WO2019065136A1 - ポリイミド粉体、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a polyimide powder and a polyimide varnish and a polyimide film obtained using the same, and particularly to a polyimide film having excellent heat resistance and transparency, which is suitably used for display applications and electronic material applications. It relates to powder and polyimide varnish.
- Polyimide resins are utilized as a polymer excellent in heat resistance in a wide range of fields where heat resistance and high reliability are required in the aerospace field, electrical insulation field, electronic field and the like.
- a transparent polyimide having both heat resistance and transparency has been proposed.
- Patent Document 1 has excellent transparency suitable for an optical waveguide synthesized from a specific monomer containing a fluorine atom. Soluble polyimides have been proposed.
- Patent Document 2 proposes a transparent polyimide soluble in an organic solvent using a specific alicyclic diamine.
- Patent Document 1 and Patent Document 2 do not disclose the polyimide powder, and the polyimide described in Patent Document 2 is poor in heat resistance because it uses an alicyclic diamine as a raw material. There was a problem of coloring by heating.
- Patent Document 3 As a powder of polyimide, a method is disclosed in which a poor solvent such as water or methanol is added to a varnish of soluble polyimide to precipitate a massive polyimide resin (Patent Document 3).
- Patent Document 4 proposes a powder of an imidized polyamide acid obtained by polymerizing diamines and acid dianhydrides.
- the polyimide powder described in Patent Document 3 and Patent Document 4 passes through a polyamic acid obtained by polymerizing the molar amount of diamines which are raw material monomers and the molar amount of acid anhydride basically the same.
- the degree of polymerization of polyamic acid largely fluctuates due to slight monomer weighing error, undissolved monomer, fluctuation of purity of monomer, etc., resulting in the resulting polyimide
- the degree of polymerization of the powder is not stable.
- the method of carrying out polyamic acid polymerization with the ratio of the molar amount of diamine and acid anhydride being slightly shifted from 1 is adopted, but even in that case, the degree of polymerization is affected by the amount of water contained in the solvent. There is a problem of fluctuating. In addition, even if the solution has the same degree of polymerization at the stage of the polyamic acid solution, there is a problem that the degree of polymerization changes due to cracking of the polymer even in the subsequent steps such as imidization, powderization, and drying. May also occur.
- Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-169579
- Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-285355 Special table 2013-523939
- An object of the present invention is to provide a polyimide powder and a polyimide varnish which are soluble in an organic solvent and excellent in handleability, to give a polyimide film excellent in heat resistance, transparency and mechanical properties.
- the present inventors have extremely excellent heat resistance, transparency and mechanical properties by blending polyimide powder A and polyimide powder B having different reduced viscosities or weight average molecular weights in a weight ratio of a specific range.
- the inventors have found that a polyimide powder and a polyimide varnish having good handling properties, which give a polyimide film, can be obtained to complete the present invention.
- the polyimide powder A and the polyimide powder B are each made of a polyimide having a structural unit derived from at least one aromatic diamine compound and a structural unit derived from at least one tetracarboxylic acid dianhydride
- the polyimide powder A has (a-1) a reduced viscosity of at least 1.2 dL / g and less than 2.1 dL / g, or (a-2) a weight average molecular weight of at least 100,000 g / mol and less than 250,000 g / mol
- the polyimide powder B has a reduced viscosity of (b-1) 2.1 dL / g or more and 3.0 dL / g or less,
- the polyimide powder A comprises (a-1) polyimide having a reduced viscosity of at least 1.2 dL / g and less than 2.1 dL / g,
- the polyimide powder B is a polyimide having a reduced viscosity of (b-1) 2.1 dL / g or more and 3.0 dL / g or less,
- the polyimide powder according to [1] which has a reduced viscosity of 1.7 to 2.5 dL / g as measured for a blend of the polyimide powder A and the polyimide powder B.
- the polyimide powder A comprises (a-2) a polyimide having a weight average molecular weight of at least 100,000 g / mol and less than 250,000 g / mol
- the polyimide powder B is composed of (b-2) polyimide having a weight average molecular weight of not less than 250,000 g / mol and not more than 500,000 g / mol
- the polyimide powder A and the polyimide powder B are characterized in that they consist of a polyimide having a structural unit derived from the same tetracarboxylic acid dianhydride as a structural unit derived from the same aromatic diamine compound [ The polyimide powder according to any one of 1) to [5]. [7] Both the polyimide powder A and the polyimide powder B are made of polyimide produced through the steps of polymerization to polyamic acid, chemical imidation reaction, formation of powder by precipitation of formed polyimide, and drying.
- Polyimide powder A comprising a polyimide having a reduced viscosity of 2 dL / g or more and less than 2.1 dL / g, or (a-2) a weight average molecular weight of 100,000 g / mol or more and 250,000 g / mol or less
- the weight ratio of polyimide powder A / polyimide powder B is a ratio of polyimide powder A / polyimide powder B with a varnish obtained by dissolving polyimide powder B consisting of polyimide having
- the varnish has a structural unit derived from at least one aromatic diamine compound and a structural unit derived from at least one tetracarboxylic acid dianhydride, and is soluble in an organic solvent (a- 1)
- a polyimide powder and a polyimide varnish which give a polyimide film which has excellent heat resistance and mechanical properties and is also excellent in transparency.
- the polyimide powder according to the first embodiment of the present invention is manufactured using an aromatic diamine compound and a tetracarboxylic acid dianhydride (a-1) and has a reduced viscosity of 1.2 dL / g or more and 2.1 dL / g.
- Polyimide powder A consisting of a polyimide of less than g or (a-2) a polyimide having a weight average molecular weight of 100,000 g / mol or more and 250,000 g / mol or less and a (b-1) reduced viscosity of 2.1 dL / g or more Polyimide powder A with a polyimide powder B of 3.0 dL / g or less, or (b-2) a polyimide powder B comprising a polyimide having a weight average molecular weight of 250,000 g / mol to 500,000 g / mol, in a weight ratio Polyimide powder B is blended at a ratio of 10/90 to 90/10, and the reduced viscosity measured for the resulting blend is in the range of 1.7 to 2.5 dL / g, Weight average molecular weight determined for the blends are obtained is prepared by adjusting the range of 160,000 ⁇ 350,000g / mol.
- the polyimide varnish which is the 2nd embodiment of the present invention is manufactured using an aromatic diamine compound and tetracarboxylic acid dianhydride (a-1)
- the reduced viscosity is 1.2 dL / g or more and 2.1 dL / g
- A-2) polyimide powder A consisting of a polyimide having a weight average molecular weight of 100,000 g / mol or more and 250,000 g / mol or less and (b-1) a reduced viscosity of 2.1 dL / g or more and 3.0 dL
- Polyimide powder A / polyimide powder in a weight ratio to a polyimide powder B consisting of a polyimide of 1 g / g or less, or (b-2) a polyimide having a weight average molecular weight of 250,000 g / mol to 500,000 g / mol Blended at a ratio of B 10/90 to 90/10 and the reduced viscosity measured
- Aromatic diamine compound As the aromatic diamine compound used for producing the polyimide powder of the present invention, a solvent (for example, N, N-dimethylacetamide (DMAC) is obtained by the reaction with tetracarboxylic acid dianhydride used together. Any aromatic diamine compound can be used as long as it is an aromatic diamine compound which gives a soluble polyimide to ().
- a solvent for example, N, N-dimethylacetamide (DMAC) is obtained by the reaction with tetracarboxylic acid dianhydride used together.
- Any aromatic diamine compound can be used as long as it is an aromatic diamine compound which gives a soluble polyimide to ().
- aromatic diamine compounds may be used alone, or two or more kinds of aromatic diamine compounds may be used.
- preferred aromatic diamine compounds are 2,2-bis (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexa Fluoropropane, 2,2-bis (3-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) -1 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2, 2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] -1, 1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [3-
- a solvent for example, N, N-dimethylacetamide (DMAC) is used similarly to the above-mentioned aromatic diamine compound.
- Any tetracarboxylic acid dianhydride can be used as long as it is a tetracarboxylic acid dianhydride which gives a soluble polyimide), and specifically, 4,4 '-(1,1,1,3,3,3-hexacene Fluoropropane-2,2-diyl) diphthalic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride, 1,4-hydroquinone dibenzoate- 3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-diphenylethertetracarboxylic acid Anhydride etc.
- tetracarboxylic acid dianhydrides may be used alone, or two or more types of tetracarboxylic acid dianhydrides may be used. And, from the viewpoint of heat resistance, mechanical properties, transparency and solubility in solvents, 4,4 '-(1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane-2,2-diyl) diphthalic acid It is preferred to use tetracarboxylic acid dianhydrides having at least one fluoro group, such as anhydrides.
- the polyimide powder of the present invention is produced by using an aromatic diamine compound and tetracarboxylic acid dianhydride as raw materials, through each step of polymerization to polyamic acid, imidization reaction, powderization and drying. can do.
- Polymerization into Polyamic Acid can be carried out by reacting the above-mentioned aromatic diamine compound and tetracarboxylic acid dianhydride under dissolution in a solvent in which the resulting polyamic acid is soluble.
- solvents such as N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, dimethyl sulfoxide and the like Can be used.
- the polymerization reaction to the polyamic acid is preferably carried out with stirring in a reaction vessel equipped with a stirrer.
- a predetermined amount of an aromatic diamine compound is dissolved in the above solvent, and a tetracarboxylic acid dianhydride is added with stirring to cause a reaction to obtain a polyamic acid, and the tetracarboxylic acid dianhydride is dissolved in the solvent
- a method of obtaining an aromatic diamine compound by stirring for reaction to obtain a polyamide acid a method of alternately introducing an aromatic diamine compound and a tetracarboxylic acid dianhydride and reacting to obtain a polyamide acid, etc.
- the temperature of the polymerization reaction to the polyamic acid is not particularly limited, but it is preferably carried out at a temperature of 0 to 70 ° C., more preferably 10 to 60 ° C., still more preferably 20 to 50 ° C. By performing the polymerization reaction within the above range, it is possible to obtain a polyamic acid which is less colored and excellent in transparency.
- the aromatic diamine compound and tetracarboxylic dianhydride used for the polymerization to a polyamic acid use an equimolar amount in general
- the polymerization degree of the polyamic acid obtained is controlled and predetermined
- a reduced viscosity is 1.2 dL / g or more and less than 2.1 dL / g or a weight average molecular weight is 100,000 g / mol or more and 250,000 g / mol, or a reduced viscosity is 2.1 dL / g or more and 3.0 dL / g
- the molar ratio of the tetracarboxylic dianhydride to the aromatic diamine compound is preferably in the range of 1.001 to 1.02, and more preferably 1.002 to 1.015.
- the molar ratio of the tetracarboxylic dianhydride to the aromatic diamine compound is preferably in the range of 1.001 to 1.02, and more preferably 1.002 to 1.015.
