WO2019054297A1 - ポリイミド、ポリイミドワニス、及びポリイミドフィルム - Google Patents

ポリイミド、ポリイミドワニス、及びポリイミドフィルム Download PDF

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WO2019054297A1
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structural unit
polyimide
mol
bis
derived
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葵 大東
末永　修也
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三菱瓦斯化学株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a polyimide, and a polyimide varnish and a polyimide film containing the polyimide.
  • Polyimides have excellent properties in mechanical properties, chemical resistance, electrical properties, etc. in addition to their excellent heat resistance, so films made of polyimides are molding materials, composite materials, electric and electronic parts Are widely used in the fields of optical materials, displays, aerospace and the like.
  • a plastic film as an alternative to a glass substrate to an optical device such as a liquid crystal display (LCD), it has been studied to realize weight reduction, thickness reduction, and flexibility. As the required characteristics, it is required that the retardation is small and the retardation is low.
  • Patent Document 1 uses 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride as a tetracarboxylic acid component and 9,9 as a diamine component.
  • Disclosed are polyimides synthesized using -bis (3-methyl-4-aminophenyl) fluorene and 4,4'-diaminodiphenyl ether.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a polyimide capable of forming a film excellent in low retardation and elongation, and a polyimide varnish and a polyimide film containing the polyimide.
  • the present invention relates to the following [1] to [3].
  • Structural unit A includes a structural unit (A-1) derived from a compound represented by the following formula (a-1)
  • Structural unit B is a structural unit (B-2) derived from a compound represented by the following formula (b-1)
  • the ratio of the structural unit (B-1) to the structural unit B is less than 50 mol%
  • the ratio of the structural unit (B-2) to the structural unit B is 15 mol% or
  • each R independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group.
  • the present invention it is possible to provide a polyimide capable of forming a film excellent in low retardation and elongation, and a polyimide varnish and a polyimide film containing the polyimide.
  • the polyimide of the present invention is a polyimide having a structural unit A derived from tetracarboxylic acid or a derivative thereof, and a structural unit B derived from a diamine
  • Structural unit A includes a structural unit (A-1) derived from the compound represented by the above formula (a-1)
  • Structural unit B is a structural unit (B-2) derived from the compound represented by the above formula (b-1) and a structural unit (B-2) derived from the compound represented by the above formula (b-2)
  • the ratio of the structural unit (B-1) to the structural unit B is less than 50 mol%
  • the ratio of the structural unit (B-2) to the structural unit B is 15
  • the constituent unit A contained in the polyimide of the present invention is a constituent unit derived from tetracarboxylic acid or a derivative thereof.
  • the tetracarboxylic acids or their derivatives can be used alone or in combination of two or more.
  • Derivatives of tetracarboxylic acids include anhydrides or alkyl esters of tetracarboxylic acids.
  • the alkyl ester of tetracarboxylic acid the carbon number of alkyl is preferably 1 to 3, and examples thereof include dimethyl ester, diethyl ester and dipropyl ester of tetracarboxylic acid.
  • the constituent unit A in the present invention includes a constituent unit (A-1) derived from a compound represented by the following formula (a-1).
  • the compound represented by the formula (a-1) is 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride.
  • the ratio of the structural unit (A-1) to the structural unit A is preferably 70 to 100 mol%, more preferably 85 to 100 mol%, still more preferably 99 to 100 mol%, still more preferably 100 mol%. .
  • the polyimide according to the present invention is a compound other than the compound represented by the formula (a-1) as a constituent unit other than the constituent unit (A-1) in the constituent unit A within a range not impairing the effects of the present invention.
  • the structural unit derived from tetracarboxylic dianhydride may be included, it is preferable not to include it.
  • the structural unit B contained in the polyimide of the present invention is a structural unit derived from a diamine.
  • the structural unit B contains a structural unit (B-1) derived from a compound represented by the following formula (b-1).
  • each R is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, a fluorine atom, and a methyl group, and is preferably a hydrogen atom.
  • 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 9,9-bis (3-fluoro-4-aminophenyl) fluorene, and 9,9- Bis (3-methyl-4-aminophenyl) fluorene and the like can be mentioned, and at least one selected from the group consisting of these three compounds is preferable, and 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene is more preferable.
  • the polyimide of the present invention can reduce the retardation and can exhibit low retardation.
  • the ratio of the structural unit (B-1) to the structural unit B is less than 50 mol%.
  • the proportion of the structural unit (B-1) is preferably 45 mol% or less, more preferably 42 mol% or less, still more preferably 40 mol% from the viewpoint of expressing a low retardation and forming a film excellent in elongation.
  • the proportion of the structural unit (B-1) is preferably 5 to 45 mol%, more preferably 10 to 45 mol%, still more preferably 15 to 45 mol%, still more preferably 20 from the same viewpoint as described above. It is ⁇ 40 mol%.
  • the constituent unit B in the present invention contains a constituent unit (B-2) derived from a compound represented by the following formula (b-2).
  • the compound represented by the above formula (b-2) is 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane.
  • the polyimide of the present invention can reduce the retardation, and can form a film excellent in low retardation and in elongation.
  • the ratio of the structural unit (B-2) to the structural unit B is 15 mol% or more. When the proportion of the structural unit (B-2) is less than 15 mol%, it becomes difficult to form a film excellent in low retardation and elongation.
  • the proportion of the structural unit (B-2) is preferably 20 mol% or more, more preferably 25 mol% or more, still more preferably 30 mol% or more, from the viewpoint of forming a film excellent in low retardation and elongation. More preferably, it is 35 mol% or more, more preferably 40 mol% or more, and preferably 70 mol% or less, more preferably 60 mol% or less, still more preferably 50 mol% or less.
  • the proportion of the structural unit (B-2) is preferably 15 to 70 mol%, more preferably 15 to 60 mol%, still more preferably 20 to 50 mol%, still more preferably 30 from the same viewpoint as described above. It is -50 mol%, still more preferably 35-50 mol%, still more preferably 40-50 mol%.
  • the ratio of the total of the structural units (B-1) and (B-2) to the structural unit B is 40 mol% or more.
  • the proportion of the total of the structural units (B-1) and (B-2) is preferably 50 mol% or more, more preferably 55 mol% or more, still more preferably 60 mol% or more, and preferably It is 95 mol% or less, more preferably 90 mol% or less.
  • the proportion of the total of the structural units (B-1) and (B-2) is preferably 40 to 95 mol%, more preferably 50 to 95 mol%, still more preferably 55 to 55 It is 95 mol%, more preferably 60 to 90 mol%.
  • the structural unit B in the present invention is a structural unit (B-3) derived from a compound represented by the following formula (b-3), a structural unit (B-4) derived from the following formula (b-4), and At least one structural unit selected from the group consisting of the structural unit (B-5) derived from the compound represented by the following formula (b-5) (hereinafter, this structural unit is referred to as “structural unit B ′” (It may be called).
  • the compound represented by the above formula (b-3) is 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane.
  • the compound represented by the above formula (b-4) is 5-amino-1,3,3-trimethyl-1- (4-aminophenyl) -indane.
  • the compound represented by the above formula (b-5) is 4,4'-diamino-2,2'-bis (trifluoromethyl) biphenyl (alias: 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzidine) is there.
  • the structural unit B ′ may include all of the structural units (B-3) to (B-5), but the structural unit (B-3), the structural unit (B-4), and It is preferable to contain one or two structural units selected from the group consisting of the structural unit (B-5), and it is more preferable to contain one structural unit.
  • the ratio of the total of the structural unit (B-3), the structural unit (B-4) and the structural unit (B-5) to the structural unit B is preferably 5 to 60 mol%, more preferably 10 to It is 50 mol%, more preferably 10 to 45 mol%, still more preferably 10 to 40 mol%.
  • the ratio of the structural unit (B-3) to the structural unit B is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 25 to 55 mol% More preferably, it is 35 to 50 mol%, still more preferably 40 to 50 mol%.
  • the ratio of the structural unit (B-4) to the structural unit B is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 55 mol% More preferably, it is 30 to 50 mol%, still more preferably 35 to 50 mol%.
  • the ratio of the structural unit (B-5) to the structural unit B is preferably 5 to 40 mol%, more preferably 5 to 30 mol%. More preferably, it is 5 to 20 mol%, still more preferably 5 to 15 mol%.
  • the polyimide of the present invention includes a structural unit derived from a diamine other than the compounds represented by formulas (b-1) to (b-5) in the structural unit B, as long as the effects of the present invention are not impaired. Although it may be contained, it is preferable not to contain.
  • the ratio of constituent units derived from diamines other than the compounds represented by the above formulas (b-1) to (b-5) to the constituent unit B is preferably 10 mol% or less, more preferably 5 mol% or less, and further preferably Preferably it is 1 mol% or less, still more preferably 0 mol%.
  • the polyimide of the present invention is obtained by reacting a diamine component and a tetracarboxylic acid component.
  • tetracarboxylic acid component examples include tetracarboxylic acids or their derivatives.
  • the tetracarboxylic acid components can be used alone or in combination of two or more.
  • Derivatives of tetracarboxylic acids include anhydrides or alkyl esters of the tetracarboxylic acids.
  • the alkyl ester of tetracarboxylic acid the carbon number of alkyl is preferably 1 to 3, and examples thereof include dimethyl ester, diethyl ester and dipropyl ester of tetracarboxylic acid.
  • the tetracarboxylic acid component used in the present invention essentially comprises 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid or a derivative thereof, and in particular, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride [the above formula (A-1) is preferably contained.
  • the amount of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid or derivative thereof to be used is preferably 70 to 100 mol%, more preferably 85 to 100 mol%, still more preferably 99 with respect to all tetracarboxylic acid components. It is up to 100 mol%, more preferably 100 mol%.
  • tetracarboxylic acid components other than 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid or derivatives thereof may be contained.
  • the tetracarboxylic acid component include at least one selected from the group consisting of tetracarboxylic acids containing an aromatic ring or derivatives thereof, and tetracarboxylic acids containing an alicyclic hydrocarbon structure or derivatives thereof.
  • the tetracarboxylic acid components can be used alone or in combination of two or more.
  • tetracarboxylic acid containing an aromatic ring pyromellitic acid, 3,3 ′, 4,4′-diphenyl sulfone tetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic acid, 4,4′- Oxydiphthalic acid, 4,4 '-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic acid, 2,2', 3,3'-benzophenonetetracarboxylic acid, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3 2,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic acid, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, 2,2-bis (2 2,3-dicarboxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenoxyphenyl
  • tetracarboxylic acid containing an alicyclic hydrocarbon structure 1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid, 1,2,4,5-cyclopentane tetracarboxylic acid, bicyclo [2.2.2] octale And -7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid, dicyclohexyltetracarboxylic acid, cyclopentanone bisspironorbornane tetracarboxylic acid or positional isomers thereof, and derivatives thereof.
  • tetracarboxylic acid components that do not contain either an alicyclic hydrocarbon structure or an aromatic ring include 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, 1,2,3,4-pentanetetracarboxylic acid, etc. Derivatives are included.
  • the amount of the tetracarboxylic acid component other than 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid or its derivative is preferably 30 mol% or less, more preferably 15 mol% or less, based on all tetracarboxylic acid components. More preferably, it is 1 mol% or less, still more preferably 0 mol%.
  • diamine component used by this invention not only the diamine which gives the structural unit B but the diisocyanate corresponding to this diamine may be sufficient, but it is preferable that it is a diamine.
  • the diamine component used in the present invention contains the compound represented by the above formula (b-1) and the compound represented by the above formula (b-2), and is further represented by the above formula (b-3) It is preferable to contain at least one compound selected from a compound represented by the formula, a compound represented by the above formula (b-4), and a compound represented by the above formula (b-5).
  • 5-amino-1,3,3-trimethyl-1- (4-aminophenyl) -indane represented by the above formula (b-4) (hereinafter sometimes referred to as "5-amino compound”) May be mixed with the isomer 6-amino-1,3,3-trimethyl-1- (4-aminophenyl) -indane (hereinafter sometimes referred to as "6-amino compound”) . That is, when the compound represented by the above formula (b-4) is used as the diamine component, the 5-amino form and the 6-amino form may be mixed.
  • the amount of the compound represented by the above formula (b-1) is less than 50% by mole, preferably 5 to 45% by mole, more preferably 10 to 45% by mole, based on all diamine components. Is 15 to 45% by mole, more preferably 20 to 40% by mole.
  • the amount of the compound represented by the above formula (b-2) is 15 mol% or more, preferably 15 to 70 mol%, more preferably 15 to 60 mol%, further preferably to the total diamine component. Is more preferably 20 to 50 mol%, still more preferably 30 to 50 mol%, still more preferably 35 to 50 mol%, still more preferably 40 to 50 mol%.
  • the total amount of the compound represented by the above formula (b-1) and the compound represented by the above formula (b-2) is 40 mol% or more, preferably 40 mol% or more, based on all diamine components.
  • the amount is about -95 mol%, more preferably 50-95 mol%, still more preferably 55-95 mol%, still more preferably 60-90 mol%.
  • the total amount of the compound represented by the above formula (b-3), the compound represented by the above formula (b-4), and the compound represented by the above formula (b-5) is the total diamine component Preferably, it is 5 to 60 mol%, more preferably 10 to 55 mol%, still more preferably 10 to 50 mol%, still more preferably 10 to 45 mol%, still more preferably 10 to 40 mol%. .
  • the amount of the compound represented by the above formula (b-3) is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 25 to 55 mol%, still more preferably 35 to 50 mol%, based on all diamine components. Still more preferably, it is 40 to 50 mol%.
  • the amount of the compound represented by the above formula (b-4) is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 55 mol%, still more preferably 30 to 50 mol%, based on all diamine components. Still more preferably, it is 35 to 50 mol%.
  • the amount of the compound represented by the above formula (b-5) is preferably 5 to 40 mol%, more preferably 5 to 30 mol%, still more preferably 5 to 20 mol%, based on all diamine components. Still more preferably, it is 5 to 15 mol%.
  • the diamine component may contain diamine components other than the compounds represented by the above formulas (b-1) to (b-5).
  • the diamine component include at least one selected from the group consisting of aromatic diamines and aliphatic diamines.
  • the diamine components can be used alone or in combination of two or more.
  • “Aromatic diamine” refers to a diamine in which an amino group is directly bonded to an aromatic ring, and an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and other substituents (a part of the structure thereof) For example, it may contain a halogen atom, a sulfonyl group, a carbonyl group, an oxygen atom, etc.).
  • Aliphatic diamine refers to a diamine in which an amino group is directly bonded to an aliphatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group or another substituent (a part of its structure) For example, it may contain a halogen atom, a sulfonyl group, a carbonyl group, an oxygen atom, etc.).
  • aromatic diamines include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, benzidine, o-tolidine, m-tolidine, octafluorobenzidine, 3,3'- Dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-difluoro-4,4 '-Diaminobiphenyl, 2,6-diaminonaphthalene, 1,5-diaminonaphthalene, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl
  • aliphatic diamines include ethylene diamine, hexamethylene diamine, polyethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, polypropylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,4- Bis (aminomethyl) cyclohexane, metaxylylenediamine, paraxylylenediamine, 1,4-bis (2-amino-isopropyl) benzene, 1,3-bis (2-amino-isopropyl) benzene, isophorone diamine, norbornane Diamine, siloxane diamine, 4,4'-diaminodicyclohexylmethane, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethane, 3,3'-diethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethane, 3,3
  • the amount of use of the diamine component other than the compounds represented by the above formulas (b-1) to (b-5) is preferably 10 mol% or less, more preferably 5 mol% or less, based on all diamine components. Preferably it is 1 mol% or less, still more preferably 0 mol%.
  • the ratio by weight of the tetracarboxylic acid component to the diamine component is preferably 0.9 to 1.1 moles of the diamine component to 1 mole of the tetracarboxylic acid component.
  • terminal blocker other than the said tetracarboxylic acid component and the said diamine component.
  • the end capping agent monoamines or dicarboxylic acids are preferable.
  • the preparation amount of the end capping agent to be introduced is preferably 0.0001 to 0.1 mol, and more preferably 0.001 to 0.06 mol, per 1 mol of the tetracarboxylic acid component.
  • Examples of monoamines end capping agents include methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, benzylamine, 4-methylbenzylamine, 4-ethylbenzylamine, 4-dodecylbenzylamine, 3-methylbenzylamine, 3- Ethyl benzylamine, aniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline and the like are recommended. Among these, benzylamine and aniline can be suitably used.
  • dicarboxylic acid end capping agent dicarboxylic acids are preferable, and some of them may be ring-closed.
  • phthalic acid, phthalic anhydride, 4-chlorophthalic acid, tetrafluorophthalic acid, 2,3-benzophenonedicarboxylic acid, 3,4-benzophenonedicarboxylic acid, cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid, cyclopentane-1,2 -Dicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, etc. are recommended.
  • phthalic acid and phthalic anhydride can be suitably used.
  • tetracarboxylic acid component and a diamine component are made to react
  • a well-known method can be used.
  • a specific reaction method (1) a tetracarboxylic acid component, a diamine component, and a reaction solvent are charged in a reactor, and stirred at room temperature to 80 ° C. for 0.5 to 30 hours, and then heated to imidation Method for carrying out the reaction, (2) The diamine component and the reaction solvent are charged into the reactor and dissolved, and then the tetracarboxylic acid component is charged, and if necessary, stirred for 0.5 to 30 hours at room temperature to 80 ° C. (3) The tetracarboxylic acid component, the diamine component, and the reaction solvent are charged into a reactor, and the temperature is raised immediately to perform the imidization reaction.
  • the reaction solvent used for producing the polyimide may be any solvent which can dissolve the polyimide to be produced without inhibiting the imidization reaction.
  • aprotic solvents phenol solvents, ether solvents, carbonate solvents and the like can be mentioned.
  • aprotic solvent examples include N, N-dimethylisobutyramide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, 1,3-dimethyl Amide solvents such as imidazolidinone and tetramethylurea, lactone solvents such as ⁇ -butyrolactone and ⁇ -valerolactone, phosphorus-containing amide solvents such as hexamethylphosphoric amide and hexamethylphosphine triamide, dimethyl sulfone, Sulfur-containing solvents such as dimethylsulfoxide and sulfolane, ketone solvents such as acetone, cyclohexanone and methylcyclohexanone, amine solvents such as picoline and pyridine, ester solvents such as acetic acid (2-methoxy-1-methylethyl) It can be mentioned.
  • phenolic solvents include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,4 -Xylenol, 3,5-xylenol and the like.
  • ether solvents include 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, 1,2-bis (2-methoxyethoxy) ethane, bis [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] Ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like can be mentioned.
  • aprotic solvents are preferable, amide solvents or lactone solvents are more preferable, and ⁇ -butyrolactone is more preferable.
  • the above reaction solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the imidization reaction it is preferable to carry out the reaction while removing water generated at the time of production using a Dean-Stark apparatus or the like. By performing such an operation, the degree of polymerization and the imidation ratio can be further increased.
  • the imidation catalyst includes a base catalyst or an acid catalyst.
  • a base catalyst pyridine, quinoline, isoquinoline, ⁇ -picoline, ⁇ -picoline, 2,4-lutidine, 2,6-lutidine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, imidazole, N, N-dimethylaniline
  • organic base catalysts such as N, N-diethylaniline
  • inorganic base catalysts such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, potassium carbonate, sodium carbonate, potassium hydrogen carbonate and sodium hydrogen carbonate.
  • an acid catalyst crotonic acid, acrylic acid, trans-3-hexenoic acid, cinnamic acid, benzoic acid, methylbenzoic acid, oxybenzoic acid, terephthalic acid, benzenesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, etc.
  • the above imidation catalysts may be used alone or in combination of two or more.
  • a base catalyst is preferable, an organic base catalyst is more preferable, and triethylamine is more preferable.
  • the temperature of the imidization reaction is preferably 120 to 250 ° C., more preferably 160 to 190 ° C., and still more preferably 180 to 190 ° C. from the viewpoint of reaction rate and suppression of gelation etc. is there.
  • the reaction time is preferably 0.5 to 10 hours after the start of distillation of the produced water.
  • the temperature of the imidation reaction when no catalyst is used is preferably 200 to 350.degree.
  • the weight average molecular weight of the polyimide of the present invention is preferably 500 to 1,000,000 from the viewpoint of the mechanical strength of the resulting polyimide film.
  • the weight average molecular weight of the polyimide can be measured by gel filtration chromatography or the like.
  • a method of measuring an absolute molecular weight with a light scattering detector using N, N-dimethylformamide as a developing solvent can be mentioned.
  • the polyimide of the present invention may further be mixed with various additives as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the additive include an antioxidant, a light stabilizer, a surfactant, a flame retardant, a plasticizer, an inorganic filler, and a polymer compound other than the polyimide.
  • polymer compound polyimide other than the polyimide of the present invention, polycarbonate, polystyrene, polyamide, polyamide imide, polyester such as polyethylene terephthalate, polyether sulfone, polycarboxylic acid, polyacetal, polyphenylene ether, polysulfone, polybutylene, polypropylene, polyacrylamide And polyvinyl chloride.
  • the polyimide varnish of the present invention is obtained by dissolving the polyimide of the present invention in an organic solvent. That is, the polyimide varnish of the present invention is a solution containing the polyimide of the present invention, containing the polyimide of the present invention and an organic solvent, and the polyimide is dissolved in the organic solvent.
