KR102595550B1 - 폴리이미드 수지, 및 폴리이미드 필름 - Google Patents

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Abstract

하기 식(1-1)로 표시되는 구성단위를 포함하는 폴리이미드 수지, 및 하기 식(1-2)로 표시되는 구성단위를 포함하고, 두께가 10~50μm인 폴리이미드 필름이다.
Figure 112018027965428-pct00023

(식(1-1) 중의 R1 및 R2는 각각 독립적으로, 하기 식(i)~(iv) 중 어느 하나의 기이고, 식(1-2) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 하기 식(i) 또는 식(ii)의 기이고, 이들 식 중의 *는 식(1-1) 및 식(1-2) 중의 *가 붙여진 탄소에 결합하고, **는 식(1-1) 및 식(1-2) 중의 **가 붙여진 탄소에 결합한다.) 투명성이 우수하고, 또한 열선팽창계수가 낮은 폴리이미드 필름을 형성할 수 있는 폴리이미드 수지, 및 열선팽창계수가 보다 낮은 폴리이미드 필름을 제공한다.

Description

폴리이미드 수지, 및 폴리이미드 필름
본 발명은 폴리이미드 수지, 및 폴리이미드 필름에 관한 것이다.
최근, 고도 정보화 사회가 도래함에 따라, 광 파이버, 광 도파로 등의 광통신 분야, 또한 액정배향막, 컬러필터 등의 표시장치 분야에서는, 내열성과 투명성을 겸비한 재료가 요구되고 있다.
표시장치 분야에서는, 경량이고 플렉서블성이 우수한 플라스틱기판으로의 유리기판 대체 검토나, 구부리거나 말 수 있는 디스플레이의 개발이 행해지고 있다. 그러나, 예를 들어 무기재료로 이루어진 전자소자를 필름 상에 형성한 경우, 무기재료와 필름의 열선팽창계수가 크게 상이하므로, 무기소자를 형성한 필름이 구부러지거나, 더 나아가, 무기소자가 필름으로부터 벗겨지거나 하는 경우가 있었다. 이에, 투명성과 내열성에 더하여, 열선팽창계수가 낮은 필름용 수지재료의 개발이 요망되고 있다.
폴리이미드는 그 우수한 내열성에 더하여, 기계적특성, 내약품성, 전기특성 등에 있어서 우수한 특성을 갖고 있으므로, 폴리이미드를 재료로 한 필름은, 성형재료, 복합재료, 전기·전자부품 및 표시장치 등의 분야에 있어서 폭넓게 이용되고 있다. 그러나, 이 필름에 대해서도 지금까지 이상으로 투명성이나 치수안정성이 요구되고 있다.
일반적으로, 폴리이미드는 그 고분자쇄가 강직하고 직선성이 높을수록 열선팽창률이 내려간다고 알려져 있다. 이에, 폴리이미드의 열선팽창률을 내려 치수안정성을 향상시키기 위하여, 폴리이미드의 원료인 산이무수물, 디아민의 쌍방에서 여러가지 구조가 제안되어 왔다.
예를 들어 특허문헌 1에는, 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르본산이무수물(이하, 「CBDA」라고도 함)을 산이무수물성분으로 하고, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐을 디아민성분으로 한 폴리이미드가 개시되어 있다.
또한 특허문헌 2에는, CBDA를 산이무수물성분으로 하고, 비스(4-아미노페닐)테레프탈레이트(이하, 「BAPT」라고도 함)를 디아민성분으로 한 폴리이미드가 개시되어 있다.
일본특허공개 2009-286877호 공보 일본특허공개 2010-77184호 공보
그러나, 특허문헌 1 및 2의 어느 폴리이미드에 있어서도, 향후 요구될 수 있는, 우수한 투명성과 낮은 열선팽창계수를 양호하게 양립하기는 곤란했었다.
이상으로부터 본 발명에 있어서의 제1의 과제는, 투명성이 우수하고, 또한 열선팽창계수가 낮은 폴리이미드 필름을 형성할 수 있는 폴리이미드 수지를 제공하는 것에 있다.
또한, 특허문헌 1 및 2에 개시된 폴리이미드를 이용한 폴리이미드 필름은, 열선팽창계수가 비교적 높은 것도 있어, 항상 낮은 것은 아니었다.
이상으로부터 본 발명에 있어서의 제2의 과제는, 보다 낮은 열선팽창계수의 폴리이미드 필름을 제공하는 것에 있다.
〔1〕 본 발명자들은, 특정한 반복구성단위의 조합을 포함하는 폴리이미드 수지에 의해 상기 제1의 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 제1의 발명을 완성시켰다.
즉 제1의 발명은, 하기 [1]~[3]에 관한 것이다.
[1] 하기 식(1-1)로 표시되는 구성단위를 포함하고, 하기 식(2)로 표시되는 구성단위 및 하기 식(3)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 포함하는 폴리이미드 수지.
[화학식 1]
Figure 112018027965428-pct00001
(식(1-1) 중의 R1 및 R2, 식(2) 중의 R3 및 R4는 각각 독립적으로, 하기 식(i)~(iv) 중 어느 하나의 기이고, 이들 식 중의 *는 식(1-1) 및 식(2) 중의 *가 붙여진 탄소에 결합하고, **는 식(1-1) 및 식(2) 중의 **가 붙여진 탄소에 결합한다.)
[화학식 2]
Figure 112018027965428-pct00002
[2] 상기 폴리이미드 수지를 포함하는 폴리이미드 필름.
[3] 플라스틱 필름, 실리콘 웨이퍼, 금속박 및 유리로부터 선택되는 기재와, 상기 폴리이미드 수지를 포함하는 폴리이미드 수지층을 갖는 적층체.
〔2〕 본 발명자들은, 특정 구성단위를 포함하는 폴리이미드 수지를 함유하는 폴리이미드 필름에 의해 상기 제2의 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 제2의 발명을 완성시켰다.
즉 제2의 발명은, 하기 식(1-2)로 표시되는 구성단위를 포함하고, 두께가 10~50μm인 폴리이미드 필름이다.
[화학식 3]
Figure 112018027965428-pct00003
(식(1-2) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 하기 식(i) 또는 식(ii)의 기이고, 이들 식 중의 *는 식(1-2) 중의 *가 붙여진 탄소에 결합하고, **는 식(1-2) 중의 **가 붙여진 탄소에 결합한다.)
[화학식 4]
Figure 112018027965428-pct00004
제1의 발명의 폴리이미드 수지는, 투명성이 우수하고, 또한 열선팽창계수가 낮다는 점에서, 특히 치수안정성을 필요로 하는 부재용의 필름으로서 호적하다.
제2의 발명의 폴리이미드 필름은, 종래보다 열선팽창계수가 낮다는 점에서, 특히 치수안정성을 필요로 하는 부재용의 필름이나 유리기판 대체의 플렉서블 필름으로서 호적하다.
제1의 발명의 폴리이미드 수지, 및 제2의 발명의 폴리이미드 필름은, 예를 들어, 컬러필터, 플렉서블 디스플레이, 반도체부품, 광학부재 등으로의 이용이 기대된다.
이하에, 본 발명의 제1 및 제2의 발명을 상세하게 설명한다. 이들 제1 및 제2의 발명에 공통되는 설명일 때에는, 「본 발명」이라 하고, 제1 및 제2의 발명의 각각의 설명일 때에는 「제1의 발명」 또는 「제2의 발명」이라 한다.
[제1의 발명의 폴리이미드 수지]
제1의 발명의 폴리이미드 수지는, 하기 식(1-1)로 표시되는 구성단위를 포함하고, 하기 식(2)로 표시되는 구성단위 및 하기 식(3)으로 표시되는 구성단위로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 포함한다.
[화학식 5]
Figure 112018027965428-pct00005
(식(1-1) 중의 R1 및 R2, 식(2) 중의 R3 및 R4는 각각 독립적으로, 하기 식(i)~(iv) 중 어느 하나의 기이고, 이들 식 중의 *는 식(1-1) 및 식(2) 중의 *가 붙여진 탄소에 결합하고, **는 식(1-1) 및 식(2) 중의 **가 붙여진 탄소에 결합한다.)
[화학식 6]
Figure 112018027965428-pct00006
열선팽창계수를 보다 낮게 하는 관점으로부터, 식(1-1)로 표시되는 구성단위의 R1 및 R2가 식(i)이고, 또한, 식(2)로 표시되는 구성단위의 R3 및 R4가 식(i)이거나, 또는, 식(1-1)로 표시되는 구성단위의 R1 및 R2가 식(i)이고, 또한, 식(2)로 표시되는 구성단위의 R3 및 R4가 식(iii)이거나, 혹은, 식(1-1)로 표시되는 구성단위의 R1 및 R2가 식(iii)이고, 또한, 식(2)로 표시되는 구성단위의 R3 및 R4가 식(i)인 것이 바람직하다.
또한, 옐로인덱스(YI)를 낮추는 관점으로부터, 식(2)로 표시되는 구성단위는, 적어도 하기 식(2-1)로 표시되는 구성단위를 포함하는 것이 바람직하고, 식(2-1)로 표시되는 구성단위로 이루어진 것이 보다 바람직하다.
[화학식 7]
Figure 112018027965428-pct00007
(식(2-1) 중의 R3 및 R4, 그리고, * 및 **의 의미는, 식(2)와 동일하다.)