- the concentration of the generated polyamic acid solution is preferably adjusted to an appropriate concentration (for example, about 10 to 30% by weight) so as to maintain the viscosity of the solution properly and facilitate the handling in the subsequent steps.
- the polyamic acid in the obtained polyamic acid solution is imidized.
- the imidization can be performed by thermal imidization performed by heating a polyamic acid solution, chemical imidization performed using an imidizing agent, or the like. And, imidization by chemical imidization is preferable from the viewpoint that the properties of the polyimide such as good heat resistance, mechanical properties and transparency can be obtained with ease of control of reduced viscosity or weight average molecular weight of the obtained polyimide.
- an imidation agent used for chemical imidization reaction carboxylic acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic acid anhydride, succinic acid anhydride, phthalic acid anhydride, benzoic acid anhydride and the like can be used. It is preferable to use acetic anhydride from the viewpoint of ease of operation.
- the equivalent weight of the imidation agent used is equal to or greater than the equivalent weight of the amide bond of the polyamic acid undergoing the chemical imidization reaction, preferably 1.1 to 5 times the equivalent weight of the amide bond, and 1.5 to 4 times. Is more preferred. Thus, by using a slight excess of imidization agent to the amide bond, the imidization reaction can be efficiently performed even at relatively low temperature.
- aliphatic, aromatic or heterocyclic tertiary amines such as pyridine, picoline, quinoline, isoquinoline, trimethylamine and triethylamine can be used as an imidation promoter.
- the imidization reaction can be efficiently performed at a low temperature, and as a result, it becomes possible to suppress the coloring at the time of the imidization reaction, and a more transparent polyimide can be obtained.
- the chemical imidization reaction temperature is not particularly limited, but is preferably 10 ° C. or more and less than 50 ° C., and more preferably 15 ° C. or more and less than 45 ° C.
- the polyimide in the polyimide solution obtained by imidization is powdered.
- the powdering of the polyimide can be carried out by any method, but a method of precipitating the polyimide by adding a poor solvent of the polyimide to form a powder is simple and preferable.
- any poor solvent capable of depositing polyimide can be used as the poor solvent, and it is desirable that the solvent be compatible with the solvent of the polyimide solution.
- water, methanol, ethanol or the like can be used. And by using methanol as a poor solvent, a polyimide powder with a stable shape can be obtained with good yield, which is preferable.
- the poor solvent it is necessary to add an amount of the poor solvent to be used in an amount sufficient for precipitation and powderization of the polyimide, the structure of the polyimide, the solvent of the polyimide solution,
- the concentration is determined in consideration of the solution concentration of the polyimide, etc., but usually at least 0.5 times the weight of the polyimide solution, preferably at least 0.8 times the weight of the polyimide solution, more preferably at least 1 times the weight of the polyimide solution.
- Use a poor solvent By using a poor solvent having a weight of 0.5 times or more by weight of the polyimide solution, a polyimide powder with a stable shape can be obtained in a high yield.
- a poor solvent having a weight of at most 10 times the weight of the polyimide solution preferably at most 7 times the weight of the polyimide solution, more preferably at most 5 times the weight of the polyimide solution, and still more preferably at most 4 times the weight of the polyimide solution is used.
- the method When pulverization of the polyimide is performed by adding the poor solvent to the polyimide solution as described above, it is preferable to perform the method by dropping the poor solvent while stirring the polyimide solution. In order to facilitate the diffusion of the poor solvent, it is desirable to adjust the concentration of the polyimide solution to preferably about 5 to 30% by weight, more preferably about 10 to 20% by weight. In addition, although the preferable average particle size of the polyimide powder obtained by the present invention is 0.02 to 0.8 mm, the average particle size can be controlled by the addition speed of the poor solvent to the polyimide solution.
- the temperature for powdering the polyimide is not particularly limited, but when precipitation / powdering is performed by the addition of a poor solvent, from the viewpoint of suppressing evaporation of the poor solvent and efficiently performing precipitation, It is preferable to carry out at a temperature of 50 ° C. or less, more preferably at 40 ° C. or less.
- the obtained polyimide powder is dried to remove the solvent, the imidization agent, the imidization accelerator, the poor solvent and the like. Drying is performed after the solvent for the polyimide, the imidization agent, and the imidization accelerator are removed by filtering out the polyimide powder in advance with a filtration device and further washing as necessary. Preferred in the practice.
- the drying of the polyimide powder can be carried out at any temperature as long as it is possible to remove the residue such as the polyimide solvent, the imidization agent, the imidization accelerator, the poor solvent and the like.
- a poor solvent having a hydroxy group is used and drying is performed suddenly at a temperature of 100 ° C. or higher, the carboxylic acid group or the carboxylic anhydride group in the polyimide reacts with the above-mentioned poor solvent to form an ester bond. It may cause problems such as a decrease in heat resistance, coloration and a decrease in molecular weight. Therefore, the drying step is preferably performed by raising the temperature to a temperature of 100 ° C. to 350 ° C. from a temperature of less than 100 ° C. and two or more steps of a temperature of 100 to 350 ° C. or a temperature of less than 100 ° C.
- the drying of the polyimide powder may be carried out under normal pressure or under reduced pressure.
- the polyimide powder according to the first embodiment of the present invention has the (a-1) reduced viscosity of 1.2 dL / g or more and less than 2.1 dL / g, preferably 1.
- (b-1) a polyimide having a reduced viscosity of 2.1 dL / g to 3.0 dL / g, preferably 2.1 dL / g to 2.8 dL / g, or b-2) weight average molecular weight is 250,000 g / mol or more and 500,000 g / mol or less, preferably 250,000 g / mol or more and 400,000 g /
- Blending of polyimide powder can be carried out, for example, by uniformly blending polyimide powder A and polyimide powder B, such as a method using a rotary mixer, a method using a horizontal stirring mixer, a method using a vertical stirring mixer, etc. It can be done in any way possible.
- the polyimide varnish according to the second embodiment of the present invention has a reduced viscosity according to the first embodiment, which is obtained by blending the polyimide powder A and the polyimide powder B in a predetermined weight ratio.
- a reduced viscosity according to the first embodiment which is obtained by blending the polyimide powder A and the polyimide powder B in a predetermined weight ratio.
- the polyimide varnish of the present invention was dissolved in an organic solvent at a concentration of 1 to 30% by weight to obtain a polyimide solution before blending the polyimide powder A and the polyimide powder B in the powder state. It is also possible to blend the respective polyimide solutions so that the weight ratio of the polyimide A and the polyimide B, which are solutes, will be in the range of 10/90 to 90/10, to obtain the target polyimide varnish.
- the reduced viscosity of the polyimide constituting the polyimide powder A before blending is 1.2 dL / g or more and less than 2.1 dL / g, and the reduced viscosity of the polyimide constituting the polyimide powder B is 2.1 dL / g or more.
- the reduced viscosity measured on the polyimide powder of the first embodiment of the present invention after blending the polyimide powder A and the polyimide powder B, which is 0 dL / g or less, is 1.7 to 2.5 dL / g
- it is 1.8 to 2.4 dL / g, more preferably 1.9 to 2.3 dL / g, and particularly preferably 2.0 to 2.2 dL / g.
- the reduced viscosity measured for the polyimide powder is less than 1.7 dL / g, mechanical properties such as tensile strength elongation and bending resistance of the finally obtained polyimide film are impaired and moisture absorption to the polyimide is large. If the reduced viscosity exceeds 2.5 dL / g, the viscosity of the polyimide solution becomes too high to cause a problem that handling becomes difficult.
- the present invention by blending the polyimide powder A composed of a polyimide with a low reduced viscosity and the polyimide powder B composed of a polyimide with a high reduced viscosity, control of the reduced viscosity exhibited by the blended polyimide becomes easy. It has the advantage that the mechanical properties of the resulting polyimide film tend to outperform the mechanical properties of the polyimide film obtained from unblended polyimide powder.
- the weight average molecular weight of the polyimide constituting the polyimide powder A before blending is 100,000 g / mol or more and less than 250,000 g / mol
- the weight average molecular weight of the polyimide constituting the polyimide powder B is 250,000 g / mol
- the weight average molecular weight of the polyimide powder according to the first embodiment of the present invention after blending of the polyimide powder A and the polyimide powder B is 160,000 to 500,000 to 500,000 g / mol. It is 350,000 g / mol, preferably 200,000 to 330,000 g / mol, more preferably 220,000 to 310,000 g / mol, and particularly preferably 240,000 to 290,000 g / mol.
- the weight average molecular weight measured for the polyimide powder is less than 160,000 g / mol, mechanical properties such as tensile strength elongation and bending resistance of the finally obtained polyimide film are impaired and moisture absorption to the polyimide is If the weight average molecular weight exceeds 350,000 g / mol, the viscosity of the polyimide solution becomes too high to cause a problem that handling becomes difficult.
- the present invention by blending the polyimide powder A comprising a low weight average molecular weight polyimide and the polyimide powder B comprising a high weight average molecular weight polyimide, control of the weight average molecular weight exhibited by the blended polyimide is easy.
- it has the advantage that the mechanical properties of the resulting polyimide film tend to outperform the mechanical properties of the polyimide film obtained from the unblended polyimide powder.
- the average particle diameter of the polyimide powder is preferably 0.02 to 0.8 mm, more preferably 0.03 to 0.6 mm. If the average particle size is in the range of 0.02 to 0.8 mm, residual volatile components such as solvent, poor solvent, and imidization agent in the polyimide powder are efficiently removed, coloration is extremely small, and transparency is excellent. Polyimide can be easily obtained.
- the average particle size of the polyimide powder of the present invention can be measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus.
- the polyimide varnish according to the second embodiment of the present invention comprises a polyimide powder A comprising a polyimide having a reduced viscosity of 1.2 dL / g or more and less than 2.1 dL / g and a reduced viscosity of 2.1 dL / g or more and 3.0 dL or more
- a polyimide powder B consisting of polyimide / g or less of polyimide at a weight ratio of polyimide powder A / polyimide powder B in the range of 10/90 to 90/10
- a polyimide powder can be obtained by dissolving it in an organic solvent to a concentration of 1 to 30 parts by weight.
- the polyimide varnish according to the second embodiment of the present invention comprises a polyimide powder A comprising a polyimide having a weight average molecular weight of 100,000 g / mol or more and less than 250,000 g / mol and a weight average molecular weight of 250,000 g / mol.
- the first of the present invention is obtained by blending polyimide powder B consisting of polyimide of at least 500,000 g / mol in a weight ratio of polyimide powder A / polyimide powder B in the range of 10/90 to 90/10.
- the polyimide powder according to the embodiment of the present invention can be obtained by dissolving it in an organic solvent to a concentration of 1 to 30 parts by weight.
- the organic solvent used for the polyimide varnish of the present invention may be any solvent as long as it can dissolve the polyimide powder, and N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methyl- 2-Pyrrolidone, ⁇ -butyrolactone, 2-butanone, acetonitrile and the like can be suitably used.
