WO2017073782A1 - ポリイミド膜 - Google Patents

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WO2017073782A1
WO2017073782A1 PCT/JP2016/082271 JP2016082271W WO2017073782A1 WO 2017073782 A1 WO2017073782 A1 WO 2017073782A1 JP 2016082271 W JP2016082271 W JP 2016082271W WO 2017073782 A1 WO2017073782 A1 WO 2017073782A1
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WO
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polyimide film
derived
mol
site
polyimide
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Application number
PCT/JP2016/082271
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English (en)
French (fr)
Inventor
友貴 白井
幸司 森内
Original Assignee
株式会社アイ.エス.テイ
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Publication date
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Application filed by 株式会社アイ.エス.テイ filed Critical 株式会社アイ.エス.テイ
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets

Definitions

  • the present invention relates to an essentially colorless and transparent polyimide film, and more particularly to an essentially colorless and transparent polyimide film useful for optical fibers, liquid crystal display substrates, electroluminescence substrates, protective sheets and the like.
  • Polyimide films generally have excellent thermal stability, electrical characteristics and mechanical properties, and are applied to various products used in relatively harsh environments. By the way, many polyimide films are clouded or colored yellow or brown due to severe heat history until film formation. When such a turbid polyimide film or a colored polyimide film is applied as a film substrate of a liquid crystal display device, it not only darkens the field of view but also impairs the original function of the liquid crystal display device. Therefore, a colorless and transparent polyimide film has been developed to solve such a problem.
  • colorless and transparent polyimide films are widely used as films for liquid crystal display devices, optical fiber cable coatings, waveguides, protective coatings for solar cells, and the like (for example, JP-A-62-27333, JP, 2000-313804, JP, 2012-040836, etc.).
  • the colorless and transparent polyimide film proposed in the past had to be expensive due to high raw material costs, and it was difficult to accept in the market. Further, the conventional colorless and transparent polyimide film has a low resistance to methyl ethyl ketone used in the production of a flexible printed circuit board or the like, and has a problem that it breaks when tension is applied.
  • the problem of the present invention is that it can be produced at a lower cost than the conventional while exhibiting excellent heat resistance, transparency and strength equivalent to those of the prior art, and methyl ethyl ketone than the conventional colorless and transparent polyimide film. It is an object to provide a colorless and transparent polyimide film having high resistance to water.
  • the polyimide film according to one aspect of the present invention is made of a specific polyimide resin.
  • the polyimide film includes a film, a sheet, and a tubular body.
  • the specific polyimide resin includes at least a site derived from a biphenyltetracarboxylic acid compound (BPDA) and a site derived from an aromatic tetracarboxylic acid compound having an ether group as a site derived from a tetracarboxylic acid compound, and a site derived from a diamine.
  • BPDA biphenyltetracarboxylic acid compound
  • an aromatic tetracarboxylic acid compound having an ether group as a site derived from a tetracarboxylic acid compound
  • a site derived from a diamine As an aromatic diamine-derived moiety having a fluorine group and an aromatic diamine-derived moiety having a sulfone group.
  • the site derived from the tetracarboxylic acid compound means a site derived from "tetracarboxylic acid” or “tetracarboxylic acid derivatives such as tetracarboxylic dianhydride and tetracarboxylic acid diester", and diamine.
  • the origin site means a site derived from “diamine”.
  • the specific polyimide resin is composed of a biphenyltetracarboxylic acid compound (BPDA) -derived site and an aromatic tetracarboxylic acid-based compound-derived site having an ether group as a tetracarboxylic acid compound-derived site, and is derived from a diamine.
  • BPDA biphenyltetracarboxylic acid compound
  • the film thickness of the polyimide film according to the present invention is in the range of 5 ⁇ m to 50 ⁇ m, preferably in the range of 7.5 ⁇ m to 40 ⁇ m, and preferably in the range of 10 ⁇ m to 30 ⁇ m. More preferred.
  • this polyimide film exists in the range of 0.1 or more and 2.0 or less, when the film thickness of a polyimide film is 25 micrometers.
  • a colorless and transparent polyimide film having a haze value of 2.0 or less can stably transmit light when applied to uses such as a liquid crystal display.
  • the colorless and transparent polyimide film according to the present invention is formed from a polyimide precursor solution prepared using a specific monomer.
  • the polyimide precursor solution is obtained by reacting a specific tetracarboxylic acid compound and a specific diamine in a polar organic solvent.
  • all known aromatic tetracarboxylic acid compounds or aromatic diamines can be added as long as the essence of the present invention is not impaired.
  • the molar ratio of each tetracarboxylic acid compound in a plurality of types of tetracarboxylic acid compounds can be appropriately adjusted.
  • Examples of the organic solvent used for the preparation of the polyimide precursor solution include N, N-dimethylacetamide (DMAc), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-diethylacetamide, N, N— Diethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), phenol, cresol, xylenol, resorcin, 3-chlorophenol, 4-chlorophenol, 3-bromophenol, 4-bromophenol And 2-chloro-5-hydroxytoluene, diglyme, triglyme, sulfolane, ⁇ -butyrolactone, tetrahydrofuran and dioxolane.
  • N, N-dimethylacetamide (DMAc) is preferably used. Two or more of these solvents may be used in combination.
  • the polyimide precursor solution described above includes a dispersant, a solid lubricant, an anti-settling agent, a leveling agent, a surface conditioner, a moisture absorbent, an anti-gelling agent, an oxidation, within a range that does not impair the essence of the present invention.
  • Known additives such as inhibitors, ultraviolet absorbers, light stabilizers, plasticizers, anti-skinning agents, surfactants, antistatic agents, antifoaming agents, antibacterial agents, fungicides, antiseptics, thickeners, etc. May be added.
  • the colorless and transparent polyimide film according to the present invention is obtained by forming a coating film from the above polyimide precursor solution and converting the coating film to imide.
  • the molar fraction of the biphenyltetracarboxylic acid compound (BPDA) -derived portion relative to all the tetracarboxylic acid-based compound-derived portions is in the range of 70 mol% or more and 99 mol% or less. It is more preferable that it is in the range of 80 mol% or more and 97.5 mol% or less, and it is more preferable that it is in the range of 90 mol% or more and 95 mol% or less.
  • a polyimide film in which the molar ratio of biphenyltetracarboxylic acid compound (BPDA) to the tetracarboxylic acid compound-derived moiety is 50 mol% or more has a high glass transition temperature, and is used in the manufacture of liquid crystal displays and flexible printed boards. This is because sufficient heat resistance can be maintained when attaching.
  • BPDA biphenyltetracarboxylic acid compound
  • the site derived from the biphenyltetracarboxylic acid compound (BPDA) is formed from the biphenyltetracarboxylic acid compound (BPDA).
  • BPDA biphenyltetracarboxylic acid compound
  • biphenyltetracarboxylic acid compound BPDA
  • biphenyltetracarboxylic acid compound BPDA
  • biphenyltetracarboxylic acid compound BPDA
  • biphenyltetracarboxylic acid or “biphenyltetracarboxylic acid”
  • acid dianhydrides and biphenyltetracarboxylic acid derivatives such as biphenyltetracarboxylic acid diesters ”.
  • Biphenyltetracarboxylic acid can be obtained by hydrolyzing biphenyltetracarboxylic dianhydride by a known method, and biphenyltetracarboxylic acid diester diesterifies biphenyltetracarboxylic dianhydride by a known method. Can be obtained.
  • the mole fraction of the aromatic tetracarboxylic acid compound-derived part having an ether group with respect to all the tetracarboxylic acid compound-derived parts is 1 mol% or more and 30 mol% or less. It is preferably within the range, more preferably within the range of 2.5 mol% to 20 mol%, and still more preferably within the range of 5 mol% to 10 mol%. This is because a polyimide film made of such a specific polyimide resin has a very low degree of white turbidity and can maintain high transparency.
  • the site derived from an aromatic tetracarboxylic acid compound having an ether group is formed from an aromatic tetracarboxylic acid compound having an ether group, but as an aromatic tetracarboxylic acid compound having an ether group, “having an ether group” "Aromatic tetracarboxylic acid” or "aromatic tetracarboxylic dianhydride having an ether group and aromatic tetracarboxylic acid derivatives having an ether group such as an aromatic tetracarboxylic diester having an ether group”.
  • aromatic tetracarboxylic dianhydride having an ether group 2,2-bis [3,4- (dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride (BPADA), 5,5′- Oxybis (isobenzofuran-1,3-dione) (ODPA), 4,4′-oxybis (isobenzofuran-1,3-dione), 4,5′-oxybis (isobenzofuran-1,3-dione), 5 , 5- [1,4-phenylenebis (oxy)] bis (isobenzofuran-1,3-dione), 4,4 ′-[2,1-phenylenebis (oxy)] bis (isobenzofuran-1,3 -Dione), 3,3 '-(p-phenylenedioxy) diphthalic anhydride, 5,5'-[1,2-phenylenebis (oxy) bis (isobenzofuran-1,3-dione), 5 , 5 '-[ , 3-phenylenebis (oxy)
  • aromatic tetracarboxylic acid having an ether group can be obtained by hydrolyzing the aromatic tetracarboxylic dianhydride having the ether group by a known method.