식(1-1)로 표시되는 구성단위와 식(2)로 표시되는 구성단위의 몰비(식(1-1)로 표시되는 구성단위:식(2)로 표시되는 구성단위)는, 25:75~75:25인 것이 바람직하고, 30:70~70:30인 것이 보다 바람직하고, 40:60~60:40인 것이 더욱 바람직하다. 상기 몰비가 25:75~75:25임으로써, YI: 27 이하(바람직하게는 20 이하), 전광선투과율: 80% 이상, CTE: 15ppm 이하를 모두 만족한 폴리이미드 필름을 제작할 수 있다. 한편, 상기 몰비의 범위에서, 적당히 식(3)으로 표시되는 구성단위를 포함시킬 수도 있다.
제1의 발명에 있어서, 식(3)으로 표시되는 구성단위를 포함하는 경우, 식(1-1)로 표시되는 구성단위와 식(3)으로 표시되는 구성단위의 몰비(식(1-1)로 표시되는 구성단위:식(3)으로 표시되는 구성단위)는, 20:80~80:20인 것이 바람직하고, 25:75~75:25인 것이 보다 바람직하고, 30:70~70:30인 것이 더욱 바람직하다. 상기 몰비가 20:80~80:20임으로써, YI: 27 이하(바람직하게는 20 이하), 전광선투과율: 80% 이상, CTE: 15ppm 이하를 모두 만족하는 폴리이미드 필름을 제작할 수 있다. 한편, 상기 몰비의 범위에서, 적당히 식(2)로 표시되는 구성단위를 포함시킬 수도 있다.
또한, 식(1-1), 식(2) 및 식(3) 각각으로 표시되는 구성단위를 포함하는 경우, 식(1-1)로 표시되는 구성단위 및 식(2)로 표시되는 구성단위의 합계(식(1-1) 및 식(2)의 구성단위의 합계)와 식(3)으로 표시되는 구성단위의 몰비(식(1-1) 및 식(2)의 구성단위의 합계:식(3)으로 표시되는 구성단위)는, 100:0~10:90인 것이 바람직하고, 100:0~20:80인 것이 보다 바람직하고, 100:0~30:70인 것이 더욱 바람직하다.
마찬가지로, 식(1-1)로 표시되는 구성단위 및 식(3)으로 표시되는 구성단위의 합계(식(1-1) 및 식(3)의 구성단위의 합계)와 식(2)로 표시되는 구성단위의 몰비(식(1-1) 및 식(3)의 구성단위의 합계:식(2)로 표시되는 구성단위)는, 100:0~10:90인 것이 바람직하고, 100:0~20:80인 것이 보다 바람직하고, 100:0~30:70인 것이 더욱 바람직하다.
상기 몰비를 각각 상기 비율로 함으로써도 YI: 27 이하(바람직하게는 20 이하), 전광선투과율: 80% 이상, CTE: 15ppm 이하를 모두 만족하는 폴리이미드 필름을 제작할 수 있다.
또한, 제1의 발명의 폴리이미드 수지에는, 필요에 따라 하기 일반식(4)로 표시되는 구성단위를 함유시킬 수 있다.
[화학식 8]
Figure 112018027965428-pct00008
일반식(4)에 있어서, X는, 방향환을 포함하는 탄소수 6~22의 4가의 기이다. 방향환을 포함하는 X를 가짐으로써, 본 발명의 폴리이미드 수지는 특히 저열선팽창계수가 되고, 또한 투명성 및 내열성도 우수한 것이 된다.
X는, 방향환을 적어도 1개 갖고 있으면 된다. 이 방향환은 단환일 수도 축합환일 수도 있고, 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 및 테트라센환 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 바람직하게는 벤젠환 및 나프탈렌환이고, 보다 바람직하게는 벤젠환이다.
X의 탄소수는 6~22이고, 바람직하게는 6~18, 보다 바람직하게는 6~12이다.
폴리이미드 수지의 투명성, 내열성, 및 저열선팽창계수의 관점으로부터, X는 하기 일반식(X-1)~(X-3)으로 표시되는 4가의 기로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 하기 일반식(X-3)으로 표시되는 4가의 기인 것이 보다 바람직하다.
[화학식 9]
Figure 112018027965428-pct00009
(R9~R20은, 각각 독립적으로, 수소원자, 할로겐원자, 탄소수 1~6의 알킬기 또는 할로겐화알킬기이다. R21은, 단결합, -CH2-, -C(CH3)2-, -O-, -S-, -SO2-, -CONH-, -CO-, 또는 -C(CF3)2-이다.)
일반식(X-1)~(X-3)에 있어서, R9~R20은, 수소원자 또는 메틸기인 것이 바람직하고, 수소원자인 것이 보다 바람직하다. 또한 일반식(X-3)에 있어서, R21은 단결합, -CH2-, 또는 -C(CH3)2-인 것이 바람직하고, 단결합인 것이 보다 바람직하다. X는, 저열선팽창계수의 관점으로부터, 더욱더 바람직하게는 하기 구조식(X-4)로 표시되는 4가의 기이다.
[화학식 10]
Figure 112018027965428-pct00010
일반식(4)에 있어서, 2가의 유기기인 R5로는, 6~28의 탄소원자를 포함하는 방향족 디아민 화합물로부터 유도되는 2가의 유기기, 또는 2~28의 탄소원자를 포함하는 지방족 디아민 화합물로부터 유도되는 2가의 유기기이다.
상기 방향족 디아민 화합물로는, 예를 들어, p-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노비페닐, 4,4'-디아미노-2,2'-디메틸비페닐, 4,4'-디아미노-3,3'-디메틸비페닐, 4,4'-디아미노-2,2'-디트리플루오로메틸비페닐, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노벤조페논, 4,4'-디아미노디페닐설폰, 4,4'-디아미노디페닐설파이드, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]설폰, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, 비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]설폰, 9,9-비스(4-아미노페닐)플루오렌 등의 방향족 디아민 화합물을 들 수 있다.
상기 지방족 디아민 화합물로는, 예를 들어, 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 폴리에틸렌글리콜비스(3-아미노프로필)에테르, 폴리프로필렌글리콜비스(3-아미노프로필)에테르, 1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산, 1,4-비스(아미노메틸)시클로헥산, 4,4'-디아미노디시클로헥실메탄, 3(4),8(9)-비스(아미노메틸)-트리시클로[5.2.1.02,6]데칸, 메타자일릴렌디아민, 파라자일릴렌디아민, 이소포론디아민, 노보난디아민, 실록산디아민류 등의 지방족 디아민 화합물을 들 수 있다.
이들은 1종류 단독이거나 혹은 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 디아민 화합물 중, 바람직한 것은 방향족 디아민 화합물에서는 4,4'-디아미노-3,3'-디메틸비페닐, 4,4'-디아미노-2,2'-디트리플루오로메틸비페닐, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, 지방족 디아민 화합물에서는 4,4'-디아미노디시클로헥실메탄, 3(4),8(9)-비스(아미노메틸)-트리시클로[5.2.1.02,6]데칸을 들 수 있다.
제1의 발명의 폴리이미드 수지를 구성하는 전체구성단위에 대한, 일반식(1-1)로 표시되는 구성단위와 일반식(2)로 표시되는 구성단위의 합계의 함유량, 일반식(1-1)로 표시되는 구성단위와 일반식(3)으로 표시되는 구성단위의 합계의 함유량, 혹은, 일반식(1-1)로 표시되는 구성단위와 일반식(2)로 표시되는 구성단위와 일반식(3)으로 표시되는 구성단위의 합계의 함유량은, 바람직하게는 50~100몰%, 보다 바람직하게는 75~100몰%, 더욱 바람직하게는 90~100몰%, 더욱 바람직하게는 100몰%이다.
제1의 발명의 폴리이미드 수지의 수평균분자량은, 얻어지는 폴리이미드 필름의 기계적강도의 관점으로부터, 바람직하게는 5,000~100,000이다. 한편, 폴리이미드 수지의 수평균분자량은, 겔 여과 크로마토그래피 등에 의해 측정할 수 있다.
[제2의 발명에 따른 폴리이미드 수지]
제2의 발명의 폴리이미드 필름은, 특정 구성단위를 포함하는 폴리이미드 수지를 함유하고, 두께가 10~50μm로 되어 있다. 이하, 이 폴리이미드 수지를, 「제2의 발명에 따른 폴리이미드 수지」를 말한다.
제2의 발명에 따른 폴리이미드 수지는, 하기 식(1-2)로 표시되는 구성단위를 포함한다.
[화학식 11]
Figure 112018027965428-pct00011
(식(1-2) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 하기 식(i) 또는 식(ii)의 기이고, 이들 식 중의 *는 식(1-2) 중의 *가 붙여진 탄소에 결합하고, **는 식(1-2) 중의 **가 붙여진 탄소에 결합한다.)
[화학식 12]
Figure 112018027965428-pct00012
실용적인 관점으로부터, 상기 식(1-2)로 표시되는 구성단위의 R1 및 R2는 식(i)인 것이 바람직하다. 또한, CTE를 낮게 하는 관점에 있어서도, 제2의 발명에 따른 폴리이미드 수지는, 식(1-2)에 있어서 R1 및 R2가 식(i)로 표시되는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 필름의 옐로인덱스(YI)를 낮추는 관점으로부터, 상기 식(2)로 표시되는 구성단위 및 상기 식(3)으로 표시되는 구성단위로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 포함하는 것이 바람직하다.