  • the organic solvent is not particularly limited as long as it dissolves the polyimide, but it is preferable to use one or more of the compounds described above as the reaction solvent used for producing the polyimide. Since the polyimide of the present invention has solvent solubility, it can be a highly concentrated varnish stable at room temperature.
  • the polyimide varnish may be a solution itself containing a polyimide obtained by polymerizing a polyimide obtained by dissolving it in a reaction solvent. Moreover, what mixed at least 1 sort (s) chosen from the solvent illustrated above as a solvent which a polyimide melt
  • the solid content concentration of the solution containing the polyimide of the present invention can be appropriately selected according to the workability at the time of forming the polyimide film described later, etc., and used for producing the polyimide of the present invention
  • the solid content concentration and viscosity may be adjusted by volatilizing the reaction solvent to be condensed or by adding an organic solvent.
  • the organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the polyimide of the present invention.
  • the solid content concentration of the solution containing the polyimide of the present invention (the polyimide varnish of the present invention) is preferably 5 to 60% by mass, and more preferably 10 to 45% by mass.
  • the solution viscosity of the polyimide of the present invention is preferably 1 to 200 Pa ⁇ s, more preferably 5 to 150 Pa ⁇ s.
  • the solution viscosity of the polyimide is a value measured at 23 ° C. using an E-type viscometer.
  • the polyimide film of the present invention is characterized by containing the polyimide of the present invention and is excellent in low retardation and elongation.
  • the polyimide film of the present invention preferably comprises the polyimide of the present invention.
  • a well-known method can be used.
  • a solution containing the polyimide of the present invention (the polyimide varnish of the present invention), or a solution containing the solution of the polyimide of the present invention and the various additives described above, is smoothed with a glass plate, metal plate, plastic, etc. After coating on a support or forming into a film, a method of removing solvent components such as an organic solvent contained in the solution may be mentioned.
  • the solution containing the polyimide may be the polyimide solution itself in which the polyimide obtained by the polymerization method is dissolved in the reaction solvent. Moreover, what mixed at least 1 sort (s) chosen from the solvent illustrated above as a solvent which a polyimide melt
  • the thickness of the polyimide film of the present invention can be easily controlled by adjusting the solid content concentration and viscosity of the solution containing the polyimide as described above.
  • a release agent may be applied to the surface of the support, if necessary.
  • the following method is preferable as a method of heating and evaporating a solvent component after applying a solution containing the polyimide to the support. That is, after the solvent is evaporated at a temperature of 120 ° C. or less to form a self-supporting film, the self-supporting film is peeled from the support to fix the end portion of the self-supporting film, and It is preferable to produce a polyimide film by drying at a temperature not lower than the boiling point and not higher than 350 ° C. Moreover, it is preferable to dry under nitrogen atmosphere. The pressure of the drying atmosphere may be any of reduced pressure, normal pressure and increased pressure.
  • the thickness of the polyimide film of the present invention can be appropriately selected depending on the application etc., but it is preferably in the range of 1 to 250 ⁇ m, more preferably 5 to 100 ⁇ m, still more preferably 10 to 90 ⁇ m.
  • the thickness of 1 to 250 ⁇ m enables practical use as a free standing film.
  • a polyimide film having a total light transmittance at a thickness of 80 ⁇ m of preferably 85% or more, more preferably 88% or more, and still more preferably 89% or more can be obtained.
  • a polyimide film having a yellow index (YI value) of preferably 2.7 or less, more preferably 2.5 or less, and still more preferably 2.2 or less can be used.
  • a polyimide film having a glass transition temperature of preferably 220 ° C. or more, more preferably 250 ° C. or more, still more preferably 280 ° C. or more can be used.
  • the total light transmittance, the YI value, and the glass transition temperature of the polyimide film can be measured specifically by the methods described in the examples.
  • a polyimide film having a retardation value (Rth) in the thickness direction of preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, still more preferably 120 nm or less, still more preferably 90 nm or less can be obtained.
  • “low retardation” means that the retardation value (Rth) in the thickness direction is low, and preferably, the retardation value (Rth) in the thickness direction is within the above range.
  • a polyimide film having a birefringence of preferably 0.003 or less, more preferably 0.0025 or less, still more preferably 0.002 or less, still more preferably 0.0012 or less can be used.
  • the tensile elongation at break (measurement temperature: 23 ° C., humidity: 50% RH) is preferably 8% or more, more preferably 8.2% or more, still more preferably 8.5% or more, still more preferably 9% It can be set as the above polyimide film.
  • the retardation value (Rth) in the thickness direction of the polyimide film, the birefringence, and the tensile elongation at break can be specifically measured by the method described in the examples.
  • the polyimide film containing the polyimide of this invention is suitably used as a film for various members, such as a color filter, a flexible display, a semiconductor component, and an optical member.
  • the present invention will be specifically described by way of the following examples. However, the present invention is not limited at all by these examples. Physical properties of the polyimide solution and the polyimide film obtained in the following Examples and Comparative Examples were measured by the methods shown below.
  • Solid content concentration The solid content concentration of the polyimide solution (polyimide varnish) was measured by heating a sample at 300 ° C. for 30 minutes in a small electric furnace MMF-1 manufactured by As One Co., Ltd., and calculating from the sample weight difference before and after heating.
  • Film thickness The film thickness was measured using a micrometer manufactured by Mitutoyo Corporation.
  • nx the maximum refractive index of the in-plane refractive indices of the polyimide film
  • ny represents the minimum refractive index
  • nz represents the refractive index in the thickness direction
  • d represents the thickness (nm) of the film.
  • Elongation Measurement is in accordance with ASTM-882-88, using a tensile tester “Strograph VC-1” manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., measurement temperature 23 ° C., humidity 50% RH, chuck distance 50 mm, tension A tensile test was carried out under conditions of a speed of 50 mm / min to determine a tensile elongation at break. The higher the tensile elongation at break, the better the elongation of the film.
  • Example 1 9,00-bis (4- 4) as a diamine component in a 300 mL five-necked round-bottom flask equipped with a stainless steel half-moon stirring blade, a nitrogen inlet tube, a Dean-Stark fitted with a cooling tube, a thermometer, and a glass end cap.
  • Aminophenyl) fluorene manufactured by Taoka Chemical Industry Co., Ltd.
  • 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane manufactured by Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd.
  • Example 2 9,00-bis (4- 4) as a diamine component in a 300 mL five-necked round-bottom flask equipped with a stainless steel half-moon stirring blade, a nitrogen inlet tube, a Dean-Stark fitted with a cooling tube, a thermometer, and a glass end cap.
  • Aminophenyl) fluorene manufactured by Taoka Chemical Industry Co., Ltd.
  • 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane manufactured by Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd.
  • Example 3 9,00-bis (4- 4) as a diamine component in a 300 mL five-necked round-bottom flask equipped with a stainless steel half-moon stirring blade, a nitrogen inlet tube, a Dean-Stark fitted with a cooling tube, a thermometer, and a glass end cap.
  • Aminophenyl) fluorene manufactured by Taoka Chemical Industry Co., Ltd.
  • 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane manufactured by Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd.
  • Example 4 9,00-bis (4- 4) as a diamine component in a 300 mL five-necked round-bottom flask equipped with a stainless steel half-moon stirring blade, a nitrogen inlet tube, a Dean-Stark fitted with a cooling tube, a thermometer, and a glass end cap.
  • Aminophenyl) fluorene (manufactured by Taoka Chemical Industry Co., Ltd.) 4.88 g (0.014 mol) and 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane (manufactured by Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd.) 49 g (0.028 mol), 14.52 g (0.028 mol) of 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane (manufactured by Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd.), ⁇ -butyrolactone ( 53.81 g of Mitsubishi Chemical Co., Ltd.
  • Example 5 9,00-bis (4- 4) as a diamine component in a 300 mL five-necked round-bottom flask equipped with a stainless steel half-moon stirring blade, a nitrogen inlet tube, a Dean-Stark fitted with a cooling tube, a thermometer, and a glass end cap.
  • Aminophenyl) fluorene (manufactured by Taoka Chemical Industry Co., Ltd.) 4.88 g (0.014 mol) and 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane (manufactured by Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd.) 49 g (0.028 mol), 5 (6) -amino-1,3,3-trimethyl-1- (4-aminophenyl) -indane (manufactured by Nippon Junryo Pharmaceutical Co., Ltd.) 7.46 g (0.028 mol) 45.34 g of ⁇ -butyrolactone (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) was added, and the solution was stirred at a rotation speed of 200 rpm under a nitrogen atmosphere at a system temperature of 70 ° C.
  • Comparative Example 1 9,00-bis (4- 4) as a diamine component in a 300 mL five-necked round-bottom flask equipped with a stainless steel half-moon stirring blade, a nitrogen inlet tube, a Dean-Stark fitted with a cooling tube, a thermometer, and a glass end cap.
  • Aminophenyl) fluorene manufactured by Taoka Chemical Industry Co., Ltd.
  • 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane manufactured by Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd.
  • HPMDA 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride [compound represented by formula (a-1)]
  • BAFL 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene [compound represented by formula (b-1) (R: hydrogen atom)]
  • BAPP 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane [compound represented by formula (b-2)]
  • HFBAPP 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane [compound represented by formula (b-3)]
  • TMDA 5 (6) -amino-1,3,3-trimethyl-1- (4-aminophenyl) -indane [compound represented by formula (b-4)]
  • TFMB 4,4′-diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl [compound represented by formula (b-5)]
  • the polyimide films of Examples 1 to 5 are excellent in low retardation and elongation in addition to colorless transparency and heat resistance, so all of these properties are good and balanced.
  • the retardation value (Rth) in the thickness direction was high, and the elongation was inferior, so that a film excellent in low retardation and elongation could not be obtained.