  • An aromatic tetracarboxylic acid diester having an ether group can be obtained by diesterifying the dianhydride by a known method.
  • the molar fraction of the aromatic diamine-derived portion having a fluorine group with respect to all the diamine-derived portions is in the range of 40 mol% to 98 mol%, and 50 mol%. More preferably, it is in the range of 95 mol% or less, and more preferably in the range of 60 mol% or more and 90 mol% or less. This is because a polyimide film made of such a specific polyimide resin can exhibit excellent transparency.
  • aromatic diamine having a fluorine group examples include diaminobenzotrifluoride, bis (trifluoromethyl) phenylenediamine, diaminotetra (trifluoromethyl) benzene, diamino (pentafluoroethyl) benzene, 2,2′-bis (tri Fluoromethyl) benzidine, 3,3'-bis (trifluoromethyl) benzidine (TFMB), 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-bis (trifluoro Methyl) -4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3 ′, 5,5′-tetrakis (trifluoromethyl) -4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-bis (trifluoromethyl) -4, 4'-diaminobenzophenone, bis (aminophenoxy) di (tri Fluor
  • the molar fraction of the aromatic diamine-derived site having a sulfone group with respect to all the diamine-derived sites is in the range of 2 mol% to 60 mol%, It is more preferably in the range of 5 mol% or more and 50 mol% or less, and further preferably in the range of 10 mol% or more and 40 mol% or less. This is because such a polyimide film made of a specific polyimide resin has a low raw material cost.
  • diamine having a sulfone group examples include 3,3′-diaminodiphenylsulfone (3,3′-DDS), 4,4′-diaminodiphenylsulfone (4,4′-DDS), 4-aminophenyl sulfide, bis ( 2-aminophenyl) sulfide, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone (BAPS- M), 2,5-diamino-1,4-benzenedithiol, dihydrochloride, 1,3-phenylenediamine-4-sulfonic acid, 1,4-phenylenediamine-2-sulfonic acid, and the like.
  • the aromatic tetracarboxylic acid compound-derived moiety having an ether group is a 2,2-bis [3,4- (dicarboxyphenoxy) phenyl] propane compound. It is preferably at least one site selected from the group consisting of (BPADA) -derived sites and 4,4′-oxydiphthalic acid-based compound (ODPA) -derived sites.
  • the aromatic diamine-derived moiety having a fluorine group is preferably a 3,3′-bis (trifluoromethyl) benzidine (TFMB) -derived moiety.
  • the aromatic diamine-derived site having a sulfone group is a 3,3′-diaminodiphenylsulfone (3,3′-DDS) -derived site, 4,4′- It is at least one site selected from the group consisting of a site derived from diaminodiphenylsulfone (4,4′-DDS) and a site derived from bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone (BAPS-M) Is preferred.
  • the above-described polyimide film preferably has a tensile strength in the range of 100 MPa to 500 MPa.
  • the specific polyimide resin of the above-described polyimide film preferably has a glass transition temperature in the range of 260 ° C. or higher and 350 ° C. or lower. If the glass transition temperature of the polyimide film is 260 ° C. or higher, when the polyimide film is incorporated in a flexible printed circuit board or the like, the polyimide film is used when a mounting component is soldered to the flexible printed circuit board or the like. This is because it has sufficient heat resistance and can prevent deterioration of physical properties of a flexible printed circuit board or the like.
  • the polyimide film described above preferably has a tensile elongation of 3.5% or more and 35% or less when wetted on one side with methyl ethyl ketone (MEK), and is within a range of 5.0% or more and 25% or less. It is more preferable that This is because when the polyimide film has such physical properties, the polyimide film is not broken when a copper foil is attached to the polyimide film during the production of a flexible printed circuit board or the like.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • the total light transmittance of the polyimide film is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and 90% or more when the film thickness of the polyimide film is 25 ⁇ m. Further preferred.
  • the yellowness of the polyimide film is preferably 8.0 or less, more preferably 6.0 or less, and 4.0 or less when the thickness of the polyimide film is 25 ⁇ m. Is more preferable.
  • polyimide precursor solution 18.86 g of biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) and 0.34 g of 2,2-bis [3,4- (dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride (BPADA) 200.32 g of 3,3′-bis (trifluoromethyl) benzidine (TFMB) and 0.32 g of 4,4′-diaminodiphenyl sulfone (4,4′-DDS) Reaction was carried out in N, N-dimethylacetamide (DMAc) to prepare a polyimide precursor solution having a solid content of 20 wt%.
  • BPDA biphenyltetracarboxylic dianhydride
  • TFMB 3,3′-bis (trifluoromethyl) benzidine
  • 4,4′-DDS 4,4′-diaminodiphenyl sulfone
  • the molar fractions of BPDA and BPADA with respect to all tetracarboxylic dianhydrides were 99 mol% and 1 mol%, respectively, and the molar fractions of TFMB and 4,4′-DDS with respect to all diamines. Were 98 mol% and 2 mol%.
  • Haze value and total light transmittance of polyimide film Using haze meter (HGM-2DP) manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd., the haze value and total light transmittance of the polyimide film were measured based on the former JISK7105. Was 0.4%, and the total light transmittance was 90.5%. At this time, b * value and yellowness index were also measured. The b * value is 2.4, yellowness was 4.0.
  • the polyimide film obtained in this example is superior in heat resistance, transparency, and strength as before, but has higher resistance to methyl ethyl ketone than the conventional colorless transparent polyimide film. confirmed.
  • the amount of BPDA added was changed to 18.53 g, the amount of BPADA added was changed to 0.84 g, the amount of TFMB added was changed to 19.65 g, and the amount of 4,4′-DDS added was changed to 0.80 g.
  • the molar fractions of BPDA and BPADA with respect to all tetracarboxylic dianhydrides were 97.5 mol% and 2.5 mol%, respectively, and TFMB and 4,4′-DDS with respect to all diamines, respectively.
  • the mole fraction of was 95 mol% and 5 mol%.
  • the film thickness of the obtained polyimide film was 25 ⁇ m.
  • the haze value was 0.5% and the total light transmittance was 90.5. %
  • Tensile strength was 175 MPa
  • tensile elongation wet with methyl ethyl ketone was 15.2%
  • glass transition temperature was 342 ° C.
  • the tensile modulus measured simultaneously with the tensile strength was 4.1 GPa
  • the tensile elongation was 20.0%.
  • the b * value measured simultaneously with the haze value and the total light transmittance was 2.4, and the yellowness was 3.9.
  • the polyimide film obtained in this example is also excellent in heat resistance, transparency, and strength equivalent to the conventional one, and has higher resistance to methyl ethyl ketone than the conventional colorless transparent polyimide film. confirmed.
  • the addition amount of BPDA was changed to 14.39 g, the addition amount of BPADA was changed to 1.34 g, the addition amount of TFMB was changed to 14.84 g, the addition amount of 4,4′-DDS was changed to 1.28 g, and DMAc
  • a polyimide precursor solution (solid content: 20 wt%) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount added was 118.15 g, and a polyimide film was produced in the same manner as in Example 1.
  • the molar fractions of BPDA and BPADA with respect to all tetracarboxylic dianhydrides are 95 mol% and 5 mol%, respectively, and the molar fractions of TFMB and 4,4′-DDS with respect to all diamines. Were 90 mol% and 10 mol%. Moreover, the film thickness of the obtained polyimide film was 25 ⁇ m.
  • the haze value was 0.6% and the total light transmittance was 90.4. %
  • Tensile strength was 156 MPa
  • tensile elongation when wetted with methyl ethyl ketone was 8.9%
  • glass transition temperature was 335 ° C.
  • the tensile modulus measured simultaneously with the tensile strength was 4.3 GPa
  • the tensile elongation was 14.1%.
  • the b * value measured simultaneously with the haze value and the total light transmittance was 2.3, and the yellowness was 3.9.
  • the polyimide film obtained in this example is also excellent in heat resistance, transparency, and strength equivalent to the conventional one, and has higher resistance to methyl ethyl ketone than the conventional colorless transparent polyimide film. confirmed.
  • the amount of BPDA added was changed to 13.54 g, the amount of BPADA added was changed to 2.66 g, the amount of TFMB added was changed to 13.10 g, the amount of 4,4′-DDS added was changed to 2.54 g, and DMAc
  • a polyimide precursor solution (solid content: 20 wt%) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount added was 118.16 g, and a polyimide film was prepared in the same manner as in Example 1.
