JPWO2016056595A1 - ポリイミド前駆体組成物、およびそれを用いた絶縁被覆層の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1. ポリアミック酸と溶媒とを含むポリイミド前駆体組成物であって、
前記ポリアミック酸が、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物および2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、またはそのいずれか一方を50〜100モル%含むテトラカルボン酸成分とジアミン成分とから得られるポリアミック酸であり、かつ、最高加熱温度を300〜500℃とする条件下で加熱処理することにより、水蒸気透過係数が1.7g・mm/(m2・24h)より大きいポリイミドフィルムを製造できるものであることを特徴とする、ポリイミド絶縁被覆層形成用のポリイミド前駆体組成物。
2. テトラカルボン酸成分が、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を含み、ジアミン成分が、パラフェニレンジアミンおよび4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、またはこれらのいずれか一方を50〜100モル%含む、前記項1に記載のポリイミド絶縁被覆層形成用のポリイミド前駆体組成物。
3. テトラカルボン酸成分が、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を50〜100モル%含み、ジアミン成分が、パラフェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよび2,2’−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパンからなる群から選択される1種以上のジアミンからなり、2,2’−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパンを30〜100モル%含む、前記項1に記載のポリイミド絶縁被覆層形成用のポリイミド前駆体組成物。
4. テトラカルボン酸成分が、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を50〜100モル%含み、ジアミン成分が、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよび4,4’−メチレンビス(2,6−キシリジン)からなる群から選択される1種以上のジアミンからなり、4,4’−メチレンビス(2,6−キシリジン)を20〜100モル%含む、前記項1に記載のポリイミド絶縁被覆層形成用のポリイミド前駆体組成物。
ポリイミド前駆体組成物が、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物および2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、またはそのいずれか一方を50〜100モル%含むテトラカルボン酸成分とジアミン成分とから得られるポリアミック酸を含み、かつ、このポリアミック酸が、最高加熱温度を300〜500℃とする条件下で加熱処理することにより、水蒸気透過係数が1.7g・mm/(m2・24h)より大きいポリイミドフィルムを製造できるものであり、
焼付け工程において、
ポリイミド前駆体組成物を加熱する時間が10〜180秒間であり、
100℃から280℃までの平均昇温速度が5℃/s以上であり、
最高加熱温度が300〜500℃であることを特徴とする絶縁被覆層の製造方法。
6. テトラカルボン酸成分が、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を含み、ジアミン成分が、パラフェニレンジアミンおよび4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、またはこれらのいずれか一方を50〜100モル%含む、前記項5に記載の絶縁被覆層の製造方法。
7. テトラカルボン酸成分が、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を50〜100モル%含み、ジアミン成分が、パラフェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよび2,2’−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパンからなる群から選択される1種以上のジアミンからなり、2,2’−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパンを30〜100モル%含む、前記項5に記載の絶縁被覆層の製造方法。
8. テトラカルボン酸成分が、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を50〜100モル%含み、ジアミン成分が、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよび4,4’−メチレンビス(2,6−キシリジン)からなる群から選択される1種以上のジアミンからなり、4,4’−メチレンビス(2,6−キシリジン)を20〜100モル%含む、前記項5に記載の絶縁被覆層の製造方法。
<固形分濃度>
試料溶液(その質量をw1とする)を、熱風乾燥機中120℃で10分間、250℃で10分間、次いで350℃で30分間加熱処理して、加熱処理後の質量(その質量をw2とする)を測定する。固形分濃度[質量%]は、次式によって算出した。
<溶液粘度(回転粘度)>
トキメック社製E型粘度計を用いて30℃で測定した。
<絶縁被覆層の状態観察(被覆膜評価)>
得られた被覆層について目視により状態観察を行った。濁りが全くないものを良好、濁りがある領域が10%を越えているものを濁りありとした。「濁りがある」ということは、ポリイミド樹脂が少なくとも一部結晶化していることを示している。
<昇温速度の測定>
被覆層形成工程において、キーエンス株式会社製の計測ユニットNR−TH08と解析ソフトWAVE LOGGERを用いて、サンプル温度が100℃から280℃に変化するまでの所要時間を測定した。
<水蒸気透過係数>
JIS K7129のB法に準拠して、40℃、相対湿度90%で測定を行った。
<弾性率、引張強度、引張伸度>
調製したポリイミド前駆体組成物をガラス基板上に塗工し、熱風オーブン中、80℃で30分加熱し、続いて350℃で30分加熱して硬化させ、厚さがおよそ25μmのポリイミドフィルムを作製した。得られたポリイミドフィルムを幅10mm、長さ100mmに切り出して試験片とした。この試験片について、引張試験機(オリエンテック製;テンシロンRTG−1225)を使用して、温度25℃、湿度50%RH、クロスヘッド速度50mm/分、チャック間距離50mmの条件で、引張弾性率、引張強度、及び引張伸度を測定した。
s−BPDA:3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
a-BPDA:2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
ODA:4,4’−ジアミノジフェニルエーテル
PPD:p−フェニレンジアミン
BAPP:2,2’−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン
MDX:4,4’−メチレンビス(2,6−キシリジン)
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの396gを加え、これにODAの40.05g(0.2モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの58.84g(0.2モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.5質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの396gを加え、これにODAの40.05g(0.2モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの47.08g(0.16モル)、a−BPDAの11.77g(0.04モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.5質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの396gを加え、これにODAの40.05g(0.2モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの52.96g(0.18モル)、a−BPDAの5.88g(0.02モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.5質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの396gを加え、これにODAの40.05g(0.2モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの58.84g(0.2モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.5質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの386gを加え、これにPPDの25.95g(0.24モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にa−BPDAの70.61g(0.24モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.2質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの386gを加え、これにPPDの25.95g(0.24モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの35.31g(0.12モル)、a−BPDAの35.31g(0.12モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.2質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの386gを加え、これにPPDの25.95g(0.24モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの42.37g(0.14モル)、a−BPDAの28.25g(0.10モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.2質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの386gを加え、これにPPDの25.95g(0.24モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの70.61g(0.24モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.2質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの395gを加え、これにBAPPの57.47g(0.14モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの41.19g(0.14モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度19.0質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの401gを加え、これにBAPPの22.17g(0.05モル)、ODAの25.23g(0.13モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの52.96g(0.18モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.7質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの386gを加え、これにBAPPの14.78g(0.04モル)、ODAの28.83g(0.14モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの52.96g(0.18モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.7質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの393gを加え、これにBAPPの45.98g(0.11モル)、PPDの5.19g(0.05モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの47.08g(0.16モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.8質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの397gを加え、これにBAPPの41.87g(0.10モル)、PPDの7.35g(0.07モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの50.02g(0.17モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.8質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの404gを加え、これにMDXの10.18g(0.04モル)、ODAの32.04g(0.16モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの58.84g(0.2モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.6質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの400gを加え、これにMDXの5.09g(0.02モル)、ODAの36.04g(0.18モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの58.84g(0.20モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.6質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの392gを加え、これにMDXの30.53g(0.12モル)、PPDの8.65g(0.08モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの58.84g(0.2モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.5質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの399gを加え、これにMDXの26.71g(0.11モル)、PPDの11.35g(0.11モル)を加え、50℃で1時間攪拌し、溶解させた。この溶液にs−BPDAの61.79g(0.21モル)を加え、50℃で3時間撹拌して、固形分濃度18.5質量%、溶液粘度5.0Pa・sのポリイミド前駆体組成物を得た。
Claims (8)
- ポリアミック酸と溶媒とを含むポリイミド前駆体組成物であって、
前記ポリアミック酸が、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物および2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、またはそのいずれか一方を50〜100モル%含むテトラカルボン酸成分とジアミン成分とから得られるポリアミック酸であり、かつ、最高加熱温度を300〜500℃とする条件下で加熱処理することにより、水蒸気透過係数が1.7g・mm/(m2・24h)より大きいポリイミドフィルムを製造できるものであることを特徴とする、ポリイミド絶縁被覆層形成用のポリイミド前駆体組成物。 - テトラカルボン酸成分が、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を含み、
ジアミン成分が、パラフェニレンジアミンおよび4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、またはこれらのいずれか一方を50〜100モル%含む、請求項1に記載のポリイミド絶縁被覆層形成用のポリイミド前駆体組成物。 - テトラカルボン酸成分が、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を50〜100モル%含み、
ジアミン成分が、パラフェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよび2,2’−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパンからなる群から選択される1種以上のジアミンからなり、2,2’−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパンを30〜100モル%含む、請求項1に記載のポリイミド絶縁被覆層形成用のポリイミド前駆体組成物。 - テトラカルボン酸成分が、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を50〜100モル%含み、
ジアミン成分が、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよび4,4’−メチレンビス(2,6−キシリジン)からなる群から選択される1種以上のジアミンからなり、4,4’−メチレンビス(2,6−キシリジン)を20〜100モル%含む、請求項1に記載のポリイミド絶縁被覆層形成用のポリイミド前駆体組成物。 - 基材にポリイミド前駆体組成物を塗布、焼付けする工程を有するポリイミド絶縁被覆層の製造方法であって、
ポリイミド前駆体組成物が、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物および2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、またはそのいずれか一方を50〜100モル%含むテトラカルボン酸成分とジアミン成分とから得られるポリアミック酸を含み、かつ、このポリアミック酸が、最高加熱温度を300〜500℃とする条件下で加熱処理することにより、水蒸気透過係数が1.7g・mm/(m2・24h)より大きいポリイミドフィルムを製造できるものであり、
焼付け工程において、
ポリイミド前駆体組成物を加熱する時間が10〜180秒間であり、
100℃から280℃までの平均昇温速度が5℃/s以上であり、
最高加熱温度が300〜500℃であることを特徴とする絶縁被覆層の製造方法。 - テトラカルボン酸成分が、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を含み、
ジアミン成分が、パラフェニレンジアミンおよび4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、またはこれらのいずれか一方を50〜100モル%含む、請求項5に記載の絶縁被覆層の製造方法。 - テトラカルボン酸成分が、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を50〜100モル%含み、
ジアミン成分が、パラフェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよび2,2’−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパンからなる群から選択される1種以上のジアミンからなり、2,2’−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパンを30〜100モル%含む、請求項5に記載の絶縁被覆層の製造方法。 - テトラカルボン酸成分が、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を50〜100モル%含み、
ジアミン成分が、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよび4,4’−メチレンビス(2,6−キシリジン)からなる群から選択される1種以上のジアミンからなり、4,4’−メチレンビス(2,6−キシリジン)を20〜100モル%含む、請求項5に記載の絶縁被覆層の製造方法。
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