Abstract

本発明は、テトラカルボン酸又はその誘導体に由来する構成単位Ａが、化合物（ａ－１）に由来する構成単位（Ａ－１）を含み、ジアミンに由来する構成単位Ｂが、化合物（ｂ－１）に由来する構成単位（Ｂ－１）と、化合物（ｂ－２）に由来する構成単位（Ｂ－２）と、化合物（ｂ－３）～（ｂ－５）に由来する構成単位（Ｂ－３）～（Ｂ－５）から選ばれる少なくとも１つの構成単位とを含み、構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－１）の割合が５０モル％未満、構成単位（Ｂ－２）の割合が１５モル％以上、構成単位（Ｂ－１）及び構成単位（Ｂ－２）の合計が占める割合が５０モル％以上である、ポリイミド、及び該ポリイミドを含むポリイミドフィルムであり、低リタデーションと伸びに優れたフィルムを形成できるポリイミド、並びに該ポリイミドを含むポリイミドワニス及び及びポリイミドフィルムを提供する。

Description

ポリイミド、ポリイミドワニス、及びポリイミドフィルム
　本発明は、ポリイミド、並びに該ポリイミドを含むポリイミドワニス及びポリイミドフィルムに関する。
　ポリイミドはその優れた耐熱性に加え、機械的特性、耐薬品性、電気特性等において優れた特性を有しているため、ポリイミドを材料としたフィルムは、成形材料、複合材料、電気・電子部品、光学材料、ディスプレイ、航空宇宙等の分野において幅広く用いられている。
　液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）をはじめとする光学機器に、ガラス基板の代替としてプラスチックフィルムを適用することで、軽量化、薄型化、及びフレキシブル化を実現しようとすることが検討されており、プラスチックフィルムの要求特性として位相差が小さく、リタデーションが低いことを求められる。
　上記のような要求を満たしうるプラスチックフィルム材料として、例えば、特許文献１には、テトラカルボン酸成分として１，２，４，５－シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物を用い、ジアミン成分として９，９－ビス（３－メチル－４－アミノフェニル）フルオレン及び４，４’－ジアミノジフェニルエーテルを用いて合成されたポリイミド等が開示されている。
特許第６０１０５３３号公報
　しかしながら、特許文献１に開示されたポリイミドは透明性及び耐熱性に優れ、位相差が小さいものの、強靭性の指標のひとつである伸びは満足できるレベルに達するものではなく、プラスチックフィルムの薄型化及びフレキシブル化を図るうえで更に改良する必要性があった。
　すなわち、本発明が解決しようとする課題は、低リタデーションと伸びに優れたフィルムを形成できるポリイミド、並びに該ポリイミドを含むポリイミドワニス及びポリイミドフィルムを提供することにある。
　発明者等は鋭意検討した結果、特定の構成単位で構成されるポリイミドが、低リタデーションと伸びに優れたフィルムを形成できることを見出した。これらの知見に基づき本発明に至った。すなわち本発明は、下記［１］～［３］に関する。
［１］テトラカルボン酸又はその誘導体に由来する構成単位Ａ、及びジアミンに由来する構成単位Ｂを有するポリイミドであって、
　構成単位Ａが、下記式（ａ－１）で表される化合物に由来する構成単位（Ａ－１）を含み、
　構成単位Ｂが、下記式（ｂ－１）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－１）と、下記式（ｂ－２）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－２）と、下記式（ｂ－３）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－３）、下記式（ｂ－４）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－４）、及び下記式（ｂ－５）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－５）から選ばれる少なくとも１つの構成単位と、を含み、
　構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－１）の割合が５０モル％未満であり、構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－２）の割合が１５モル％以上であり、構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－１）及び構成単位（Ｂ－２）の合計が占める割合が４０モル％以上である、ポリイミド。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
（式（ｂ－１）中、Ｒはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又はメチル基を表わす。）
［２］前記［１］に記載のポリイミドが有機溶媒に溶解してなる、ポリイミドワニス。
［３］前記［１］に記載のポリイミドを含む、ポリイミドフィルム。
　本発明によれば、低リタデーションと伸びに優れたフィルムを形成できるポリイミド、並びに該ポリイミドを含むポリイミドワニス及びポリイミドフィルムを提供することができる。
　本発明のポリイミドは、テトラカルボン酸又はその誘導体に由来する構成単位Ａ、及びジアミンに由来する構成単位Ｂを有するポリイミドであって、
　構成単位Ａが、上記式（ａ－１）で表される化合物に由来する構成単位（Ａ－１）を含み、
　構成単位Ｂが、上記式（ｂ－１）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－１）と、上記式（ｂ－２）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－２）と、上記式（ｂ－３）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－３）、上記式（ｂ－４）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－４）、及び上記式（ｂ－５）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－５）から選ばれる少なくとも１つの構成単位と、を含み、
　構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－１）の割合が５０モル％未満であり、構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－２）の割合が１５モル％以上であり、構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－１）及び構成単位（Ｂ－２）の合計が占める割合が４０モル％以上である、ポリイミドである。
　以下、本発明のポリイミドについて説明する。
〔構成単位Ａ〕
　本発明のポリイミドに含まれる構成単位Ａは、テトラカルボン酸又はその誘導体に由来する構成単位である。テトラカルボン酸又はその誘導体は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　テトラカルボン酸の誘導体としては、テトラカルボン酸の無水物又はアルキルエステルが挙げられる。テトラカルボン酸のアルキルエステルとしては、アルキルの炭素数が１～３であることが好ましく、例えば、テトラカルボン酸のジメチルエステル、ジエチルエステル、及びジプロピルエステルが挙げられる。テトラカルボン酸又はその誘導体としては、テトラカルボン酸二無水物が好ましい。
　本発明における構成単位Ａは、下記式（ａ－１）で表される化合物に由来する構成単位（Ａ－１）を含む。式（ａ－１）で表される化合物は、１，２，４，５－シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物である。構成単位Ａが構成単位（Ａ－１）を含むことで、ポリイミドの透明性及び耐熱性が向上する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　構成単位Ａに対する構成単位（Ａ－１）の割合は、好ましくは７０～１００モル％、より好ましくは８５～１００モル％、更に好ましくは９９～１００モル％、より更に好ましくは１００モル％である。
　本発明に係るポリイミドは、本発明の効果を損なわない範囲で、構成単位Ａ中に、前記構成単位（Ａ－１）以外の構成単位として、式（ａ－１）で表される化合物以外のテトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位を含んでいてもよいが、含んでいないことが好ましい。
〔構成単位Ｂ〕
　本発明のポリイミドに含まれる構成単位Ｂは、ジアミンに由来する構成単位である。
　前記構成単位Ｂは、下記式（ｂ－１）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－１）を含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　上記式（ｂ－１）中において、Ｒは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、およびメチル基からなる群より選択され、水素原子であることが好ましい。
　上記式（ｂ－１）で表される化合物としては、９，９－ビス（４－アミノフェニル）フルオレン、９，９－ビス（３－フルオロ－４－アミノフェニル）フルオレン、及び９，９－ビス（３－メチル－４－アミノフェニル）フルオレン等が挙げられ、これら３種の化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましく、９，９－ビス（４－アミノフェニル）フルオレンがより好ましい。
　本発明のポリイミドは、前記構成単位（Ｂ－１）を含むことによって、位相差を小さくすることができ、低リタデーションを発現することができる。
　本発明において、構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－１）の割合は５０モル％未満である。前記構成単位（Ｂ－１）の割合が５０モル％以上であると、伸びに優れたフィルムを形成することが困難となる。前記構成単位（Ｂ－１）の割合は、低リタデーションを発現し、伸びに優れたフィルムを形成する観点から、好ましくは４５モル％以下、より好ましくは４２モル％以下、更に好ましくは４０モル％以下であり、そして好ましくは５モル％以上、より好ましくは１０モル％以上、更に好ましくは１５モル％以上、より更に好ましくは２０モル％以上である。前記構成単位（Ｂ－１）の割合は、前記と同様の観点から、好ましくは５～４５モル％、より好ましくは１０～４５モル％、更に好ましくは１５～４５モル％、より更に好ましくは２０～４０モル％である。
　本発明における構成単位Ｂは、下記式（ｂ－２）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－２）を含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　上記式（ｂ－２）で表される化合物は、２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパンである。
　本発明のポリイミドは、前記構成単位（Ｂ－２）を含むことによって、位相差を小さくすることができ、低リタデーションに優れるとともに、伸びに優れたフィルムを形成することができる。
　本発明において、構成単位Ｂに対する前記構成単位（Ｂ－２）の割合は１５モル％以上である。前記構成単位（Ｂ－２）の割合が１５モル％未満であると、低リタデーションと伸びに優れたフィルムを形成することが困難となる。前記構成単位（Ｂ－２）の割合は、低リタデーションと伸びに優れたフィルムを形成する観点から、好ましくは２０モル％以上、より好ましくは２５モル％以上、更に好ましくは３０モル％以上、より更に好ましくは３５モル％以上、より更に好ましくは４０モル％以上であり、そして好ましくは７０モル％以下、より好ましくは６０モル％以下、更に好ましくは５０モル％以下である。前記構成単位（Ｂ－２）の割合は、前記と同様の観点から、好ましくは１５～７０モル％、より好ましくは１５～６０モル％、更に好ましくは２０～５０モル％、より更に好ましくは３０～５０モル％、より更に好ましくは３５～５０モル％、より更に好ましくは４０～５０モル％である。
　本発明において、構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－１）及び（Ｂ－２）の合計が占める割合は４０モル％以上である。前記構成単位（Ｂ－１）及び（Ｂ－２）の合計が占める割合が４０モル％未満であると、低リタデーションと伸びに優れたフィルムを形成することが困難となる。前記構成単位（Ｂ－１）及び（Ｂ－２）の合計が占める割合は、好ましくは５０モル％以上、より好ましくは５５モル％以上、更に好ましくは６０モル％以上であり、そして、好ましくは９５モル％以下、より好ましくは９０モル％以下である。前記構成単位（Ｂ－１）及び（Ｂ－２）の合計が占める割合は、前記と同様の観点から、好ましくは４０～９５モル％、より好ましくは５０～９５モル％、更に好ましくは５５～９５モル％、より更に好ましくは６０～９０モル％である。