- the organic solvent used for the polyimide varnish of this invention may be used independently, even if 2 or more types are mixed, when 2 or more types of solvents are mixed, the mixed solvent is polyimide There is no problem as long as the powder can be dissolved. In addition, as long as the solubility can be maintained, components other than the organic solvent such as water may be contained.
- Polyimide Properties Regarding the transparency of the polyimide powder or polyimide in the polyimide varnish of the present invention, the polyimide powder is dissolved in N, N-dimethylacetamide (DMAC) to form a polyimide varnish, and then it is cast to a thickness of 50 ⁇ m after drying. It can obtain
- the total light transmittance of the polyimide powder or the polyimide film obtained from the polyimide varnish of the present invention is preferably 85% or more, more preferably 90% or more.
- the degree of yellowness is preferably -3 to 3, more preferably -2 to 2, and further preferably -1.5 to 1.5.
- the imidation ratio of the polyimide constituting the polyimide powder of the present invention is preferably 90% or more, and more preferably 95% or more.
- the imidation ratio can be determined by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR method) of the polyimide film obtained by the above method.
- a polyimide solution was prepared by dissolving polyimide powder in N, N-dimethylacetamide (DMAC) to a concentration of 0.5 g / dL.
- DMAC N, N-dimethylacetamide
- T the outflow time of the polyimide solution
- T0 the outflow time of the solvent with only DMAC
- the obtained test piece is subjected to a tensile test at a distance of 50 mm between chucks and at a tensile speed of 50 mm / min using a tensile tester (Autograph AGS-H load cell 500N manufactured by Shimadzu Corporation), and tensile strength at break Elongation was measured, and the average value of 10 tests was determined as the respective tensile strength and elongation.
- a tensile tester Autograph AGS-H load cell 500N manufactured by Shimadzu Corporation
- Example X1 461 g (100 ppm water) of the solvent N, N-dimethylacetamide (DMAC) are contained in a 2 l glass separable flask equipped with a stirrer and stirrer, which is used in all the following example X and comparative example X The same applies to DMAC) and 64.047 g (0.2000 mol) of 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl (TFMB), which is an aromatic diamine compound having a fluoro group. Stir and dissolve TFMB in DMAC.
- DMAC N-dimethylacetamide
- tetracarboxylic acid dianhydride 4,4 ′-(1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane-2,2- Add 89.737 g (0.2020 mol) of diphthalic acid dianhydride (6FDA) over about 10 minutes and continue stirring for 6 hours while adjusting the temperature to 20 to 40 ° C.
- the polymerization reaction was carried out to obtain a viscous polyamic acid solution.
- the molar ratio of the tetracarboxylic acid dianhydride / aromatic diamine compound used was 1.01, and the concentration of the polyamic acid solution was 25% by weight.
- the contents of the separable flask were then filtered off with suction filtration and further washed with 1000 g of methanol and filtered off.
- Powder (a-1) was obtained.
- the reduced viscosity measured for the polyimide powder (a-1) was 1.52 dL / g.
- polyimide powder (b-1) consisting of polyimide having a reduced viscosity of 2.54 dL / g.
- the polyimide powder obtained by blending the polyimide powder (a-1) and the polyimide powder (b-1) is dissolved in 80 g of DMAC to obtain a uniform polyimide solution, and then an applicator is used. After coating on a glass plate and drying the DMAC under predetermined conditions, it was peeled off from the glass plate to form a 50 ⁇ m thick polyimide film.
- the total light transmittance of the obtained polyimide film was as high as 90%, the yellowness was 1.3, no color change was visually observed, and it was extremely excellent in transparency. Further, as a result of the tensile test of the polyimide film, the tensile strength was 160 MPa and the elongation was 70%.
- the reduced viscosity measured for the obtained polyimide powder was 2.13 dL / g, and the average particle size was 0.06 mm. Further, the total light transmittance of the 50 ⁇ m thick polyimide film obtained from this polyimide powder was as high as 90%, the yellowness was 1.3, and it was extremely excellent in transparency. In addition, the tensile strength of the polyimide film is 165 MPa. The elongation was excellent at 72%.
- the reduced viscosity measured for the obtained polyimide powder was 2.18 dL / g, and the average particle size was 0.06 mm.
- the total light transmittance of the 50 ⁇ m-thick polyimide film obtained from this polyimide powder was as high as 91%, the yellowness was 1.3, and it was extremely excellent in transparency.
- the tensile strength of the polyimide film is 160 MPa. Excellent at 70% elongation
- Example X4 The amount of 6FDA used for the synthesis of the polyimide powder (a-1) is 89.559 g (0.2016 mol) instead of 89.737 g (0.2020 mol) of tetracarboxylic acid dianhydride / aromatic
- the polyimide powder (a-1) was synthesized in the same manner as in Example X1 except that the molar ratio of the diamine compound was set to 1.008, and a polyimide powder comprising a polyimide having a reduced viscosity of 1.83 dL / g (a ⁇ I got 1).
- the reduced viscosity measured for the obtained polyimide powder was 2.01 dL / g, and the average particle size was 0.08 mm.
- the total light transmittance of the 50 ⁇ m thick polyimide film prepared in the same manner as in Example X1 is as high as 91%, the degree of yellowness is 1.3, and no discoloration is observed by visual observation, and the transparency is extremely excellent. It was The tensile strength of the polyimide film was 155 MPa and the elongation was 65%.
- Example X5 The amount of 6FDA used for the synthesis of the polyimide powder (b-1) is 89.293 g (0.2010 mol) instead of 89.204 g (0.2008 mol), tetracarboxylic acid dianhydride / aromatic Polyimide powder (b-1) was synthesized in the same manner as in Example X1 except that the molar ratio of the diamine compound was 1.005, and polyimide powder composed of polyimide having a reduced viscosity of 2.26 dL / g (b- I got 1).
- the reduced viscosity measured for the obtained polyimide powder was 2.08 dL / g, and the average particle size was 0.09 mm.
- the total light transmittance of the 50 ⁇ m thick polyimide film prepared in the same manner as in Example X1 is as high as 90%, the yellowness is 1.3, and no color change is visually observed, and the transparency is extremely excellent. It was The polyimide film had a tensile strength of 158 MPa and an elongation of 68%.
- Example X6 The amount of DMAC used for synthesis of the polyimide powder (a-1) is 485 g instead of 461 g, and instead of TFMB 64.047 g (0.2000 mol) as an aromatic diamine compound, TFMB 51.238 g (0.1600 mol) Mol) and 20.738 g (0.0400 mol) of 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane (BAPP-F)
- BAPP-F 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane
- the polyimide powder (a-1) was synthesized in the same manner as in Example X1 except that the amount of DMAC for dilution used prior to the chemical imidization reaction was changed to 431 g instead of 410 g, to obtain an aromatic diamine compound A solution with a reduced viscosity of 1.59
- 20 g of the obtained polyimide powder (a-1) having a reduced viscosity of 1.59 dL / g and 20 g of the polyimide powder (b-1) having a reduced viscosity of 2.54 dL / g obtained in Example X1 are rotary type
- the mixture was charged in the mixer of 1. and sufficiently blended for 1 hour or more to obtain a polyimide powder having a weight ratio of polyimide powder (a-1) / polyimide powder (b-1) of 50/50.
- the reduced viscosity measured for the obtained polyimide powder was 2.07 dL / g, and the average particle size was 0.10 mm.
- the total light transmittance of the 50 ⁇ m thick polyimide film prepared in the same manner as in Example X1 is as high as 89%, the yellowness is 1.4, no color change is visually observed, and the transparency is extremely excellent. It was The polyimide film had a tensile strength of 150 MPa and an elongation of 60%.
- Example X7 A polyimide varnish A prepared by dissolving 20 g of the polyimide powder (a-1) having a reduced viscosity of 1.52 dL / g obtained in Example X1 in 80 g of DMAC, and a reduced viscosity of 2.54 dL / g obtained in Example X1.
- 20 g of polyimide powder (b-1) was dissolved in 80 g of DMAC to make a polyimide varnish B, and 50 g of polyimide varnish A (10 g of polyimide powder (a-1) of the solute was dissolved) and 50 g of polyimide varnish B (solute 10 g of the polyimide powder (b-1) was dissolved to obtain an objective polyimide varnish.
- the reduced viscosity measured at a concentration of 0.5 g / dL of the obtained polyimide varnish was 2.03 dL / g.
- the total light transmittance of the 50 ⁇ m thick polyimide film prepared in the same manner as in Example X1 is as high as 90%, the yellowness is 1.3, and no color change is visually observed, and the transparency is extremely excellent. It was The polyimide film had a tensile strength of 165 MPa and an elongation of 70%.
- Example X1 Only 20 g of the polyimide powder (a-1) having a reduced viscosity of 1.52 dL / g synthesized in Example X1 was dissolved in 80 g of DMAC to form a uniform polyimide solution, and then it was coated on a glass plate using an applicator. A membrane was formed, and after drying DMAC under predetermined conditions, it was peeled off from the glass plate to prepare a 50 ⁇ m thick polyimide film, and the obtained polyimide film had a total light transmittance of 89% and a yellowness of 1.8. The tensile strength was 125 MPa and the elongation was as low as 20%.
- Example Y1 461 g of solvent N, N-dimethylacetamide (DMAC) (water content of 100 ppm is contained in a 2 l glass separable flask equipped with a stirrer and stirrer blades, used in all examples Y and comparative example Y below)
- DMAC N-dimethylacetamide
- TFMB 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl
- TFMB 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl
- tetracarboxylic acid dianhydride 4,4 ′-(1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane-2,2- Add 89.737 g (0.2020 mol) of diphthalic acid dianhydride (6FDA) over about 10 minutes and continue stirring for 6 hours while adjusting the temperature to 20 to 40 ° C.
- the polymerization reaction was carried out to obtain a viscous polyamic acid solution.
- the molar ratio of the tetracarboxylic acid dianhydride / aromatic diamine compound used was 1.01, and the concentration of the polyamic acid solution was 25% by weight.
- the contents of the separable flask were then filtered off with suction filtration and further washed with 1000 g of methanol and filtered off.
- Powder (a-2) was obtained.
- the weight average molecular weight measured for the polyimide powder (a-2) was 195,000 g / mol.
- polyimide powder (b-2) consisting of a polyimide having a weight average molecular weight of 342,000 g / mol.
- the polyimide powder obtained by blending the polyimide powder (a-2) and the polyimide powder (b-2) is dissolved in 80 g of DMAC to obtain a uniform polyimide solution, and then an applicator is used. After coating on a glass plate and drying the DMAC under predetermined conditions, it was peeled off from the glass plate to form a 50 ⁇ m thick polyimide film.
- the total light transmittance of the obtained polyimide film was as high as 90%, the yellowness was 1.3, no color change was visually observed, and it was extremely excellent in transparency. Further, as a result of the tensile test of the polyimide film, the tensile strength was 160 MPa and the elongation was 70%.