제2의 발명에 있어서, 상기 식(2)로 표시되는 구성단위 및 식(3)으로 표시되는 구성단위는, 각각 제1의 발명의 폴리이미드 수지에 관한 설명 중에서 기재한 식(2)로 표시되는 구성단위 및 식(3)으로 표시되는 구성단위와 동일하므로, 그들 설명은 생략한다.
실용적인 관점으로부터, 식(2)로 표시되는 구성단위의 R3 및 R4는 식(i)인 것이 바람직하다.
나아가, 제2의 발명에 있어서, 옐로인덱스(YI)를 보다 낮추는 관점으로부터, 식(2)로 표시되는 구성단위는, 적어도 상기 식(2-1)로 표시되는 구성단위를 포함하는 것이 바람직하고, 식(2-1)로 표시되는 구성단위로 이루어진 것이 보다 바람직하다.
제2의 발명에 있어서, 상기 식(2-1)로 표시되는 구성단위는, 제1의 발명의 폴리이미드 수지에 관한 설명 중에서 기재한 식(2-1)로 표시되는 구성단위와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
식(2)로 표시되는 구성단위를 포함하는 경우, 식(1-2)로 표시되는 구성단위와 식(2)로 표시되는 구성단위의 몰비(식(1-2)로 표시되는 구성단위:식(2)로 표시되는 구성단위)는, 25:75~75:25인 것이 바람직하고, 30:70~70:30인 것이 보다 바람직하고, 40:60~60:40인 것이 더욱 바람직하다. 상기 몰비가 25:75~75:25임으로써, YI: 27 이하(바람직하게는 20 이하), 전광선투과율: 80% 이상, CTE: 15ppm 이하를 모두 만족하는 폴리이미드 필름을 제작할 수 있다.
한편, 상기 비의 범위에서, 적당히 식(3)으로 표시되는 구성단위를 포함시킬 수도 있다.
식(3)으로 표시되는 구성단위를 포함하는 경우, 식(1-2)로 표시되는 구성단위와 식(3)으로 표시되는 구성단위의 몰비(식(1-2)로 표시되는 구성단위:식(3)으로 표시되는 구성단위)는, 20:80~80:20인 것이 바람직하고, 25:75~75:25인 것이 보다 바람직하고, 30:70~70:30인 것이 더욱 바람직하다. 상기 몰비가 20:80~80:20임으로써, YI: 27 이하(바람직하게는 20 이하), 전광선투과율: 80% 이상, CTE: 15ppm 이하를 모두 만족하는 폴리이미드 필름을 제작할 수 있다.
한편, 상기 비의 범위에서, 적당히 식(2)로 표시되는 구성단위를 포함시킬 수도 있다.
또한, 식(1-2)로 표시되는 구성단위 및 식(2)로 표시되는 구성단위의 합계(식(1-2) 및 식(2)의 구성단위의 합계)와 식(3)으로 표시되는 구성단위의 몰비(식(1-2) 및 식(2)의 구성단위의 합계:식(3)으로 표시되는 구성단위)는, 100:0~10:90인 것이 바람직하고, 100:0~20:80인 것이 보다 바람직하고, 100:0~30:70인 것이 더욱 바람직하다.
마찬가지로, 식(1-2)로 표시되는 구성단위 및 식(3)으로 표시되는 구성단위의 합계(식(1-2) 및 식(3)의 구성단위의 합계)와 식(2)로 표시되는 구성단위의 몰비(식(1-2) 및 식(3)의 구성단위의 합계:식(2)로 표시되는 구성단위)는, 100:0~10:90인 것이 바람직하고, 100:0~20:80인 것이 보다 바람직하고, 100:0~30:70인 것이 더욱 바람직하다.
상기 몰비를 각각 상기 비율로 함으로써도 YI: 27 이하(바람직하게는 20 이하), 전광선투과율: 80% 이상, CTE: 15ppm 이하를 모두 만족하는 폴리이미드 필름을 제작할 수 있다.
또한, 제2의 발명에 따른 폴리이미드 수지에는, 필요에 따라 상기 일반식(4)로 표시되는 구성단위를 함유시킬 수 있다.
제2의 발명에 있어서, 상기 일반식(4)는, 제1의 발명의 폴리이미드 수지에 관한 설명 중에서 기재한 일반식(4)와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
제2의 발명에 따른 폴리이미드 수지를 구성하는 전체구성단위에 대한, 일반식(1-2)로 표시되는 구성단위와 일반식(2)로 표시되는 구성단위의 합계의 함유량, 일반식(1-2)로 표시되는 구성단위와 일반식(3)으로 표시되는 구성단위의 합계의 함유량, 혹은, 일반식(1-2)로 표시되는 구성단위와 일반식(2)로 표시되는 구성단위와 일반식(3)으로 표시되는 구성단위의 합계의 함유량은, 바람직하게는 50~100몰%, 보다 바람직하게는 75~100몰%, 더욱 바람직하게는 90~100몰%, 더욱 바람직하게는 100몰%이다.
제2의 발명에 따른 폴리이미드 수지의 수평균분자량은, 얻어지는 폴리이미드 필름의 기계적강도의 관점으로부터, 바람직하게는 5,000~100,000이다. 한편, 폴리이미드 수지의 수평균분자량은, 겔 여과 크로마토그래피 등에 의해 측정할 수 있다.
[폴리이미드 수지의 제조]
본 발명의 폴리이미드 수지는, 특정 테트라카르본산성분과 특정 디아민성분을 반응시킴으로써 제조할 수 있다.
제1의 발명에 있어서, 테트라카르본산성분은, 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르본산이무수물을 필수로 하고, 식(2)의 구성단위를 포함하는 경우에는 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르본산이무수물을 함유한다. 또한, 필요에 따라 방향환을 포함하는 테트라카르본산 또는 그의 유도체를 함유한다.
제1의 발명에 있어서, 디아민성분은, N,N'-비스(4-아미노페닐)테레프탈아미드(DATA), 비스(4-아미노페닐)테레프탈레이트(BAPT), 1,4-비스(4-아미노벤조일옥시)벤젠(BABB) 및 N,N'-p-페닐렌비스(p-아미노벤즈아미드)(PABA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 필수로 하고, 식(3)의 구성단위를 포함하는 경우에는, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(TFMB)을 함유한다.
제2의 발명에 있어서, 테트라카르본산성분은, 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르본산이무수물을 필수로 하고, 바람직하게는 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르본산이무수물을 포함하고, 필요에 따라 방향환을 포함하는 테트라카르본산 또는 그의 유도체를 함유한다.
또한, 제2의 발명에 있어서, 디아민성분은, 예를 들어, N,N'-비스(4-아미노페닐)테레프탈아미드(DATA)나 N,N'-p-페닐렌비스(p-아미노벤즈아미드)(PABA)를 필수로 하고, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(TFMB)을 함유하는 것이 바람직하고, 또한, 테트라카르본산성분으로서 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르본산이무수물을 사용하는 경우에는, 이에 대응시켜 비스(4-아미노페닐)테레프탈레이트(BAPT)나 1,4-비스(4-아미노벤조일옥시)벤젠(BABB)을 함유하는 것이 바람직하다.
상기 테트라카르본산성분 중, 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르본산이무수물(CBDA)의 합성방법으로는, 당업자에게 공지된 합성방법이라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 무수말레산의 광환화(이량화)반응에 의해 일단계에서 합성하는 방법을 들 수 있다.
또한, CBDA의 합성방법으로는, 예를 들어, Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, Vol.38, 108-116, 2001, 일본특허공개 S59-212495호 공보, 일본특허공개 2003-192685호 공보, 및 일본특허공개 2006-328027호 공보 등에 개시되어 있는 방법이 알려져 있다. 덧붙여 이들 합성방법에서 얻어지는 CBDA는 모두 cis, trans, cis체이다.
CBDA는, 이를 합성하기 위한 원료를 저렴하고 용이하게 입수할 수 있고, 게다가 합성이 용이하다. 따라서, CBDA를 폴리이미드의 원료로서 이용하는 것의 유용성은 크다.
또한, 상기 테트라카르본산성분 중, 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르본산은 하기 식(A)로 표시되는 화합물(식(A) 중, Xa는 4가의 시클로헥산기를 나타낸다.)인데, 그 입체구조로서 Xa가 하기 식(a)~(f)로 표시되는 이성체가 존재한다. 이들 어떠한 시클로헥산테트라카르본산도 사용할 수 있는데, 이 중에서도 Xa가 식(b)로 표시되는 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르본산(이하, 「PMDA-HH」라고도 함)이 YI를 낮게 하는 관점으로부터 바람직하다.
[화학식 13]
Figure 112018027965428-pct00013
PMDA-HH는, 예를 들어, 공지의 방법에서 얻어지는 시스-시스-시스체의 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르본산(상기 식(A)의 Xa가 식(a)에 상당)을 알칼리존재 하, 가열함으로써 이성화시켜 합성할 수 있다.
