介して、耐熱性のポリイミドフィルムと金属箔とを、圧着又は加熱圧着などの方法のより直接或いはさらに他の接着剤を介してはりあわせることができる。このとき、耐熱性のポリイミドフィルムに代えて、耐熱性のポリイミドフィルムを得ることができるポリアミック酸のキャスト層またはポリアミック酸のキャスト層を乾燥して支持体から剥離可能な自己支持フィルムを用いて、同様に処理してもよい。
末端変性多分岐ポリイミドのポリアミック酸は、耐熱性のポリイミドフィルムを得ることが出来るポリアミック酸のドープと共押出することもできる。
本発明の末端変性多分岐ポリイミドは、ポリイミド溶解溶液として、プリント配線板、フレキシブルプリント基板、TABテープ等の電子部品の素材として用いられる耐熱性のポリイミドフィルム及び/又は金属箔の一部または全部に塗布または印刷等をして、その後溶液を除去し、本発明のポリイミドを介して、耐熱性のポリイミドフィルムと金属箔とを、ラミネート装置などを用いて、直接或いはさらに他の接着剤を介してはりあわせて、耐熱性ポリイミドフィルム金属箔積層体を得ることができる。このとき、耐熱性のポリイミドフィルムに代えて、耐熱性のポリイミドフィルムを得ることができるポリアミック酸のキャスト層またはポリアミック酸のキャスト層を乾燥して支持体から剥離可能な自己支持フィルムを用いて、同様に処理してもよい。
耐熱性ポリイミドフィルム金属箔積層体は、プリント配線板、フレキシブルプリント基板、COF、COB、TABテープ等の電子部品や電子機器類の素材として用いることができる。
耐熱性のポリイミドフィルムは、プリント配線板、フレキシブルプリント基板、TABテープ等の電子部品の素材として用いられる耐熱性のポリイミドフィルムであり、具体例としては、例えば、商品名「ユーピレックス」(宇部興産社製)、商品名「カプトン」(東レ・デュポン社製、デュポン社製)、商品名「アピカル」(鐘淵化学社製)などのポリイミドフィルム及び、これらのフィルムを構成する酸成分及びジアミン成分、例えば酸成分(例えば、3,3’、4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸などを含む成分)及びジアミン成分(p−フェニレンジアミン、4,4−ジアミノジフェニルエーテル、m−トリジン、4,4’−ジアミノベンズアニリドなどを含む成分)とから得られる、ポリイミドなどを挙げることができる。
ポリアミック酸溶解溶液及びポリイミド溶解溶液を塗布する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、グラビアコート法、スピンコート法、シルクスクリーン法、ディップコート法、スプレーコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、キャスト法などの公知の塗布方法を挙げる事ができる。
ラミネート装置は、一対の圧着金属ロール(圧着部は金属製、セラミック溶射金属製のいずれでもよい)、真空ラミネート、ダブルベルトプレス、ホットプレスなどが挙げられ、特に加圧下に熱圧着および冷却できるものであって、そのなかでも特に液圧式のダブルベルトプレスを好適に挙げることができる。
金属箔としては、銅、アルミニウム、金、合金の箔など各種金属箔を用いることができ、好適には圧延銅箔、電解銅箔などの銅箔が好ましい。
金属箔としては、どのような表面粗さでも用いることができるが、表面粗さRzが0.5μm以上であるものが好ましい。また、金属箔の表面粗さRzが7μm以下、特に5μm以下であるものが好ましい。このような金属箔、例えば銅箔はVLP、LP(またはHTE)として知られている。
金属箔の厚さは特に制限はないが、2〜35μm、特に5〜18μmであるものが好ましい。金属箔の厚みが0.5〜5μmのものは、キャリア付き金属箔、例えばアルミニウム箔キャリア付き銅箔、銅箔キャリア付き銅箔が使用できる。
金属箔は特に配線回路用に用いることができる金属箔を好ましく用いることができる。
本発明の(末端変性)多分岐ポリイミドから、金属被覆(末端変性)多分岐ポリイミドを得るには、固体状または溶液状の(末端変性)多分岐ポリイミドに、無電解めっき触媒前駆物質を吸着させて無電解めっき促進用(末端変性)多分岐ポリイミドを製造し、その後無電解金属めっきを行うことで、金属被覆(末端変性)多分岐ポリイミドを得ることができる。
吸着は、第1の態様では、一般式(1−1)化合物に由来する含窒素複素環基、第2の態様では一般式(1−2)化合物に由来する含硫黄基、第3の態様では一般式(1−3)に由来する含窒素複素環基、第4の態様では一般式(1−4)とアミノ基の反応で生じたシッフ塩基に対して、それぞれ無電解めっき触媒前駆物質が吸着する。
無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドを製造する際に、末端変性多分岐ポリイミドへの無電解めっき触媒前駆物質の吸着法としては、無電解めっき触媒前駆物質が溶解した水溶液や有機溶媒中などの溶液、又は有機溶媒中に分散したコロイド状液に、末端変性多分岐ポリイミドを浸漬することで行うことができる。
無電解めっき触媒前駆物質は、無電解めっきを促進する金属化合物であり、例えばパラジウム化合物である。パラジウム化合物は酸化数が0価のものを用いても良いし、2価や4価のものを用いても良く、金属錯体でも金属微粒子でも構わない。具体的には、例えば、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、臭化パラジウム、硝酸パラジウム、硫酸パラジウム、テトラクロロパラジウム酸、テトラクロロパラジウム酸ナトリウム、テトラクロロパラジウム酸カリウム、ヘキサクロロパラジウム酸、ヘキサクロロパラジウム酸ナトリウム、ヘキサクロロパラジウム酸カリウム、テトラブロモパラジウム酸、テトラブロモパラジウム酸ナトリウム、テトラブロモパラジウム酸カリウム、ヘキサブロモパラジウム酸、ヘキサブロモパラジウム酸ナトリウム、ヘキサブロモパラジウム酸カリウム、ビス(オキサラト)パラジウム酸ナトリウム、ビス(オキサラト)パラジウム酸カリウム、テトラアンミンパラジウム塩化物、ビス(エチレンジアミン)パラジウム塩化物、ジクロロ(エチレンジアミン)パラジウム、ジクロロ(ビピリジル)パラジウム、ジクロロ(フェナントロリン)パラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム、テトラニトロパラジウム酸、テトラニトロパラジウム酸ナトリウム、テトラニトロパラジウム酸カリウム、テトラシアノパラジウム酸ナトリウム、テトラシアノパラジウム酸カリウム、テトラキス(アセトニトリル)パラジウムテトラフルオロボレートなどのパラジウム錯体やパラジウムナノ粒子などのパラジウム微粒子、錫化合物及びパラジウム化合物から調整されるパラジウムコロイドを挙げることができる。中でも、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、硝酸パラジウム、テトラクロロパラジウム酸、テトラクロロパラジウム酸ナトリウム、テトラアンミンパラジウム塩化物、テトラキス(アセトニトリル)パラジウムテトラフルオロボレートやパラジウムナノ粒子、錫化合物及びパラジウム化合物から調整されるパラジウムコロイドは入手が容易であり、また無電解めっきを促進する効果が高いことから好ましい。これらのパラジウム化合物は単独で用いても良いし、または2種類以上を組み合わせて使用しても良い。
無電解めっき触媒物質含有液を調整するために用いられる溶媒は、水溶媒でも有機溶媒でも構わない。水溶媒としては脱イオン水などを用いることができる。有機溶媒としては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコールなどのアルコール類、アセトンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族類を好適に用いることができる。これらの溶媒は単独で使用しても良いし、複数を混合して使用しても良い。
無電解めっき触媒物質含有液中の無電解めっき触媒物質の濃度は、適宜選択して用いることができ、例えば、10−6から1mol・dm−3である事が好ましく、更に好ましくは、10−5から10−2mol・dm−3である。10−6mol・dm−3より少ない場合には、無電解めっき触媒物質を多分岐ポリイミドに吸着させる為に長い時間を要することがあり、1mol・dm−3より多い場合には無電解めっき触媒物質の使用量が多くなり、製造コストが高くなることから経済的に不利となる場合が有る。
無電解めっき触媒物質含有液には、末端変性多分岐ポリイミドへの無電解めっき触媒物質の吸着を促進する場合があることから、塩酸、硫酸、硝酸などの酸、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウムなどの塩基、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウムなどの無機塩や塩化テトラブチルアンモニウムなどの有機塩を添加しても行うことが好ましい。
無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドにおいて、末端変性多分岐ポリイミドを、無電解めっき触媒物質含有液に浸漬する時間は、適宜選択して行えばよいが、好ましくは5秒から1時間であり、更に好ましくは30秒から30分である。浸漬時間が5秒より短いと、無電解めっき触媒物質の多分岐ポリイミドへの吸着が不十分となる場合があり、1時間より長いと処理時間が長くなり経済的に不利となる。
無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドにおいて、末端変性多分岐ポリイミドを、無電解めっき触媒物質含有液に浸漬する温度は、適宜選択して行えばよいが、0〜100℃の範囲が好ましく、更に室温〜60℃の範囲が好ましい。0℃より低い温度では溶媒が凍結する場合があり、100℃より高い場合には溶媒が気化する場合があるので好ましくない。
無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドにおいて、末端変性多分岐ポリイミドは、無電解めっき触媒物質含有液に浸漬した後、水溶媒や有機溶媒、及びそれらの混合物で洗浄してもよく、更に風乾するなどして乾燥を行ってもよい。