  • the molar fractions of BPDA and BPADA with respect to all tetracarboxylic dianhydrides are 90 mol% and 10 mol%, respectively, and the molar fractions of TFMB and 4,4′-DDS with respect to all diamines.
  • the film thickness of the obtained polyimide film was 25 ⁇ m.
  • the haze value was 0.5% and the total light transmittance was 90.3. %
  • Tensile strength was 143 MPa
  • tensile elongation wet with methyl ethyl ketone was 5.1%
  • glass transition temperature was 328 ° C.
  • the tensile elasticity modulus measured simultaneously with the tensile strength was 4.0 GPa
  • the tensile elongation was 9.2%.
  • the b * value measured simultaneously with the haze value and the total light transmittance was 2.4, and the yellowness was 4.0.
  • the polyimide film obtained in this example is also excellent in heat resistance, transparency, and strength equivalent to the conventional one, and has higher resistance to methyl ethyl ketone than the conventional colorless transparent polyimide film. confirmed.
  • a polyimide precursor solution (solid content: 20 wt%) was prepared in the same manner as in Example 1 except that 4,4′-DDS was replaced with 3,3′-DDS, and a polyimide film was prepared in the same manner as in Example 1.
  • the molar fractions of BPDA and BPADA with respect to all tetracarboxylic dianhydrides were 99 mol% and 1 mol%, respectively, and the molar fractions of TFMB and 3,3′-DDS with respect to all diamines. Were 98 mol% and 2 mol%.
  • the film thickness of the obtained polyimide film was 25 ⁇ m.
  • the haze value was 0.7% and the total light transmittance was 90.5. %
  • Tensile strength was 207 MPa
  • tensile elongation in a state wetted with methyl ethyl ketone was 20.7%
  • glass transition temperature was 339 ° C.
  • the tensile elasticity modulus measured simultaneously with the tensile strength was 4.4 GPa
  • the tensile elongation was 22.0%.
  • the b * value measured simultaneously with the haze value and the total light transmittance was 1.9, and the yellowness was 3.6.
  • the polyimide film obtained in this example is also excellent in heat resistance, transparency, and strength equivalent to the conventional one, and has higher resistance to methyl ethyl ketone than the conventional colorless transparent polyimide film. confirmed.
  • a polyimide precursor solution (solid content: 20 wt%) was prepared in the same manner as in Example 1 except that 3′-DDS was used, and a polyimide film was produced in the same manner as in Example 1.
  • the molar fractions of BPDA and BPADA with respect to all tetracarboxylic dianhydrides were 97.5 mol% and 2.5 mol%, respectively, and TFMB and 3,3′-DDS with respect to all diamines, respectively.
  • the mole fraction of was 95 mol% and 5 mol%.
  • the film thickness of the obtained polyimide film was 25 ⁇ m.
  • the polyimide film obtained in this example is also excellent in heat resistance, transparency, and strength equivalent to the conventional one, and has higher resistance to methyl ethyl ketone than the conventional colorless transparent polyimide film. confirmed.
  • a polyimide precursor solution (solid content: 20 wt%) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc added was changed to 118.15 g instead of 3′-DDS. A polyimide film was prepared.
  • the molar fractions of BPDA and BPADA with respect to all tetracarboxylic dianhydrides were 95 mol% and 5 mol%, respectively, and the molar fractions of TFMB and 3,3′-DDS with respect to all diamines. Were 90 mol% and 10 mol%. Moreover, the film thickness of the obtained polyimide film was 25 ⁇ m.
  • the haze value was 0.6% and the total light transmittance was 90.4. %
  • Tensile strength was 180 MPa
  • tensile elongation in a state wetted with methyl ethyl ketone was 12.5%
  • glass transition temperature was 312 ° C.
  • the tensile modulus measured simultaneously with the tensile strength was 4.4 GPa
  • the tensile elongation was 16.6%.
  • the b * value measured simultaneously with the haze value and the total light transmittance was 1.9, and the yellowness was 3.6.
  • the polyimide film obtained in this example is also excellent in heat resistance, transparency, and strength equivalent to the conventional one, and has higher resistance to methyl ethyl ketone than the conventional colorless transparent polyimide film. confirmed.
  • the amount of BPDA added was changed to 13.54 g, the amount of BPADA added was changed to 2.66 g, the amount of TFMB added was changed to 13.10 g, 0.32 g of 4,4′-DDS was changed to 2.54 g of 3,4
  • a polyimide precursor solution (solid content: 20 wt%) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc added was changed to 118.16 g instead of 3′-DDS.
  • a polyimide film was prepared.
  • the molar fractions of BPDA and BPADA with respect to all tetracarboxylic dianhydrides are 90 mol% and 10 mol%, respectively, and the molar fractions of TFMB and 3,3′-DDS with respect to all diamines.
  • the film thickness of the obtained polyimide film was 25 ⁇ m.
  • the haze value was 0.5% and the total light transmittance was 90.6. %
  • Tensile strength was 184 MPa
  • tensile elongation wetted with methyl ethyl ketone was 8.2%
  • glass transition temperature was 297 ° C.
  • the tensile modulus measured simultaneously with the tensile strength was 4.3 GPa
  • the tensile elongation was 27.4%.
  • the b * value measured simultaneously with the haze value and the total light transmittance was 2.2, and the yellowness was 3.8.
  • the polyimide film obtained in this example is also excellent in heat resistance, transparency, and strength equivalent to the conventional one, and has higher resistance to methyl ethyl ketone than the conventional colorless transparent polyimide film. confirmed.
  • the addition amount of BPDA is changed to 12.70 g, the addition amount of BPADA is changed to 3.97 g, the addition amount of TFMB is changed to 11.38 g, and 0.32 g of 4,4′-DDS is changed to 3.78 g of 3,78 g.
  • a polyimide precursor solution (solid content: 20 wt%) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc added was changed to 118.17 g instead of 3′-DDS.
  • a polyimide film was prepared.
  • the molar fractions of BPDA and BPADA with respect to all tetracarboxylic dianhydrides are 85 mol% and 15 mol%, respectively, and the molar fractions of TFMB and 3,3′-DDS with respect to all diamines. Were 70 mol% and 30 mol%. Moreover, the film thickness of the obtained polyimide film was 24 ⁇ m.
  • the haze value was 0.6% and the total light transmittance was 90.5. %
  • Tensile strength was 164 MPa
  • tensile elongation wetted with methyl ethyl ketone was 7.9%
  • glass transition temperature was 290 ° C.
  • the tensile modulus measured simultaneously with the tensile strength was 4.1 GPa
  • the tensile elongation was 25.8%.
  • the b * value measured simultaneously with the haze value and the total light transmittance was 2.2, and the yellowness was 4.0.
  • the polyimide film obtained in this example is also excellent in heat resistance, transparency, and strength equivalent to the conventional one, and has higher resistance to methyl ethyl ketone than the conventional colorless transparent polyimide film. confirmed.
  • the amount of BPDA added was changed to 13.42 g, 0.34 g of BPADA was changed to 2.50 g of 5,5′-oxybis (isobenzofuran-1,3-dione) (ODPA), and the amount of TFMB added was changed to 12.
  • the polyimide precursor was changed in the same manner as in Example 1 except that 0.32 g of 4,4′-DDS was replaced with 4.00 g of 3,3′-DDS and the amount of DMAc added was changed to 118.07 g.
  • a body solution solid content: 20 wt%) was prepared, and a polyimide film was produced in the same manner as in Example 1.
  • the molar fractions of BPDA and ODPA with respect to all tetracarboxylic dianhydrides are 85 mol% and 15 mol%, respectively, and the molar fractions of TFMB and 3,3′-DDS with respect to all diamines. Were 70 mol% and 30 mol%. Moreover, the film thickness of the obtained polyimide film was 24 ⁇ m.
  • the haze value was 0.8% and the total light transmittance was 90.3. %
  • Tensile strength was 209 MPa
  • tensile elongation when wetted with methyl ethyl ketone was 14.8%
  • glass transition temperature was 297 ° C.
  • the tensile modulus measured simultaneously with the tensile strength was 4.2 GPa
  • the tensile elongation was 27.0%.
  • the b * value measured simultaneously with the haze value and the total light transmittance was 4.0, and the yellowness was 7.4.
  • the polyimide film obtained in this example is also excellent in heat resistance, transparency, and strength equivalent to the conventional one, and has higher resistance to methyl ethyl ketone than the conventional colorless transparent polyimide film. confirmed.
  • a polyimide precursor solution (solid content: 20 wt%) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc was changed to 118.18 g instead of 3′-DDS. A polyimide film was prepared.
  • the molar fractions of BPDA and BPADA with respect to all tetracarboxylic dianhydrides are 80 mol% and 20 mol%, respectively, and the molar fractions of TFMB and 3,3′-DDS with respect to all diamines. Were 60 mol% and 40 mol%. Moreover, the film thickness of the obtained polyimide film was 25 ⁇ m.