또한, 상기 테트라카르본산성분 중, 방향환을 포함하는 테트라카르본산은 4개의 카르복실기가 직접 방향환에 결합한 화합물인 것이 바람직하고, 구조 중에 알킬기를 포함하고 있을 수도 있다. 또한 이 테트라카르본산은, 탄소수 10~26인 것이 바람직하다. 이 테트라카르본산으로는, 피로멜리트산, 3,3',4,4'-디페닐설폰테트라카르본산, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르본산, 4,4'-옥시디프탈산, 2,2',3,3'-벤조페논테트라카르본산, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르본산, 2,2',3,3'-비페닐테트라카르본산, 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)프로판, 2,2-비스(2,3-디카르복시페닐)프로판, 2,2-비스(3,4-디카르복시페녹시페닐)프로판, 1,1-비스(2,3-디카르복시페닐)에탄, 1,2-비스(2,3-디카르복시페닐)에탄, 1,1-비스(3,4-디카르복시페닐)에탄, 1,2-비스(3,4-디카르복시페닐)에탄, 비스(2,3-디카르복시페닐)메탄, 비스(3,4-디카르복시페닐)메탄, 4,4'-(p-페닐렌디옥시)디프탈산, 4,4'-(m-페닐렌디옥시)디프탈산, 2,3,6,7-나프탈렌테트라카르본산, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르본산 등을 들 수 있다.
방향환을 포함하는 테트라카르본산의 유도체로는, 이 테트라카르본산의 무수물 또는 알킬에스테르를 들 수 있다. 상기 테트라카르본산 유도체는, 탄소수 10~38인 것이 바람직하다. 방향환을 포함하는 테트라카르본산의 무수물로는, 피로멜리트산일무수물, 피로멜리트산이무수물, 3,3',4,4'-디페닐설폰테트라카르본산이무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르본산이무수물, 4,4'-옥시디프탈산이무수물, 2,2',3,3'-벤조페논테트라카르본산이무수물, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르본산이무수물, 2,2',3,3'-비페닐테트라카르본산이무수물, 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)프로판의 이무수물, 2,2-비스(2,3-디카르복시페닐)프로판의 이무수물, 2,2-비스(3,4-디카르복시페녹시페닐)프로판의 이무수물, 1,1-비스(2,3-디카르복시페닐)에탄의 이무수물, 1,2-비스(2,3-디카르복시페닐)에탄의 이무수물, 1,1-비스(3,4-디카르복시페닐)에탄의 이무수물, 1,2-비스(3,4-디카르복시페닐)에탄의 이무수물, 비스(2,3-디카르복시페닐)메탄의 이무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)메탄의 이무수물, 4,4'-(p-페닐렌디옥시)디프탈산이무수물, 4,4'-(m-페닐렌디옥시)디프탈산이무수물, 2,3,6,7-나프탈렌테트라카르본산이무수물, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르본산이무수물 등을 들 수 있다.
또한, 방향환을 포함하는 테트라카르본산의 알킬에스테르로는, 알킬의 탄소수가 1~3인 것이 바람직하고, 예를 들어, 상기 서술한 방향환을 포함하는 테트라카르본산의 디메틸에스테르, 디에틸에스테르, 및 디프로필에스테르를 들 수 있다.
방향환을 포함하는 테트라카르본산 또는 그의 유도체는, 상기로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 단독으로 이용할 수도 있고, 2개 이상의 화합물을 조합시켜 이용할 수도 있다.
상기 방향환을 포함하는 테트라카르본산성분 중, 피로멜리트산, 2,3,5,6-톨루엔테트라카르본산, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르본산, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르본산 또는 이들의 이무수물로부터 선택되는 1종 이상이 바람직하고, 투명성, 내열성 및 저열선팽창계수의 관점으로부터, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르본산 또는 그의 이무수물이 보다 바람직하다.
한편, 본 발명의 폴리이미드 수지에 이용되는 테트라카르본산성분은, 폴리이미드 수지의 각종 물성을 손상시키지 않는 범위에서, 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르본산이무수물, 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르본산 이외에서, 방향환을 포함하지 않는 테트라카르본산성분을 포함할 수도 있다. 이 테트라카르본산성분으로는, 1,2,3,4-부탄테트라카르본산, 1,2,3,4-펜탄테트라카르본산 또는 이들의 유도체 등을 들 수 있다. 이 테트라카르본산성분의 사용량은, 전체테트라카르본산성분에 대해, 바람직하게는 10몰% 이하, 보다 바람직하게는 5몰% 이하, 더욱 바람직하게는 1몰% 이하이다.
제1의 발명의 폴리이미드 수지에 이용되는 디아민성분은, 상기 서술한 바와 같이 N,N'-비스(4-아미노페닐)테레프탈아미드(DATA), 비스(4-아미노페닐)테레프탈레이트(BAPT), 1,4-비스(4-아미노벤조일옥시)벤젠(BABB) 및 N,N'-p-페닐렌비스(p-아미노벤즈아미드)(PABA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 필수로 하고, 식(3)의 구성단위를 포함하는 경우에는, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(TFMB)을 함유한다.
제2의 발명에 따른 폴리이미드 수지에 이용되는 디아민성분은, 상기 서술한 바와 같이, N,N'-비스(4-아미노페닐)테레프탈아미드(DATA)나 N,N'-p-페닐렌비스(p-아미노벤즈아미드)(PABA)를 필수로 하고, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(TFMB)을 함유하는 것이 바람직하고, 또한, 테트라카르본산성분으로서 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르본산이무수물을 사용하는 경우에는, 이에 대응시켜 비스(4-아미노페닐)테레프탈레이트(BAPT)나 1,4-비스(4-아미노벤조일옥시)벤젠(BABB)을 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 폴리이미드 수지에 이용되는 디아민성분은, 폴리이미드 수지의 각종 물성을 손상시키지 않는 범위에서, 기술한 디아민성분 이외의, 기타 디아민성분을 포함할 수도 있다. 기타 디아민으로는 특별히 제한은 없고, 지방족 디아민, 방향환함유 디아민 등을 들 수 있다. 폴리이미드 수지의 내열성의 관점으로부터는, 방향환함유 디아민이 바람직하다.
지방족 디아민으로는, 지환식 탄화수소구조함유 디아민 및 쇄상지방족 디아민을 들 수 있고, 예를 들어, 1,2-비스(아미노메틸)시클로헥산, 1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산, 1,4-비스(아미노메틸)시클로헥산, 1,2-시클로헥산디아민, 1,3-시클로헥산디아민, 1,4-시클로헥산디아민, 4,4'-디아미노디시클로헥실메탄, 4,4'-메틸렌비스(2-메틸시클로헥실아민), 카르본디아민, 리모넨디아민, 이소포론디아민, 노보난디아민, 비스(아미노메틸)트리시클로[5.2.1.02, 6]데칸, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노디시클로헥실메탄, 4,4'-디아미노디시클로헥실프로판, 1,5-펜타메틸렌디아민, 1,6-헥사메틸렌디아민, 1,7-헵타메틸렌디아민, 1,8-옥타메틸렌디아민, 1,9-노나메틸렌디아민, 1,10-데카메틸렌디아민, 1,11-운데카메틸렌디아민, 1,12-도데카메틸렌디아민, 2,2'-(에틸렌디옥시)비스(에틸렌아민) 등을 들 수 있다.
방향환함유 디아민으로는, 오르토자일릴렌디아민, 메타자일릴렌디아민, 파라자일릴렌디아민, 1,2-디에티닐벤젠디아민, 1,3-디에티닐벤젠디아민, 1,4-디에티닐벤젠디아민, 1,2-디아미노벤젠, 1,3-디아미노벤젠, 1,4-디아미노벤젠, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐메탄, α,α'-비스(4-아미노페닐) 1,4-디이소프로필벤젠, α,α'-비스(3-아미노페닐)-1,4-디이소프로필벤젠, 2,2-비스〔4-(4-아미노페녹시)페닐〕프로판, 2,6-디아미노나프탈렌, 1,5-디아미노나프탈렌, 4,4'-디아미노벤즈아닐리드, 3,4'-디아미노벤즈아닐리드 등을 들 수 있다.
상기 디아민성분은 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 조합시켜 이용할 수도 있다.
상기 기타 디아민성분의 사용량은, 전체디아민성분에 대해 20몰% 이하이고, 바람직하게는 10몰% 이하, 보다 바람직하게는 5몰% 이하, 더욱 바람직하게는 1몰% 이하이다.
본 발명의 폴리이미드 수지를 제조할 때, 상기 테트라카르본산성분과 상기 디아민성분의 투입량비는, 테트라카르본산성분 1몰에 대해 디아민성분이 0.9~1.1몰인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 폴리이미드 수지를 제조할 때, 상기 테트라카르본산성분, 상기 디아민성분 이외에, 말단봉지제를 이용할 수도 있다. 말단봉지제로는 모노아민류 혹은 디카르본산류가 바람직하다. 도입되는 말단봉지제의 투입량으로는, 테트라카르본산성분 1몰에 대해 0.0001~0.1몰이 바람직하고, 0.001~0.06몰이 보다 바람직하다. 모노아민류 말단봉지제로는, 예를 들어, 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 벤질아민, 4-메틸벤질아민, 4-에틸벤질아민, 4-도데실벤질아민, 3-메틸벤질아민, 3-에틸벤질아민, 아닐린, 3-메틸아닐린, 4-메틸아닐린 등이 추장(推奬)된다. 이들 중, 벤질아민, 아닐린을 호적하게 사용할 수 있다. 디카르본산류 말단봉지제로는, 디카르본산류가 바람직하고, 그 일부를 폐환하고 있을 수도 있다. 디카르본산류로는, 예를 들어, 프탈산, 무수프탈산, 4-클로로프탈산, 테트라플루오로프탈산, 2,3-벤조페논디카르본산, 3,4-벤조페논디카르본산, 시클로헥산-1,2-디카르본산, 시클로펜탄-1,2-디카르본산, 4-시클로헥센-1,2-디카르본산 등이 추장된다. 이들 중, 프탈산, 무수프탈산을 호적하게 사용할 수 있다.