無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドは、無電解めっき溶液に浸漬するなどの公知の方法で無電解金属めっきを行うことにより金属被覆末端変性多分岐ポリイミドを製造することができる。
無電解金属めっきの条件などは、公知の条件を適宜選択して行うことが出来る。
無電解めっき溶液としては、各種の金属化合物を含んでなる従来公知の無電解めっき溶液を用いることができる。金属化合物としては、周期律表第4、5、6周期に属する金属元素を用いることができ、好ましくは1B、2B、VIII族に属する金属元素である。特にコバルト、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛が、製造される金属被覆多分岐ポリイミドの有用性が高いので好ましい。
無電解めっき溶液中の金属化合物の濃度は、適宜選択して行うことができるが、例えば10−3から1mol・dm−3である事が好ましく、更に好ましくは、10−2から10−1mol・dm−3である。10−3mol・dm−3より少ない場合には、無電解めっきに長い時間を要することがあり、1mol・dm−3より多い場合には金属化合物の使用量が多くなり、製造コストが高くなることから経済的に不利となる。
無電解めっき溶液には金属化合物に加えて、ホルムアルデヒド、ジメチルアミンボラン、水素化ホウ素ナトリウム、ヒドラジン、ヒドロキシルアミン、次亜リン酸ナトリウムなどの還元剤、有機酸である酢酸、乳酸、シュウ酸、コハク酸、マロン酸、フタル酸、酒石酸、クエン酸、サリチル酸、チオグリコール酸及びそれらの金属塩やアミノ酸であるグリシン、アラニン、アスパラギン、グルタミン酸、エチレンジアミン四酢酸及びそれらの金属塩や有機塩基であるアンモニア、ヒドラジン、トリエタノールアミン、エチレンジアミンなどの錯化剤、有機酸である酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、グリコール酸、クエン酸、酒石酸、乳酸や無機酸であるホウ酸及びそれらの金属塩などの緩衝剤、シアン化物、チオ尿素、ビピリジル、フェナントロリン、ネオクプロインなどの安定剤、アデニン、グアニン、8−ヒドロキシ−7−ヨード−5−キノリンスルホン酸などの促進剤、ポリエチレングリコールなどの界面活性剤等を含んでいても良い。
無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドを無電解めっき溶液に浸漬する時間は、適宜選択して行うことができるが、好ましくは30秒から12時間であり、更に好ましくは1分から6時間である。浸漬時間が30秒より短いとめっきが不十分となる場合があり、12時間より長いと処理時間が長くなり経済的に不利となる。
無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドを、無電解めっき触媒物質を含む溶液中に浸漬する温度は0〜100℃の範囲が好ましく、更に室温〜80℃の範囲が好ましい。0℃より低い温度では無電解めっき溶液が凍結する場合があり、100℃より高い場合には無電解めっき溶液が劣化したり、無電解めっき溶液が気化する場合があるので好ましくない。
得られる金属被覆末端変性多分岐ポリイミドは、無電解めっき溶液に浸漬した後、水溶媒や有機溶媒、及びそれらの混合物で洗浄してもよく、更に風乾するなどして乾燥を行ってもよい。
金属被覆末端変性多分岐ポリイミドは、フィルム状では、プリント配線板、フレキシブルプリント基板、COF、COB、TABテープ等の電子部品や電子機器類の基板として用いることができる。
金属被覆末端変性多分岐ポリイミドは、粒状では、導電性バインダーや導電性粒子として、用いることができる。
本発明の第5の態様に関する一般式(I)で表される芳香族トリアミンは、一般式(II)で表される芳香族モノアミンのニトロ基を還元することにより製造することができる。
ニトロ基の還元方法としては、溶媒中で塩化スズ(II)、ジチオン酸ナトリウムによる還元又は接触還元を行う手法が使用される。接触還元では、触媒としてパラジウム、ラネーニッケル、又は白金を用いることができ、また、分子状水素、ヒドラジン、ギ酸、ギ酸アンモニウムを水素源として用いることができる。特に、触媒にパラジウム化合物を用い、水素源に分子状水素を用いて有機溶剤中で還元反応を行うことが経済的であり好ましい。
還元に用いられる溶媒としては、アルコール類、ジオキサン、トルエンやキシレン等芳香族系溶媒、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなどのアセトアミド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒、フェノール、o−、m−、またはp−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコールなどのフェノール系溶媒、あるいはヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトン等、反応を阻害せず、ジアミンやジニトロ化物を溶解するものであれば限定されない。
一般式(II)で表される芳香族モノアミンとしては、3,5−ジ(4−ニトロフェノキシ)アニリン、3,5−ジ(3−メチル,4−ニトロフェノキシ)アニリン、3,5−ジ(3−メトキシ,4−ニトロフェノキシ)アニリン、3,5−ジ(2−メチル,4−ニトロフェノキシ)アニリン、3,5−ジ(2−メトキシ,4−ニトロフェノキシ)アニリン、3,5−ジ(3−エチル,4−ニトロフェノキシ)アニリン、などを挙げることができる。これらの化合物の合成法としては、実施例に示すように、例えば3,5−ジヒドロキシアニリンと置換または無置換のp−フルオロニトロベンゼンとを反応する方法が挙げられる。
一般式(I)で表される芳香族トリアミンとしては、3,5−ジ(4−アミノフェノキシ)アニリン、3,5−ジ(3−メチル,4−アミノフェノキシ)アニリン、3,5−ジ(3−メトキシ,4−アミノフェノキシ)アニリン、3,5−ジ(2−メチル,4−アミノフェノキシ)アニリン、3,5−ジ(2−メトキシ,4−アミノフェノキシ)アニリン、3,5−ジ(3−エチル,4−アミノフェノキシ)アニリン、などを挙げることができる。
以下、実施例によって本発明を詳述するが、本発明は実施例に記載された範囲に限定されるものではない。
尚、以下の例で用いた主な分析方法及び測定方法は下記のとおりである。
1)分子量分布:ポリアミック酸の数平均分子量(Mn)の測定は、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)で行った。下記に測定方法を示す。
(1)測定装置: 東ソー製HLC−8220装置を使用した。
(2)測定サンプル: ポリアミック酸溶液を室温、濃度0.3wt/vol%で溶媒(N−メチル−2−ピロリドン、NMP)に溶解させた。
(3)分子量分布測定:上記(2)の測定サンプル0.3mlをGPCカラムShodexKD−806M×2本に注入し、溶媒NMP、温度40℃、1.0ml/分の流速で分析を行った。GPCによる測定は35分間行った。GPCカラムにより分離された溶液中のポリマー濃度は、示差屈折計(RI)で測定した。分子量は、ポリスチレンスタンダードにより換算した。
(4)データ処理:データ処理は、東ソー製HLC−8220装置に付属のソフトを用いた。
2)示差熱熱重量同時測定(TG−DTA):セイコー電子工業社製TG/DTA320を用いて、測定温度範囲:200℃〜800℃、昇温速度:10℃/分、雰囲気ガス:窒素、雰囲気ガス流量:30mL/分で行った。
3)X線光電子分光分析(XPS):PHI社製1600Sを用いて、X線源:MgKαで行った。
4)電気伝導度測定:三菱化学製ロレスタMCP−T610を用いて、測定プローブ:PSPで行った。
5)X線回折分析(XRD):理学電気製RAD−RX 広角X線回折装置を用いて、X線源:CuKαで行った。
6)透過電子顕微鏡分析(TEM):日本電子製JEM−2010F電界放射型透過電子顕微鏡を用いて行った。
7)誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP−AES):セイコー電子工業社製SPS4000を用いて行った。
8)フーリエ変換赤外分光(FT−IR)の測定:分析装置:VARIAN社製FTS7000eを用いて、測定方法:顕微ATR法、検出器:MCTで行った。
9)比誘電率測定:1MHzにおける静電容量を、ヒユーレットパッカード社製LCRメーター4192Aを用いて室温で測定し、下記式により比誘電率(ε)を求めた。ε=
C・d/(ε0・A)
但し、Cは静電容量、dは試料膜厚、ε0は真空中の誘電率、Aは電極面積である。
以下、本発明の実施例をパートI〜パートIVおよび新規化合物の合成についてパートVに分けて説明する。
実施例及び比較例で使用した酸二無水物、トリアミン、ジアミン及び末端変性剤を以下に示す。
1)酸二無水物成分
・酸A:3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
・酸B:ピロメリット酸二無水物
・酸C:4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物
・酸D:4,4’−オキシジフタル酸二無水物
2)トリアミン成分
・トリアミンA:3,5−ジ(4−アミノフェノキシ)アニリン
・トリアミンB:トリ(4−アミノフェニル)アミン
・トリアミンC:1,3,5−トリ(4−アミノフェノキシ)ベンゼン
3)ジアミン成分
・ジアミンA:1,4-フェニレンジアミン
4)末端変性剤成分
・変性剤A1:4−アミノピリジン
・変性剤A2:4−(アミノメチル)ピリジン
・変性剤A3:2−アミノ−3−ヒドロキシピリジン
・変性剤A4:6−アミノニコチンアミド
・変性剤A5:2−アミノピリミジン
・変性剤A6:3−アミノピラゾール
・変性剤A7:2−アミノベンズイミダゾール
・変性剤A8:5−アミノ−1,10−フェナントロリン
・変性剤A9:2−アミノチアゾール