　本発明における構成単位Ｂは、下記式（ｂ－３）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－３）、下記式（ｂ－４）に由来する構成単位（Ｂ－４）、及び下記式（ｂ－５）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－５）からなる群から選ばれた少なくとも１種の構成単位（以下、該構成単位を、「構成単位Ｂ’」と呼称することがある。）を含む。前記構成単位Ｂが、前記構成単位Ｂ’を含むことで、低リタデーションと伸びのバランスに優れたフィルムが得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　上記式（ｂ－３）で表される化合物は、２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパンである。上記式（ｂ－４）で表される化合物は、５－アミノ－１，３，３－トリメチル－１－(４－アミノフェニル)－インダンである。上記式（ｂ－５）で表される化合物は、４，４’－ジアミノ－２，２’－ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル（別名：２，２’－ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン）である。
　前記構成単位Ｂ’は、前記構成単位（Ｂ－３）～（Ｂ－５）の全てを含んでいてもよいが、前記構成単位（Ｂ－３）、前記構成単位（Ｂ－４）、及び前記構成単位（Ｂ－５）からなる群から選ばれた１種又は２種の構成単位を含むことが好ましく、１種の構成単位を含むことがより好ましい。
　構成単位Ｂに対する前記構成単位（Ｂ－３）、前記構成単位（Ｂ－４）及び前記構成単位（Ｂ－５）の合計が占める割合は、好ましくは５～６０モル％、より好ましくは１０～５０モル％、更に好ましくは１０～４５モル％、より更に好ましくは１０～４０モル％である。
　構成単位Ｂ’として前記構成単位（Ｂ－３）を含有する場合、構成単位Ｂに対する前記構成単位（Ｂ－３）の割合は、好ましくは１０～６０モル％、より好ましくは２５～５５モル％、更に好ましくは３５～５０モル％、より更に好ましくは４０～５０モル％である。
　構成単位Ｂ’として前記構成単位（Ｂ－４）を含有する場合、構成単位Ｂに対する前記構成単位（Ｂ－４）の割合は、好ましくは１０～６０モル％、より好ましくは２０～５５モル％、更に好ましくは３０～５０モル％、より更に好ましくは３５～５０モル％である。
　構成単位Ｂ’として前記構成単位（Ｂ－５）を含有する場合、構成単位Ｂに対する前記構成単位（Ｂ－５）の割合は、好ましくは５～４０モル％、より好ましくは５～３０モル％、更に好ましくは５～２０モル％、より更に好ましくは５～１５モル％である。
　本発明のポリイミドは、本発明の効果を損なわない範囲で、構成単位Ｂ中に、式（ｂ－１）～（ｂ－５）で表される化合物以外のジアミンに由来する構成単位を含んでいてもよいが、含んでいないことが好ましい。
　構成単位Ｂに対する上記式（ｂ－１）～（ｂ－５）で表される化合物以外のジアミンに由来する構成単位の割合は、好ましくは１０モル％以下、より好ましくは５モル％以下、更に好ましくは１モル％以下、より更に好ましくは０モル％である。
〔ポリイミドの製造方法〕
　本発明のポリイミドは、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分を反応させることにより得られる。
　テトラカルボン酸成分としては、テトラカルボン酸又はその誘導体が挙げられる。テトラカルボン酸成分は単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　テトラカルボン酸の誘導体としては、該テトラカルボン酸の無水物又はアルキルエステルが挙げられる。
　テトラカルボン酸のアルキルエステルとしては、アルキルの炭素数が１～３であることが好ましく、例えば、テトラカルボン酸のジメチルエステル、ジエチルエステル、及びジプロピルエステルが挙げられる。
　本発明で使用されるテトラカルボン酸成分は、１，２，４，５－シクロヘキサンテトラカルボン酸又はその誘導体を必須とし、中でも１，２，４，５－シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物〔上記式（ａ－１）〕を含むことが好ましい。
　１，２，４，５－シクロヘキサンテトラカルボン酸又はその誘導体の使用量は、全テトラカルボン酸成分に対して、好ましくは７０～１００モル％、より好ましくは８５～１００モル％、更に好ましくは９９～１００モル％、より更に好ましくは１００モル％である。
　さらに、１，２，４，５－シクロヘキサンテトラカルボン酸又はその誘導体以外のテトラカルボン酸成分を含有してもよい。該テトラカルボン酸成分としては、芳香環を含むテトラカルボン酸又はその誘導体、及び脂環式炭化水素構造を含むテトラカルボン酸又はその誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。該テトラカルボン酸成分は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　芳香環を含むテトラカルボン酸としては、ピロメリット酸、３，３’，４，４’－ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、３，３’，４，４’－ベンゾフェノンテトラカルボン酸、４，４’－オキシジフタル酸、４，４’－（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸、２，２’，３，３’－ベンゾフェノンテトラカルボン酸、３，３’，４，４’－ビフェニルテトラカルボン酸、２，３，３’，４’－ビフェニルテトラカルボン酸、２，２’，３，３’－ビフェニルテトラカルボン酸、２，２－ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）プロパン、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、１，１－ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）エタン、１，２－ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）エタン、１，１－ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）エタン、１，２－ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）エタン、ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）メタン、ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）メタン、４，４’－（ｐ－フェニレンジオキシ）ジフタル酸、４，４’－（ｍ－フェニレンジオキシ）ジフタル酸、２，３，６，７－ナフタレンテトラカルボン酸、１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボン酸及びそれらの誘導体が挙げられる。
　脂環式炭化水素構造を含むテトラカルボン酸としては、１，２，３，４－シクロブタンテトラカルボン酸、１，２，４，５－シクロペンタンテトラカルボン酸、ビシクロ［２．２．２］オクタ－７－エン－２，３，５，６－テトラカルボン酸、ジシクロヘキシルテトラカルボン酸、シクロペンタノンビススピロノルボルナンテトラカルボン酸又はこれらの位置異性体、及びそれらの誘導体が挙げられる。
　脂環式炭化水素構造及び芳香環をいずれも含まないテトラカルボン酸成分としては、１，２，３，４－ブタンテトラカルボン酸、１，２，３，４－ペンタンテトラカルボン酸等又はこれらの誘導体が挙げられる。
　１，２，４，５－シクロヘキサンテトラカルボン酸又はその誘導体以外のテトラカルボン酸成分の使用量は、全テトラカルボン酸成分に対して、好ましくは３０モル％以下、より好ましくは１５モル％以下、更に好ましくは１モル％以下、より更に好ましくは０モル％である。
　本発明で使用されるジアミン成分としては、構成単位Ｂを与えるジアミンだけでなく、該ジアミンに対応するジイソシアネートであってもよいが、ジアミンであることが好ましい。
　本発明で使用されるジアミン成分は、上記式（ｂ－１）で表される化合物、及び上記式（ｂ－２）で表される化合物を含有し、更に上記式（ｂ－３）で表される化合物、上記式（ｂ－４）で表される化合物、及び上記式（ｂ－５）で表される化合物から選ばれる少なくとも１つの化合物を含有することが好ましい。
　なお、上記式（ｂ－４）で表される、５－アミノ－１，３，３－トリメチル－１－（４－アミノフェニル）－インダン（以下、「５－アミノ体」ということがある）は、異性体である６－アミノ－１，３，３－トリメチル－１－（４－アミノフェニル）－インダン（以下、「６－アミノ体」ということがある）が混在している場合がある。すなわち、ジアミン成分として上記式（ｂ－４）で表される化合物を使用する場合は、５－アミノ体及び６－アミノ体が混在していることがある。
　上記式（ｂ－１）で表される化合物の使用量は、全ジアミン成分に対して、５０モル％未満であり、好ましくは５～４５モル％、より好ましくは１０～４５モル％、更に好ましくは１５～４５モル％、より更に好ましくは２０～４０モル％である。
　上記式（ｂ－２）で表される化合物の使用量は、全ジアミン成分に対して、１５モル％以上であり、好ましくは１５～７０モル％、より好ましくは１５～６０モル％、更に好ましくは２０～５０モル％、より更に好ましくは３０～５０モル％、より更に好ましくは３５～５０モル％、より更に好ましくは４０～５０モル％である。
　上記式（ｂ－１）で表される化合物、及び上記式（ｂ－２）で表される化合物の合計の使用量は、全ジアミン成分に対して、４０モル％以上であり、好ましくは４０～９５モル％、より好ましくは５０～９５モル％、更に好ましくは５５～９５モル％、より更に好ましくは６０～９０モル％である。
　上記式（ｂ－３）で表される化合物、上記式（ｂ－４）で表される化合物、及び上記式（ｂ－５）で表される化合物の合計の使用量は、全ジアミン成分に対して、好ましくは５～６０モル％、より好ましくは１０～５５モル％、更に好ましくは１０～５０モル％、より更に好ましくは１０～４５モル％、より更に好ましくは１０～４０モル％である。
　上記式（ｂ－３）で表される化合物の使用量は、全ジアミン成分に対して、好ましくは１０～６０モル％、より好ましくは２５～５５モル％、更に好ましくは３５～５０モル％、より更に好ましくは４０～５０モル％である。
　上記式（ｂ－４）で表される化合物の使用量は、全ジアミン成分に対して、好ましくは１０～６０モル％、より好ましくは２０～５５モル％、更に好ましくは３０～５０モル％、より更に好ましくは３５～５０モル％である。
　上記式（ｂ－５）で表される化合物の使用量は、全ジアミン成分に対して、好ましくは５～４０モル％、より好ましくは５～３０モル％、更に好ましくは５～２０モル％、より更に好ましくは５～１５モル％である。
　ジアミン成分は、上記式（ｂ－１）～（ｂ－５）で表される化合物以外のジアミン成分を含有してもよい。該ジアミン成分としては、芳香族ジアミン、及び脂肪族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。該ジアミン成分は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、“芳香族ジアミン”とは、アミノ基が芳香族環に直接結合しているジアミンを表し、その構造の一部に脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、その他の置換基（例えば、ハロゲン原子、スルホニル基、カルボニル基、酸素原子等。）を含んでいてもよい。“脂肪族ジアミン”とは、アミノ基が脂肪族炭化水素基又は脂環式炭化水素基に直接結合しているジアミンを表し、その構造の一部に芳香族炭化水素基、その他の置換基（例えば、ハロゲン原子、スルホニル基、カルボニル基、酸素原子等。）を含んでいてもよい。