  • the haze value was 0.5% and the total light transmittance was 90.5. %
  • Tensile strength was 155 MPa
  • tensile elongation wetted with methyl ethyl ketone was 6.2%
  • glass transition temperature was 281 ° C.
  • the tensile modulus measured simultaneously with the tensile strength was 4.0 GPa and the tensile elongation was 25.2%.
  • the b * value measured simultaneously with the haze value and the total light transmittance was 2.3, and the yellowness was 4.1.
  • the polyimide film obtained in this example is also excellent in heat resistance, transparency, and strength equivalent to the conventional one, and has higher resistance to methyl ethyl ketone than the conventional colorless transparent polyimide film. confirmed.
  • a polyimide precursor solution (solid content: 20 wt%) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc added was changed to 118.05 g instead of 3,3′-DDS.
  • a polyimide film was prepared by the method described above.
  • the molar fractions of BPDA and ODPA with respect to all tetracarboxylic dianhydrides were 80 mol% and 20 mol%, respectively, and the molar fractions of TFMB and 3,3′-DDS with respect to all diamines. Were 60 mol% and 40 mol%. Moreover, the film thickness of the obtained polyimide film was 24 ⁇ m.
  • the haze value was 0.7% and the total light transmittance was 90.4. %
  • Tensile strength was 177 MPa
  • tensile elongation wet with methyl ethyl ketone was 12.1%
  • glass transition temperature was 293 ° C.
  • the tensile modulus measured simultaneously with the tensile strength was 4.1 GPa
  • the tensile elongation was 24.3%.
  • the b * value measured simultaneously with the haze value and the total light transmittance was 4.2, and the yellowness was 7.6.
  • the polyimide film obtained in this example is also excellent in heat resistance, transparency, and strength equivalent to the conventional one, and has higher resistance to methyl ethyl ketone than the conventional colorless transparent polyimide film. confirmed.
  • a polyimide precursor solution (solid content: 20 wt%) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc added was changed to 118.20 g instead of 3′-DDS. A polyimide film was prepared.
  • the molar fractions of BPDA and BPADA with respect to all tetracarboxylic dianhydrides were 75 mol% and 25 mol%, respectively, and the molar fractions of TFMB and 3,3′-DDS with respect to all diamines. Were 50 mol% and 50 mol%. Moreover, the film thickness of the obtained polyimide film was 24 ⁇ m.
  • the haze value was 0.5% and the total light transmittance was 90.4. %
  • the tensile strength was 140 MPa
  • the tensile elongation when wetted with methyl ethyl ketone was 4.1%
  • the glass transition temperature was 275 ° C.
  • the tensile modulus measured simultaneously with the tensile strength was 3.6 GPa
  • the tensile elongation was 10.2%.
  • the b * value measured simultaneously with the haze value and the total light transmittance was 1.7, and the yellowness was 2.8.
  • the polyimide film obtained in this example is also excellent in heat resistance, transparency, and strength equivalent to the conventional one, and has higher resistance to methyl ethyl ketone than the conventional colorless transparent polyimide film. confirmed.
  • a polyimide precursor solution (solid content: 20 wt%) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc added was changed to 118.25 g instead of 3′-DDS. A polyimide film was prepared.
  • the molar fractions of BPDA and BPADA with respect to all tetracarboxylic dianhydrides are 70 mol% and 30 mol%, respectively, and the molar fractions of TFMB and 3,3′-DDS with respect to all diamines. Were 60 mol% and 40 mol%. Moreover, the film thickness of the obtained polyimide film was 25 ⁇ m.
  • the polyimide film obtained in this example is also excellent in heat resistance, transparency, and strength equivalent to the conventional one, and has higher resistance to methyl ethyl ketone than the conventional colorless transparent polyimide film. confirmed.
  • a polyimide precursor solution (solid content: 20 wt%) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMAc added was changed to 118.21 g instead of 3′-DDS. A polyimide film was prepared.
  • the molar fractions of BPDA and BPADA with respect to all tetracarboxylic dianhydrides are 70 mol% and 30 mol%, respectively, and the molar fractions of TFMB and 3,3′-DDS with respect to all diamines. Were 40 mol% and 60 mol%. Moreover, the film thickness of the obtained polyimide film was 25 ⁇ m.
  • the haze value was 0.6% and the total light transmittance was 90.3. %
  • Tensile strength was 129 MPa
  • tensile elongation when wetted with methyl ethyl ketone was 3.5%
  • glass transition temperature was 272 ° C.
  • the tensile modulus measured simultaneously with the tensile strength was 3.3 GPa and the tensile elongation was 8.4%.
  • the b * value measured simultaneously with the haze value and the total light transmittance was 1.7, and the yellowness was 2.7.
  • the polyimide film obtained in this example is also excellent in heat resistance, transparency, and strength equivalent to the conventional one, and has higher resistance to methyl ethyl ketone than the conventional colorless transparent polyimide film. confirmed.
  • the haze value was 7.0% and the total light transmittance was 87.2. %
  • Tensile strength was 203 MPa
  • tensile elongation when wetted with methyl ethyl ketone was 20.4%
  • glass transition temperature was 335 ° C.
  • the tensile modulus measured simultaneously with the tensile strength was 4.3 GPa
  • the tensile elongation was 20.2%.
  • the b * value measured at the same time as the haze value and the total light transmittance was 3.0, and the yellowness was 5.2.
  • the polyimide film obtained in this comparative example shows the same excellent heat resistance and strength as the previous one, and has a higher resistance to methyl ethyl ketone than the previous colorless and transparent polyimide film, but the transparency is remarkably high. It became clear that it was scarce.
  • Example 2 (Comparative Example 2) Implementation was carried out except that BPDA and 4,4′-DDS were not added, the addition amount of BPADA was changed to 19.41 g, the addition amount of TFMB was changed to 11.94 g, and the addition amount of DMAc was changed to 118.66 g.
  • a polyimide precursor solution (solid content: 20 wt%) was prepared in the same manner as in Example 1, and a polyimide film was produced in the same manner as in Example 1. The film thickness of the obtained polyimide film was 24 ⁇ m.
  • the haze value was 0.9% and the total light transmittance was 90.4. %
  • Tensile strength was 158 MPa
  • tensile elongation wetted with methyl ethyl ketone was 2.6%
  • glass transition temperature was 242 ° C.
  • the tensile modulus measured simultaneously with the tensile strength was 3.8 GPa
  • the tensile elongation was 34.1%.
  • the b * value measured simultaneously with the haze value and the total light transmittance was 1.8, and the yellowness was 3.5.
  • the polyimide film obtained in this comparative example shows excellent transparency and strength equivalent to the conventional one, but not only has poor heat resistance, but also has the same methyl ethyl ketone resistance as the conventional colorless transparent polyimide film. It became clear that it showed only.
  • the haze value was 7.5% and the total light transmittance was 85.8. %
  • Tensile strength was 162 MPa
  • tensile elongation in a state wetted with methyl ethyl ketone was 8.1%
  • glass transition temperature was 300 ° C.
  • the tensile modulus measured simultaneously with the tensile strength was 4.3 GPa
  • the tensile elongation was 21.2%.
  • the b * value measured simultaneously with the haze value and the total light transmittance was 3.1, and the yellowness was 5.6.
  • the polyimide film obtained in this comparative example shows the same excellent heat resistance and strength as the previous one, and has a higher resistance to methyl ethyl ketone than the previous colorless and transparent polyimide film, but the transparency is remarkably high. It became clear that it was scarce.
  • the “synthetic conditions of the polyimide precursor solution and the film thickness of the polyimide film obtained from the polyimide precursor solution” and “the physical properties of the polyimide film” in the above examples and comparative examples are shown in the following table. The results are summarized in Table 1 and Table 2, respectively.
  • the polyimide film according to the present invention can be produced at a lower cost than before while exhibiting excellent heat resistance, transparency, and strength equivalent to those of the past, and moreover than conventional colorless transparent polyimide films.