상기 서술한 테트라카르본산성분과 디아민성분을 반응시키는 방법에는 특별히 제한은 없고, 공지의 방법을 이용할 수 있다.
구체적인 반응방법으로는, (1)테트라카르본산성분, 디아민성분, 및 반응용제를 반응기에 투입하고, 실온~80℃에서 0.5~30시간 교반하고, 그 후에 승온하여 이미드화반응을 행하는 방법, (2)디아민성분 및 반응용제를 반응기에 투입하여 용해시킨 후, 테트라카르본산성분을 투입하고, 필요에 따라 실온~80℃에서 0.5~30시간 교반하고, 그 후에 승온하여 이미드화반응을 행하는 방법, (3)테트라카르본산성분, 디아민성분, 및 반응용제를 반응기에 투입하고, 바로 승온하여 이미드화반응을 행하는 방법 등을 들 수 있다.
폴리이미드 수지의 제조에 이용되는 반응용제는, 이미드화반응을 저해시키지 않고, 생성되는 폴리이미드 수지를 용해할 수 있는 것이면 된다. 예를 들어, 비프로톤성 용제, 페놀계 용제, 에테르계 용제, 카보네이트계 용제 등을 들 수 있다.
비프로톤성 용제의 구체예로는, N,N-디메틸이소부틸아미드(DMIB), N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈, N-메틸카프로락탐, 1,3-디메틸이미다졸리디논, 테트라메틸요소 등의 아미드계 용제, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤 등의 락톤계 용제, 헥사메틸포스포릭아미드, 헥사메틸포스핀트리아미드 등의 함인계 아미드계 용제, 디메틸설폰, 디메틸설폭사이드, 설포란 등의 함황계 용제, 아세톤, 시클로헥산, 메틸시클로헥산 등의 케톤계 용제, 피콜린, 피리딘 등의 아민계 용제, 아세트산(2-메톡시-1-메틸에틸) 등의 에스테르계 용제 등을 들 수 있다.
페놀계 용제의 구체예로는, 페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, 2,3-자일레놀, 2,4-자일레놀, 2,5-자일레놀, 2,6-자일레놀, 3,4-자일레놀, 3,5-자일레놀 등을 들 수 있다.
에테르계 용제의 구체예로는, 1,2-디메톡시에탄, 비스(2-메톡시에틸)에테르, 1,2-비스(2-메톡시에톡시)에탄, 비스〔2-(2-메톡시에톡시)에틸〕에테르, 테트라하이드로푸란, 1,4-디옥산 등을 들 수 있다.
또한, 카보네이트계 용제의 구체예로는, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트 등을 들 수 있다.
상기 반응용제 중에서도, 비프로톤성 용제가 바람직하고, 아미드계 용제 또는 락톤계 용제가 보다 바람직하다. 또한, 상기의 반응용제는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 이용할 수도 있다.
이미드화반응에서는, 딘스탁 장치 등을 이용하여, 제조시에 생성되는 물을 제거하면서 반응을 행하는 것이 바람직하다. 이러한 조작을 행함으로써, 폴리이미드 수지의 중합도 및 이미드화율을 보다 상승시킬 수 있다.
상기의 이미드화반응에 있어서는, 공지의 이미드화촉매를 이용할 수 있다. 이미드화촉매로는, 염기촉매 또는 산촉매를 들 수 있다.
염기촉매로는, 피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, α-피콜린, β-피콜린, 2,4-루티딘, 2,6-루티딘, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 이미다졸, N,N-디메틸아닐린, N,N-디에틸아닐린 등의 유기 염기촉매, 수산화칼륨이나 수산화나트륨, 탄산칼륨, 탄산나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산수소나트륨 등의 무기염기촉매를 들 수 있다.
또한, 산촉매로는, 크로톤산, 아크릴산, 트랜스-3-헥세노익산, 계피산, 안식향산, 메틸안식향산, 옥시안식향산, 테레프탈산, 벤젠설폰산, 파라톨루엔설폰산, 나프탈렌설폰산 등을 들 수 있다. 상기의 이미드화촉매는 단독으로 또는 2종 이상을 조합시켜 이용할 수도 있다.
상기 중, 취급성의 관점으로부터, 염기촉매를 이용하는 것이 바람직하고, 유기 염기촉매를 이용하는 것이 보다 바람직하고, 트리에틸아민을 이용하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 촉매를 이용하는 경우, 이미드화반응의 온도는, 반응률 및 겔화 등의 억제의 관점으로부터, 바람직하게는 120~250℃, 보다 바람직하게는 160~190℃이다. 또한, 반응시간은, 생성수의 유출 개시 후, 바람직하게는 0.5~10시간이다.
한편, 촉매를 이용하지 않는 경우의 이미드화반응의 온도는, 바람직하게는 200~350℃이다.
한편, 본 발명의 폴리이미드 수지는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 여러가지 첨가제를 혼합하여 폴리이미드 수지 조성물로 할 수도 있다. 첨가제로는, 예를 들어, 산화방지제, 광안정제, 계면활성제, 난연제, 가소제, 상기 폴리이미드 수지 이외의 고분자 화합물 등을 들 수 있다.
해당 수지 조성물의 고형분농도는, 후술하는 폴리이미드 필름이나 적층체를 형성할 때의 작업성 등에 따라 적당히 선택할 수 있고, 유기용제를 첨가함으로써 이 조성물의 고형분농도나 점도를 조정할 수도 있다. 이 유기용제는, 폴리이미드 수지를 용해시킬 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 폴리이미드 수지는 통상, 유기용제에 대한 용해성을 갖는데, 폴리이미드 수지의 구조나 분자량에 따라서는 유기용제에 대한 용해성이 낮은 경우가 있다. 이때에는, 취급성이나 가공성의 관점으로부터, 폴리이미드 수지의 전구체인 폴리아미드산을 포함하는 조성물(후술하는 폴리아미드산 조성물)을 이용하여 필름 등의 원하는 형상으로 가공한 후, 상기 서술한 이미드화반응을 행할 수도 있다.
제1의 발명에 있어서, 해당 폴리아미드산은 하기 일반식(1-1a)로 표시되는 구성단위를 필수로 하고, 하기 일반식(2a) 및 하기 일반식(3a)로 표시되는 구성단위로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 포함한다.
제2의 발명에 있어서, 해당 폴리아미드산은 하기 일반식(1-2a)로 표시되는 구성단위를 필수로 하고, 바람직하게는 하기 일반식(2a)로 표시되는 구성단위 및 하기 일반식(3a)로 표시되는 구성단위로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 포함한다.
제1 및 제2의 발명에 있어서, 필요에 따라 하기 일반식(4a)로 표시되는 반복구성단위를 포함시킬 수 있다. 이들의 함유량은, 원하는 폴리이미드의 조성에 따라 적당히 조정된다. 또한, 그 밖의 바람직한 태양은 상기 폴리이미드 수지와 동일하다.
[화학식 14]
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(상기 식(1-1a) 중의 R1 및 R2, 상기 식(1-2a) 중의 R1 및 R2, 상기 식(2a) 중의 R3 및 R4, 그리고 상기 식(4a) 중의 X는, 각각 상기 식(1-1), 식(1-2), 식(2), 및 식(4)와 동일하다. 상기 식(1-1a), 식(1-2a), 식(2a), 식(3a) 및 식(4a) 중의 R31 및 R32는, 각각 독립적으로, 수소원자 또는 알킬기이고, 바람직하게는 수소원자 또는 탄소수 1~3의 알킬기이다.)
폴리아미드산은, 상기 서술한 테트라카르본산성분과 디아민성분을 반응시킴으로써 얻어진다. 반응시키는 방법에는 특별히 제한은 없고, 공지의 방법을 이용할 수 있다.
구체적인 반응방법으로는, (1)테트라카르본산성분, 디아민성분, 및 용제를 반응기에 투입하고, 0~120℃, 바람직하게는 5~80℃의 범위에서 1~72시간 교반하는 방법, (2)디아민성분 및 용제를 반응기에 투입하여 용해시킨 후, 테트라카르본산성분을 투입하고, 0~120℃, 바람직하게는 5~80℃의 범위에서 1~72시간 교반하는 방법, 등을 들 수 있다. 상기 중, (2)의 제조방법이 바람직하다.
80℃ 이하에서 반응시키는 경우에는, 얻어지는 폴리아미드산의 분자량이 중합시의 온도이력에 의존하여 변동하지 않으며, 또한 열이미드화의 진행도 억제할 수 있으므로, 폴리아미드산을 안정적으로 제조할 수 있다.
폴리아미드산의 제조에 이용되는 용제는, 생성되는 폴리아미드산을 용해할 수 있는 것이면 된다. 예를 들어, N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸이소부틸아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, 디메틸설폭사이드, 1,4-디옥산, 시클로헥사논 등을 들 수 있다. 상기 용제는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 이용할 수도 있다.