・変性剤B1:2−(フェニルチオ)アニリン
・変性剤B2:4−(メチルチオ)アニリン
・変性剤B3:4−アミノチオフェノール
・変性剤B4:2−(アミノメチル)チオフェン
・変性剤C1:2,3−ピリジンジカルボン酸無水物
・変性剤C2:3,4−ピリジンジカルボン酸無水物
・変性剤D1:サリチルアルデヒド
・変性剤D2:2−ヒドロキシ−5−ニトロベンズアルデヒド
・変性剤D3:o−バニリン
<<パートI>> 第1の態様の実施例
(参考例I−1〜I−6)(多分岐ポリアミック酸の合成)
滴下漏斗を備えた四口フラスコに表1に示す酸二無水物と無水N,N−ジメチルアセトアミド(以下、DMAcと略す。)を加えた。室温で攪拌しながら、無水DMAcに溶解した表1に示すトリアミン及び/またはジアミンを溶液を5〜7時間かけて徐々に添加した。混合物を室温で終夜攪拌することで2.5重量%の多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液を得た。多分岐ポリアミック酸の数平均分子量をGPCより分析し、結果を表1に示す。
(参考例I−7)(多分岐ポリアミック酸Gの合成)
滴下漏斗を備えたに3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(4.76mmol)と無水DMAcを加えた。室温で攪拌しながら3,5−ジ(4−アミノフェノキシ)アニリン(0.952mmol)と1,4−フェニレンジアミン(2.85mmol)を無水DMAcに溶解した溶液を7時間かけて徐々に添加した。混合物を室温で終夜攪拌することで2.5重量%の多分岐ポリアミック酸A7のDMAc溶液を得た。多分岐ポリアミック酸GのGPC分析より、数平均分子量は2.7x10であった。
(実施例I−1〜I−22)(末端変性ポリアミック酸の合成)
ナスフラスコに参考例I−1〜I−7で合成した表2に示す質量の2.5重量%多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液と表2に示す質量の末端基変性剤とを加え、室温で終夜攪拌することで、表2に示す2.5重量%の末端変性多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液を得た。
(実施例I−23〜I−44)(末端変性多分岐ポリイミドの合成)
ディーンスタークトラップを取り付けたナスフラスコに、表3に示す2.5重量%の末端変性多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液(5.00g)とキシレン(2.5mL)とを加え、150〜160℃で3時間加熱撹拌した。反応終了後、エタノール及びヘキサンを加え、析出した固体を濾取した。エタノール及びヘキサンで洗浄後、減圧乾燥することで表3に示す末端変性多分岐ポリイミドが得られた。TG−DTA分析より、末端変性多分岐ポリイミドの10%質量減少温度を求め、結果を表3に示す。
実施例I−40、I−41の末端変性多分岐ポリイミドについて、H−NMR分析(300MHz,DMSO−d)を測定し、結果を図1−1、図1−2に示す。図1−1に示すH−NMR分析(300MHz,DMSO−d)より、末端変性多分岐ポリイミドAP5−1に組み込まれた4−アミノピリジン由来のピリジル基の窒素α位水素に起因する吸収が8.6−8.8ppmに観察された。図1−2に示すH−NMR分析(300MHz,DMSO−d)より、末端変性多分岐ポリイミドAP5−2に組み込まれた4−(アミノメチル)ピリジン由来のピリジル基の窒素α位水素に起因する吸収が8.4−8.6ppmに観察された。
(実施例I−45〜I−51)(末端変性多分岐ポリイミドフィルムの作成)
2.5重量%の末端変性多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液を減圧濃縮することで、表4に示す濃度の末端変性多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液を調整した。ガラス基板に濃縮した末端変性多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液をイミド化後のフィルム厚みが表4に示す厚みになるようにスピンコート法により塗布した。続いて、焼成炉を用いて大気中350℃で焼成することで、ガラス基板上に末端変性多分岐ポリイミドフィルムを形成した。フィルム断面の光学顕微鏡観察により、末端変性多分岐ポリイミドフィルムの厚さを測定した。
実施例I−45のフィルムについて、図1−3に示すFTIR−ATR分析より、末端基変性多分岐ポリイミドのカルボニル基に起因する吸収が1713cm−1に観察された。
他のフィルムについても実施例I−45のフィルムと同様にFTIR−ATR分析より、末端基変性多分岐ポリイミドのカルボニル基に起因する吸収が1713cm−1に観察された。
(実施例I−52)(多層の末端変性多分岐ポリイミドフィルムの作成)
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と等モル量のp−フェニレンジアミンとをN,N−ジメチルアセトアミド溶媒中、室温で反応させることで10重量%のポリアミック酸溶液を調整した。この溶液をガラス基板上にキャスト法により塗布した後、その上に2.5重量%の末端変性多分岐ポリアミック酸A1−1のDMAc溶液を減圧濃縮することで得られる10重量%の末端変性多分岐ポリアミック酸A1−1のDMAc溶液をキャスト法により塗布した。続いて、焼成炉を用いて大気中350℃で焼成することで、ガラス基板上に末端変性多分岐ポリイミドフィルムAF8−1を形成した。末端変性多分岐ポリイミドフィルムAF8−1の末端変性多分岐ポリアミック酸を塗布した側をFTIR−ATR分析すると、末端基変性多分岐ポリイミドのカルボニル基に起因する吸収が1714cm−1に観察された。
(実施例I−53、I−56〜I−61)(無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドの合成)
ガラス基板上に形成した末端変性多分岐ポリイミドフィルムを、少量の塩化ナトリウムを含む1.0×10−3mol・dm-3のテトラクロロパラジウム酸ナトリウム含有水溶液(pH4.3)に室温で3分間浸漬した。次いでポリイミドフィルムを基板から剥離し、30分間水洗した後に風乾し、無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドを得た。XPSによる表面分析より、無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドに付着のパラジウム量を測定し、結果を表6に示す。
(実施例I−54)(無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドの合成)
ガラス基板上に形成した末端変性多分岐ポリイミドフィルムを基板から剥離し、塩化スズ・2水和物(2.0g)、濃塩酸(1mL)、水(50mL)からなる溶液に40℃で2分間浸漬した。次いで、40℃の水に10秒間浸漬し、更に塩化パラジウム(25mg)、濃塩酸(0.25mL)、水(50mL)からなる溶液に40℃で2分間浸漬した。その後、ポリイミドフィルムを流水で軽く洗浄した後に風乾し、表6に示す無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドを得た。XPSによる表面分析より、無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドに付着のパラジウム量を測定し、結果を表6に示す。
(実施例I−55)(無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドの合成)
ガラス基板上に形成した末端変性多分岐ポリイミドフィルムを、1.5g/Lパラジウムナノ粒子含有トルエン液に室温で3分間浸漬した。次いでポリイミドフィルムを基板から剥離し、エタノールと水で30分間洗浄した後に風乾し、無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドを得た。XPSによる表面分析より、無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドに付着のパラジウム量を測定し、結果を表6に示す。
(実施例I−62)(多層の無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドの合成)
末端変性多分岐ポリイミドフィルムとして末端変性多分岐ポリイミドフィルムAF8−1を用いた以外は、実施例I−53と同様にして無電解めっき促進用多分岐ポリイミドAB8−1を得た。XPSによる表面分析より、無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドAB8−1の末端変性多分岐ポリアミック酸A−1を塗布した側には表面原子濃度0.24%のパラジウムが付着していることが判明した。
(実施例I−63)(多層の無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドの合成)
末端変性多分岐ポリイミドフィルムとして末端変性多分岐ポリイミドフィルムAF8−1を用いた以外は、実施例I−54と同様にして無電解めっき促進用多分岐ポリイミドAB8−11を得た。XPSによる表面分析より、無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドAB8−11の末端変性多分岐ポリアミック酸A−1を塗布した側には表面原子濃度0.67%のパラジウムが付着していることが判明した。
(比較例I−1)
(ポリイミドフィルムA)
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と等モル量のp−フェニレンジアミンとをN,N−ジメチルアセトアミド溶媒中、室温で反応させることで10重量%のポリアミック酸溶液を調整した。この溶液をガラス基板上にスピンコートし、次いで350℃で焼成することでポリイミドフィルムAを得た。