　芳香族ジアミンとしては、例えばｐ－フェニレンジアミン、ｍ－フェニレンジアミン、２，４－ジアミノトルエン、２，６－ジアミノトルエン、ベンジジン、ｏ－トリジン、ｍ－トリジン、オクタフルオロベンジジン、３，３’－ジヒドロキシ－４，４’－ジアミノビフェニル、３，３’－ジメトキシ－４，４’－ジアミノビフェニル、３，３’－ジクロロ－４，４’－ジアミノビフェニル、３，３’－ジフルオロ－４，４’－ジアミノビフェニル、２，６－ジアミノナフタレン、１，５－ジアミノナフタレン、４，４’－ジアミノジフェニルエーテル、３，４’－ジアミノジフェニルエーテル、４，４’－ジアミノジフェニルメタン、４，４’－ジアミノジフェニルスルホン、３，４’－ジアミノジフェニルスルホン、４，４’－ジアミノベンゾフェノン、２，２－ビス［４－（２－メチル－４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２－ビス［４－（２，６－ジメチル－４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２－ビス［４－（２－メチル－４－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－（２，６－ジメチル－４－アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、４，４’－ビス（４－アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４’－ビス（２－メチル－４－アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４’－ビス（２，６－ジメチル－４－アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４’－ビス（３－アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４－（２－メチル－４－アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４－（２，６－ジメチル－４－アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、ビス［４－（２－メチル－４－アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、ビス［４－（２，６－ジメチル－４－アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、１，４－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４－ビス（２－メチル－４－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４－ビス（２，６－ジメチル－４－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３－ビス（２－メチル－４－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３－ビス（２，６－ジメチル－４－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４－ビス（４－アミノ－α，α－ジメチルベンジル）ベンゼン、
　２，２－ビス（４－アミノフェニル）プロパン、２，２－ビス（２－メチル－４－アミノフェニル）プロパン、２，２－ビス（３－メチル－４－アミノフェニル）プロパン、２，２－ビス（３－エチル－４－アミノフェニル）プロパン、２，２－ビス（３，５－ジメチル－４－アミノフェニル）プロパン、２，２－ビス（２，６－ジメチル－４－アミノフェニル）プロパン、２，２－ビス（４－アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２－ビス（２－メチル－４－アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２－ビス（２，６－ジメチル－４－アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、α，α’－ビス（４－アミノフェニル）－１，４－ジイソプロピルベンゼン、α，α’－ビス（２－メチル－４－アミノフェニル）－１，４－ジイソプロピルベンゼン、α，α’－ビス（２，６－ジメチル－４－アミノフェニル）－１，４－ジイソプロピルベンゼン、α，α’－ビス（３－アミノフェニル）－１，４－ジイソプロピルベンゼン、α，α’－ビス（４－アミノフェニル）－１，３－ジイソプロピルベンゼン、α，α’－ビス（２－メチル－４－アミノフェニル）－１，３－ジイソプロピルベンゼン、α，α’－ビス（２，６－ジメチル－４－アミノフェニル）－１，３－ジイソプロピルベンゼン、α，α’－ビス（３－アミノフェニル）－１，３－ジイソプロピルベンゼン、９，９－ビス（２－メチル－４－アミノフェニル）フルオレン、９，９－ビス（２，６－ジメチル－４－アミノフェニル）フルオレン、１，１－ビス（４－アミノフェニル）シクロペンタン、１，１－ビス（２－メチル－４－アミノフェニル）シクロペンタン、１，１－ビス（２，６－ジメチル－４－アミノフェニル）シクロペンタン、１，１－ビス（４－アミノフェニル）シクロヘキサン、１，１－ビス（２－メチル－４－アミノフェニル）シクロヘキサン、１，１－ビス（２，６－ジメチル－４－アミノフェニル）シクロヘキサン、１，１－ビス（４－アミノフェニル）４－メチル－シクロヘキサン、１，１－ビス（４－アミノフェニル）ノルボルナン、１，１－ビス（２－メチル－４－アミノフェニル）ノルボルナン、１，１－ビス（２，６－ジメチル－４－アミノフェニル）ノルボルナン、１，１－ビス（４－アミノフェニル）アダマンタン、１，１－ビス（２－メチル－４－アミノフェニル）アダマンタン、１，１－ビス（２，６－ジメチル－４－アミノフェニル）アダマンタン等が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　脂肪族ジアミンとしては、例えばエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ポリエチレングリコールビス（３－アミノプロピル）エーテル、ポリプロピレングリコールビス（３－アミノプロピル）エーテル、１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，４－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、１，４－ビス（２－アミノ－イソプロピル）ベンゼン、１，３－ビス（２－アミノ－イソプロピル）ベンゼン、イソフォロンジアミン、ノルボルナンジアミン、シロキサンジアミン、４，４’－ジアミノジシクロヘキシルメタン、３，３’－ジメチル－４，４’－ジアミノジシクロヘキシルメタン、３，３’－ジエチル－４，４’－ジアミノジシクロヘキシルメタン、３，３’，５，５’－テトラメチル－４，４’－ジアミノジシクロヘキシルメタン、２，３－ビス（アミノメチル）－ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、２，５－ビス（アミノメチル）－ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、２，６－ビス（アミノメチル）－ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、２，２－ビス（４，４’－ジアミノシクロヘキシル）プロパン、２，２－ビス（４，４’－ジアミノメチルシクロヘキシル）プロパン等が挙げられる。
　上記式（ｂ－１）～（ｂ－５）で表される化合物以外のジアミン成分の使用量は、全ジアミン成分に対して、好ましくは１０モル％以下、より好ましくは５モル％以下、更に好ましくは１モル％以下、より更に好ましくは０モル％である。
　本発明に係るポリイミドを製造する際、テトラカルボン酸成分とジアミン成分との仕込み量比は、テトラカルボン酸成分１モルに対してジアミン成分が０．９～１．１モルであることが好ましい。
　本発明のポリイミドを製造する際、前記テトラカルボン酸成分、前記ジアミン成分の他に、末端封止剤を用いてもよい。末端封止剤としてはモノアミン類あるいはジカルボン酸類が好ましい。導入される末端封止剤の仕込み量としては、テトラカルボン酸成分１モルに対して０．０００１～０．１モルが好ましく、０．００１～０．０６モルがより好ましい。モノアミン類末端封止剤としては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ベンジルアミン、４－メチルベンジルアミン、４－エチルベンジルアミン、４－ドデシルベンジルアミン、３－メチルベンジルアミン、３－エチルベンジルアミン、アニリン、３－メチルアニリン、４－メチルアニリン等が推奨される。これらのうち、ベンジルアミン、アニリンが好適に使用できる。ジカルボン酸類末端封止剤としては、ジカルボン酸類が好ましく、その一部を閉環していてもよい。例えば、フタル酸、無水フタル酸、４－クロロフタル酸、テトラフルオロフタル酸、２，３－ベンゾフェノンジカルボン酸、３，４－ベンゾフェノンジカルボン酸、シクロヘキサン－１，２－ジカルボン酸、シクロペンタン－１，２－ジカルボン酸、４－シクロヘキセン－１，２－ジカルボン酸等が推奨される。これらのうち、フタル酸、無水フタル酸が好適に使用できる。
　前述のテトラカルボン酸成分とジアミン成分とを反応させる方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。
　具体的な反応方法としては、（１）テトラカルボン酸成分、ジアミン成分、及び反応溶剤を反応器に仕込み、室温～８０℃で０．５～３０時間撹拌し、その後に昇温してイミド化反応を行う方法、（２）ジアミン成分及び反応溶剤を反応器に仕込んで溶解させた後、テトラカルボン酸成分を仕込み、必要に応じて室温～８０℃で０．５～３０時間撹拌し、その後に昇温してイミド化反応を行う方法、（３）テトラカルボン酸成分、ジアミン成分、及び反応溶剤を反応器に仕込み、直ちに昇温してイミド化反応を行う方法等が挙げられる。
　ポリイミドの製造に用いられる反応溶剤は、イミド化反応を阻害せず、生成するポリイミドを溶解できるものであればよい。例えば、非プロトン性溶剤、フェノール系溶剤、エーテル系溶剤、カーボネート系溶剤等が挙げられる。
　非プロトン性溶剤の具体例としては、Ｎ，Ｎ－ジメチルイソブチルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、Ｎ－メチルカプロラクタム、１，３－ジメチルイミダゾリジノン、テトラメチル尿素等のアミド系溶剤、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン等のラクトン系溶剤、ヘキサメチルホスホリックアミド、ヘキサメチルホスフィントリアミド等の含リン系アミド系溶剤、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄系溶剤、アセトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等のケトン系溶剤、ピコリン、ピリジン等のアミン系溶剤、酢酸（２－メトキシ－１－メチルエチル）等のエステル系溶剤等が挙げられる。
　フェノール系溶剤の具体例としては、フェノール、ｏ－クレゾール、ｍ－クレゾール、ｐ－クレゾール、２，３－キシレノール、２，４－キシレノール、２，５－キシレノール、２，６－キシレノール、３，４－キシレノール、３，５－キシレノール等が挙げられる。
　エーテル系溶剤の具体例としては、１，２－ジメトキシエタン、ビス（２－メトキシエチル）エーテル、１，２－ビス（２－メトキシエトキシ）エタン、ビス〔２－（２－メトキシエトキシ）エチル〕エーテル、テトラヒドロフラン、１，４－ジオキサン等が挙げられる。
　また、カーボネート系溶剤の具体的な例としては、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等が挙げられる。
　上記反応溶剤の中でも、非プロトン性溶剤が好ましく、アミド系溶剤又はラクトン系溶剤がより好ましく、γ－ブチロラクトンが更に好ましい。また、上記の反応溶剤は単独で又は２種以上混合して用いてもよい。
　イミド化反応では、ディーンスターク装置などを用いて、製造時に生成する水を除去しながら反応を行うことが好ましい。このような操作を行うことで、重合度及びイミド化率をより上昇させることができる。
　上記のイミド化反応においては、公知のイミド化触媒を用いることができる。イミド化触媒としては、塩基触媒又は酸触媒が挙げられる。
　塩基触媒としては、ピリジン、キノリン、イソキノリン、α－ピコリン、β－ピコリン、２，４－ルチジン、２，６－ルチジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、イミダゾール、Ｎ，Ｎ－ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ－ジエチルアニリン等の有機塩基触媒、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム等の無機塩基触媒が挙げられる。
　また、酸触媒としては、クロトン酸、アクリル酸、トランス－３－ヘキセノイック酸、桂皮酸、安息香酸、メチル安息香酸、オキシ安息香酸、テレフタル酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等が挙げられる。上記のイミド化触媒は単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　上記のうち、取り扱い性の観点から、塩基触媒が好ましく、有機塩基触媒がより好ましく、トリエチルアミンが更に好ましい。
　上記触媒を用いる場合、イミド化反応の温度は、反応率及びゲル化等の抑制の観点から、好ましくは１２０～２５０℃、より好ましくは１６０～１９０℃であり、更に好ましくは１８０～１９０℃である。また、反応時間は、生成水の留出開始後、好ましくは０．５～１０時間である。
　なお、触媒を用いない場合のイミド化反応の温度は、好ましくは２００～３５０℃である。
〔ポリイミド〕
　本発明のポリイミドの重量平均分子量は、得られるポリイミドフィルムの機械的強度の観点から、好ましくは５００～１,０００,０００である。なお、ポリイミドの重量平均分子量は、ゲルろ過クロマトグラフィー等により測定することができる。
　重量平均分子量の測定例として、展開溶媒にＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミドを用いて光散乱検出器で絶対分子量を測定する方法が挙げられる。
　本発明のポリイミドは、本発明の効果を損なわない範囲で、さらに種々の添加剤を混合してもよい。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、光安定剤、界面活性剤、難燃剤、可塑剤、無機フィラー、前記ポリイミド以外の高分子化合物等が挙げられる。