상기 (1)의 제조방법에서는, 디아민성분 및 테트라카르본산성분을 상기 용제에 용해시킨 용액을 교반하면서, 0~120℃, 바람직하게는 5~80℃의 범위에서 1~72시간 교반함으로써 폴리아미드산을 포함하는 용액이 얻어진다. 또한 상기 (2)의 제조방법에서는, 디아민성분을 상기 용제에 용해시킨 용액을 교반하면서, 테트라카르본산성분을 서서히 첨가하고, 0~120℃, 바람직하게는 5~80℃의 범위에서 1~72시간 교반함으로써 폴리아미드산을 포함하는 용액이 얻어진다.
얻어지는 폴리아미드산용액 중의 폴리아미드산의 농도는, 폴리아미드산 조성물로서 사용하는 관점으로부터, 통상 폴리아미드산용액 중의 1~50질량%이고, 바람직하게는 3~35질량%, 보다 바람직하게는 10~30질량%의 범위이다.
폴리아미드산 조성물은, 상기와 같이 하여 얻어진 폴리아미드산을 포함한다. 이 폴리아미드산 조성물을 이용하여도, 본 발명의 폴리이미드 수지를 얻을 수 있다. 폴리아미드산 조성물은, 특히 폴리이미드 필름의 제작에 호적하게 이용된다.
폴리아미드산 조성물은, 효율좋게 이미드화를 진행시키는 관점으로부터, 이미드화촉매 및 탈수촉매를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 이미드화촉매로는, 비점이 40℃ 이상 180℃ 이하인 이미드화촉매이면 되고, 비점이 180℃ 이하인 아민 화합물을 바람직한 것으로서 들 수 있다. 비점이 180℃ 이하인 이미드화촉매이면, 필름형성 후, 고온에서의 건조시에 이 필름이 착색되어, 외관이 손상될 우려가 없다. 또한, 비점이 40℃ 이상의 이미드화촉매이면, 충분히 이미드화가 진행되기 전에 휘발될 가능성을 회피할 수 있다.
이미드화촉매로서 호적하게 이용되는 아민 화합물로는, 피리딘 또는 피콜린을 들 수 있다. 상기의 이미드화촉매는 단독으로 또는 2종 이상을 조합시켜 이용할 수도 있다.
탈수촉매로는, 무수아세트산, 프로피온산무수물, n-부티르산무수물, 안식향산무수물, 트리플루오로아세트산무수물 등의 산무수물; 디시클로헥실카르보디이미드 등의 카르보디이미드 화합물; 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합시켜 이용할 수도 있다.
폴리아미드산 조성물은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 산화방지제, 광안정제, 계면활성제, 난연제, 가소제 등의 첨가제를 함유하고 있을 수도 있다. 또한, 폴리아미드산 조성물에, 추가로 실리카 미립자를 함유시킬 수도 있다.
상기 폴리아미드산 조성물을 가열, 탈수폐환함으로써, 본 발명의 폴리이미드 수지를 얻을 수 있다.
가열온도는 통상 100~400℃이고, 바람직하게는 200~350℃, 보다 바람직하게는 250~340℃의 범위에서 선택할 수 있다. 또한, 가열시간은, 통상 1분~6시간이고, 바람직하게는 5분~2시간, 보다 바람직하게는 15분~1시간이다.
가열분위기는, 공기가스, 질소가스, 산소가스, 수소가스, 질소/수소혼합가스 등을 들 수 있는데, 얻어지는 폴리이미드 수지의 착색을 억제하기 위해서는, 산소농도가 100ppm 이하인 질소가스, 수소농도가 0.5% 이하 포함되는 질소/수소혼합가스가 바람직하다.
폴리아미드산 조성물을 이용하여 폴리이미드 필름을 제작하는 방법으로는, 예를 들어, 유리기판 등에 폴리아미드산 조성물을 도포한 후, 상기 조건 하에서 가열건조·탈수폐환하고, 이어서 기판으로부터 박리함으로써 얻어진다. 폴리아미드산 조성물의 도포방법에는 특별히 제한은 없고, 공지의 방법을 이용할 수 있다.
제1의 발명에 있어서, 폴리아미드산 조성물을 이용하여 제작되는 폴리이미드 필름의 막두께는, 통상 0.1~500μm이고, 바람직하게는 1~250μm, 보다 바람직하게는 5~100μm, 더욱 바람직하게는 10~50μm이다.
[폴리이미드 필름]
제1의 발명의 폴리이미드 필름은, 제1의 발명의 폴리이미드 수지를 포함하는 것을 특징으로 하며, 투명성이 우수하고, 저열선팽창계수를 갖는다. 제1의 발명의 폴리이미드 필름은, 제1의 발명의 폴리이미드 수지로 이루어진 것이 바람직하다.
제2의 발명의 폴리이미드 필름은, 제2의 발명에 따른 폴리이미드 수지를 포함하는 것을 특징으로 하며, 저열선팽창계수를 갖는다. 제2의 발명의 폴리이미드 필름은, 제2의 발명에 따른 폴리이미드 수지로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 폴리이미드 필름의 제작방법에는 특별히 제한은 없고, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 유기용제를 함유하는 본 발명의 폴리이미드 수지용액, 또는 폴리이미드 수지와 기술한 여러가지 첨가제를 포함하는 수지조성물을 필름상으로 도포 또는 형성한 후, 이 유기용제를 제거하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 상기 서술한 폴리아미드산 조성물을 이용하여 폴리이미드 필름을 제작할 수도 있다.
제1의 발명의 폴리이미드 필름의 두께는 용도 등에 따라 적당히 선택할 수 있는데, 통상 0.1~500μm이고, 바람직하게는 1~250μm, 보다 바람직하게는 5~100μm, 더욱 바람직하게는 10~50μm의 범위이다.
제2의 발명의 폴리이미드 필름의 두께는 10~50μm로 하고, 용도 등에 따라 적당히 선택할 수 있다. 두께가 10μm 미만이면 자립막으로서의 사용이 곤란해지고, 50μm를 초과하면 이미드화할 때에 분해반응도 진행됨으로써 막강도가 취약해진다. 제2의 발명의 폴리이미드 필름의 두께는, 바람직하게는 10~50μm, 보다 바람직하게는 10~40μm의 범위이다.
본 발명에서는, 두께 30μm에 있어서의 전광선투과율이 바람직하게는 80% 이상의 폴리이미드 필름으로 할 수 있다. 이 전광선투과율은 82% 이상인 것이 보다 바람직하고, 83% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명에서는, 열선팽창계수가 바람직하게는 15ppm/℃ 이하, 보다 바람직하게는 14ppm/℃ 이하의 폴리이미드 필름으로 할 수 있다. 나아가, 유리전이온도가 바람직하게는 300℃ 이상, 보다 바람직하게는 320℃ 이상, 더욱 바람직하게는 350℃ 이상의 폴리이미드 필름으로 할 수 있다.
폴리이미드 필름의 전광선투과율, 열선팽창계수는, 구체적으로는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
[적층체]
제1의 발명은 또한, 플라스틱 필름, 실리콘 웨이퍼, 금속박 및 유리로부터 선택되는 기재와, 제1의 발명의 폴리이미드 수지를 포함하는 폴리이미드 수지층을 갖는 적층체를 제공한다. 제1의 발명의 적층체는, 이 폴리이미드 수지층을 적어도 1층 갖고 있을 수도 있고, 2층 이상 갖고 있을 수도 있다.
제1의 발명의 적층체를 구성하는 기재는, 플라스틱 필름, 실리콘 웨이퍼, 금속박 및 유리로부터 선택된다.
플라스틱 필름을 구성하는 수지로는, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 이소부텐 등의 단독중합체 또는 공중합체 등의 폴리올레핀, 환상폴리올레핀 등의 비정질폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 12, 공중합나일론 등의 폴리아미드, 폴리비닐알코올, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 부분가수분해물(EVOH), 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 불소 수지, 아크릴 수지, 폴리유산 등의 생분해성 수지 등을 들 수 있다. 이들 중, 내열성 및 치수안정성의 관점으로부터, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리카보네이트가 바람직하다.
금속박을 구성하는 금속으로는, 도전성을 갖는 것이라면 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 금, 은, 동, 철, 니켈을 들 수 있다. 이들 중, 은 또는 동이 바람직하고, 동이 보다 바람직하다.
상기 기재 중에서도, 기재가 금속박인 것이 바람직하고, 동박인 것이 보다 바람직하다.
기재의 두께는, 적층체의 용도 등에 따라 적당히 선택할 수 있는데, 바람직하게는 0.1~500μm, 보다 바람직하게는 1~250μm의 범위이다.
제1의 발명의 적층체를 구성하는 폴리이미드 수지층은, 제1의 발명의 폴리이미드 수지를 적어도 포함하는 것이다. 폴리이미드 수지층의 두께는, 적층체의 용도 등에 따라 적당히 선택할 수 있는데, 바람직하게는 0.5~50μm, 보다 바람직하게는 1~30μm의 범위이다. 한편, 제1의 발명의 적층체가 폴리이미드 수지층을 2층 이상 갖는 경우에는, 폴리이미드 수지층의 두께란, 각 층의 합계의 두께를 의미한다.
제1의 발명의 적층체의 제조방법에는 특별히 제한은 없고, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 기재에, 유기용제를 포함하는 제1의 발명의 폴리이미드 수지용액, 또는 폴리아미드산 조성물을 도포한 후, 이 유기용제를 제거하는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명의 폴리이미드 수지를 포함하는 폴리이미드 필름은, 컬러필터, 플렉서블 디스플레이, 반도체부품, 광학부재 등의 각종 부재용의 필름으로서 호적하게 이용된다. 제2의 발명의 폴리이미드 필름은, CTE가 낮으므로, 유리기판 대체의 플렉서블 필름에 특히 호적하게 이용된다. 또한, 제1의 발명의 적층체는, 프린트 배선용 기판으로서 호적하게 이용된다.