ガラス基板上に形成した直鎖ポリイミドフィルムAを、少量の塩化ナトリウムを含む1.0×10−3mol・dm-3のテトラクロロパラジウム酸ナトリウム含有水溶液(pH4.3)に室温で3分間浸漬した。次いでポリイミドフィルムを基板から剥離し、30分間水洗した後に風乾し、無電解めっき促進用ポリイミドフィルムAをえた。XPSによる表面分析より、無電解めっき促進用ポリイミドフィルムAには表面原子濃度0.18%のパラジウムが付着しており、多分岐ポリイミドフィルムを用いた場合よりも少ないことが判明した。
(実施例I−64〜I−72)(銅被覆末端変性多分岐ポリイミドの作成)
無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドに無電解銅めっきを施した。その結果、無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドの表面に斑無く約0.1μmの厚さの銅薄膜が形成され、銅薄膜が形成した銅被覆末端変性多分岐ポリイミドを得た。銅被覆末端変性多分岐ポリイミドの表面抵抗を測定し、結果を表6に示す。得られた銅被覆末端変性多分岐ポリイミドは、ニチバン(株)製セロハンテープを用いて引き剥がしテストを行ったところ、全てのポリイミドフィルムから銅が剥離することはなく良好な密着性を示した。(実施例I−73及びI−74では末端変性多分岐ポリイミド被覆表面で密着性を評価した。)
実施例I−64の銅被覆末端変性多分岐ポリイミドフィルムについて、図1−4に示すフィルム断面のTEM分析より、銅と多分岐ポリイミドフィルムが密着している様子が観察された。
(比較例I−2)
比較例I−1で調整した無電解めっき促進用ポリイミドフィルムAに無電解銅めっきを施した結果、無電解めっき促進用ポリイミドフィルムAの表面に僅かに銅薄膜の形成が見られるのみであった。
無電解メッキ条件
実施例I−64〜74及び比較例I−2で実施した無電解銅めっきは、下記組成の無電解銅めっき液にポリイミドを室温で60秒間−3分間浸漬することで行った。
(無電解銅めっき液の調合組成)
・硫酸銅五水和物:3.0g、酒石酸ナトリウムカリウム四水和物:14.0g、水酸化ナトリウム:4.0g、37%ホルマリン:10mL、水:100mL。
(参考例I−8)
(3,5-ジ(4−ニトロフェノキシ)アニリンの合成)
パートVを参照のこと。
(参考例I−9)
(3,5-ジ(4−アミノフェノキシ)アニリンの合成)
パートVを参照のこと。
(参考例I−10)(トリ(4−アミノフェニル)アミンの合成)
還流管を備えた300mL三口フラスコにトリ(4−ニトロフェニル)アミン1.52g(4.00mmol)と5%Pd/C(200mg)を加え、アルゴン置換を行った。ジオキサン(50mL)とエタノール(25mL)を加え、80℃で撹拌しながらヒドラジン一水和物(8.0mL)を3時間かけて滴下し、更に80℃で20時間撹拌した。触媒を濾別した後、反応混合物を氷水(400mL)に加えた。得られる灰色の固体を濾取し、水で洗浄後に減圧乾燥することで目的物が得られた(収量:1.02g,3.51mmol,収率:88%)。
(分析結果)
1)HNMR(300MHz,DMSO−d):6.62−6,54(m,6H),6.46−6.40(m,6H),4.68(br,6H)。
2)元素分析:C1818
測定値C:74.33%、H:6.16%、N:19.13%。
理論値C:74.46%、H:6.25%、N:19.30%。
(参考例I−11)(1,3,5−トリ(4−ニトロフェノキシ)ベンゼンの合成)
ディーンスタークトラップと還流管を取り付けた500mL三口フラスコにフロログルシン二水和物6.32g(50.1mmol)と無水DMF(120mL)を加え、室温で撹拌した。アルゴン下で炭酸カリウム18.0g(130mmol)とトルエン(20mL)を加えた後、100℃で2時間撹拌した。反応混合物を冷却し、p−フルオロニトロベンゼン23.4g(166mmol)を加えて再び100℃で25時間撹拌した。トルエンを減圧留去し、反応混合物を500mLの氷水中に注ぎ込むと黄色の固体が析出した。固体を濾取して少量の水で洗浄後、ピリジン-水(1:1)から再結晶することで目的物が得られた(収量:11.1g,22.6mmol,収率:45%)。
(分析結果)
1)HNMR(300MHz,DMSO−d):8.31−8.24(m,6H),7.35−7.28(m,6H),6.97(s,3H)。
2)元素分析:C2415
測定値C:58.84%、H:3.05%、N:8.62%。
理論値C:58.90%、H:3.09%、N:8.59%。
(参考例I−12)(1,3,5−トリ(4−アミノフェノキシ)ベンゼンの合成)
300mL四口フラスコに1,3,5−トリ(4−ニトロフェノキシ)ベンゼン2.46g(5.03mmol)と5%Pd/C(149mg)を加え、アルゴン置換した。エタノール(50mL)とTHF(50mL)を加えた後、フラスコに水素バルーンを取り付け、混合物を常圧水素下室温で3日間撹拌した。触媒を濾別した後、溶媒を減圧留去することで目的物が得られた(収量:2.01g,5.03mmol,収率;100%)。
(分析結果)
1)HNMR(300MHz,CDCl):6.87−6.81(m,6H),6.67−6.60(m,6H),6.16(s,3H),3.65−3.45(br,6H)。
2)元素分析:C2421
測定値C:72.17%、H:5.20%、N:10.35%。
理論値C:72.16%、H:5.30%、N:10.52%。
(参考例I−13)(無電解めっき触媒前駆物質:テトラクロロパラジウム酸ナトリウムの合成)
50mLフラスコに塩化パラジウム3.54g(20.0mmol)と塩化ナトリウム2.34g(40.1mmol)とを加え、水(20mL)を加えた。混合物を120℃で加熱攪拌し、溶媒を蒸発させることで目的物が定量的に得られた。
(参考例I−14)(無電解めっき触媒前駆物質:パラジウムナノ粒子の合成)
冷却管を備えた50mL二口フラスコに酢酸パラジウム400mg(1.78mmol)と臭化テトラオクタデシルアンモニウム500mg(0.451mmol)を加え、アルゴン置換した。トルエン(20mL)とTHF(4mL)を加えた後に30℃で撹拌し、更にエタノール(2.5mL)を加えて混合物を65℃で14時間攪拌した。室温まで冷却した後、激しく攪拌しながらエタノールを加え、更に室温で5時間攪拌を行った。析出した灰色の固体を濾取し、エタノールで洗浄した後に減圧乾燥することで目的物が得られた(338mg)。XRD分析より10nm以下の0価パラジウムナノ粒子であることが判明した。また、ICP−AES分析より、パラジウムナノ粒子中のパラジウム濃度は47重量%であることが判明した。
<<パートII>> 第2の態様の実施例
(参考例II−8)(3,5-ジ(4−ニトロフェノキシ)アニリンの合成)
パートVを参照のこと。
(参考例II−9)(3,5-ジ(4−アミノフェノキシ)アニリンの合成)
パートVを参照のこと。
(参考例II−10)(トリ(4−アミノフェニル)アミンの合成)
パートIの参考例I−10を参照のこと。
(参考例II−11)(1,3,5−トリ(4−ニトロフェノキシ)ベンゼンの合成)
パートIの参考例I−11を参照のこと。
(参考例II−12)(1,3,5−トリ(4−アミノフェノキシ)ベンゼンの合成)
パートIの参考例I−12を参照のこと。
(参考例II−13)(無電解めっき触媒前駆物質:テトラクロロパラジウム酸ナトリウムの合成)
50mLフラスコに塩化パラジウム3.54g(20.0mmol)と塩化ナトリウム2.34g(40.1mmol)とを加え、水(20mL)を加えた。混合物を120℃で加熱攪拌し、溶媒を蒸発させることで目的物が定量的に得られた。
(実施例II−1〜II−12)(末端変性ポリアミック酸の合成)
表1に示す質量の2.5重量%多分岐ポリアミック酸AのDMAc溶液と表7に示す質量の末端変性剤とを加え、室温で終夜攪拌することで、2.5重量%の末端変性多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液を得た。
(実施例II−13〜II−24)(末端変性多分岐ポリイミドの合成)
ディーンスタークトラップを取り付けたナスフラスコに、表8に示す2.5重量%の末端変性多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液(5.00g)とキシレン(2.5mL)とを加え、150〜160℃で3時間加熱撹拌した。反応終了後、エタノール及びヘキサンを加え、析出した固体を濾取した。エタノール及びヘキサンで洗浄後、減圧乾燥することで末端変性多分岐ポリイミドが得られた。末端変性多分岐ポリイミドのTG−DTA分析を行い、10%質量減少温度を求め結果を表8に示す。
実施例II−20の末端変性多分岐ポリイミドについて、図2−1に示す末端基変性多分岐ポリイミドBP1−8のH−NMR分析(300MHz,DMSO−d)より、多分岐ポリイミドの芳香族炭素に結合した水素原子に起因する吸収が8.5〜6.6ppmに観察された。
(実施例II−25〜II−29)(末端変性多分岐ポリイミドフィルムの作成)
2.5重量%の末端変性多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液を減圧濃縮することで、表9に示す濃度の末端変性多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液を調整した。ガラス基板に濃縮した末端変性多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液をスピンコート法もしくはキャスト法により塗布した。続いて、焼成炉を用いて大気中350℃で焼成することで、表9に示すガラス基板上に末端変性多分岐ポリイミドフィルムを形成した。
実施例II−25のフィルムの比誘電率は3.32であり、図2−2に示すFTIR−ATR分析より、末端基変性多分岐ポリイミドのカルボニル基に起因する吸収が1714cm−1に観察された。
実施例II−26〜II−29のフィルムについてもFTIR−ATR分析より、末端基変性多分岐ポリイミドのカルボニル基に起因する吸収が1710cm−1〜1721cm−1の範囲に観察された。