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Abstract

本発明の課題は、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前よりも低コストで生産することが可能であり、また、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高い無色透明のポリイミド膜を提供することにある。本発明に係る無色透明のポリイミド膜は、特定のポリイミド樹脂からなる。特定のポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸系化合物由来部位としてビフェニルテトラカルボン酸系化合物由来部位、および、エーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸系化合物由来部位を少なくとも含むと共に、ジアミン由来部位としてフッ素基を有する芳香族ジアミン由来部位、および、スルホン基を有する芳香族ジアミン由来部位とを少なくとも含む。そして、このポリイミド膜のヘイズ値は0.1以上2.0以下の範囲内である。

Description

ポリイミド膜
 本発明は、本質的に無色透明なポリイミド膜、特に、光ファイバー、液晶表示面の基板、エレクトロルミネッセンスの基板、保護シートなどに有用な本質的に無色透明なポリイミド膜に関する。
 ポリイミド膜は、一般的に優れた熱安定性、電気的特定および機械的特性を有しており、比較的厳しい環境下で使用される様々な製品に適用されている。ところで、ポリイミド膜は、膜形成に至るまでの過酷な熱履歴のために白濁化したり、黄色または褐色に着色したりしているものが多い。このように白濁化したポリイミド膜や、着色したポリイミド膜は、液晶ディスプレイ装置のフィルム基板として適用された場合、その視野を暗くするだけでなく、液晶ディスプレイ装置本来の機能を損ねてしまう。そこで、そのような問題を解決するために無色透明のポリイミド膜が開発されてきた。そして、今や、無色透明のポリイミド膜は、液晶ディスプレイ装置、光ファイバーケーブル被膜、導波管および太陽電池用保護被膜などにフィルムとして広範囲に用いられている(例えば、特開昭62-7733号公報、特開2000-313804号公報、特開2012-040836号公報等参照)。
特開昭62-7733号公報 特開2000-313804号公報 特開2012-040836号公報
 しかし、過去に提案された無色透明のポリイミド膜は、高原料コストのために高価格にならざるを得なく、なかなか市場に受け入れられないという問題があった。また、従前の無色透明のポリイミド膜は、フレキシブルプリント回路基板等の作製時に使用されるメチルエチルケトンに対する耐性が低く、張力がかかった場合に破断してしまうという不具合があった。
 本発明の課題は、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前よりも低コストで生産することが可能であり、また、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高い無色透明のポリイミド膜を提供することにある。
 本発明の一局面に係るポリイミド膜は、特定のポリイミド樹脂からなる。なお、ここで、ポリイミド膜には、フィルムや、シート、管状体が含まれる。特定のポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸系化合物由来部位として、ビフェニルテトラカルボン酸系化合物(BPDA)由来部位と、エーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸系化合物由来部位とを少なくとも含むと共に、ジアミン由来部位として、フッ素基を有する芳香族ジアミン由来部位と、スルホン基を有する芳香族ジアミン由来部位とを少なくとも含む。なお、ここで、テトラカルボン酸系化合物由来部位とは、「テトラカルボン酸」または「テトラカルボン酸二無水物や、テトラカルボン酸ジエステル等のテトラカルボン酸誘導体」に由来する部位を意味し、ジアミン由来部位とは「ジアミン」に由来する部位を意味する。なお、特定のポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸系化合物由来部位として、ビフェニルテトラカルボン酸系化合物(BPDA)由来部位と、エーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸系化合物由来部位とから成ると共に、ジアミン由来部位として、フッ素基を有する芳香族ジアミン由来部位と、スルホン基を有する芳香族ジアミン由来部位とから成っていてもよい。また、テトラカルボン酸系化合物由来部位は全て芳香族テトラカルボン酸系化合物に由来する部位であることが好ましく、ジアミン由来部位は全て芳香族ジアミン由来の部位であることが好ましい。また、本発明に係るポリイミド膜の膜厚は、5μm以上50μm以下の範囲内であるが、7.5μm以上40μm以下の範囲内であることが好ましく、10μm以上30μm以下の範囲内であることがより好ましい。そして、このポリイミド膜のヘイズ値は、ポリイミド膜の膜厚が25μmであるとき、0.1以上2.0以下の範囲内である。ヘイズ値が2.0以下である無色透明のポリイミド膜は、液晶ディスプレイなどの用途に適用された場合、安定して光を透過させることができる。
 なお、本発明に係る無色透明のポリイミド膜は、特定のモノマーを用いて調製されたポリイミド前駆体溶液から形成される。そのポリイミド前駆体溶液は、特定のテトラカルボン酸系化合物と特定のジアミンとが極性有機溶媒中で反応させられることによって得られる。なお、ポリイミド前駆体溶液を調製する際、本発明の本質を損なわない範囲で、既知の全ての芳香族テトラカルボン酸系化合物または芳香族ジアミンを添加することができる。また、無色透明のポリイミド膜の目的や用途に応じて、複数種類のテトラカルボン酸系化合物中の各テトラカルボン酸系化合物のモル比を適宜調整することができる。
 上述のポリイミド前駆体溶液の調製のために使用される有機溶媒としては、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、フェノ-ル、クレゾ-ル、キシレノ-ル、レゾルシン、3-クロロフェノ-ル、4-クロロフェノ-ル、3-ブロモフェノ-ル、4-ブロモフェノ-ル、2-クロロ-5-ヒドロキシトルエン、ジグライム、トリグライム、スルホラン、γ-ブチロラクトン、テトラヒドロフランおよびジオキソラン等が挙げられる。これらの中でもN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)は好適に用いられる。また、これらの溶媒は2種以上併用されてもよい。
 また、上述のポリイミド前駆体溶液には、本発明の本質を損なわない範囲内で、分散剤、固体潤滑剤、沈降防止剤、レベリング剤、表面調節剤、水分吸収剤、ゲル化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、皮張り防止剤、界面活性剤、帯電防止剤、消泡剤、抗菌剤、防カビ剤、防腐剤、増粘剤などの公知の添加剤が添加されてもよい。
 そして、本発明に係る無色透明のポリイミド膜は、上述のポリイミド前駆体溶液から塗膜を形成し、その塗膜をイミド転化させることによって得られる。
 なお、上述のポリイミド膜の特定のポリイミド樹脂において、全てのテトラカルボン酸系化合物由来部位に対するビフェニルテトラカルボン酸系化合物(BPDA)由来部位のモル分率が70mol%以上99mol%以下の範囲内であることが好ましく、80mol%以上97.5mol%以下の範囲内であることがより好ましく、90mol%以上95mol%以下の範囲内であることがより好ましい。テトラカルボン酸系化合物由来部位に対するビフェニルテトラカルボン酸系化合物(BPDA)のモル比が50mol%以上であるポリイミド膜は、高いガラス転移温度を有し、液晶ディスプレイやフレキシブルプリント基板などの製造時において半田付けなどを行う際に、十分な耐熱性を保持できるためである。
 ビフェニルテトラカルボン酸系化合物(BPDA)由来部位はビフェニルテトラカルボン酸系化合物(BPDA)から形成されるが、ビフェニルテトラカルボン酸系化合物(BPDA)としては、「ビフェニルテトラカルボン酸」または「ビフェニルテトラカルボン酸二無水物や、ビフェニルテトラカルボン酸ジエステル等のビフェニルテトラカルボン酸誘導体」が挙げられる。なお、ビフェニルテトラカルボン酸はビフェニルテトラカルボン酸二無水物を公知の方法によって加水分解することによって得ることができ、ビフェニルテトラカルボン酸ジエステルはビフェニルテトラカルボン酸二無水物を公知の方法によってジエステル化することによって得ることができる。
 また、上述のポリイミド膜を形成する特定のポリイミド樹脂において、全てのテトラカルボン酸系化合物由来部位に対するエーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸系化合物由来部位のモル分率が1mol%以上30mol%以下の範囲内であることが好ましく、2.5mol%以上20mol%以下の範囲内であることがより好ましく、5mol%以上10mol%以下の範囲内であることがさらに好ましい。このような特定のポリイミド樹脂から成るポリイミド膜は、白濁化の度合いが極めて低く、高い透明性を維持することができるためである。
 エーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸系化合物由来部位はエーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸系化合物から形成されるが、エーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸系化合物としては、「エーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸」または「エーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物や、エーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸ジエステル等のエーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸誘導体」が挙げられる。なお、ここで、エーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、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(BPADA)、5,5’-オキシビス(イソベンゾフラン-1,3-ジオン)(ODPA)、4,4’-オキシビス(イソベンゾフラン-1,3-ジオン)、4,5’-オキシビス(イソベンゾフラン-1,3-ジオン)、5,5-[1,4-フェニレンビス(オキシ)]ビス(イソベンゾフラン-1,3-ジオン)、4,4’-[2,1-フェニレンビス(オキシ)]ビス(イソベンゾフラン-1,3-ジオン)、3,3’-(p-フェニレンジオキシ)二フタル酸無水物、5,5’-[1,2-フェニレンビス(オキシ)ビス(イソベンゾフラン-1,3-ジオン)、5,5’-[1,3-フェニレンビス(オキシ)ビス(イソベンゾフラン-1,3-ジオン)、4,4’-[m-フェニレンビス(オキシ)ビス(イソベンゾフラン-1,3-ジオン)、4,5’-[1,4-フェニレンビス(オキシ)ビス(イソベンゾフラン-1,3-ジオン)、1,4-ビス(ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物などが挙げられる。これらの中でも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(BPADA)、5,5’-オキシビス(イソベンゾフラン-1,3-ジオン)(ODPA)は好適に用いられる。なお、上記エーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物を公知の方法によって加水分解することによってエーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸を得ることができ、上記エーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物を公知の方法によってジエステル化することによってエーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸ジエステルを得ることができる。
 また、上述のポリイミド膜の特定のポリイミド樹脂において、全てのジアミン由来部位に対するフッ素基を有する芳香族ジアミン由来部位のモル分率が40mol%以上98mol%以下の範囲内であることが好ましく、50mol%以上95mol%以下の範囲内であることがより好ましく、60mol%以上90mol%以下の範囲内であることがさらに好ましい。このような特定のポリイミド樹脂から成るポリイミド膜は、優れた透明性を示すことができるからである。