　高分子化合物としては、本発明のポリイミド以外のポリイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリカルボン酸、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリブチレン、ポリプロピレン、ポリアクリルアミド、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。
〔ポリイミドワニス〕
　本発明のポリイミドワニスは、本発明のポリイミドが有機溶媒に溶解してなるものである。即ち、本発明のポリイミドワニスは、本発明のポリイミドを含む溶液であって、本発明のポリイミド及び有機溶媒を含み、当該ポリイミドは当該有機溶媒に溶解している。
　有機溶媒はポリイミドが溶解するものであればよく、特に限定されないが、ポリイミドの製造に用いられる反応溶剤として上述した化合物を、単独又は２種以上を混合して用いることが好ましい。
　本発明のポリイミドは溶媒溶解性を有しているため、室温で安定な高濃度のワニスとすることができる。
　前記ポリイミドワニスは、重合法により得られるポリイミドが反応溶剤に溶解したポリイミドを含む溶液そのものであってもよい。また、前記ポリイミドを含む溶液に対してポリイミドが溶解する溶媒として前記で例示された溶剤から選ばれる少なくとも１種を混合したものでもよい。
　本発明のポリイミドを含む溶液（本発明のポリイミドワニス）の固形分濃度は、後述するポリイミドフィルムを形成する際の作業性等に応じて適宜選択することができ、本発明のポリイミドの製造に用いられる反応溶剤を揮発させて凝縮する、または、有機溶剤を添加することにより該固形分濃度や粘度を調整してもよい。該有機溶剤は、本発明のポリイミドを溶解させることができるものであれば特に限定されない。
　本発明のポリイミドを含む溶液（本発明のポリイミドワニス）の固形分濃度は５～６０質量％が好ましく、１０～４５質量％がより好ましい。本発明のポリイミドの溶液粘度は１～２００Ｐａ・ｓが好ましく、５～１５０Ｐａ・ｓがより好ましい。
　ポリイミドの溶液粘度は、Ｅ型粘度計を用いて２３℃で測定した値である。
〔ポリイミドフィルム〕
　本発明のポリイミドフィルムは、本発明のポリイミドを含むことを特徴とし、低リタデーションと伸びに優れる。本発明のポリイミドフィルムは、本発明のポリイミドからなることが好ましい。
　本発明のポリイミドフィルムの作製方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。例えば、本発明のポリイミドを含む溶液（本発明のポリイミドワニス）、又は本発明のポリイミドを含む溶液と既述の種々の添加剤とを含む溶液を、ガラス板、金属板、プラスチックなどの平滑な支持体上に塗布、又はフィルム状に成形した後、該溶液中に含まれる有機溶剤等の溶媒成分を除去する方法等が挙げられる。
　前記ポリイミドを含む溶液は、重合法により得られるポリイミドが反応溶剤に溶解したポリイミド溶液そのものであってもよい。また、前記ポリイミド溶液に対してポリイミドが溶解する溶媒として前記で例示された溶剤から選ばれる少なくとも１種を混合したものでもよい。上記のようにポリイミドを含む溶液の固形分濃度や粘度を調整することにより、本発明のポリイミドフィルムの厚さを容易に制御することができる。
　前記支持体の表面に、必要に応じて離形剤を塗布してもよい。前記支持体に前記ポリイミドを含む溶液を塗布した後、加熱して溶媒成分を蒸発させる方法としては、以下の方法が好ましい。すなわち、１２０℃以下の温度で溶剤を蒸発させて自己支持性フィルムとした後、該自己支持性フィルムを支持体より剥離し、該自己支持性フィルムの端部を固定し、用いた溶媒成分の沸点以上３５０℃以下の温度で乾燥してポリイミドフィルムを製造することが好ましい。また、窒素雰囲気下で乾燥することが好ましい。乾燥雰囲気の圧力は、減圧、常圧、加圧のいずれでもよい。
　本発明のポリイミドフィルムの厚みは用途等に応じて適宜選択することができるが、好ましくは１～２５０μｍ、より好ましくは５～１００μｍ、更に好ましくは１０～９０μｍの範囲である。厚みが１～２５０μｍであることで、自立膜としての実用的な使用が可能となる。
　本発明では、厚み８０μｍにおける全光線透過率が好ましくは８５％以上、より好ましくは８８％以上、更に好ましくは８９％以上のポリイミドフィルムとすることができる。
　本発明では、イエローインデックス（ＹＩ値）が好ましくは２．７以下、より好ましくは２．５以下、更に好ましくは２．２以下のポリイミドフィルムとすることができる。
　本発明では、ガラス転移温度が好ましくは２２０℃以上、より好ましくは２５０℃以上、更に好ましくは２８０℃以上のポリイミドフィルムとすることができる。
　ポリイミドフィルムの全光線透過率、ＹＩ値、及びガラス転移温度は、具体的には実施例に記載の方法で測定することができる。
　本発明では、厚み方向のリタデーション値（Ｒｔｈ）が好ましくは２００ｎｍ以下、より好ましくは１５０ｎｍ以下、更に好ましくは１２０ｎｍ以下、より更に好ましくは９０ｎｍ以下のポリイミドフィルムとすることができる。なお、本明細書において、「低リタデーション」とは、厚み方向のリタデーション値（Ｒｔｈ）が低いことを意味し、好ましくは厚み方向のリタデーション値（Ｒｔｈ）が前記範囲内にあることをいう。
　本発明では、複屈折率が好ましくは０．００３以下、より好ましくは０．００２５以下、更に好ましくは０．００２以下、より更に好ましくは０．００１２以下のポリイミドフィルムとすることができる。
　本発明では、引張破断伸び率（測定温度２３℃、湿度５０％ＲＨ）が好ましくは８％以上、より好ましくは８．２％以上、更に好ましくは８．５％以上、より更に好ましくは９％以上のポリイミドフィルムとすることができる。
　ポリイミドフィルムの厚み方向のリタデーション値（Ｒｔｈ）、複屈折率、及び引張破断伸び率は、具体的には実施例に記載の方法で測定することができる。
　本発明のポリイミドを含むポリイミドフィルムは、カラーフィルター、フレキシブルディスプレイ、半導体部品、光学部材等の各種部材用のフィルムとして好適に用いられる。
　以下実施例により本発明を具体的に説明する。但し本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。
　下記実施例及び比較例で得たポリイミド溶液及びポリイミドフィルムの物性は以下に示す方法によって測定した。
（１）固形分濃度：
　ポリイミド溶液（ポリイミドワニス）の固形分濃度の測定は、アズワン株式会社製、小型電気炉ＭＭＦ－１で試料を３００℃×３０ｍｉｎで加熱し、加熱前後の試料重量差から算出した。
（２）フィルム厚さ：
　フィルム厚さの測定は、株式会社ミツトヨ製、マイクロメーターを用いて測定した。
（３）全光線透過率、ＹＩ値
　測定はＪＩＳ　Ｋ７３６１－１：１９９７に準拠し、日本電色工業株式会社製 色彩・濁度同時測定器「ＣＯＨ４００」を用いて行った。
（４）ガラス転移温度
　測定は、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製の示差走査熱量計装置（ＤＳＣ６２００）を用い、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件でＤＳＣ測定を行い、ガラス転移温度を求めた。
（５）複屈折率、Ｒｔｈ
　日本分光株式会社製エリプソメーター「Ｍ－２２０」を用いて、測定波長５９０ｎｍにおける、ｎｘ、ｎｙ及びｎｚの値を測定した。その値を用いて、下記式で定義される厚み方向のリタデーション値（Ｒｔｈ）を求め、フィルムの厚みで除して複屈折率（Δｎ）を求めた。
　　　Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２－ｎｚ｝×ｄ
　　　　Δｎ＝（ｎｘ＋ｎｙ）／２－ｎｚ
［式中、ｎｘはポリイミドフィルムの面内の屈折率のうち最大の屈折率；ｎｙは最小の屈折率；ｎｚは厚み方向の屈折率；ｄはフィルムの厚み（ｎｍ）を表す。］
（６）伸び
　測定はＡＳＴＭ－８８２－８８に準拠し、東洋精機株式会社製 引張試験機「ストログラフＶＣ－１」を用いて、測定温度２３℃、湿度５０％ＲＨ、チャック間距離５０ｍｍ、引張速度５０ｍｍ／分の条件で引張試験を実施し、引張破断伸び率を求めた。引張破断伸び率が高いほどフィルムの伸びが良好であることを表す。
＜実施例１＞
　ステンレス製半月型攪拌翼、窒素導入管、冷却管を取り付けたディーンスターク、温度計、ガラス製エンドキャップを備えた３００ｍＬの５つ口丸底フラスコに、ジアミン成分として９，９－ビス（４－アミノフェニル）フルオレン（田岡化学工業株式会社製）９．７６ｇ（０．０２８モル）及び２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（和歌山精化工業株式会社製）８．６２ｇ（０．０２１モル）、４，４’－ジアミノ－２，２’－ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル（和歌山精化工業株式会社製）６．７２ｇ（０．０２１モル）、γ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）４６．８６ｇを投入し、系内温度７０℃、窒素雰囲気下、回転数２００ｒｐｍで攪拌して溶液を得た。
　この溶液に、テトラカルボン酸成分として１，２，４，５－シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物（三菱ガス化学株式会社製）１６．４７ｇ（０．０７モル）とγ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）１１．７２ｇを一括で添加した後、イミド化触媒としてトリエチルアミン（関東化学株式会社製）３．５４ｇを投入し、マントルヒーターで加熱し、約２０分かけて反応系内温度を１９０℃まで上げた。留去される成分を捕集し、回転数を粘度上昇に合わせて調整しつつ、反応系内温度を１９０℃に保持して５時間還流した。
　その後、γ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）９７．６２ｇを添加して、反応系内温度を１２０℃まで冷却した後、さらに約３時間攪拌して均一化し、固形分濃度２０質量％のポリイミド溶液を得た。続いてガラス板上へ、得られたポリイミド溶液を塗布し、ホットプレートで１００℃、６０分間保持し、溶媒を揮発させることで自己支持性を有する無色透明な一次乾燥フィルムを得た。このフィルムをステンレス枠に固定し、熱風乾燥機中２５０℃で２時間加熱し溶媒を蒸発させ、厚み５６μｍのフィルムを得た。結果を表１に示す。
＜実施例２＞
　ステンレス製半月型攪拌翼、窒素導入管、冷却管を取り付けたディーンスターク、温度計、ガラス製エンドキャップを備えた３００ｍＬの５つ口丸底フラスコに、ジアミン成分として９，９－ビス（４－アミノフェニル）フルオレン（田岡化学工業株式会社製）９．７６ｇ（０．０２８モル）及び２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（和歌山精化工業株式会社製）１４．３７ｇ（０．０３５モル）、４，４’－ジアミノ－２，２’－ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル（和歌山精化工業株式会社製）２．２４ｇ（０．００７モル）、γ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）４８．３８ｇを投入し、系内温度７０℃、窒素雰囲気下、回転数２００ｒｐｍで攪拌して溶液を得た。
　この溶液に、テトラカルボン酸成分として１，２，４，５－シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物（三菱ガス化学株式会社製）１６．４７ｇ（０．０７モル）とγ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）１２．０９ｇを一括で添加した後、イミド化触媒としてトリエチルアミン（関東化学株式会社製）３．５４ｇを投入し、マントルヒーターで加熱し、約２０分かけて反応系内温度を１９０℃まで上げた。留去される成分を捕集し、回転数を粘度上昇に合わせて調整しつつ、反応系内温度を１９０℃に保持して５時間還流した。
　その後、γ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）１００．８ｇを添加して、反応系内温度を１２０℃まで冷却した後、さらに約３時間攪拌して均一化し、固形分濃度２０質量％のポリイミド溶液を得た。続いてガラス板上へ、得られたポリイミド溶液を塗布し、ホットプレートで１００℃、６０分間保持し、溶媒を揮発させることで自己支持性を有する無色透明な一次乾燥フィルムを得た。このフィルムをステンレス枠に固定し、熱風乾燥機中２５０℃で２時間加熱し溶媒を蒸発させ、厚み８９μｍのフィルムを得た。結果を表１に示す。
＜実施例３＞
　ステンレス製半月型攪拌翼、窒素導入管、冷却管を取り付けたディーンスターク、温度計、ガラス製エンドキャップを備えた３００ｍＬの５つ口丸底フラスコに、ジアミン成分として９，９－ビス（４－アミノフェニル）フルオレン（田岡化学工業株式会社製）７．３２ｇ（０．０２１モル）及び２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（和歌山精化工業株式会社製）５．７５ｇ（０．０１４モル）、２，２－ビス[４－(４－アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン（和歌山精化工業株式会社製）１８．１５ｇ (０．０３５モル)、γ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）５４．２０ｇを投入し、系内温度７０℃、窒素雰囲気下、回転数２００ｒｐｍで攪拌して溶液を得た。