실시예
이하 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단 본 발명은 이들 실시예로 제한되는 것은 전혀 아니다.
하기 실시예에서 얻은 폴리이미드 필름의 물성의 측정방법을 이하에 나타낸다.
(1) 열선팽창계수(CTE)
에스아이아이·나노테크놀로지주식회사제의 열기계적 분석장치(TMA/SS6100)를 이용하여, 승온속도 10℃/min의 조건으로 TMA측정을 행하고, 100~150℃의 CTE를 구하였다.
한편, CTE는 15ppm/℃ 이하가 바람직하다.
(2) 전광선투과율 및 옐로인덱스(YI)
일본전색공업주식회사 색채·탁도 동시측정기(COH400)를 이용하여, 표 1에 나타내는 각 막두께로 측정하였다. 한편, 전광선투과율은 82% 이상이 바람직하다.
하기 실시예에서는, 실시예 2~7이 제1의 발명에 속하는 실시예이고, 실시예 1~7이 제2의 발명에 속하는 실시예이다.
실시예 1
<DATA-CBDA 바니시의 조제>
스테인리스제 반달형 교반날개, 질소도입관, 온도계, 유리제 엔드캡을 구비한 0.3L의 5개구 유리제 바닥이 둥근 플라스크 중에서, N,N'-비스(4-아미노페닐)테레프탈아미드(DATA, 와카야마세이카공업(주)제) 17.32g(0.050몰), 디메틸아세트아미드(DMAc, 미쯔비시가스화학(주)제) 108.5g을 넣고 질소분위기하, 실온, 200rpm으로 충분한 시간 교반하였다. 그 용액에 시클로부탄테트라카르본산이무수물(CBDA, 와코순약(주)제) 9.81g(0.050몰)을 넣어 내온 40℃를 초과하지 않도록 내온을 제어하면서 15min 교반하였다. DMAc 135.6g 첨가하고, 다시 1h 교반하여 고형분농도 10질량%의 폴리아미드산용액을 얻었다.
<DATA-CBDA 필름의 제작>
얻어진 폴리아미드산용액을 바코터로 유리판 상에 도포하고, 80℃ 2h 가열함으로써 자립막을 제작하였다. 유리판으로부터 박리하지 않고 320℃×1h로 열이미드화를 행하였다. 열이미드화 후, 유리판으로부터 박리하고, 340℃×1h로 어닐하여 막두께 22μm의 폴리이미드 필름을 얻었다.
실시예 2
<DATA-PMDAHH70-CBDA30 바니시의 조제>
스테인리스제 반달형 교반날개, 질소도입관, 온도계, 유리제 엔드캡을 구비한 0.3L의 5개구 유리제 바닥이 둥근 플라스크 중에서, N,N'-비스(4-아미노페닐)테레프탈아미드(DATA, 와카야마세이카공업(주)제) 17.32g(0.050몰), 디메틸아세트아미드(DMAc, 미쯔비시가스화학(주)제) 114.4g을 넣고 질소분위기하, 실온, 200rpm으로 충분한 시간 교반하였다. 그 용액에 시클로헥산테트라카르본산이무수물(PMDAHH, 와코순약(주)제) 7.85g(0.035몰), 시클로부탄테트라카르본산이무수물(CBDA, 와코순약(주)제) 2.94g(0.015몰)을 넣어 내온 40℃를 초과하지 않도록 내온을 제어하면서 25min 교반하였다. DMAc 142.6g 첨가하고, 다시 30min 교반하여 고형분농도 10질량%의 폴리아미드산용액을 얻었다.
<DATA-PMDAHH70-CBDA30 필름의 제작)>
얻어진 폴리아미드산용액을 바코터로 유리판 상에 도포하고, 80℃ 2h 가열함으로써 자립막을 제작하였다. 유리판으로부터 박리하지 않고 320℃×1h로 열이미드화를 행하였다. 열이미드화 후, 유리판으로부터 박리하고, 340℃×1h로 어닐하여 막두께 11μm의 폴리이미드 필름을 얻었다.
실시예 3
<DATA-PMDAHH50-CBDA50 바니시의 조제>
스테인리스제 반달형 교반날개, 질소도입관, 온도계, 유리제 엔드캡을 구비한 0.3L의 5개구 유리제 바닥이 둥근 플라스크 중에서, N,N'-비스(4-아미노페닐)테레프탈아미드(DATA, 와카야마세이카공업(주)제) 17.32g(0.050몰), 디메틸아세트아미드(DMAc, 미쯔비시가스화학(주)제) 111.3g을 넣고 질소분위기하, 실온, 200rpm으로 충분한 시간 교반하였다. 그 용액에 시클로헥산테트라카르본산이무수물(PMDAHH, 와코순약(주)제) 5.61g(0.025몰), 시클로부탄테트라카르본산이무수물(CBDA, 와코순약(주)제) 4.90g(0.025몰)을 넣어 내온 40℃를 초과하지 않도록 내온을 제어하면서 15min 교반하였다. DMAc 139.1g 첨가하고, 다시 40min 교반하여 고형분농도 10질량%의 폴리아미드산용액을 얻었다.
<DATA-PMDAHH50-CBDA50 필름의 제작>
얻어진 폴리아미드산용액을 바코터로 유리판 상에 도포하고, 80℃ 2h 가열함으로써 자립막을 제작하였다. 유리판으로부터 박리하지 않고 320℃×1h로 열이미드화를 행하였다. 열이미드화 후, 유리판으로부터 박리하고, 340℃×1h로 어닐하여 막두께 12μm의 폴리이미드 필름을 얻었다.
실시예 4
<DATA-PMDAHH30-CBDA70 바니시의 조제>
스테인리스제 반달형 교반날개, 질소도입관, 온도계, 유리제 엔드캡을 구비한 0.3L의 5개구 유리제 바닥이 둥근 플라스크 중에서, N,N'-비스(4-아미노페닐)테레프탈아미드(DATA, 와카야마세이카공업(주)제) 17.32g(0.050몰), 디메틸아세트아미드(DMAc, 미쯔비시가스화학(주)제) 111.3g을 넣고 질소분위기하, 실온, 200rpm으로 충분한 시간 교반하였다. 그 용액에 시클로헥산테트라카르본산이무수물(PMDAHH, 와코순약(주)제) 3.37g(0.015몰), 시클로부탄테트라카르본산이무수물(CBDA, 와코순약(주)제) 6.86g(0.035몰)을 넣어 내온 40℃를 초과하지 않도록 내온을 제어하면서 12min 교반하였다. DMAc 137.7g 첨가하고, 다시 40min 교반하여 고형분농도 10질량%의 폴리아미드산용액을 얻었다.
<DATA-PMDAHH30-CBDA70 필름의 제작>
얻어진 폴리아미드산용액을 바코터로 유리판 상에 도포하고, 80℃ 2h 가열함으로써 자립막을 제작하였다. 유리판으로부터 박리하지 않고 320℃×1h로 열이미드화를 행하였다. 열이미드화 후, 유리판으로부터 박리하고, 340℃×1h로 어닐하여 막두께 15μm의 폴리이미드 필름을 얻었다.
실시예 5
<DATA70-TFMB30-CBDA 바니시의 조제>
스테인리스제 반달형 교반날개, 질소도입관, 온도계, 유리제 엔드캡을 구비한 0.3L의 5개구 유리제 바닥이 둥근 플라스크 중에서, N,N'-비스(4-아미노페닐)테레프탈아미드(DATA, 와카야마세이카공업(주)제) 12.157g(0.035몰), 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(TFMB, 와카야마세이카공업(주)제) 4.817g(0.015몰), N,N-디메틸이소부틸아미드(DMIB, 미쯔비시가스화학(주)제) 107.23g을 넣고 질소분위기하, 실온, 200rpm으로 충분한 시간 교반하였다. 그 용액에, 시클로부탄테트라카르본산이무수물(CBDA, 와코순약(주)제) 9.833g(0.050몰)을 넣어 내온 40℃를 초과하지 않도록 내온을 제어하면서 25min 교반하였다. DMIB 117.77g 첨가하고, 다시 30min 교반하여 고형분농도 10질량%의 폴리아미드산용액을 얻었다.
<DATA70-TFMB30-CBDA 필름의 제작)>
얻어진 폴리아미드산용액을 바코터로 유리판 상에 도포하고, 80℃ 2h 가열함으로써 자립막을 제작하였다. 유리판으로부터 박리하지 않고 320℃×1h로 열이미드화를 행하였다. 열이미드화 후, 유리판으로부터 박리하고, 340℃×1h로 어닐하여 막두께 10μm의 폴리이미드 필름을 얻었다.