- the weight average molecular weight measured about the obtained polyimide powder was 269,000 g / mol, and the average particle diameter was 0.06 mm. Further, the total light transmittance of the 50 ⁇ m thick polyimide film obtained from this polyimide powder was as high as 90%, the yellowness was 1.3, and it was extremely excellent in transparency. In addition, the tensile strength of the polyimide film is 165 MPa. The elongation was excellent at 72%.
- the weight average molecular weight measured about the obtained polyimide powder was 280,000 g / mol, and the average particle diameter was 0.06 mm.
- the total light transmittance of the 50 ⁇ m-thick polyimide film obtained from this polyimide powder was as high as 91%, the yellowness was 1.3, and it was extremely excellent in transparency.
- the tensile strength of the polyimide film is 160 MPa. The elongation was excellent at 70%.
- Example Y4 The amount of 6FDA used in the synthesis of the polyimide powder (a-2) is not 89.737 g (0.2020 mol) but 89.559 g (0.2016 mol) of tetracarboxylic acid dianhydride / aromatic Polyimide powder (a-2) was synthesized in the same manner as in Example Y1 except that the molar ratio of the diamine compound was set to 1.008, and polyimide powder (a polyimide having a weight average molecular weight of 210,000 g / mol) (a I got -2).
- the weight average molecular weight measured about the obtained polyimide powder was 255,000 g / mol, and the average particle diameter was 0.08 mm.
- the total light transmittance of the 50 ⁇ m thick polyimide film prepared in the same manner as in Example X1 is as high as 91%, the degree of yellowness is 1.3, and no discoloration is observed by visual observation, and the transparency is extremely excellent. It was The tensile strength of the polyimide film was 155 MPa and the elongation was 65%.
- Example Y5 The amount of 6FDA used for the synthesis of the polyimide powder (b-2) is 89.293 g (0.2010 mol) instead of 89.204 g (0.2008 mol), tetracarboxylic acid dianhydride / aromatic Polyimide powder (b-2) was synthesized in the same manner as in Example Y1 except that the molar ratio of the diamine compound was 1.005, and polyimide powder composed of polyimide having a weight average molecular weight of 292,000 g / mol (b I got -2).
- the weight average molecular weight measured about the obtained polyimide powder was 268,000 g / mol, and the average particle diameter was 0.09 mm.
- the total light transmittance of the 50 ⁇ m thick polyimide film prepared in the same manner as in Example X1 is as high as 90%, the yellowness is 1.3, and no color change is visually observed, and the transparency is extremely excellent. It was The polyimide film had a tensile strength of 158 MPa and an elongation of 68%.
- Example Y6 The amount of DMAC used for synthesis of the polyimide powder (a-2) is 485 g instead of 461 g, and instead of TFMB 64.047 g (0.2000 mol) as an aromatic diamine compound, TFMB 51.238 g (0.1600 mol) Mol) and 20.738 g (0.0400 mol) of 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane (BAPP-F)
- BAPP-F 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane
- the polyimide powder (a-2) was synthesized in the same manner as in Example Y1 except that the amount of DMAC for dilution used before carrying out the chemical imidization reaction was changed to 431 g instead of 410 g, to obtain an aromatic diamine compound With a weight average molecular weight of 205
- Example Y1 20 g of the obtained polyimide powder (a-2) having a weight average molecular weight of 205,000 g / mol and 20 g of the polyimide powder (b-2) having a weight average molecular weight of 342,000 g / mol obtained in Example Y1 was charged into a rotary mixer and sufficiently blended for 1 hour or more to obtain a polyimide powder having a weight ratio of polyimide powder (a-2) to polyimide powder (b-2) of 50/50. .
- the weight average molecular weight measured about the obtained polyimide powder was 261,000 g / mol, and the average particle diameter was 0.10 mm.
- the total light transmittance of the 50 ⁇ m thick polyimide film prepared in the same manner as in Example X1 is as high as 89%, the yellowness is 1.4, no color change is visually observed, and the transparency is extremely excellent. It was The polyimide film had a tensile strength of 150 MPa and an elongation of 60%.
- Example Y7 Polyimide varnish A prepared by dissolving 20 g of polyimide powder (a-2) having a weight average molecular weight of 195,000 g / mol obtained in Example Y1 in 80 g of DMAC, and a weight average molecular weight of 342 obtained in Example Y1.
- Polyimide varnish B was prepared by dissolving 20 g of a polyimide powder (b-2) of 1,000 g / mol in 80 g of DMAC, and 50 g of polyimide varnish A (10 g of polyimide powder (a-2) of the solute was dissolved) and polyimide varnish B 50 g (10 g of the solute polyimide powder (b-2) was dissolved) was blended to obtain a target polyimide varnish.
- the weight average molecular weight of the polyimide dissolved in the obtained polyimide varnish was 259,000 g / mol.
- the total light transmittance of the 50 ⁇ m thick polyimide film prepared in the same manner as in Example Y1 is as high as 90%, the degree of yellowness is 1.3, no discoloration is observed by visual observation, and the transparency is extremely excellent. It was The polyimide film had a tensile strength of 165 MPa and an elongation of 70%.
- Example Y1 Only 20 g of polyimide powder (a-2) having a weight average molecular weight of 195,000 g / mol synthesized in Example Y1 was dissolved in 80 g of DMAC to form a uniform polyimide solution, and then it was applied on a glass plate using an applicator. After coating and drying the DMAC under predetermined conditions, it was peeled off from the glass plate to form a 50 ⁇ m thick polyimide film, and the obtained polyimide film had a total light transmittance of 89% and a yellowness of 1.8. The tensile strength was as low as 125 MPa and the elongation was as low as 20%.
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Abstract
ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドからなり、有機溶媒に可溶なポリイミド粉体であって、ポリイミド粉体A及びポリイミド粉体Bはそれぞれ、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有するポリイミドからなり、ポリイミド粉体Aは(a-1)1.2dL/g以上2.1dL/g未満の還元粘度、又は(a-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなり、ポリイミド粉体Bは(b-1)2.1dL/g以上3.0dL/g以下の還元粘度、又は(b-2)250,000g/mol以上500,000g/mol以下の重量平均分子量を有するポリイミドからなり、ポリイミド粉体A/ポリイミド粉体Bの重量比は10/90~90/10の範囲であり、ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した還元粘度が1.7~2.5dL/gの範囲、又はポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した重量平均分子量が160,000~350,000g/molの範囲であることを特徴とするポリイミド粉体は、有機溶媒に可溶でハンドリング性に優れ、かかるポリイミド粉体を所定の濃度で有機溶媒に溶解したワニスは、耐熱性、透明性及び機械特性に優れたポリイミドフィルムを与える。
Description
本発明は、ポリイミド粉体およびそれを用いて得られるポリイミドワニス並びにポリイミドフィルムに関し、特にディスプレイ用途や電子材料用途に好適に用いられる、極めて優れた耐熱性と透明性を兼ね備えたポリイミドフィルムを与えるポリイミド粉体およびポリイミドワニスに関するものである。