(実施例II−30)(末端変性多分岐ポリイミドフィルムの作成)
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と等モル量のp−フェニレンジアミンとをN,N−ジメチルアセトアミド溶媒中、室温で反応させることで10重量%のポリアミック酸溶液を調整した。この溶液をガラス基板上にキャスト法により塗布した後、その上に2.5重量%の末端変性多分岐ポリアミック酸B1−1のDMAc溶液を減圧濃縮することで得られる10重量%の末端変性多分岐ポリアミック酸A−1のDMAc溶液をキャスト法により塗布した。続いて、焼成炉を用いて大気中350℃で焼成することで、ガラス基板上に末端変性多分岐ポリイミドフィルムBF8−1を形成した。末端変性多分岐ポリアミック酸B1−1を塗布した側をFTIR−ATR分析すると、末端基変性多分岐ポリイミドのカルボニル基に起因する吸収が1713cm−1に観察された。
(実施例II−31、II−33〜36、II−38)(多層の無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドの合成)
表10に示すガラス基板上に形成した末端変性多分岐ポリイミドフィルムを、少量の塩化ナトリウムを含む1.0×10−3mol・dm-3のテトラクロロパラジウム酸ナトリウム含有水溶液(pH4.3)に室温で3分間浸漬した。次いでポリイミドフィルムを基板から剥離し、30分間水洗した後に風乾し、無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドを得た。無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドフィルムのXPSによる表面分析より、表面のパラジウム付着原子濃度及び硫黄原子濃度を測定し、結果を表10に示す。
(実施例II−32、II−37)(無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドの合成)
表10に示すガラス基板上に形成した末端変性多分岐ポリイミドフィルムを基板から剥離し、塩化スズ・2水和物(2.0g)、濃塩酸(1mL)、水(50mL)からなる溶液に40℃で2分間浸漬した。次いで、40℃の水に10秒間浸漬し、更に塩化パラジウム(25mg)、濃塩酸(0.25mL)、水(50mL)からなる溶液に40℃で2分間浸漬した。その後、ポリイミドフィルムを流水で軽く洗浄した後に風乾し、無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドを得た。無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドフィルムのXPSによる表面分析より、表面のパラジウム付着原子濃度及び硫黄原子濃度を測定し、結果を表10に示す。
(比較例II−1)
(ポリイミドフィルムI)
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と等モル量のp−フェニレンジアミンとをN,N−ジメチルアセトアミド溶媒中、室温で反応させることで10重量%のポリアミック酸溶液を調整した。この溶液をガラス基板上に塗布し、次いで350℃で焼成することでポリイミドフィルムIを得た。FTIR−ATR分析より、ポリイミドのカルボニル基に起因する吸収が1709cm−1に観察された。
ガラス基板上に形成した直鎖ポリイミドフィルムIを、少量の塩化ナトリウムを含む1.0×10−3mol・dm-3のテトラクロロパラジウム酸ナトリウム含有水溶液(pH4.3)に室温で3分間浸漬した。次いでポリイミドフィルムを基板から剥離し、30分間水洗した後に風乾し、無電解めっき促進用ポリイミドフィルムIを得た。XPSによる表面分析より、無電解めっき促進用ポリイミドフィルムIには表面原子濃度0.18%のパラジウムが付着しており、多分岐ポリイミドフィルムを用いた場合よりも少ないことが判明した。
(実施例II−39〜II−46)(銅被覆末端変性多分岐ポリイミドの作成)
表11に示す無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドに無電解銅めっきを施した。その結果、全ての無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドの表面に斑無く銅薄膜が形成され、銅薄膜が形成した銅被覆末端変性多分岐ポリイミドを得た。銅被覆末端変性多分岐ポリイミドの表面抵抗を測定し結果を表11に示す。また銅被覆末端変性多分岐ポリイミドは、ニチバン(株)製セロハンテープを用いて引き剥がしテストを行ったところ、全てポリイミドフィルムから銅が剥離することはなかった。
(比較例II−2)
比較例II−1で調整した無電解めっき促進用ポリイミドフィルムIに無電解銅めっきを施した結果、無電解めっき促進用ポリイミドフィルムIの表面に僅かに銅薄膜の形成が見られるのみであった。
無電解メッキ条件
実施例II−39〜46及び比較例II−2で実施した無電解銅めっきは、下記組成の無電解銅めっき液にポリイミドを室温で1―3分間浸漬することで行った。
(無電解銅めっき液の調合組成)
・硫酸銅五水和物:3.0g、酒石酸ナトリウムカリウム四水和物:14.0g、水酸化ナトリウム:4.0g、37%ホルマリン:10mL、水:100mL。
<<パートIII>> 第3の態様の実施例
(参考例III−1〜III−5、III−7〜III−9)(多分岐ポリアミック酸の合成)
滴下漏斗を備えた四口フラスコに表12に示す酸二無水物と無水N,N−ジメチルアセトアミド(以下、DMAcと略す。)を加えた。室温で攪拌しながら、無水DMAcに溶解した表12に示すトリアミン及び/またはジアミンを溶液を5〜7時間かけて徐々に添加した。混合物を室温で終夜攪拌することで2.5重量%の多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液を得た。多分岐ポリアミック酸の数平均分子量をGPCより分析し、結果を表1に示す。
(参考例III−6)(共重合系の多分岐ポリアミック酸の合成)
滴下漏斗を備えた200mL三口フラスコに、3,5−ジ(4−アミノフェノキシ)アニリン(1.38mmol)、1,4−フェニレンジアミン(4.15mmol)と無水DMAcを加えた。室温で攪拌しながら3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(5.53mmol)を6時間かけて徐々に添加した。混合物を室温で終夜攪拌することで、2.5重量%の多分岐ポリアミック酸A6’のDMAc溶液を得た。多分岐ポリアミック酸A6’のGPC分析より、数平均分子量は4.0x10であった。
(実施例III−1〜III−8)(末端変性ポリアミック酸の合成)
ナスフラスコに表12の参考例で合成した2.5重量%多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液(表13に示す量)と表13に示す末端変性剤(表13に示す量)とを加え、室温で終夜攪拌することで、2.5重量%の末端変性多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液を得た。
(末端変性多分岐ポリイミドの合成)
ディーンスタークトラップを取り付けたシュレンク管に、上記で重合した2.5重量%の末端変性多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液(5.00g)とキシレン(2.5mL)とを加え、150〜160℃で3時間加熱撹拌した。反応終了後、エタノール及びヘキサンを加え、析出した固体を濾取した。エタノール及びヘキサンで洗浄後、減圧乾燥することで末端変性多分岐ポリイミドが得られた。末端変性多分岐ポリイミドの10%質量減少温度をTG−DTA分析により求め、結果を表13に示す。
実施例III−4の末端変性多分岐ポリイミドについて、H−NMR分析(300MHz,DMSO−d)を行い、その測定結果を図3−1に示す。図3−1より多分岐ポリイミドに組み込まれた3,4−ピリジンジカルボン酸無水物由来のピリジル基の窒素α位水素に起因する吸収が9.3−8.6ppmに観察された。
(実施例III−9〜III−12)(末端変性多分岐ポリイミドフィルムの合成)
実施例III−1〜III−8で合成した2.5重量%の末端変性多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液を減圧濃縮することで、表14に示す濃縮濃度の末端変性多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液を調整した。ガラス基板に濃縮末端変性多分岐ポリアミック酸のDMAc溶液をスピンコート法もしくはキャスト法により塗布した。続いて、焼成炉を用いて大気中350℃で焼成することで、ガラス基板上に末端変性多分岐ポリイミドフィルムを形成した。
全てのガラス基板上に末端変性多分岐ポリイミドフィルムはFTIR−ATR分析より、末端基変性多分岐ポリイミドのカルボニル基に起因する吸収が1712cm−1〜1714cm−1の範囲に観察された。
(無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドの合成)
上記のガラス基板上に形成した末端変性多分岐ポリイミドフィルムを、少量の塩化ナトリウムを含む1.0×10−3mol・dm-3のテトラクロロパラジウム酸ナトリウム含有水溶液(pH4.3)に室温で3分間浸漬した。次いでポリイミドフィルムを基板から剥離し、30分間水洗した後に風乾し、無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドを得た。無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドについてXPSによる表面分析を行い、無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドの表面に付着するパラジウムの表面原子濃度を測定し、結果を表14に示す。