 フッ素基を有する芳香族ジアミンとしては、ジアミノベンゾトリフルオロライド、ビス(トリフルオロメチル)フェニレンジアミン、ジアミノテトラ(トリフルオロメチル)ベンゼン、ジアミノ(ペンタフルオロエチル)ベンゼン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’,5,5’-テトラキス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノベンゾフェノン、ビス(アミノフェノキシ)ジ(トリフルオロメチル)ベンゼン、ビス(アミノフェノキシ)テトラキス(トリフルオロメチル)ベンゼン、ビス〔(トリフルオロメチル)アミノフェノキシ〕ベンゼン、ビス〔(トリフルオロメチル))アミノフェノキシ〕ビフェニル、ビス{〔(トリフルオロメチル))アミノフェノキシ〕フェニル}ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス{4-(p-アミノフェノキシ)フェニル}ヘキサフロロプロパン、2,2-ビス{4-(m-アミノフェノキシ)フェニル}ヘキサフロロプロパン、2,2-ビス{4-(o-アミノフェノキシ)フェニル}ヘキサフロロプロパン、2-{4-(p-アミノフェノキシ)フェニル}-2-{4-(m-アミノフェノキシ)フェニル}ヘキサフロロプロパン、2-{4-(m-アミノフェノキシ)フェニル}-2-{4-(o-アミノフェノキシ)フェニル}ヘキサフロロプロパン、2-{4-(o-アミノフェノキシ)フェニル}-2-{4-(p-アミノフェノキシ)フェニル}ヘキサフロロプロパンなどが挙げられる。
 また、上述のポリイミド膜を形成する特定のポリイミド樹脂において、全てのジアミン由来部位に対するスルホン基を有する芳香族ジアミン由来部位のモル分率が2mol%以上60mol%以下の範囲内であることが好ましく、5mol%以上50mol%以下の範囲内であることがより好ましく、10mol%以上40mol%以下の範囲内であることがさらに好ましい。このような特定のポリイミド樹脂から成るポリイミド膜は、原料コストが低くなるからである。
 スルホン基を有するジアミンとしては、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン(3,3’-DDS)、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン(4,4’-DDS)、4-アミノフェニルスルフィド、ビス(2-アミノフェニル)スルフィド、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)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[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(BAPS-M)、2,5-ジアミノ-1,4-ベンゼンジチオル ジヒドロクロリド、1,3-フェニレンジアミン-4-スルホン酸、1,4-フェニレンジアミン-2-スルホン酸などが挙げられる。
 また、上述のポリイミド膜を形成する特定のポリイミド樹脂において、エーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸系化合物由来部位は、2,2-ビス[3,4-(ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン系化合物(BPADA)由来部位、4,4’-オキシジフタル酸系化合物(ODPA)由来部位より成る群から選択される少なくとも1つの部位であることが好ましい。
 また、上述のポリイミド膜を形成する特定のポリイミド樹脂において、フッ素基を有する芳香族ジアミン由来部位は、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)由来部位であることが好ましい。
 また、上述のポリイミド膜を形成する特定のポリイミド樹脂において、スルホン基を有する芳香族ジアミン由来部位は、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン(3,3’-DDS)由来部位、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン(4,4’-DDS)由来部位、および、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(BAPS-M)由来部位より成る群から選択される少なくとも1つの部位であることが好ましい。
 また、上述のポリイミド膜は、その引張強度が100MPa以上500MPa以下の範囲内であることが好ましい。
 また、上述のポリイミド膜の特定のポリイミド樹脂は、そのガラス転移温度が260℃以上350℃以下の範囲内であることが好ましい。このポリイミド膜のガラス転移温度が260℃以上であれば、このポリイミド膜がフレキシブルプリント回路基板等に組み込まれている場合においてそのフレキシブルプリント回路基板等に実装部品が半田付けされる際に、ポリイミド膜が十分な耐熱性を有するため、フレキシブルプリント回路基板等の物性低下などを防ぐことができるからである。
 また、上述のポリイミド膜は、片面をメチルエチルケトン(MEK)で濡らしたときの引張伸びが3.5%以上35%以下の範囲内であることが好ましく、5.0%以上25%以下の範囲内であることがより好ましい。ポリイミド膜がこのような物性を有することにより、フレキシブルプリント回路基板等の作製時においてこのポリイミド膜に銅箔を張り付ける際にポリイミド膜が破断することがないからである。
 また、上述のポリイミド膜の全光線透過率は、ポリイミド膜の膜厚が25μmであるとき、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。
 また、上述のポリイミド膜の黄色度は、ポリイミド膜の膜厚が25μmであるとき、8.0以下であることが好ましく、6.0以下であることがより好ましく、4.0以下であることがさらに好ましい。
 以下、実施例を用いて本発明に係るポリイミド膜について詳述する。
 1.ポリイミド前駆体溶液の調製
 18.86gのビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)と、0.34gの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(BPADA)と、20.32gの3,3’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)と、0.32gの4,4’-ジアミノジフェニルスルホン(4,4’-DDS)とを、110.17gのN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)中で反応させ、固形分20wt%のポリイミド前駆体溶液を調製した。なお、この際の全てのテトラカルボン酸二無水物に対するBPDAおよびBPADAのそれぞれのモル分率は99mol%および1mol%であり、全てのジアミンに対するTFMBおよび4,4’-DDSのそれぞれのモル分率は98mol%および2mol%であった。
 2.ポリイミド膜の作製
 上述のポリイミド前駆体溶液をガラス基板上に塗布して塗膜を形成した後、その塗膜を70℃のオーブンに入れ、20分経過後にそのオーブンを120℃まで昇温させた。なお、このとき、オーブンの温度が70℃から120℃に達するのに20分の時間を要した。オーブンの温度が120℃に達してからその温度を20分間維持し、その後、オーブンを300℃まで昇温させた。なお、このとき、オーブンの温度が120℃から300℃に達するのに39分の時間を要した。オーブンの温度が300℃に達してからその温度を5分間維持した。その結果、ガラス基板上に膜厚25μmのポリイミド膜が形成された。そして、ガラス基板上のポリイミド膜をガラス基板から剥離して目的のポリイミド膜を得た。
 3.ポリイミド膜の物性測定
 以下の通り、得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度(乾燥時)、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びおよびガラス転移温度を求めた。
 (1)ポリイミド膜のヘイズ値及び全光線透過率
 スガ試験機製ヘイズメータ(HGM-2DP)を用いて、旧JISK7105に基づいて、ポリイミド膜のヘイズ値及び全光線透過率を測定したところ、そのヘイズ値は0.4%、全光線透過率は90.5%であった。なお、このとき、b値や黄色度(Yellowness index)も同時に測定された。そのb値は2.4であり、黄色度は4.0であった。
 (2)ポリイミド膜の引張強度
 島津製作所製オートグラフAGS-10kNGを用いて、引張速度50mm/分でポリイミド膜の引張強度を測定した測定したところ、その引張強度は200MPaであった。なお、このとき、引張弾性率や引張伸びも同時に測定された。その引張弾性率は4.4GPaであり、引張伸びは21.3%であった。
 (3)メチルエチルケトンで濡れた状態のポリイミド膜の引張伸び
 島津製作所製オートグラフAGS-10kNGのチャックにポリイミド膜をセットした後に、そのポリイミド膜の片面全面をメチルエチルケトンで濡らしてから引張速度50mm/分でそのポリイミド膜を引っ張り、そのときの引張伸び(破断伸び)を測定したところ、その引張伸びは17.8%であった。
 (4)ポリイミド膜のガラス転移温度
 セイコーインスツルメント社製動的粘弾性装置(DM6100)を用いて、以下に示す条件でポリイミド膜のガラス転移温度を測定したところ、そのガラス転移温度は347℃であった。
 -測定条件-
  測定環境:大気雰囲気下
  フィルムサイズ:縦30mm×横8mm
  正弦荷重:振幅98mN,周波数1.0Hz
  昇温速度:2℃/min
 以上の結果から、本実施例で得られたポリイミド膜は、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いことが確認された。
 BPDAの添加量を18.53gに代え、BPADAの添加量を0.84gに代え、TFMBの添加量を19.65gに代え、4,4’-DDSの添加量を0.80gに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。なお、この際の全てのテトラカルボン酸二無水物に対するBPDAおよびBPADAのそれぞれのモル分率は97.5mol%および2.5mol%であり、全てのジアミンに対するTFMBおよび4,4’-DDSのそれぞれのモル分率は95mol%および5mol%であった。また、得られたポリイミド膜の膜厚は25μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は0.5%であり、全光線透過率は90.5%であり、引張強度は175MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは15.2%であり、ガラス転移温度は342℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は4.1GPaであり、引張伸びは20.0%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は2.4であり、黄色度は3.9であった。
 以上の結果から、本実施例で得られたポリイミド膜も、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いことが確認された。
 BPDAの添加量を14.39gに代え、BPADAの添加量を1.34gに代え、TFMBの添加量を14.84gに代え、4,4’-DDSの添加量を1.28gに代え、DMAcの添加量を118.15gに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。なお、この際の全てのテトラカルボン酸二無水物に対するBPDAおよびBPADAのそれぞれのモル分率は95mol%および5mol%であり、全てのジアミンに対するTFMBおよび4,4’-DDSのそれぞれのモル分率は90mol%および10mol%であった。また、得られたポリイミド膜の膜厚は25μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は0.6%であり、全光線透過率は90.4%であり、引張強度は156MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは8.9%であり、ガラス転移温度は335℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は4.3GPaであり、引張伸びは14.1%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は2.3であり、黄色度は3.9であった。
 以上の結果から、本実施例で得られたポリイミド膜も、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いことが確認された。