실시예 6
<DATA50-TFMB50-CBDA 바니시의 조제>
스테인리스제 반달형 교반날개, 질소도입관, 온도계, 유리제 엔드캡을 구비한 0.3L의 5개구 유리제 바닥이 둥근 플라스크 중에서, N,N'-비스(4-아미노페닐)테레프탈아미드(DATA, 와카야마세이카공업(주)제) 8.776g(0.025몰), 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(TFMB, 와카야마세이카공업(주)제) 8.113g(0.025몰), N,N-디메틸이소부틸아미드(DMIB), 미쯔비시가스화학(주)제) 107.31g을 넣고 질소분위기하, 실온, 200rpm으로 충분한 시간 교반하였다. 그 용액에, 시클로부탄테트라카르본산이무수물(CBDA, 와코순약(주)제) 9.937g(0.050몰)을 넣어 내온 40℃를 초과하지 않도록 내온을 제어하면서 25min 교반하였다. DMIB 142.6g 첨가하고, 다시 30min 교반하여 고형분농도 10질량%의 폴리아미드산용액을 얻었다.
<DATA50-TFMB50-CBDA 필름의 제작)>
얻어진 폴리아미드산용액을 바코터로 유리판 상에 도포하고, 80℃ 2h 가열함으로써 자립막을 제작하였다. 유리판으로부터 박리하지 않고 320℃×1h로 열이미드화를 행하였다. 열이미드화 후, 유리판으로부터 박리하고, 340℃×1h로 어닐하여 막두께 13μm의 폴리이미드 필름을 얻었다.
실시예 7
<DATA30-TFMB70-CBDA 바니시의 조제>
스테인리스제 반달형 교반날개, 질소도입관, 온도계, 유리제 엔드캡을 구비한 0.3L의 5개구 유리제 바닥이 둥근 플라스크 중에서, N,N'-비스(4-아미노페닐)테레프탈아미드(DATA, 와카야마세이카공업(주)제) 5.322g(0.015몰), 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(TFMB, 와카야마세이카공업(주)제) 11.480g(0.035몰), N,N-디메틸이소부틸아미드(DMIB), 미쯔비시가스화학(주)제) 107.38g을 넣고 질소분위기하, 실온, 200rpm으로 충분한 시간 교반하였다. 그 용액에, 시클로부탄테트라카르본산이무수물(CBDA, 와코순약(주)제) 10.044g(0.050몰)을 넣어 내온 40℃를 초과하지 않도록 내온을 제어하면서 25min 교반하였다. DMIB 117.62g 첨가하고, 다시 30min 교반하여 고형분농도 10질량%의 폴리아미드산용액을 얻었다.
<DATA30-TFMB70-CBDA 필름의 제작)>
얻어진 폴리아미드산용액을 바코터로 유리판 상에 도포하고, 80℃ 2h 가열함으로써 자립막을 제작하였다. 유리판으로부터 박리하지 않고 320℃×1h로 열이미드화를 행하였다. 열이미드화 후, 유리판으로부터 박리하고, 340℃×1h로 어닐하여 막두께 15μm의 폴리이미드 필름을 얻었다.
비교예 1
<DATA-PMDAHH바니시의 조제>
스테인리스제 반달형 교반날개, 질소도입관, 온도계, 유리제 엔드캡을 구비한 0.3L의 5개구 유리제 바닥이 둥근 플라스크 중에서, N,N'-비스(4-아미노페닐)테레프탈아미드(DATA, 와카야마세이카공업(주)제) 17.32g(0.050몰), 디메틸아세트아미드(DMAc, 미쯔비시가스화학(주)제) 114.1g을 넣고 질소분위기하, 실온, 200rpm으로 충분한 시간 교반하였다. 그 용액에 시클로헥산테트라카르본산이무수물(PMDAHH, 와코순약(주)제) 11.22g(0.050몰)을 넣어 내온 40℃를 초과하지 않도록 내온을 제어하면서 45min 교반하였다. DMAc 142.6g 첨가하고, 다시 30min 교반하여 고형분농도 10질량%의 폴리아미드산용액을 얻었다.
<DATA-PMDAHH필름의 제작>
얻어진 폴리아미드산용액을 바코터로 유리판 상에 도포하고, 80℃ 2h 가열함으로써 자립막을 제작하였다. 유리판으로부터 박리하지 않고 320℃×1h로 열이미드화를 행하였다. 열이미드화 후, 유리판으로부터 박리하고, 340℃×1h로 어닐하여 막두께 11μm의 폴리이미드 필름을 얻었다.
비교예 2
막두께를 7μm로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하여 폴리이미드 필름을 얻었다.
[표 1]
Figure 112018027965428-pct00015
제1의 발명에 속하는 실시예 2~7의 폴리이미드 필름은, CTE 및 전광선투과율이 모두 양호하여 밸런스가 잡혀져 있으며, 우수한 내열성도 발휘할 수 있다고 할 수 있다. 제2의 발명에 속하는 실시예 1~7의 폴리이미드 필름은, CTE가 모두 낮아 양호하였다. 또한, 전광선투과율도 문제없는 레벨이고, 우수한 내열성도 발휘할 수 있다고 할 수 있다. 특히, 실시예 2~3의 폴리이미드 필름은, 전광선투과율이 보다 양호하고 CTE 및 전광선투과율이, 밸런스 좋아 우수하였다. 이에 반해, 비교예 1의 폴리이미드 필름은, 실시예에 비해 CTE가 높았다. 비교예 2의 폴리이미드 필름은, 전광선투과율이 낮고, 막두께가 작았으므로 막강도가 약해, CTE를 측정할 수 없게 되었다.

Claims (13)

  1. 하기 식(1-1)로 표시되는 구성단위를 포함하고, 하기 식(2-1)로 표시되는 구성단위 및 하기 식(3)으로 표시되는 구성단위로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 포함하는 폴리이미드 수지로서,
    하기 식(1-1)로 표시되는 구성단위와, 하기 식(3)으로 표시되는 구성단위를 포함하는 폴리이미드 수지에서의, 전체 구성단위에 대한, 하기 식(1-1)로 표시되는 구성단위와 하기 식(3)으로 표시되는 구성단위의 합계 함유량이 90~100몰%인 폴리이미드 수지.

    (식(1-1) 중의 R1 및 R2, 식(2-1) 중의 R3 및 R4는 각각 독립적으로, 하기 식(i) 또는 식(ii)의 기이고, 이들 식 중의 *는 식(1-1) 및 식(2-1) 중의 *가 붙여진 탄소에 결합하고, **는 식(1-1) 및 식(2-1) 중의 **가 붙여진 탄소에 결합한다.)

  2. 제1항에 있어서,
    식(1-1)로 표시되는 구성단위와 식(2-1)로 표시되는 구성단위를 포함하고, 식(1-1)로 표시되는 구성단위의 R1 및 R2가 식(i)이고, 또한, 식(2-1)로 표시되는 구성단위의 R3 및 R4가 식(i)인 폴리이미드 수지.
  3. 제1항에 있어서,
    식(1-1)로 표시되는 구성단위와 식(2-1)로 표시되는 구성단위를 포함하고, 식(1-1)로 표시되는 구성단위와 식(2-1)로 표시되는 구성단위의 몰비가 25:75~75:25인 폴리이미드 수지.
  4. 제1항에 있어서,
    식(1-1)로 표시되는 구성단위와 식(3)으로 표시되는 구성단위를 포함하고, 식(1-1)로 표시되는 구성단위와 식(3)으로 표시되는 구성단위의 몰비가 20:80~80:20인 폴리이미드 수지.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 폴리이미드 수지를 포함하는 폴리이미드 필름.
  6. 플라스틱 필름, 실리콘 웨이퍼, 금속박 및 유리로부터 선택되는 기재와, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 폴리이미드 수지를 포함하는 폴리이미드 수지층을 갖는 적층체.
  7. 하기 식(1-1)로 표시되는 구성단위와,
    하기 식(2-1)로 표시되는 구성단위 및 하기 식(3)으로 표시되는 구성단위로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 포함하는 폴리이미드 수지를 포함하는 폴리이미드 필름으로서,
    하기 식(1-1)로 표시되는 구성단위와, 하기 식(3)으로 표시되는 구성단위를 포함하는 폴리이미드 수지에서의, 전체 구성단위에 대한, 하기 식(1-1)로 표시되는 구성단위와 하기 식(3)으로 표시되는 구성단위의 합계 함유량이 90~100몰%이며,
    두께가 10~50μm인, 폴리이미드 필름.

    (식(1-1) 중의 R1 및 R2와, 식(2-1) 중의 R3 및 R4는 각각 독립적으로, 하기 식(i) 또는 식(ii)의 기이고, 이들 식 중의 *는 식(1-1) 및 식(2-1) 중의 *가 붙여진 탄소에 결합하고, **는 식(1-1) 및 식(2-1) 중의 **가 붙여진 탄소에 결합한다.)

  8. 제7항에 있어서,
    식(1-1)로 표시되는 구성단위의 R1 및 R2가 식(i)인 폴리이미드 필름.
  9. 제7항에 있어서,
    식(2-1)로 표시되는 구성단위를 포함하는 폴리이미드 필름.
  10. 제9항에 있어서,
    식(2-1)로 표시되는 구성단위의 R3 및 R4가 식(i)인 폴리이미드 필름.
  11. 제9항에 있어서,
    식(1-1)로 표시되는 구성단위와 식(2-1)로 표시되는 구성단위의 몰비가 25:75~75:25인 폴리이미드 필름.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    식(3)으로 표시되는 구성단위를 포함하는 폴리이미드 필름.
  13. 제12항에 있어서,
    식(1-1)로 표시되는 구성단위와 식(3)으로 표시되는 구성단위의 몰비가 20:80~80:20인 폴리이미드 필름.
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