(実施例III−10a)(無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドの合成)
ガラス基板上に形成した末端変性多分岐ポリイミドフィルムCPa−2を基板から剥離し、塩化スズ・2水和物(2.0g)、濃塩酸(1mL)、水(50mL)からなる溶液に40℃で2分間浸漬した。次いで、40℃の水に10秒間浸漬し、更に塩化パラジウム(25mg)、濃塩酸(0.25mL)、水(50mL)からなる溶液に40℃で2分間浸漬した。その後、ポリイミドフィルムを流水で軽く洗浄した後に風乾し、無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドを得た。XPSによる表面分析より、無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドCBa1−21には表面原子濃度1.63%のパラジウムが付着していることが判明した。
(比較例III−1)
(ポリイミドフィルムA)
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と等モル量のp−フェニレンジアミンとをN,N−ジメチルアセトアミド溶媒中、室温で反応させることで10重量%のポリアミック酸溶液を調整した。この溶液をガラス基板上にスピンコートし、次いで350℃で焼成することでポリイミドフィルムAを得た。
ガラス基板上に形成した直鎖ポリイミドフィルムAを、少量の塩化ナトリウムを含む1.0×10−3mol・dm-3のテトラクロロパラジウム酸ナトリウム含有水溶液(pH4.3)に室温で3分間浸漬した。次いでポリイミドフィルムを基板から剥離し、30分間水洗した後に風乾し、無電解めっき促進用ポリイミドフィルムAを得た。XPSによる表面分析より、無電解めっき促進用ポリイミドフィルムAには表面原子濃度0.18%のパラジウムが付着しており、多分岐ポリイミドフィルムを用いた場合よりも少ないことが判明した。
(実施例III−13〜III−16)(銅被覆末端変性多分岐ポリイミドの合成)
上記の表14に示す無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドに無電解銅めっきを施した。その結果、全ての無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドの表面に斑無く銅薄膜が形成した銅被覆末端変性多分岐ポリイミドを得た。銅被覆末端変性多分岐ポリイミドの表面抵抗を求め、表15に示す。得られた銅被覆末端変性多分岐ポリイミドは、ニチバン(株)製セロハンテープを用いて引き剥がしテストを行ったところ、全てポリイミドフィルムから銅が剥離することはなく良好な密着性を示した。
(比較例III−2)
比較例III−1で調整した無電解めっき促進用ポリイミドフィルムAに無電解銅めっきを施した結果、無電解めっき促進用ポリイミドフィルムAの表面に僅かに銅薄膜の形成が見られるのみであった。
無電解メッキ条件
実施例III−13〜III−16及び比較例III−2で実施した無電解銅めっきは、下記組成の無電解銅めっき液にポリイミドを室温で1−3分間浸漬することで行った。
(無電解銅めっき液の調合組成)
・硫酸銅五水和物:3.0g、酒石酸ナトリウムカリウム四水和物:14.0g、水酸化ナトリウム:4.0g、37%ホルマリン:10mL、水:100mL。
(参考例III−7)(3,5-ジ(4−ニトロフェノキシ)アニリンの合成)
パートVを参照のこと。
(参考例III−8)(3,5-ジ(4−アミノフェノキシ)アニリンの合成)
パートVを参照のこと。
(参考例III−9)(トリ(4−アミノフェニル)アミンの合成)
パートIを参照のこと。
(参考例III−10)
(無電解めっき触媒前駆物質:テトラクロロパラジウム酸ナトリウムの合成)
50mLフラスコに塩化パラジウム(3.54g;20.0mmol)と塩化ナトリウム(2.34g;,40.1mmol)とを加え、水(20mL)を加えた。混合物を120℃で加熱攪拌し、溶媒を蒸発させることで目的物が定量的に得られた。
<<パートIV>> 第4の態様の実施例
(実施例IV−1〜IV−9)(末端基変性多分岐ポリイミド製造の工程)
表12に記載の2.5重量%末端変性多分岐ポリアミック酸溶液(10.1g)にキシレン(5.0mL)を加え、フラスコにディーンスタークトラップを取り付けた後、150〜160℃で3時間加熱撹拌した。反応終了後、エタノール及びヘキサンを加え、析出した固体を濾取した。固体をエタノール及びヘキサンで洗浄後、減圧乾燥して、末端基変性多分岐ポリイミドを得た。
末端基変性多分岐ポリイミドのTG−DTA分析より、末端基変性多分岐ポリイミドの10%質量減少温度を求め、結果を表16に示す。
得られた末端基変性多分岐ポリイミドは、全てDMAc及びDMSOにそれぞれ溶解性を示した。
実施例IV−1と実施例IV−4〜実施例IV−9の末端基変性多分岐ポリイミドについて、H−NMR分析(300MHz,DMSO−d)を行ったところ、図4−1と図4−4〜図4−9に示すように多分岐ポリアミック酸の末端アミノ基とサリチルアルデヒドが反応することで形成されたイミノ基炭素に結合した水素原子に起因する吸収が9.1〜8.8ppmに観察された。
実施例IV−2の末端基変性多分岐ポリイミドについて、H−NMR分析(300MHz,DMSO−d)を行ったところ、図4−2に示すように多分岐ポリアミック酸の末端アミノ基と2−ヒドロキシ−5−ニトロベンズアルデヒドが反応することで形成されたイミノ基炭素に結合した水素原子に起因する吸収が9.3〜8.9ppmに観察された。
実施例IV−3の末端基変性多分岐ポリイミドについて、H−NMR分析(300MHz,DMSO−d)を行ったところ、図4−3に示すように末端基変性多分岐ポリイミドの末端アミノ基とo−バニリンが反応することで形成されたイミノ基炭素に結合した水素原子に起因する吸収が9.1〜8.8ppmに観察された。
(実施例IV−10)(多分岐ポリイミドのフィルム化)
実施例IV−1で合成した末端基変性多分岐ポリイミドDP1−1をDMAcに溶解して20質量%の末端基変性多分岐ポリイミド溶液を調整し、ガラス基板上にスピンコート法を用いて膜状に溶液を塗布した。続いて、焼成炉を用いて大気中180℃で焼成して溶媒を気化させることで、ガラス基板上に末端基変性多分岐ポリイミドのフィルムを形成した。
図4−10に示す末端基変性多分岐ポリイミドフィルムのFTIR−ATR分析より、末端基変性多分岐ポリイミドのカルボニル基に起因する吸収が1715cm−1に観察された。
(実施例IV−11)(パラジウム付着多分岐ポリイミドフィルムの合成)
実施例IV−10で調整したガラス基板上に形成した末端基変性多分岐ポリイミドフィルムを、1.0×10−3mol・dm-3の酢酸パラジウム含有エタノール溶液に室温で3分間浸漬して、次いで30分間エタノールと水で洗浄した後に風乾して、パラジウム付着多分岐ポリイミドフィルムを得た。XPSによる表面分析より、このパラジウム付着多分岐ポリイミドフィルムには表面原子濃度0.40%のパラジウムが付着していることが判明した。
(実施例IV−12)(銅被覆多分岐ポリイミドの合成)
実施例IV−11で得られたパラジウム付着多分岐ポリイミドフィルムを、無電解銅めっき液に室温(約25℃)で60秒間浸漬して無電解銅めっきを行った。得られたパラジウム付着多分岐ポリイミドA−1フィルムの表面には斑無く銅薄膜が形成され、表面抵抗は4.0×10−1Ω/□を示した。得られた銅被覆多分岐ポリイミドフィルムは、ニチバン(株)製セロハンテープを用いて引き剥がしテストを行ったところ、多分岐ポリイミドフィルムから銅が剥離することはなく良好な密着性を示した。
<<パートV>> 第5の態様の実施例
(実施例V−1):
[3,5-ジヒドロキシアニリンの合成]
200mL二口フラスコに1,3,5−トリヒドロキシベンゼン31.5g(250mmoL)を加えた。アルゴン置換した後、28%アンモニア水と水25mLを加えて水浴中で18時間攪拌した。水を減圧留去し、イソプロパノール50mLを加えた。得られる混合物を2時間氷冷し、析出した固体を濾取した。イソプロパノールで洗浄後、減圧乾燥することで目的物が得られた(収量:11.4g,91.3mmoL,収率:37%)。
得られた化合物は以下の分析を行った。尚、アミノ基の吸収は幅広であり特定することはできなかった。
1)HNMR(300MHz,CDOD):δ5.75(d,2H),5.69(t,1H)。
[3,5-ジ(4−ニトロフェノキシ)アニリンの合成]
ディーンスタークトラップと還流管を取り付けた100mL三口フラスコに、3,5-ジヒドロキシアニリン15.8g(126mmoL)と無水N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)250mLを加え、室温で撹拌した。炭酸カリウム30.0g(217mmoL)とトルエン25mLを加えた後、100℃で2時間撹拌した。反応混合物を70℃まで冷却し、p−フルオロニトロベンゼン38.9g(276mmoL)を加えて、再び100℃で7時間撹拌した。トルエンを減圧留去し、反応混合物を1Lの氷水中に注ぎ込むと、黄色の固体が析出した。固体を濾取し、少量の水で洗浄後、減圧乾燥することで目的物が得られた(収量:39.0g,106mmoL,収率:84%)。
得られた化合物は以下の分析を行った。
1)HNMR(300MHz,CDCL):δ8.25−8.17(m,4H),7.12−7.04(m,4H),6.25(d,2H),6.18(t,1H),4.04−3.84(br,2H)。
2)融点:180〜182℃。
3)元素分析:C1813
測定値C:58.74%、H:3.53%、N:11.42%。
理論値C:58.86%、H:3.57%、N:11.44%。
(実施例V−2)
(3,5-ジ(4−アミノフェノキシ)アニリンの合成)
500mL二口フラスコに3,5-ジ(4−ニトロフェノキシ)アニリン7.34g(20.0mmoL)と5%Pd/C(427mg)とを加え、無水エタノール400mLを加えた。その後、常圧の水素雰囲気下、室温で13時間撹拌した。反応終了後、触媒を濾別し、溶媒を減圧留去することで目的物が得られた(収量:5.89g,19.2mmoL,収率:96%)。