ポリイミド樹脂は耐熱性に優れる高分子として、航空宇宙分野、電気絶縁分野、電子分野等の耐熱性や高信頼性が要求される幅広い分野で活用されている。また、近年では耐熱性と透明性を兼ね備えた透明ポリイミドが提案されてきており、例えば特許文献1には、フッ素原子を含有する特定のモノマーから合成される、光導波路に好適な透明性に優れた可溶性のポリイミドが提案されている。特許文献2には、特定の脂環式ジアミンを用いた有機溶剤に可溶な透明ポリイミドが提案されている。しかしながら、特許文献1および特許文献2にはポリイミド粉体に関しては開示されておらず、また特許文献2に記載されたポリイミドは脂環式のジアミンを原料として用いているため、耐熱性に乏しく、加熱により着色するという問題があった。
ポリイミドの粉体としては、可溶性ポリイミドのワニスに水やメタノールなどの貧溶媒を添加して塊状のポリイミド樹脂を析出させる方法が開示されている(特許文献3)。
また、特許文献4にはジアミン類と酸二無水物類を重合して得られるポリアミド酸のイミド化物の粉末が提案されている。
しかしながら、特許文献3や特許文献4に記載されたポリイミドの粉体は、原料モノマーであるジアミン類のモル量と酸無水物のモル量を基本的に同じにして重合されたポリアミド酸を経由して製造されているが、そのような製造方法の場合、僅かなモノマーの秤量誤差、モノマーの溶け残り、モノマーの純度の変動等により、ポリアミド酸の重合度が大きく変動し、結果として得られるポリイミド粉体の重合度が安定しないという問題があった。それを防ぐために、ジアミンと酸無水物のモル量の比率を1から僅かにずらしてポリアミド酸重合する方法が取り入れられているが、その場合でも溶媒中に含まれる水分量の影響により重合度が変動するという問題がある。また、ポリアミド酸溶液の段階では、同等の重合度の溶液であったとしても、その後のイミド化、粉体化、乾燥等の工程においても、ポリマーの解裂等により重合度が変化するという問題も生じることがある。
このように、重合度の変動したポリイミド粉体をそのまま溶媒に溶解してポリイミド溶液(ワニス)として用いた場合、ポリイミドワニスの粘度が著しく変動して、安定したポリイミドフィルムの製膜ができなくなるとともに、得られるポリイミドフィルムの機械特性が低下するケースがあるという問題があった。
本発明の目的は、耐熱性、透明性及び機械特性に優れたポリイミドフィルムを与える、有機溶媒に可溶でハンドリング性に優れたポリイミド粉体及びポリイミドワニスを与えることにある。
本発明者らは、異なる還元粘度又は重量平均分子量を有するポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bを、特定の範囲の重量比率でブレンドすることで、耐熱性、透明性及び機械特性に極めて優れたポリイミドフィルムを与える、ハンドリング性の良好なポリイミド粉体及びポリイミドワニスが得られることを見出し、本発明を完成させた。
本発明によれば、以下に示すポリイミド粉体、ポリイミドワニス、ポリイミドワニスの製造方法及びポリイミドフィルムが提供される。
[1] ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドからなり、有機溶媒に可溶なポリイミド粉体であって、
ポリイミド粉体A及びポリイミド粉体Bはそれぞれ、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Aは(a-1)1.2dL/g以上2.1dL/g未満の還元粘度、又は(a-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Bは(b-1)2.1dL/g以上3.0dL/g以下の還元粘度、又は(b-2)250,000g/mol以上500,000g/mol以下の重量平均分子量を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体A/ポリイミド粉体Bの重量比は10/90~90/10の範囲であり、
ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した還元粘度が1.7~2.5dL/gの範囲、又はポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した重量平均分子量が160,000~350,000g/molの範囲であることを特徴とするポリイミド粉体。
[2] ポリイミド粉体Aは(a-1)1.2dL/g以上2.1dL/g未満の還元粘度を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Bは(b-1)2.1dL/g以上3.0dL/g以下の還元粘度を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した還元粘度が1.7~2.5dL/gの範囲であることを特徴とする、[1]に記載のポリイミド粉体。
[3] ポリイミド粉体Aは(a-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Bは(b-2)250,000g/mol以上500,000g/mol以下の重量平均分子量を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した重量平均分子量が160,000~350,000g/molの範囲であることを特徴とする、[1]に記載のポリイミド粉体。
[4] 前記少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に、少なくとも1種類の、フルオロ基を有する芳香族ジアミン化合物が含まれることを特徴とする[1]~[3]のいずれか一項に記載のポリイミド粉体。
[5] 前記少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に、少なくとも1種類の、フルオロ基を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物が含まれることを特徴とする[1]~[4]のいずれか一項に記載のポリイミド粉体。
[6] ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bが、同一の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と同一のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有するポリイミドからなることを特徴とする[1]~[5]のいずれか一項に記載のポリイミド粉体。
[7] ポリイミド粉体A及びポリイミド粉体Bが何れも、ポリアミド酸への重合、化学イミド化反応、生成ポリイミドの析出による粉体の形成、及び乾燥の工程を経て製造されるポリイミドからなることを特徴とする[1]~[6]のいずれか一項に記載のポリイミド粉体。
[8] 前記ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した平均粒子径が0.02~0.8mmの範囲にあることを特徴とする[1]~[7]のいずれか一項に記載のポリイミド粉体。
[9] 有機溶媒に溶解させた溶液から製膜して得られる厚さ50μmのポリイミドフィルムが、85%以上の全光線透過率及び-3~3の範囲の黄色度(イエローインデックス)を与えることを特徴とする、[1]~[8]のいずれか一項記載のポリイミド粉体。
[10] 有機溶媒中に[1]~[9]のいずれか一項に記載のポリイミド粉体が1~30重量%の濃度で溶解していることを特徴とするポリイミドワニス。
[11] 少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(a-1)1.2dL/g以上2.1dL/g未満の還元粘度、又は(a-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Aを有機溶媒に1~30重量%の濃度となるように溶解させたワニスと、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(b-1)2.1dL/g以上3.0dL/g以下の還元粘度、又は(b-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Bを有機溶媒に1~30重量%の濃度になるように溶解させたワニスとを、ポリイミド粉体A/ポリイミド粉体Bの重量比が10/90~90/10の範囲となるようにブレンドすることを含む、[10]に記載のポリイミドワニスの製造方法。
[12] 前記ワニスが、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(a-1)1.2dL/g以上2.1dL/g未満の還元粘度を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Aを有機溶媒に1~30重量%の濃度となるように溶解させたワニスと、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(b-1)2.1dL/g以上3.0dL/g以下の還元粘度を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Bを有機溶媒に1~30重量%の濃度になるように溶解させたワニスであることを特徴とする、[11]に記載のポリイミドワニスの製造方法。
[13] 前記ワニスが、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(a-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Aを有機溶媒に1~30重量%の濃度となるように溶解させたワニスと、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(b-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Bを有機溶媒に1~30重量%の濃度になるように溶解させたワニスであることを特徴とする、[11]に記載のポリイミドワニスの製造方法。
[14] [10]に記載のポリイミドワニスを製膜して得られるポリイミドフィルム。
[15] 全光線透過率が85%以上、かつ黄色度が-3~3の範囲にあることを特徴とする[14]に記載のポリイミドフィルム。
[1] ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドからなり、有機溶媒に可溶なポリイミド粉体であって、
ポリイミド粉体A及びポリイミド粉体Bはそれぞれ、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Aは(a-1)1.2dL/g以上2.1dL/g未満の還元粘度、又は(a-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Bは(b-1)2.1dL/g以上3.0dL/g以下の還元粘度、又は(b-2)250,000g/mol以上500,000g/mol以下の重量平均分子量を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体A/ポリイミド粉体Bの重量比は10/90~90/10の範囲であり、
ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した還元粘度が1.7~2.5dL/gの範囲、又はポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した重量平均分子量が160,000~350,000g/molの範囲であることを特徴とするポリイミド粉体。
[2] ポリイミド粉体Aは(a-1)1.2dL/g以上2.1dL/g未満の還元粘度を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Bは(b-1)2.1dL/g以上3.0dL/g以下の還元粘度を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した還元粘度が1.7~2.5dL/gの範囲であることを特徴とする、[1]に記載のポリイミド粉体。
[3] ポリイミド粉体Aは(a-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Bは(b-2)250,000g/mol以上500,000g/mol以下の重量平均分子量を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した重量平均分子量が160,000~350,000g/molの範囲であることを特徴とする、[1]に記載のポリイミド粉体。
[4] 前記少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に、少なくとも1種類の、フルオロ基を有する芳香族ジアミン化合物が含まれることを特徴とする[1]~[3]のいずれか一項に記載のポリイミド粉体。
[5] 前記少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に、少なくとも1種類の、フルオロ基を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物が含まれることを特徴とする[1]~[4]のいずれか一項に記載のポリイミド粉体。
[6] ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bが、同一の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と同一のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有するポリイミドからなることを特徴とする[1]~[5]のいずれか一項に記載のポリイミド粉体。
[7] ポリイミド粉体A及びポリイミド粉体Bが何れも、ポリアミド酸への重合、化学イミド化反応、生成ポリイミドの析出による粉体の形成、及び乾燥の工程を経て製造されるポリイミドからなることを特徴とする[1]~[6]のいずれか一項に記載のポリイミド粉体。
[8] 前記ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した平均粒子径が0.02~0.8mmの範囲にあることを特徴とする[1]~[7]のいずれか一項に記載のポリイミド粉体。
[9] 有機溶媒に溶解させた溶液から製膜して得られる厚さ50μmのポリイミドフィルムが、85%以上の全光線透過率及び-3~3の範囲の黄色度(イエローインデックス)を与えることを特徴とする、[1]~[8]のいずれか一項記載のポリイミド粉体。
[10] 有機溶媒中に[1]~[9]のいずれか一項に記載のポリイミド粉体が1~30重量%の濃度で溶解していることを特徴とするポリイミドワニス。
[11] 少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(a-1)1.2dL/g以上2.1dL/g未満の還元粘度、又は(a-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Aを有機溶媒に1~30重量%の濃度となるように溶解させたワニスと、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(b-1)2.1dL/g以上3.0dL/g以下の還元粘度、又は(b-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Bを有機溶媒に1~30重量%の濃度になるように溶解させたワニスとを、ポリイミド粉体A/ポリイミド粉体Bの重量比が10/90~90/10の範囲となるようにブレンドすることを含む、[10]に記載のポリイミドワニスの製造方法。