 BPDAの添加量を13.54gに代え、BPADAの添加量を2.66gに代え、TFMBの添加量を13.10gに代え、4,4’-DDSの添加量を2.54gに代え、DMAcの添加量を118.16gに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。なお、この際の全てのテトラカルボン酸二無水物に対するBPDAおよびBPADAのそれぞれのモル分率は90mol%および10mol%であり、全てのジアミンに対するTFMBおよび4,4’-DDSのそれぞれのモル分率は80mol%および20mol%であった。また、得られたポリイミド膜の膜厚は25μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は0.5%であり、全光線透過率は90.3%であり、引張強度は143MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは5.1%であり、ガラス転移温度は328℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は4.0GPaであり、引張伸びは9.2%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は2.4であり、黄色度は4.0であった。
 以上の結果から、本実施例で得られたポリイミド膜も、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いことが確認された。
 4,4’-DDSを3,3’-DDSに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。なお、この際の全てのテトラカルボン酸二無水物に対するBPDAおよびBPADAのそれぞれのモル分率は99mol%および1mol%であり、全てのジアミンに対するTFMBおよび3,3’-DDSのそれぞれのモル分率は98mol%および2mol%であった。また、得られたポリイミド膜の膜厚は25μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は0.7%であり、全光線透過率は90.5%であり、引張強度は207MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは20.7%であり、ガラス転移温度は339℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は4.4GPaであり、引張伸びは22.0%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は1.9であり、黄色度は3.6であった。
 以上の結果から、本実施例で得られたポリイミド膜も、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いことが確認された。
 BPDAの添加量を18.53gに代え、BPADAの添加量を0.84gに代え、TFMBの添加量を19.65gに代え、0.32gの4,4’-DDSを0.80gの3,3’-DDSに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。なお、この際の全てのテトラカルボン酸二無水物に対するBPDAおよびBPADAのそれぞれのモル分率は97.5mol%および2.5mol%であり、全てのジアミンに対するTFMBおよび3,3’-DDSのそれぞれのモル分率は95mol%および5mol%であった。また、得られたポリイミド膜の膜厚は25μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は0.6%であり、全光線透過率は90.4%であり、引張強度は176MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは17.9%であり、ガラス転移温度は323℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は4.2GPaであり、引張伸びは20.0%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は2.0であり、黄色度は3.7であった。
 以上の結果から、本実施例で得られたポリイミド膜も、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いことが確認された。
 BPDAの添加量を14.39gに代え、BPADAの添加量を1.34gに代え、TFMBの添加量を14.84gに代え、0.32gの4,4’-DDSを1.28gの3,3’-DDSに代え、DMAcの添加量を118.15gに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。なお、この際の全てのテトラカルボン酸二無水物に対するBPDAおよびBPADAのそれぞれのモル分率は95mol%および5mol%であり、全てのジアミンに対するTFMBおよび3,3’-DDSのそれぞれのモル分率は90mol%および10mol%であった。また、得られたポリイミド膜の膜厚は25μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は0.6%であり、全光線透過率は90.4%であり、引張強度は180MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは12.5%であり、ガラス転移温度は312℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は4.4GPaであり、引張伸びは16.6%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は1.9であり、黄色度は3.6であった。
 以上の結果から、本実施例で得られたポリイミド膜も、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いことが確認された。
 BPDAの添加量を13.54gに代え、BPADAの添加量を2.66gに代え、TFMBの添加量を13.10gに代え、0.32gの4,4’-DDSを2.54gの3,3’-DDSに代え、DMAcの添加量を118.16gに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。なお、この際の全てのテトラカルボン酸二無水物に対するBPDAおよびBPADAのそれぞれのモル分率は90mol%および10mol%であり、全てのジアミンに対するTFMBおよび3,3’-DDSのそれぞれのモル分率は80mol%および20mol%であった。また、得られたポリイミド膜の膜厚は25μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は0.5%であり、全光線透過率は90.6%であり、引張強度は184MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは8.2%であり、ガラス転移温度は297℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は4.3GPaであり、引張伸びは27.4%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は2.2であり、黄色度は3.8であった。
 以上の結果から、本実施例で得られたポリイミド膜も、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いことが確認された。
 BPDAの添加量を12.70gに代え、BPADAの添加量を3.97gに代え、TFMBの添加量を11.38gに代え、0.32gの4,4’-DDSを3.78gの3,3’-DDSに代え、DMAcの添加量を118.17gに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。なお、この際の全てのテトラカルボン酸二無水物に対するBPDAおよびBPADAのそれぞれのモル分率は85mol%および15mol%であり、全てのジアミンに対するTFMBおよび3,3’-DDSのそれぞれのモル分率は70mol%および30mol%であった。また、得られたポリイミド膜の膜厚は24μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は0.6%であり、全光線透過率は90.5%であり、引張強度は164MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは7.9%であり、ガラス転移温度は290℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は4.1GPaであり、引張伸びは25.8%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は2.2であり、黄色度は4.0であった。
 以上の結果から、本実施例で得られたポリイミド膜も、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いことが確認された。
 BPDAの添加量を13.42gに代え、0.34gのBPADAを2.50gの5,5’-オキシビス(イソベンゾフラン-1,3-ジオン)(ODPA)に代え、TFMBの添加量を12.03gに代え、0.32gの4,4’-DDSを4.00gの3,3’-DDSに代え、DMAcの添加量を118.07gに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。なお、この際の全てのテトラカルボン酸二無水物に対するBPDAおよびODPAのそれぞれのモル分率は85mol%および15mol%であり、全てのジアミンに対するTFMBおよび3,3’-DDSのそれぞれのモル分率は70mol%および30mol%であった。また、得られたポリイミド膜の膜厚は24μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は0.8%であり、全光線透過率は90.3%であり、引張強度は209MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは14.8%であり、ガラス転移温度は297℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は4.2GPaであり、引張伸びは27.0%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は4.0であり、黄色度は7.4であった。
 以上の結果から、本実施例で得られたポリイミド膜も、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いことが確認された。
 BPDAの添加量を11.87gに代え、BPADAの添加量を5.25gに代え、TFMBの添加量を9.69gに代え、0.32gの4,4’-DDSを5.01gの3,3’-DDSに代え、DMAcの添加量を118.18gに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。なお、この際の全てのテトラカルボン酸二無水物に対するBPDAおよびBPADAのそれぞれのモル分率は80mol%および20mol%であり、全てのジアミンに対するTFMBおよび3,3’-DDSのそれぞれのモル分率は60mol%および40mol%であった。また、得られたポリイミド膜の膜厚は25μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は0.5%であり、全光線透過率は90.5%であり、引張強度は155MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは6.2%であり、ガラス転移温度は281℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は4.0GPaであり、引張伸びは25.2%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は2.3であり、黄色度は4.1であった。
 以上の結果から、本実施例で得られたポリイミド膜も、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いことが確認された。
 BPDAの添加量を12.77gに代え、0.34gのBPADAを3.37gのODPAに代え、TFMBの添加量を10.43gに代え、0.32gの4,4’-DDSを5.39gの3,3’-DDSに代え、DMAcの添加量を118.05gに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。なお、この際の全てのテトラカルボン酸二無水物に対するBPDAおよびODPAのそれぞれのモル分率は80mol%および20mol%であり、全てのジアミンに対するTFMBおよび3,3’-DDSのそれぞれのモル分率は60mol%および40mol%であった。また、得られたポリイミド膜の膜厚は24μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は0.7%であり、全光線透過率は90.4%であり、引張強度は177MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは12.1%であり、ガラス転移温度は293℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は4.1GPaであり、引張伸びは24.3%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は4.2であり、黄色度は7.6であった。