得られた化合物は以下の分析を行った。
1)HNMR(300MHz,CDCL):δ6.90−6.81(m,4H),6.78−6.60(m,4H),5.98(t,1H),5.87(d,2H),4.20−2.80(br,6H)。
2)融点:177〜178℃。
3)元素分析:C1817
測定値C:70.15%、H:5.39%、N:13.50%。
理論値C:70.34%、H:5.58%、N:13.67%。
(実施例V−3:ポリアミック酸の合成)
滴下漏斗を備えた100mL三口フラスコに、実施例V−2で得た3,5−ジ(4−アミノフェノキシ)アニリン3.32mmoLと無水N,N−ジメチルアセトアミドとを加えた。室温で攪拌しながら3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物3.32mmoLを6時間かけて添加し、混合物を室温で終夜攪拌することで、2.5重量%のポリアミック酸VA溶液を得た。GPC分析より、ポリアミック酸VAの数平均分子量は3.7×10であった。
(実施例V−4:ポリアミック酸の合成)
滴下漏斗を備えた500mL四口フラスコに、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物11.2mmoLと無水N,N−ジメチルアセトアミドとを加えた。室温で攪拌しながら実施例V−2で得た3,5-ジ(4−アミノフェノキシ)アニリン5.58mmoLを無水N,N−ジメチルアセトアミドに溶解した溶液を5時間かけて滴下した
。混合物を室温で終夜攪拌することで2.5重量%のポリアミック酸VB溶液を得た。GPC分析より、ポリアミック酸の数平均分子量は1.7×10であった。
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と3,5-ジ(4−アミノフェノキシ)アニリンとのモル比(酸/ジアミン)は、2.01である。
(実施例V−5、実施例V−6:ポリイミドの合成)
ディーンスタークトラップを取り付けた25mLシュレンク管に実施例V−3及びV−4で合成したポリアミック酸溶液(5.00g)とキシレン(2.5mL)を加え、150〜160℃で3時間加熱撹拌した。反応終了後、エタノール及びヘキサンを加え、析出した固体を濾取した。エタノール及びヘキサンで洗浄後、減圧乾燥することでポリイミドVA及びVBが得られた。TG−DTA分析より、ポリイミドVA及びVBの10%質量減少温度は562℃及び596℃であった。
(実施例V−7、V−8):ポリイミドフィルム)
実施例V−3及びV−4で合成した2.5重量%ポリアミック酸溶液を減圧濃縮することで、10重量%ポリアミック酸溶液を調整した。濃縮溶液は透明で、流動性を有していた。ガラス基板に10重量%ポリアミック酸溶液をスピンコート法により塗布した。続いて、焼成炉を用いて大気中350℃で焼成することで、ガラス基板上にポリイミドフィルムVA2及びポリイミドフィルムVB2を形成した。得られたフィルムのFT−IRスペクトルを測定し、結果を図5−1及び図5−2に示す。図5−1より、1714cm−1にイミドカルボニル基に起因する吸収が確認できた。図5−2より、1715cm−1にイミドカルボニル基に起因する吸収が確認された。
(実施例V−9:無電解めっき促進用ポリイミドフィルムの合成)
実施例V−7で得られたガラス基板上に形成したポリイミドフィルムを、少量の塩化ナトリウムを含む1.0×10−3(mol/dm)のテトラクロロパラジウム酸ナトリウム含有水溶液(pH4.3)に室温で3分間浸漬した。次いでポリイミドフィルムを基板から剥離し、30分間水洗した後に風乾した。XPSによる表面分析より、ポリイミドフィルムには表面原子濃度0.38%のパラジウムが付着していることが判明した。
パラジウム付着ポリイミドフィルムに無電解銅めっき(メッキ条件:室温、浸漬時間:2分)を行い、洗浄、乾燥し、ポリイミドフィルム表面に斑無く銅薄膜が形成された銅メッキポリイミドフィルムを得た。
銅メッキポリイミドフィルムの銅メッキ側の表面抵抗は、9.8×10−1Ω/□を示した。得られた銅メッキポリイミドフィルムは、ニチバン(株)製セロハンテープを用いて引き剥がしテストを行ったところ、ポリイミドフィルムから銅が剥離することはなく良好な密着性を示した。
(無電解銅めっき液の調合組成)
硫酸銅五水和物:3.0g、酒石酸ナトリウムカリウム四水和物:14.0g、水酸化ナトリウム:4.0g、37%ホルマリン:10mL、水:100mL。
本発明の末端変性多分岐ポリイミドは、フレキシブルプリント配線板、TAB等の材料として有用である。

Claims (21)

  1. 成分(a):テトラカルボン酸二無水物と、
    成分(b):アミン成分として、トリアミンとジアミンとの混合物(但し、全量がトリアミンであってもよい。)と、
    成分(c):末端成分として、一般式(1−1)〜(1−4)から選ばれる化合物とを、
    ポリマー末端の少なくとも一部が前記一般式(1−1)〜(1−4)から選ばれる化合物に由来するように反応させて得られる末端変性多分岐ポリイミド。
    N−X−R (1−1)
    (一般式(1−1)において、Xは直接結合、又は炭素数1〜3のアルキレン基を示す。Rは、置換基群αより選択される任意の基で置換された含窒素複素環基を示し、置換基群αは、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、エステル基、アミド基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基を示す。)
    N−X−R (1−2)
    (一般式(1−2)において、Xは直接結合、又は炭素数1〜3のアルキレン基を示す。Rは、置換基群αより選択される任意の基で置換された含硫黄複素環基、もしくは分子内にチオール,もしくはチオエーテル基を有するアリール基を示し、置換基群αは、一般式(1−1)で定義されたとおりである。)

    (一般式(1−3)において、Rは置換基群αより選択される任意の基で置換された含窒素複素環基を示し、置換基群αは、一般式(1−1)で定義されたとおりである。)

    (一般式(1−4)について、Rは一価の残基を示し、一般式(1−1)で定義された置換基群αと同じ意味を有し、Rは、同一であっても、異なってもよい。)
  2. 前記末端成分が、一般式(1−1)および(1−2)から選ばれ、前記アミン成分の全量がトリアミンであって、
    3/2以上のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンと、前記一般式(1−1)および(1−2)から選ばれる化合物とを反応させて得られる請求項1記載の末端変性多分岐ポリイミド。
  3. 前記末端成分が、一般式(1−3)および(1−4)から選ばれ、前記アミン成分の全量がトリアミンであって、
    1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンと、前記一般式(1−3)および(1−4)から選ばれる化合物とを反応させて得られる請求項1記載の末端変性多分岐ポリイミド。
  4. 前記成分(a):テトラカルボン酸二無水物と、前記成分(b):アミン成分とを反応させて得られるポリアミック酸と、前記成分(c):末端成分とを反応させて得られる請求項1〜3のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミド。
  5. 前記一般式(1−1)で表される化合物が、分子内に少なくとも一つのピリジル基を有する化合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミド。
  6. 前記一般式(1−2)で表される化合物が、分子内に少なくとも一つのチオエーテル部位を有する化合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミド。
  7. 前記一般式(1−3)で表される化合物が、分子内に少なくとも一つのピリジル基を有する化合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミド。
  8. 前記一般式(1−4)で表される化合物が、サリチルアルデヒドであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミド。
  9. 耐熱性のポリイミドフィルムの片面または両面に形成されている請求項1〜8のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミド。
  10. 耐熱性のポリイミドフィルムを得ることができるポリアミック酸溶液のキャスト層若しくはポリアミック酸溶液のキャスト層を加熱乾燥して得られる自己支持性フィルムに、請求項1〜8のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミドを得ることができるポリアミック酸溶液を塗工法、流延法または印刷法によって塗布した後、加熱乾燥し、イミド化して得られる請求項9記載の末端変性多分岐ポリイミド。
  11. 前記耐熱性のポリイミドフィルムが、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を含む酸成分と、p−フェニレンジアミンを含むジアミン成分とから得られるポリイミド、またはピロメリット酸二無水物を含む酸成分と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを含むアミン成分とから得られるポリイミドであることを特徴とする請求項9または10記載の末端変性多分岐ポリイミド。
  12. 請求項1〜11のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミドに、無電解めっき触媒前駆物質が吸着されていることを特徴とする無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミド。