[12] 前記ワニスが、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(a-1)1.2dL/g以上2.1dL/g未満の還元粘度を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Aを有機溶媒に1~30重量%の濃度となるように溶解させたワニスと、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(b-1)2.1dL/g以上3.0dL/g以下の還元粘度を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Bを有機溶媒に1~30重量%の濃度になるように溶解させたワニスであることを特徴とする、[11]に記載のポリイミドワニスの製造方法。
[13] 前記ワニスが、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(a-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Aを有機溶媒に1~30重量%の濃度となるように溶解させたワニスと、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(b-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Bを有機溶媒に1~30重量%の濃度になるように溶解させたワニスであることを特徴とする、[11]に記載のポリイミドワニスの製造方法。
[14] [10]に記載のポリイミドワニスを製膜して得られるポリイミドフィルム。
[15] 全光線透過率が85%以上、かつ黄色度が-3~3の範囲にあることを特徴とする[14]に記載のポリイミドフィルム。
本発明により、優れた耐熱性や機械特性を有し、透明性にも優れたポリイミドフィルムを与える、ポリイミド粉体及びポリイミドワニスを提供することができる。
本発明の第一の実施態様であるポリイミド粉体は、芳香族ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物を用いて製造される(a-1)還元粘度が1.2dL/g以上2.1dL/g未満のポリイミド、又は(a-2)重量平均分子量が100,000g/mol以上250,000g/mol未満のポリイミドからなるポリイミド粉体Aと(b-1)還元粘度が2.1dL/g以上3.0dL/g以下のポリイミド、又は(b-2)重量平均分子量が250,000g/mol以上500,000g/mol以下のポリイミドからなるポリイミド粉体Bとを、重量比率でポリイミド粉体A/ポリイミド粉体B=10/90~90/10の比率でブレンドして、得られるブレンドについて測定した還元粘度が1.7~2.5dL/gの範囲、又は得られるブレンドについて測定した重量平均分子量が160,000~350,000g/molの範囲に調整することにより製造される。
本発明の第二の実施態様であるポリイミドワニスは、芳香族ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物を用いて製造される(a-1)還元粘度が1.2dL/g以上2.1dL/g未満、又は(a-2)重量平均分子量が100,000g/mol以上250,000g/mol未満のポリイミドからなるポリイミド粉体Aと(b-1)還元粘度が2.1dL/g以上3.0dL/g以下のポリイミド、又は(b-2)重量平均分子量が250,000g/mol以上500,000g/mol以下のポリイミドからなるポリイミド粉体Bとを、重量比でポリイミド粉体A/ポリイミド粉体B=10/90~90/10の比率でブレンドして、得られるブレンドについて測定した還元粘度が1.7~2.5dL/gの範囲、又は得られるブレンドについて測定した重量平均分子量が160,000~350,000g/molの範囲に調整されたポリイミド粉体を、有機溶媒に1~30重量%の濃度となるように溶解させることにより製造される。また、ポリイミドワニスは、前記ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bを、それぞれ濃度が1~30%の濃度になるように有機溶媒に溶解させた後に、溶質であるポリイミドAとポリイミドBの重量比率がポリイミドA/ポリイミドB=10/90~90/10になるようにブレンドすることにより製造することもできる。
1.原料
1.1.芳香族ジアミン化合物
本発明のポリイミド粉体の製造に使用される芳香族ジアミン化合物としては、合わせて用いられるテトラカルボン酸二無水物との反応により、溶媒(例えば、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAC))に可溶なポリイミドを与える芳香族ジアミン化合物であれば、任意の芳香族ジアミン化合物を使用することができる。具体的には、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、3,4’-ジアミノジフェニルエ-テル、4,4’-ジアミノジフェニルエ-テル、3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、3,4’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)プロパン、2-(3-アミノフェニル)-2-(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2-(3-アミノフェニル)-2-(4-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、1,3-ビス(3-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、1,4-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、3,3’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、3,4’-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〕スルフィド、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4-(4-アミノフェニル)スルホン、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4-(3-アミノフェニル)スルホン、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕エ-テル、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕エ-テル、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕エ-テル、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、2,2-ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、1,3-ビス〔4-(4-アミノ-6-トリフルオロメチルフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル〕ベンゼン、1,3-ビス〔4-(4-アミノ-6-フルオロメチルフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル〕ベンゼン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニルなどが挙げられる。これらの芳香族ジアミン化合物は単独で用いてもよく、2種類以上の芳香族ジアミン化合物を使用しても良い。そして、透明性、耐熱性、溶媒への溶解性の観点から、好ましい芳香族ジアミン化合物としては、2,2-ビス(4-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2-(3-アミノフェニル)-2-(4-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、1,3-ビス〔4-(4-アミノ-6-トリフルオロメチルフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル〕ベンゼン、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニルなどのフルオロ基を有する芳香族ジアミン化合物が挙げられ、使用する芳香族ジアミン化合物の少なくとも1種類はフルオロ基を有する芳香族ジアミン化合物であることが好ましく、特に好ましくは2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニルである。フルオロ基を有する芳香族ジアミン化合物を用いることで、透明性、耐熱性、機械特性、有機溶媒への可溶性を得ることが容易となる。
1.1.芳香族ジアミン化合物
本発明のポリイミド粉体の製造に使用される芳香族ジアミン化合物としては、合わせて用いられるテトラカルボン酸二無水物との反応により、溶媒(例えば、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAC))に可溶なポリイミドを与える芳香族ジアミン化合物であれば、任意の芳香族ジアミン化合物を使用することができる。具体的には、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、3,4’-ジアミノジフェニルエ-テル、4,4’-ジアミノジフェニルエ-テル、3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、3,4’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)プロパン、2-(3-アミノフェニル)-2-(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2-(3-アミノフェニル)-2-(4-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、1,3-ビス(3-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、1,4-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、3,3’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、3,4’-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〕スルフィド、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4-(4-アミノフェニル)スルホン、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4-(3-アミノフェニル)スルホン、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕エ-テル、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕エ-テル、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕エ-テル、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、2,2-ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、1,3-ビス〔4-(4-アミノ-6-トリフルオロメチルフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル〕ベンゼン、1,3-ビス〔4-(4-アミノ-6-フルオロメチルフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル〕ベンゼン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニルなどが挙げられる。これらの芳香族ジアミン化合物は単独で用いてもよく、2種類以上の芳香族ジアミン化合物を使用しても良い。そして、透明性、耐熱性、溶媒への溶解性の観点から、好ましい芳香族ジアミン化合物としては、2,2-ビス(4-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2-(3-アミノフェニル)-2-(4-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、1,3-ビス〔4-(4-アミノ-6-トリフルオロメチルフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル〕ベンゼン、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニルなどのフルオロ基を有する芳香族ジアミン化合物が挙げられ、使用する芳香族ジアミン化合物の少なくとも1種類はフルオロ基を有する芳香族ジアミン化合物であることが好ましく、特に好ましくは2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニルである。フルオロ基を有する芳香族ジアミン化合物を用いることで、透明性、耐熱性、機械特性、有機溶媒への可溶性を得ることが容易となる。
1.2.テトラカルボン酸二無水物
また、本発明のポリイミド粉体の製造に使用されるテトラカルボン酸二無水物としては、上記芳香族ジアミン化合物と同様に、溶媒(例えば、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAC))に可溶なポリイミドを与えるテトラカルボン酸二無水物であれば、任意のものを使用でき、具体的には、4,4’-(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン-2,2-ジイル)ジフタル酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、1,4-ヒドロキノンジベンゾエ-ト-3, 3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物などが例示される。これらのテトラカルボン酸二無水物は単独で用いてもよく、二種類以上のテトラカルボン酸二無水物を使用しても良い。そして、耐熱性、機械特性、透明性及び溶剤への可溶性の観点から、4,4’-(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン-2,2-ジイル)ジフタル酸二無水物など、少なくとも1種類のフルオロ基を有するテトラカルボン酸二無水物を使用することが好ましい。