　この溶液に、テトラカルボン酸成分として１，２，４，５－シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物（三菱ガス化学株式会社製）１６．４７ｇ（０．０７モル）とγ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）１３．５５ｇを一括で添加した後、イミド化触媒としてトリエチルアミン（関東化学株式会社製）３．５４ｇを投入し、マントルヒーターで加熱し、約２０分かけて反応系内温度を１９０℃まで上げた。留去される成分を捕集し、回転数を粘度上昇に合わせて調整しつつ、反応系内温度を１９０℃に保持して５時間還流した。
　その後、γ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）１１２．９ｇを添加して、反応系内温度を１２０℃まで冷却した後、さらに約３時間攪拌して均一化し、固形分濃度２０質量％のポリイミド溶液を得た。続いてガラス板上へ、得られたポリイミド溶液を塗布し、ホットプレートで１００℃、６０分間保持し、溶媒を揮発させることで自己支持性を有する無色透明な一次乾燥フィルムを得た。このフィルムをステンレス枠に固定し、熱風乾燥機中２５０℃で２時間加熱し溶媒を蒸発させ、厚み６２μｍのフィルムを得た。結果を表１に示す。
＜実施例４＞
　ステンレス製半月型攪拌翼、窒素導入管、冷却管を取り付けたディーンスターク、温度計、ガラス製エンドキャップを備えた３００ｍＬの５つ口丸底フラスコに、ジアミン成分として９，９－ビス（４－アミノフェニル）フルオレン（田岡化学工業株式会社製）４．８８ｇ（０．０１４モル）及び２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（和歌山精化工業株式会社製）１１．４９ｇ（０．０２８モル）、２，２－ビス[４－(４－アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン（和歌山精化工業株式会社製）１４．５２ｇ (０．０２８モル)、γ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）５３．８１ｇを投入し、系内温度７０℃、窒素雰囲気下、回転数２００ｒｐｍで攪拌して溶液を得た。
　この溶液に、テトラカルボン酸成分として１，２，４，５－シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物（三菱ガス化学株式会社製）１６．４７ｇ（０．０７モル）とγ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）１３．４５ｇを一括で添加した後、イミド化触媒としてトリエチルアミン（関東化学株式会社製）３．５４ｇを投入し、マントルヒーターで加熱し、約２０分かけて反応系内温度を１９０℃まで上げた。留去される成分を捕集し、回転数を粘度上昇に合わせて調整しつつ、反応系内温度を１９０℃に保持して５時間還流した。
　その後、γ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）１１２．１ｇを添加して、反応系内温度を１２０℃まで冷却した後、さらに約３時間攪拌して均一化し、固形分濃度２０質量％のポリイミド溶液を得た。続いてガラス板上へ、得られたポリイミド溶液を塗布し、ホットプレートで１００℃、６０分間保持し、溶媒を揮発させることで自己支持性を有する無色透明な一次乾燥フィルムを得た。このフィルムをステンレス枠に固定し、熱風乾燥機中２５０℃で２時間加熱し溶媒を蒸発させ、厚み７４μｍのフィルムを得た。結果を表１に示す。
＜実施例５＞
　ステンレス製半月型攪拌翼、窒素導入管、冷却管を取り付けたディーンスターク、温度計、ガラス製エンドキャップを備えた３００ｍＬの５つ口丸底フラスコに、ジアミン成分として９，９－ビス（４－アミノフェニル）フルオレン（田岡化学工業株式会社製）４．８８ｇ（０．０１４モル）及び２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（和歌山精化工業株式会社製）１１．４９ｇ（０．０２８モル）、５（６）－アミノ－１，３，３－トリメチル－１－(４－アミノフェニル)－インダン（日本純良薬品株式会社製）７．４６ｇ(０．０２８モル)、γ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）４５．３４ｇを投入し、系内温度７０℃、窒素雰囲気下、回転数２００ｒｐｍで攪拌して溶液を得た。
　この溶液に、テトラカルボン酸成分として１，２，４，５－シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物（三菱ガス化学株式会社製）１６．４７ｇ（０．０７モル）とγ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）１１．３３ｇを一括で添加した後、イミド化触媒としてトリエチルアミン（関東化学株式会社製）３．５４ｇを投入し、マントルヒーターで加熱し、約２０分かけて反応系内温度を１９０℃まで上げた。留去される成分を捕集し、回転数を粘度上昇に合わせて調整しつつ、反応系内温度を１９０℃に保持して５時間還流した。
　その後、γ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）９４．４５ｇを添加して、反応系内温度を１２０℃まで冷却した後、さらに約３時間攪拌して均一化し、固形分濃度２０質量％のポリイミド溶液を得た。続いてガラス板上へ、得られたポリイミド溶液を塗布し、ホットプレートで１００℃、６０分間保持し、溶媒を揮発させることで自己支持性を有する無色透明な一次乾燥フィルムを得た。このフィルムをステンレス枠に固定し、熱風乾燥機中２５０℃で２時間加熱し溶媒を蒸発させ、厚み８５μｍのフィルムを得た。結果を表１に示す。
＜比較例１＞
　ステンレス製半月型攪拌翼、窒素導入管、冷却管を取り付けたディーンスターク、温度計、ガラス製エンドキャップを備えた３００ｍＬの５つ口丸底フラスコに、ジアミン成分として９，９－ビス（４－アミノフェニル）フルオレン（田岡化学工業株式会社製）９．７６ｇ（０．０２８モル）及び２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（和歌山精化工業株式会社製）２．８７ｇ（０．００７モル）、４，４’－ジアミノ－２，２’－ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル（和歌山精化工業株式会社製）１１．２１ｇ（０．０３５モル）、γ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）４５．３５ｇを投入し、系内温度７０℃、窒素雰囲気下、回転数２００ｒｐｍで攪拌して溶液を得た。
　この溶液に、テトラカルボン酸成分として１，２，４，５－シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物（三菱ガス化学株式会社製）１６．４７ｇ（０．０７モル）とγ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）１１．３４ｇを一括で添加した後、イミド化触媒としてトリエチルアミン（関東化学株式会社製）３．５４ｇを投入し、マントルヒーターで加熱し、約２０分かけて反応系内温度を１９０℃まで上げた。留去される成分を捕集し、回転数を粘度上昇に合わせて調整しつつ、反応系内温度を１９０℃に保持して５時間還流した。
　その後、γ－ブチロラクトン（三菱ケミカル株式会社製）９４．４７ｇを添加して、反応系内温度を１２０℃まで冷却した後、さらに約３時間攪拌して均一化し、固形分濃度２０質量％のポリイミド溶液を得た。続いてガラス板上へ、得られたポリイミド溶液を塗布し、ホットプレートで１００℃、６０分間保持し、溶媒を揮発させることで自己支持性を有する無色透明な一次乾燥フィルムを得た。このフィルムをステンレス枠に固定し、熱風乾燥機中２５０℃で２時間加熱し溶媒を蒸発させ、厚み６９μｍのフィルムを得た。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　表中の略号は以下のとおりである。
ＨＰＭＤＡ：１，２，４，５－シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物〔式（ａ－１）で表される化合物〕
ＢＡＦＬ：９，９－ビス（４－アミノフェニル）フルオレン〔式（ｂ－１）で表される化合物（Ｒ：水素原子）〕
ＢＡＰＰ：２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン〔式（ｂ－２）で表される化合物〕
ＨＦＢＡＰＰ：２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン〔式（ｂ－３）で表される化合物〕
ＴＭＤＡ：５（６）－アミノ－１，３，３－トリメチル－１－(４－アミノフェニル)－インダン〔式（ｂ－４）で表される化合物〕
ＴＦＭＢ：４，４’－ジアミノ－２，２’－ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル〔式（ｂ－５）で表される化合物〕
　表１から、実施例１～５のポリイミドフィルムは、無色透明性及び耐熱性に加えて、低リタデーションと伸びにも優れるため、これら全ての特性が良好でバランスがとれている。これに対し、比較例１のポリイミドフィルムは、厚み方向のリタデーション値（Ｒｔｈ）が高く、及び伸びが劣るため、低リタデーションと伸びに優れたフィルムを得ることはできなかった。

Claims (9)

  1. 　テトラカルボン酸又はその誘導体に由来する構成単位Ａ、及びジアミンに由来する構成単位Ｂを有するポリイミドであって、
    　構成単位Ａが、下記式（ａ－１）で表される化合物に由来する構成単位（Ａ－１）を含み、
    　構成単位Ｂが、下記式（ｂ－１）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－１）と、下記式（ｂ－２）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－２）と、下記式（ｂ－３）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－３）、下記式（ｂ－４）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－４）、及び下記式（ｂ－５）で表される化合物に由来する構成単位（Ｂ－５）から選ばれる少なくとも１つの構成単位と、を含み、
    　構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－１）の割合が５０モル％未満であり、構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－２）の割合が１５モル％以上であり、構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－１）及び構成単位（Ｂ－２）の合計が占める割合が４０モル％以上である、ポリイミド。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    （式（ｂ－１）中、Ｒはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又はメチル基を表わす。）
  2. 　構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－１）の割合が５～４５モル％である、請求項１に記載のポリイミド。
  3. 　構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－２）の割合が１５～７０モル％である、請求項１又は２に記載のポリイミド。
  4. 　構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－３）、構成単位（Ｂ－４）及び構成単位（Ｂ－５）の合計が占める割合が５～６０モル％である、請求項１～３のいずれかに記載のポリイミド。
  5. 　前記構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－３）の割合が１０～６０モル％である、請求項４に記載のポリイミド。
  6. 　前記構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－４）の割合が１０～６０モル％である、請求項４に記載のポリイミド。
  7. 　前記構成単位Ｂに対する構成単位（Ｂ－５）の割合が５～４０モル％である、請求項４に記載のポリイミド。
  8. 　請求項１～７のいずれかに記載のポリイミドが有機溶媒に溶解してなる、ポリイミドワニス。
  9. 　請求項１～７のいずれかに記載のポリイミドを含む、ポリイミドフィルム。
     
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