  13. 前記無電解めっき触媒前駆物質は、パラジウム化合物であることを特徴とする請求項12記載の無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミド。
  14. 請求項12又は請求項13記載の無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドに、無電解金属めっきが施されていることを特徴とする金属被覆末端変性多分岐ポリイミド。
  15. 1)成分(a):テトラカルボン酸二無水物と、成分(b):アミン成分として、トリアミンとジアミンとの混合物(但し、全量がトリアミンであってもよい。)と、成分(c):末端成分として、一般式(1−1)〜(1−4)から選ばれる化合物とを、ポリマー末端の少なくとも一部が前記一般式(1−1)〜(1−4)から選ばれる化合物から誘導されるように反応させて、末端変性多分岐ポリイミドを製造する工程、
    2)前記末端変性多分岐ポリイミドに、無電解めっき触媒前駆物質を吸着させて無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドを製造する工程、
    3)前記無電解めっき促進用末端変性多分岐ポリイミドに無電解金属めっきを行い金属被覆末端変性多分岐ポリイミドを製造する工程、
    を有することを特徴とする金属被覆末端変性多分岐ポリイミドの製造方法。
    N−X−R (1−1)
    (一般式(1−1)において、Xは直接結合、又は炭素数1〜3のアルキレン基を示す。Rは、置換基群αより選択される任意の基で置換された含窒素複素環基を示し、置換基群αは、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、エステル基、アミド基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基を示す。)
    N−X−R (1−2)
    (一般式(1−2)において、Xは直接結合、又は炭素数1〜3のアルキレン基を示す。Rは、置換基群αより選択される任意の基で置換された含硫黄複素環基、もしくは分子内にチオール,もしくはチオエーテル基を有するアリール基を示し、置換基群αは、一般式(1−1)で定義されたとおりである。)

    (一般式(1−3)において、Rは置換基群αより選択される任意の基で置換された含窒素複素環基を示し、置換基群αは、一般式(1−1)で定義されたとおりである。)

    (一般式(1−4)について、Rは一価の残基を示し、一般式(1−1)で定義された置換基群αと同じ意味を有し、Rは、同一であっても、異なってもよい。)
  16. 前記工程1)において、前記末端成分が、一般式(1−1)および(1−2)から選ばれ、前記アミン成分の全量がトリアミンであって、3/2以上のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンと、前記一般式(1−1)および(1−2)から選ばれる化合物とを反応させることを特徴とする請求項15記載の金属被覆末端変性多分岐ポリイミドの製造方法。
  17. 前記工程1)において、前記末端成分が、一般式(1−3)および(1−4)から選ばれ、前記アミン成分の全量がトリアミンであって、1/2以上から3/2未満のモル比(テトラカルボン酸二無水物/トリアミンのモル比)のテトラカルボン酸二無水物及びトリアミンと、前記一般式(1−3)および(1−4)から選ばれる化合物とを反応させることを特徴とする請求項15記載の金属被覆末端変性多分岐ポリイミドの製造方法。
  18. 前記工程1)の末端変性多分岐ポリイミドを製造する工程において、前記成分(a):テトラカルボン酸二無水物と、前記成分(b):アミン成分とを反応させて得られるポリアミック酸と、前記成分(c):末端成分とを反応させることを特徴とする請求項15〜17のいずれかに記載の金属被覆末端変性多分岐ポリイミドの製造方法。
  19. 前記トリアミンが、一般式(I)で表される芳香族トリアミンであることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の末端変性多分岐ポリイミド。

    (但し、一般式(I)において、M〜M及びM’〜M’は、−H,−CN,−OCH,−COOH,−CH,−C,又は、−CFを示し、M〜M及びM’〜M’は、それぞれ独立して、同一であっても、異なってもよい。)
  20. 前記トリアミンが、前記一般式(I)で表される芳香族トリアミンであることを特徴とする請求項12または13記載の促進用末端変性多分岐ポリイミド。
  21. 前記トリアミンが、前記一般式(I)で表される芳香族トリアミンであることを特徴とする請求項14記載の金属被覆末端変性多分岐ポリイミド。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7997997B2 (en) * 2007-12-18 2011-08-16 Acushnet Company Interchangeable shaft system
JP5210249B2 (ja) * 2009-06-23 2013-06-12 日東電工株式会社 ポリイミド化合物およびその製法、ならびにその化合物より得られる光学フィルム・光導波路
JP5544144B2 (ja) * 2009-11-10 2014-07-09 三井化学株式会社 ポリイミド金属積層体およびポリイミド接着シート
JP6020833B2 (ja) * 2011-04-12 2016-11-02 日産化学工業株式会社 ハイパーブランチポリマー及び金属微粒子を含む無電解めっき下地剤
US8987357B2 (en) 2011-05-27 2015-03-24 Basf Se Thermoplastic molding composition
EP2527402A1 (de) 2011-05-27 2012-11-28 Basf Se Thermoplastische Formmasse
JP5472540B1 (ja) * 2012-03-29 2014-04-16 東レ株式会社 ポリアミド酸およびそれを含有する樹脂組成物
JP2014210896A (ja) * 2013-04-22 2014-11-13 住友ベークライト株式会社 ポリイミド樹脂およびポリイミドフィルム
CN105439985A (zh) * 2014-08-13 2016-03-30 江苏扬子江天悦新材料有限公司 六缩水甘油基三氨基三苯胺制备方法
US10029887B2 (en) * 2016-03-29 2018-07-24 Otis Elevator Company Electroless metal coating of load bearing member for elevator system
WO2018070398A1 (ja) * 2016-10-12 2018-04-19 コニカミノルタ株式会社 透明ポリイミド樹脂、透明ポリイミド樹脂組成物、透明ポリイミド樹脂フィルム、赤外線吸収組成物、赤外線カットフィルター及び透明ポリイミド樹脂フィルムの製造方法
KR20200081904A (ko) * 2018-12-28 2020-07-08 주식회사 두산 폴리아믹산 조성물, 및 이를 이용한 투명 폴리이미드 필름
CN110540643B (zh) * 2019-08-15 2021-02-23 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 聚酰亚胺及其制备方法与柔性oled面板
KR20220117281A (ko) 2019-12-16 2022-08-23 바스프 에스이 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 포함하는 열가소성 성형 조성물
CN114920927B (zh) * 2022-05-27 2024-03-22 浙江华特新材料有限公司 一种聚酰胺蜡及其制备方法和应用

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1161505A (en) * 1965-09-13 1969-08-13 Toyo Rayon Co Ltd Thermally Stable Polymer and processes for the preparation thereof
JPH0411670A (ja) * 1990-05-01 1992-01-16 Dainippon Ink & Chem Inc フッ素樹脂塗料及びその塗装物
US5965687A (en) * 1996-03-05 1999-10-12 The United States Of America Represented By The Adminstrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method of preparing polymers with low melt viscosity
JPH10260531A (ja) 1997-03-17 1998-09-29 Nippon Zeon Co Ltd ポリイミド系樹脂組成物
JPH11130858A (ja) * 1997-10-31 1999-05-18 Hitachi Chem Co Ltd ポリイミド、その前駆体、それらの製造法及び感光性樹脂組成物
JP4411670B2 (ja) 1998-09-08 2010-02-10 凸版印刷株式会社 非接触icカードの製造方法
US20030064235A1 (en) * 2000-08-09 2003-04-03 Yuichi Okawa Optical members made of polymide resins
JP2002208768A (ja) 2001-01-12 2002-07-26 Hitachi Ltd ポリイミド基体への金属メッキ膜形成方法
JP2002226972A (ja) * 2001-02-01 2002-08-14 Nikko Materials Co Ltd 無電解めっき方法

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