 以上の結果から、本実施例で得られたポリイミド膜も、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いことが確認された。
 BPDAの添加量を11.05gに代え、BPADAの添加量を6.52gに代え、TFMBの添加量を8.02gに代え、0.32gの4,4’-DDSを6.22gの3,3’-DDSに代え、DMAcの添加量を118.20gに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。なお、この際の全てのテトラカルボン酸二無水物に対するBPDAおよびBPADAのそれぞれのモル分率は75mol%および25mol%であり、全てのジアミンに対するTFMBおよび3,3’-DDSのそれぞれのモル分率は50mol%および50mol%であった。また、得られたポリイミド膜の膜厚は24μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は0.5%であり、全光線透過率は90.4%であり、引張強度は140MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは4.1%であり、ガラス転移温度は275℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は3.6GPaであり、引張伸びは10.2%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は1.7であり、黄色度は2.8であった。
 以上の結果から、本実施例で得られたポリイミド膜も、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いことが確認された。
 BPDAの添加量を10.01gに代え、BPADAの添加量を7.59gに代え、TFMBの添加量を9.33gに代え、0.32gの4,4’-DDSを4.83gの3,3’-DDSに代え、DMAcの添加量を118.25gに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。なお、この際の全てのテトラカルボン酸二無水物に対するBPDAおよびBPADAのそれぞれのモル分率は70mol%および30mol%であり、全てのジアミンに対するTFMBおよび3,3’-DDSのそれぞれのモル分率は60mol%および40mol%であった。また、得られたポリイミド膜の膜厚は25μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は0.4%であり、全光線透過率は90.4%であり、引張強度は137MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは3.8%であり、ガラス転移温度は269℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は3.3GPaであり、引張伸びは9.0%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は1.6であり、黄色度は2.6であった。
 以上の結果から、本実施例で得られたポリイミド膜も、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いことが確認された。
 BPDAの添加量を10.24gに代え、BPADAの添加量を7.77gに代え、TFMBの添加量を6.37gに代え、0.32gの4,4’-DDSを7.41gの3,3’-DDSに代え、DMAcの添加量を118.21gに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。なお、この際の全てのテトラカルボン酸二無水物に対するBPDAおよびBPADAのそれぞれのモル分率は70mol%および30mol%であり、全てのジアミンに対するTFMBおよび3,3’-DDSのそれぞれのモル分率は40mol%および60mol%であった。また、得られたポリイミド膜の膜厚は25μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は0.6%であり、全光線透過率は90.3%であり、引張強度は129MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは3.5%であり、ガラス転移温度は272℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は3.3GPaであり、引張伸びは8.4%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は1.7であり、黄色度は2.7であった。
 以上の結果から、本実施例で得られたポリイミド膜も、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いことが確認された。
(比較例1)
 BPADAおよび4,4’-DDSを添加せず、BPDAの添加量を15.26gに代え、TFMBの添加量を16.61gに代え、DMAcの添加量を118.13gに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。得られたポリイミド膜の膜厚は25μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は7.0%であり、全光線透過率は87.2%であり、引張強度は203MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは20.4%であり、ガラス転移温度は335℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は4.3GPaであり、引張伸びは20.2%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は3.0であり、黄色度は5.2であった。
 以上の結果から、本比較例で得られたポリイミド膜は、従前と同等の優れた耐熱性および強度を示すと共に、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いが、透明性に著しく乏しいことが明らかとなった。
(比較例2)
 BPDAおよび4,4’-DDSを添加せず、BPADAの添加量を19.41gに代え、TFMBの添加量を11.94gに代え、DMAcの添加量を118.66gに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。得られたポリイミド膜の膜厚は24μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は0.9%であり、全光線透過率は90.4%であり、引張強度は158MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは2.6%であり、ガラス転移温度は242℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は3.8GPaであり、引張伸びは34.1%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は1.8であり、黄色度は3.5であった。
 以上の結果から、本比較例で得られたポリイミド膜は、従前と同等の優れた透明性および強度を示すが、耐熱性に劣るだけでなく、従前の無色透明のポリイミド膜と同等のメチルエチルケトン耐性しか示さないことが明らかとなった。
(比較例3)
 BPADAを添加せず、BPDAの添加量を15.85gに代え、TFMBの添加量を12.08gに代え、0.32gの4,4’-DDSを4.01gの3,3’-DDSに代え、DMAcの添加量を118.06gに代えた以外は、実施例1と同様にポリイミド前駆体溶液(固形分:20wt%)を調製し、実施例1と同様の方法でポリイミド膜を作製した。得られたポリイミド膜の膜厚は24μmであった。
 得られたポリイミド膜のヘイズ値、全光線透過率、引張強度、ガラス転移温度を実施例1と同様にして測定したところ、ヘイズ値は7.5%であり、全光線透過率は85.8%であり、引張強度は162MPaであり、メチルエチルケトンで濡れた状態の引張伸びは8.1%であり、ガラス転移温度は300℃であった。また、引張強度と同時に測定された引張弾性率は4.3GPaであり、引張伸びは21.2%であった。さらに、ヘイズ値及び全光線透過率と同時に測定されたb値は3.1であり、黄色度は5.6であった。
 以上の結果から、本比較例で得られたポリイミド膜は、従前と同等の優れた耐熱性および強度を示すと共に、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いが、透明性に著しく乏しいことが明らかとなった。なお、参考のため、上記実施例および比較例における「ポリイミド前駆体溶液の合成条件およびそのポリイミド前駆体溶液から得られたポリイミド膜の膜厚」および「そのポリイミド膜の諸物性」を以下の表1および表2にそれぞれまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 
 本発明に係るポリイミド膜は、従前と同等の優れた耐熱性、透明性、強度を示しつつも、従前よりも低コストで生産することが可能であり、また、従前の無色透明のポリイミド膜よりもメチルエチルケトンに対する耐性が高いという特徴を有し、例えば、発光素子実装用の回路基板や、カバーレイ、バーコード印刷用基板に好適に用いることができる。

Claims (11)

  1.  テトラカルボン酸系化合物由来部位として、ビフェニルテトラカルボン酸系化合物(BPDA)由来部位と、エーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸系化合物由来部位とを少なくとも含むと共に、ジアミン由来部位として、フッ素基を有する芳香族ジアミン由来部位と、スルホン基を有する芳香族ジアミン由来部位とを少なくとも含むポリイミド樹脂からなり、
     ヘイズ値が0.1以上2.0以下の範囲内である
    ポリイミド膜。
  2.  全ての前記テトラカルボン酸系化合物由来部位に対する前記ビフェニルテトラカルボン酸系化合物(BPDA)由来部位のモル分率が70mol%以上99mol%以下の範囲内である
    請求項1に記載のポリイミド膜。
  3.  全ての前記テトラカルボン酸系化合物由来部位に対する前記エーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸系化合物由来部位のモル分率が1mol%以上30mol%以下の範囲内である
    請求項1または2に記載のポリイミド膜。
  4.  全ての前記ジアミン由来部位に対する前記フッ素基を有する芳香族ジアミン由来部位のモル分率が40mol%以上98mol%以下の範囲内である
    請求項1から3のいずれか1項に記載のポリイミド膜。
  5.  全ての前記ジアミン由来部位に対する前記スルホン基を有する芳香族ジアミン由来部位のモル分率が2mol%以上60mol%以下の範囲内である
    請求項1から4のいずれか1項に記載のポリイミド膜。
  6.  前記エーテル基を有する芳香族テトラカルボン酸系化合物由来部位は、2,2-ビス[3,4-(ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン系化合物(BPADA)由来部位、4,4’-オキシジフタル酸系化合物(ODPA)由来部位より成る群から選択される少なくとも1つの部位である
    請求項1から5のいずれか1項に記載のポリイミド膜。
  7.  前記フッ素基を有する芳香族ジアミン由来部位は、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)由来部位である
    請求項1から6のいずれか1項に記載のポリイミド膜。
  8.  前記スルホン基を有する芳香族ジアミン由来部位は、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン(3,3’-DDS)由来部位、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン(4,4’-DDS)由来部位、および、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(BAPS-M)由来部位より成る群から選択される少なくとも1つの部位である
    請求項1から7のいずれか1項に記載のポリイミド膜。
  9.  引張強度が100MPa以上500MPa以下の範囲内である
    請求項1から8のいずれか1項に記載のポリイミド膜。
  10.  前記ポリイミド樹脂のガラス転移温度が260℃以上350℃以下の範囲内である
    請求項1から9のいずれか1項に記載のポリイミド膜。
  11.  片面をメチルエチルケトン(MEK)で濡らしたときの引張伸びが3.5%以上35%以下の範囲内である
    請求項1から10のいずれか1項に記載のポリイミド膜。
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