また、本発明のポリイミド粉体の製造に使用されるテトラカルボン酸二無水物としては、上記芳香族ジアミン化合物と同様に、溶媒(例えば、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAC))に可溶なポリイミドを与えるテトラカルボン酸二無水物であれば、任意のものを使用でき、具体的には、4,4’-(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン-2,2-ジイル)ジフタル酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、1,4-ヒドロキノンジベンゾエ-ト-3, 3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物などが例示される。これらのテトラカルボン酸二無水物は単独で用いてもよく、二種類以上のテトラカルボン酸二無水物を使用しても良い。そして、耐熱性、機械特性、透明性及び溶剤への可溶性の観点から、4,4’-(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン-2,2-ジイル)ジフタル酸二無水物など、少なくとも1種類のフルオロ基を有するテトラカルボン酸二無水物を使用することが好ましい。
2.ポリイミド粉体の製造方法
本発明のポリイミド粉体は、芳香族ジアミン化合物及びテトラカルボン酸二無水物を原料として、ポリアミド酸への重合、イミド化反応、粉体化及び乾燥の各工程を経て製造することができる。
本発明のポリイミド粉体は、芳香族ジアミン化合物及びテトラカルボン酸二無水物を原料として、ポリアミド酸への重合、イミド化反応、粉体化及び乾燥の各工程を経て製造することができる。
2.1.ポリアミド酸への重合
ポリアミド酸への重合は、生成するポリアミド酸が可溶な溶剤への溶解下で、上記芳香族ジアミン化合物及びテトラカルボン酸二無水物を反応させることにより行うことができる。ポリアミド酸への重合に用いる溶剤としては、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド等の溶剤を用いることができる。
ポリアミド酸への重合は、生成するポリアミド酸が可溶な溶剤への溶解下で、上記芳香族ジアミン化合物及びテトラカルボン酸二無水物を反応させることにより行うことができる。ポリアミド酸への重合に用いる溶剤としては、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド等の溶剤を用いることができる。
ポリアミド酸への重合反応は、攪拌装置を備えた反応容器で攪拌しながら行うことが好ましい。例えば、上記溶剤に所定量の芳香族ジアミン化合物を溶解させて、攪拌しながらテトラカルボン酸二無水物を投入して反応を行いポリアミド酸を得る方法、テトラカルボン酸二無水物を溶剤に溶解させて、攪拌しながら芳香族ジアミン化合物を投入して反応を行いポリアミド酸を得る方法、芳香族ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物を交互に投入して反応させてポリアミド酸を得る方法などが挙げられる。
ポリアミド酸への重合反応の温度については特に制約はないが、0~70℃の温度で行うことが好ましく、より好ましくは10~60℃であり、更に好ましくは20~50℃である。重合反応を上記範囲内で行うことで、着色が少なく透明性に優れたポリアミド酸を得ることが可能となる。
また、ポリアミド酸への重合に使用する芳香族ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物は概ね当モル量を使用するが、得られるポリアミド酸の重合度をコントロールして所定の還元粘度又は重量平均分子量のポリイミドを得るために、テトラカルボン酸二無水物のモル量/芳香族ジアミン化合物のモル量(モル比率)を0.95~1.05の範囲で変化させることも可能である。そして、還元粘度が1.2dL/g以上2.1dL/g未満若しくは重量平均分子量が100,000g/mol以上250,000g/mol未満、又は還元粘度が2.1dL/g以上3.0dL/g以下若しくは重量平均分子量が250,000g/mol以上500,000g/mol以下のポリイミドを与えるポリアミド酸を重合するためには、テトラカルボン酸と芳香族ジアミン化合物のモル比率や溶媒中の水分量などを、うまくコントロールして製造することが重要である。テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン化合物のモル比率は、1.001~1.02の範囲であることが好ましく、1.002~1.015であることがより好ましい。このようにテトラカルボン酸二無水物を僅かに過剰にすることで、得られるポリアミド酸の重合度を安定させることができるとともに、テトラカルボン酸二無水物由来のユニットをポリマーの末端に配置することができ、その結果、着色が少なく透明性に優れたポリイミドを与えることが可能となる。
生成するポリアミド酸溶液の濃度は、溶液の粘度を適正に保ち、その後の工程での取り扱いが容易になるよう、適切な濃度(例えば、10~30重量%程度)に整えることが好ましい。
2.2.イミド化反応
次に得られたポリアミド酸溶液中のポリアミド酸をイミド化する。イミド化は、ポリアミド酸溶液を加熱して行う熱イミド化や、イミド化剤を用いて行う化学イミド化などにより行うことができる。そして、得られるポリイミドの還元粘度又は重量平均分子量のコントロールのしやすさや、良好な耐熱性、機械特性及び透明性などのポリイミドの特性が得られるといった観点から、化学イミド化によるイミド化が好ましい。化学イミド化反応に用いられるイミド化剤としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、無水安息香酸などのカルボン酸無水物を用いることができ、コストや反応後の除去のしやすさの観点から無水酢酸を使用することが好ましい。使用するイミド化剤の当量は化学イミド化反応を行うポリアミド酸のアミド結合の当量以上であり、アミド結合の当量の1.1~5倍であることが好ましく、1.5~4倍であることがより好ましい。このようにアミド結合に対して少し過剰のイミド化剤を使用することで、比較的低温でも効率的にイミド化反応を行うことができる。
次に得られたポリアミド酸溶液中のポリアミド酸をイミド化する。イミド化は、ポリアミド酸溶液を加熱して行う熱イミド化や、イミド化剤を用いて行う化学イミド化などにより行うことができる。そして、得られるポリイミドの還元粘度又は重量平均分子量のコントロールのしやすさや、良好な耐熱性、機械特性及び透明性などのポリイミドの特性が得られるといった観点から、化学イミド化によるイミド化が好ましい。化学イミド化反応に用いられるイミド化剤としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、無水安息香酸などのカルボン酸無水物を用いることができ、コストや反応後の除去のしやすさの観点から無水酢酸を使用することが好ましい。使用するイミド化剤の当量は化学イミド化反応を行うポリアミド酸のアミド結合の当量以上であり、アミド結合の当量の1.1~5倍であることが好ましく、1.5~4倍であることがより好ましい。このようにアミド結合に対して少し過剰のイミド化剤を使用することで、比較的低温でも効率的にイミド化反応を行うことができる。
また、化学イミド化反応には、イミド化促進剤として、ピリジン、ピコリン、キノリン、イソキノリン、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の脂肪族、芳香族又は複素環式第三級アミン類を使用することができる。このようなアミン類を使用することで、低温で効率的にイミド化反応を行うことができ、その結果イミド化反応時の着色を抑えることが可能となり、より透明なポリイミドを得ることができる。
化学イミド化反応温度については特に制約はないが、10℃以上50℃未満で行うことが好ましく、15℃以上45℃未満で行うことがより好ましい。10℃以上50℃未満の温度で化学イミド化反応を行うことで、イミド化前のポリアミド酸の解裂が抑制され、還元粘度又は重量平均分子量のコントロールが容易になるとともに、ポリイミドの着色が抑えられ、透明性に優れたポリイミドを得ることができる。
2.3.粉体化
次にイミド化により得られたポリイミド溶液中のポリイミドの粉体化を行う。ポリイミドの粉体化は任意の方法で行うことが可能であるが、ポリイミドの貧溶媒を加えてポリイミドを析出させて粉体を形成させる方法が簡便であり好ましい。貧溶媒を加えてポリイミドの析出・粉体化を行う場合、貧溶媒としては、ポリイミドを析出することができる任意の貧溶媒が使用でき、ポリイミド溶液の溶媒とは混和性であることが望ましいので、具体的には、水、メタノール、エタノール等を用いることができる。そして、貧溶媒としてメタノールを用いることで安定した形状のポリイミド粉体を収率良く得ることができ好ましい。
次にイミド化により得られたポリイミド溶液中のポリイミドの粉体化を行う。ポリイミドの粉体化は任意の方法で行うことが可能であるが、ポリイミドの貧溶媒を加えてポリイミドを析出させて粉体を形成させる方法が簡便であり好ましい。貧溶媒を加えてポリイミドの析出・粉体化を行う場合、貧溶媒としては、ポリイミドを析出することができる任意の貧溶媒が使用でき、ポリイミド溶液の溶媒とは混和性であることが望ましいので、具体的には、水、メタノール、エタノール等を用いることができる。そして、貧溶媒としてメタノールを用いることで安定した形状のポリイミド粉体を収率良く得ることができ好ましい。
貧溶媒によるポリイミドの析出・粉体化を行う場合、使用する貧溶媒の量はポリイミドの析出粉体化を行うのに十分な量を投入する必要があり、ポリイミドの構造、ポリイミド溶液の溶媒、ポリイミドの溶液濃度等を考慮して決定するが、通常はポリイミド溶液重量の0.5倍以上、好ましくはポリイミド溶液重量の0.8倍以上、より好ましくはポリイミド溶液重量の1倍以上の重量の貧溶媒を使用する。ポリイミド溶液を重量の0.5倍以上の重量の貧溶媒を使用することで、安定した形状のポリイミド粉体を高収率で得ることができる。また、通常はポリイミド溶液重量の10倍以下、好ましくはポリイミド溶液重量の7倍以下、より好ましくはポリイミド溶液重量の5倍以下、更に好ましくはポリイミド溶液重量の4倍以下の重量の貧溶媒を使用する。
ポリイミドの粉体化を、上記のようにポリイミド溶液に貧溶媒を添加することで行う場合、ポリイミド溶液を攪拌しながら、貧溶媒を滴下する方法で行うことが好ましい。貧溶媒の拡散を容易にするため、ポリイミド溶液は予め好ましくは5~30重量%、より好ましくは10~20重量%程度の濃度に調整しておくことが望ましい。また、本発明により得られるポリイミド粉体の好ましい平均粒子径が0.02~0.8mmであるが、平均粒子径はポリイミド溶液への貧溶媒の添加速度によりコントロールすることができる。
本発明において、ポリイミドの粉体化の温度に特に制約はないが、貧溶媒の添加により析出・粉体化を行う場合は、貧溶媒の蒸発を抑え、析出を効率的に行うという観点から、50℃以下の温度で行うことが好ましく、40℃以下で行うことがより好ましい。
2.4.乾燥
次に得られたポリイミド粉体の乾燥を行い、溶媒、イミド化剤、イミド化促進剤、貧溶媒等を除去する。乾燥は、ポリイミド粉体を予め濾過装置により濾別し、更に必要に応じて洗浄することにより、上記ポリイミドの溶媒、イミド化剤、イミド化促進剤をあらかた取り除いた後に行うことが、乾燥を効率的に行う上で好ましい。
次に得られたポリイミド粉体の乾燥を行い、溶媒、イミド化剤、イミド化促進剤、貧溶媒等を除去する。乾燥は、ポリイミド粉体を予め濾過装置により濾別し、更に必要に応じて洗浄することにより、上記ポリイミドの溶媒、イミド化剤、イミド化促進剤をあらかた取り除いた後に行うことが、乾燥を効率的に行う上で好ましい。
上記ポリイミド粉体の乾燥は、ポリイミド溶媒、イミド化剤、イミド化促進剤、貧溶媒等の残渣を除去することができれば任意の温度で行うことができるが、例えば上記貧溶媒にメタノール、エタノール等のヒドロキシ基を有する貧溶媒を用いた場合に、いきなり100℃以上の温度で乾燥を行うと、ポリイミド中のカルボン酸基もしくはカルボン酸無水物基と上記貧溶媒が反応してエステル結合を生成してしまい、耐熱性の低下、着色更には分子量の低下といった問題を引き起こす可能性がある。従って乾燥工程は、100℃未満の温度と100~350℃の温度の2段階以上もしくは、100℃未満の温度から、100℃以上350℃以下の温度まで昇温させて行うことが好ましい。また、ポリイミド粉体の乾燥は、常圧で行ってもよく、減圧下で行っても差し支えない。
3.ポリイミド粉体
本発明の第一の実施態様であるポリイミド粉体は、上記方法により得られた、(a-1)還元粘度が1.2dL/g以上2.1dL/g未満、好ましくは1.4dL/g以上2.1dL/g未満のポリイミド、又は(a-2)重量平均分子量が100,000g/mol以上250,000g/mol未満、好ましくは150,000g/mol以上250,000g/mol未満のポリイミドからなるポリイミド粉体Aと、(b-1)還元粘度が2.1dL/g以上3.0dL/g以下、好ましくは2.1dL/g以上2.8dL/g以下のポリイミド、又は(b-2)重量平均分子量が250,000g/mol以上500,000g/mol以下、好ましくは250,000g/mol以上400,000g/mol以下のポリイミドからなるポリイミド粉体Bとを、重量比率でポリイミド粉体A/ポリイミド粉体B=10/90~90/10となるようにブレンドして、得られるブレンドについて測定した還元粘度を1.7~2.5dL/g、好ましくは1.8~2.4dL/g、より好ましくは1.9~2.3dL/g、特に好ましくは2.0~2.2dL/gに、又は得られるブレンドについて測定した重量平均分子量を160,000~350,000g/mol、好ましくは200,000~330,000g/mol、より好ましくは220,000~310,000g/mol、特に好ましくは240,000~290,000g/molに調整することで得ることができる。
本発明の第一の実施態様であるポリイミド粉体は、上記方法により得られた、(a-1)還元粘度が1.2dL/g以上2.1dL/g未満、好ましくは1.4dL/g以上2.1dL/g未満のポリイミド、又は(a-2)重量平均分子量が100,000g/mol以上250,000g/mol未満、好ましくは150,000g/mol以上250,000g/mol未満のポリイミドからなるポリイミド粉体Aと、(b-1)還元粘度が2.1dL/g以上3.0dL/g以下、好ましくは2.1dL/g以上2.8dL/g以下のポリイミド、又は(b-2)重量平均分子量が250,000g/mol以上500,000g/mol以下、好ましくは250,000g/mol以上400,000g/mol以下のポリイミドからなるポリイミド粉体Bとを、重量比率でポリイミド粉体A/ポリイミド粉体B=10/90~90/10となるようにブレンドして、得られるブレンドについて測定した還元粘度を1.7~2.5dL/g、好ましくは1.8~2.4dL/g、より好ましくは1.9~2.3dL/g、特に好ましくは2.0~2.2dL/gに、又は得られるブレンドについて測定した重量平均分子量を160,000~350,000g/mol、好ましくは200,000~330,000g/mol、より好ましくは220,000~310,000g/mol、特に好ましくは240,000~290,000g/molに調整することで得ることができる。
ポリイミド粉体のブレンドは、例えば回転型混合機を用いる方法、水平式攪拌型混合機を用いる方法、垂直式攪拌型混合機を用いる方法など、ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bを均一にブレンドすることが可能な任意の方法で行うことができる。
4.ポリイミドワニス
本発明の第二の実施態様であるポリイミドワニスは、上記ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bを所定の重量比率でブレンドして得られた、第一の実施態様である還元粘度1.7~2.5dL/g、又は重量平均分子量160,000~350,000g/molを呈するポリイミド粉体を、ポリイミドが可溶な任意の有機溶媒に1~30重量%の濃度で溶解させることにより得ることができる。
本発明の第二の実施態様であるポリイミドワニスは、上記ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bを所定の重量比率でブレンドして得られた、第一の実施態様である還元粘度1.7~2.5dL/g、又は重量平均分子量160,000~350,000g/molを呈するポリイミド粉体を、ポリイミドが可溶な任意の有機溶媒に1~30重量%の濃度で溶解させることにより得ることができる。
また、本発明のポリイミドワニスは、前記ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bを粉体の状態でブレンドする前に、それぞれ有機溶媒に1~30重量%の濃度で溶解させてポリイミド溶液とさせた後に、溶質であるポリイミドAとポリイミドBの重量比率が10/90~90/10の範囲になるように、それぞれのポリイミド溶液をブレンドして目的とするポリイミドワニスとすることも可能である。
5.ポリイミド特性(その1 粉体特性)
ブレンド前のポリイミド粉体Aを構成するポリイミドの還元粘度は1.2dL/g以上2.1dL/g未満であり、ポリイミド粉体Bを構成するポリイミドの還元粘度は2.1dL/g以上3.0dL/g以下であり、ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bをブレンドした後の、本発明の第一の実施態様であるポリイミド粉体について測定した還元粘度は1.7~2.5dL/g、好ましくは1.8~2.4dL/g、より好ましくは1.9~2.3dL/g、特に好ましくは2.0~2.2dL/gである。ポリイミド粉体について測定した還元粘度が1.7dL/g未満の場合、最終的に得られるポリイミドフィルムの引張強度伸度及び耐折曲げ性などの機械特性が損なわれるとともに、ポリイミドへの吸湿が大きくなる虞があり、還元粘度が2.5dL/gを超えると、ポリイミド溶液の粘度が高くなりすぎてハンドリングを行い難くなるという問題が生じる。
ブレンド前のポリイミド粉体Aを構成するポリイミドの還元粘度は1.2dL/g以上2.1dL/g未満であり、ポリイミド粉体Bを構成するポリイミドの還元粘度は2.1dL/g以上3.0dL/g以下であり、ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bをブレンドした後の、本発明の第一の実施態様であるポリイミド粉体について測定した還元粘度は1.7~2.5dL/g、好ましくは1.8~2.4dL/g、より好ましくは1.9~2.3dL/g、特に好ましくは2.0~2.2dL/gである。ポリイミド粉体について測定した還元粘度が1.7dL/g未満の場合、最終的に得られるポリイミドフィルムの引張強度伸度及び耐折曲げ性などの機械特性が損なわれるとともに、ポリイミドへの吸湿が大きくなる虞があり、還元粘度が2.5dL/gを超えると、ポリイミド溶液の粘度が高くなりすぎてハンドリングを行い難くなるという問題が生じる。
また、本発明において、低い還元粘度のポリイミドからなるポリイミド粉体Aと高い還元粘度のポリイミドからなるポリイミド粉体Bをブレンドすることにより、ブレンド後のポリイミドの呈する還元粘度のコントロールが容易になるとともに、得られるポリイミドフィルムの機械特性が、ブレンドを行わないポリイミド粉体から得られるポリイミドフィルムの機械特性よりも優れた傾向を示すという利点を有する。
又は、ブレンド前のポリイミド粉体Aを構成するポリイミドの重量平均分子量は100,000g/mol以上250,000g/mol未満であり、ポリイミド粉体Bを構成するポリイミドの重量平均分子量は250,000g/mol以上500,000g/mol以下であり、ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bをブレンドした後の、本発明の第一の実施態様であるポリイミド粉体について測定した重量平均分子量は160,000~350,000g/mol、好ましくは200,000~330,000g/mol、より好ましくは220,000~310,000g/mol、特に好ましくは240,000~290,000g/molである。ポリイミド粉体について測定した重量平均分子量が160,000g/mol未満の場合、最終的に得られるポリイミドフィルムの引張強度伸度及び耐折曲げ性などの機械特性が損なわれるとともに、ポリイミドへの吸湿が大きくなる虞があり、重量平均分子量が350,000g/molを超えると、ポリイミド溶液の粘度が高くなりすぎてハンドリングを行い難くなるという問題が生じる。
また、本発明において、低い重量平均分子量のポリイミドからなるポリイミド粉体Aと高い重量平均分子量のポリイミドからなるポリイミド粉体Bをブレンドすることにより、ブレンド後のポリイミドの呈する重量平均分子量のコントロールが容易になるとともに、得られるポリイミドフィルムの機械特性が、ブレンドを行わないポリイミド粉体から得られるポリイミドフィルムの機械特性よりも優れた傾向を示すという利点を有する。
また、ポリイミド粉体の平均粒子径は0.02~0.8mmであることが好ましく、0.03~0.6mmであることがより好ましい。平均粒子径が0.02~0.8mmの範囲にあれば、ポリイミド粉体中の溶媒、貧溶媒、イミド化剤などの残存揮発成分が効率的に除去され、着色が極めて少なく透明性に優れたポリイミドが得やすくなる。
本発明のポリイミド粉体の平均粒子径はレーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置により測定することができる。
7.ポリイミド特性(その2 ワニス特性)
本発明の第二の実施態様であるポリイミドワニスは、還元粘度が1.2dL/g以上2.1dL/g未満のポリイミドからなるポリイミド粉体Aと還元粘度が2.1dL/g以上3.0dL/g以下のポリイミドからなるポリイミド粉体Bをポリイミド粉体A/ポリイミド粉体Bの重量比率で10/90~90/10の範囲でブレンドして得られた本発明の第一の実施態様であるポリイミド粉体を、有機溶媒に1~30重量部の濃度になるように溶解させて得ることができる。
本発明の第二の実施態様であるポリイミドワニスは、還元粘度が1.2dL/g以上2.1dL/g未満のポリイミドからなるポリイミド粉体Aと還元粘度が2.1dL/g以上3.0dL/g以下のポリイミドからなるポリイミド粉体Bをポリイミド粉体A/ポリイミド粉体Bの重量比率で10/90~90/10の範囲でブレンドして得られた本発明の第一の実施態様であるポリイミド粉体を、有機溶媒に1~30重量部の濃度になるように溶解させて得ることができる。
又は、本発明の第二の実施態様であるポリイミドワニスは、重量平均分子量が100,000g/mol以上250,000g/mol未満のポリイミドからなるポリイミド粉体Aと重量平均分子量が250,000g/mol以上500,000g/mol以下のポリイミドからなるポリイミド粉体Bをポリイミド粉体A/ポリイミド粉体Bの重量比率で10/90~90/10の範囲でブレンドして得られた本発明の第一の実施態様であるポリイミド粉体を、有機溶媒に1~30重量部の濃度になるように溶解させて得ることができる。
また、本発明のポリイミドワニスは、前記ポリイミド粉体Aを有機溶媒に1~30重量%の濃度となるように溶解させたワニスと、前記ポリイミド粉体Bを有機溶媒に1~30重量%になるように溶解させたワニスとを、溶解しているポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bの重量比がA/B=10/90~90/10となるように混合して得ることも可能である。
本発明のポリイミドワニスに使用する有機溶媒は、ポリイミド粉体を溶解可能な有機溶媒であれば任意の溶媒が可能であり、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、γ―ブチロラクトン、2-ブタノン、アセトニトリル等が好適に使用できる。また、本発明のポリイミドワニスに使用する有機溶媒は単独で用いてもよく、2種類以上が混合されていても差し支えなく、2種類以上の溶媒が混合されている場合は、混合した溶媒がポリイミド粉体を溶解可能であれば差し支えない。また、溶解性が維持できれば、水などの有機溶媒以外の成分が含まれていても差し支えない。
8.ポリイミド特性(その3 フィルム特性)
本発明のポリイミド粉体もしくはポリイミドワニス中ポリイミドの透明性については、ポリイミド粉体をN,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)に溶解させてポリイミドワニスとした後、乾燥後50μm厚みになるようにキャスティング法により製膜したフィルムを用いて、分光色彩計により測定される全光線透過率および黄色度により求めることができる。そして、本発明のポリイミド粉体もしくはポリイミドワニスより得られるポリイミドフィルムの全光線透過率は好ましくは85%以上であり、より好ましくは90%以上である。また黄色度については、好ましくは-3~3であり、より好ましくは-2~2、更に好ましくは-1.5~1.5である。全光線透過率が上記の下限未満の場合や、黄色度が上記範囲外の場合は、ディスプレイ等の光学用途に用いることができる透明性に優れたフィルムを与えることが困難となることがある。また、本発明のポリイミド粉体を構成するポリイミドのイミド化率は、90%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましい。イミド化率は上記方法により得られるポリイミドフィルムのフーリエ変換赤外分光法(FT-IR法)により求めることができる。
本発明のポリイミド粉体もしくはポリイミドワニス中ポリイミドの透明性については、ポリイミド粉体をN,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)に溶解させてポリイミドワニスとした後、乾燥後50μm厚みになるようにキャスティング法により製膜したフィルムを用いて、分光色彩計により測定される全光線透過率および黄色度により求めることができる。そして、本発明のポリイミド粉体もしくはポリイミドワニスより得られるポリイミドフィルムの全光線透過率は好ましくは85%以上であり、より好ましくは90%以上である。また黄色度については、好ましくは-3~3であり、より好ましくは-2~2、更に好ましくは-1.5~1.5である。全光線透過率が上記の下限未満の場合や、黄色度が上記範囲外の場合は、ディスプレイ等の光学用途に用いることができる透明性に優れたフィルムを与えることが困難となることがある。また、本発明のポリイミド粉体を構成するポリイミドのイミド化率は、90%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましい。イミド化率は上記方法により得られるポリイミドフィルムのフーリエ変換赤外分光法(FT-IR法)により求めることができる。
以下、実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(ポリイミドの還元粘度の測定方法)
0.5g/dLの濃度となるようにN,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)にポリイミド粉体を溶解したポリイミド溶液を作成した。ウベローデ粘度計を用いて、30℃の温度でポリイミド溶液の流出時間(T)と溶媒のDMACのみでの流出時間(T0)を測定し、下記の式から還元粘度を求めた。
還元粘度(dL/g)=(T-T0)/T0/0.5
0.5g/dLの濃度となるようにN,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)にポリイミド粉体を溶解したポリイミド溶液を作成した。ウベローデ粘度計を用いて、30℃の温度でポリイミド溶液の流出時間(T)と溶媒のDMACのみでの流出時間(T0)を測定し、下記の式から還元粘度を求めた。
還元粘度(dL/g)=(T-T0)/T0/0.5
(ポリイミドの重量平均分子量の測定方法)
1mg/mLの濃度のポリイミドのテトラヒドロフラン溶液を準備し、サイズ排除クロマトグラフ装置(東ソー株式会社製HLC-8320GPC)を用いて、溶離液:テトラヒドロフラン(安定剤不含)、カラム:TSKgel SuperHM-M(2本直列)、検出器:示差屈折計、測定温度:40℃、流量:0.6mL/min、注入量:40μLの条件で測定した。分子量は、標準物質換算の相対分子量値により算出した(標準物質:標準ポリスチレン12点(分子量504~1,090,000)、検量線:3次近似曲線)。
1mg/mLの濃度のポリイミドのテトラヒドロフラン溶液を準備し、サイズ排除クロマトグラフ装置(東ソー株式会社製HLC-8320GPC)を用いて、溶離液:テトラヒドロフラン(安定剤不含)、カラム:TSKgel SuperHM-M(2本直列)、検出器:示差屈折計、測定温度:40℃、流量:0.6mL/min、注入量:40μLの条件で測定した。分子量は、標準物質換算の相対分子量値により算出した(標準物質:標準ポリスチレン12点(分子量504~1,090,000)、検量線:3次近似曲線)。
(ポリイミド粉体の平均粒子径の測定方法)
レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置(株式会社堀場製作所製LA-950V2)を用い、分散媒としてエタノールを用いて測定した。
レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置(株式会社堀場製作所製LA-950V2)を用い、分散媒としてエタノールを用いて測定した。
(ポリイミドの全光線透過率および黄色度の測定方法)
(1)測定用フィルムサンプルの作成方法
ポリイミド粉体を下記実施例や比較例で指定された量となるようにN,N-ジメチルアセトアミドに溶解させた。つぎにアプリケータを用いて、平滑なガラス板上に乾燥後厚みが50μmとなるように製膜して、熱風オーブン内で、130℃で60分保持した後、130℃から260℃まで5℃/分で昇温し、更に260℃で10分間保持して乾燥して、その後熱風オーブンから取り出し、室温まで冷却した後に、ガラス板から引き剥がして測定用のポリイミドフィルムサンプルとした。
(1)測定用フィルムサンプルの作成方法
ポリイミド粉体を下記実施例や比較例で指定された量となるようにN,N-ジメチルアセトアミドに溶解させた。つぎにアプリケータを用いて、平滑なガラス板上に乾燥後厚みが50μmとなるように製膜して、熱風オーブン内で、130℃で60分保持した後、130℃から260℃まで5℃/分で昇温し、更に260℃で10分間保持して乾燥して、その後熱風オーブンから取り出し、室温まで冷却した後に、ガラス板から引き剥がして測定用のポリイミドフィルムサンプルとした。
(2)全光線透過率の測定
分光色彩計(コニカミノルタ株式会社製、CM-5)を用いて、ASTM E 1164に基づき、光源C、視野2°の条件で、フィルム厚さ50μm時の全光線透過率を求めた。
分光色彩計(コニカミノルタ株式会社製、CM-5)を用いて、ASTM E 1164に基づき、光源C、視野2°の条件で、フィルム厚さ50μm時の全光線透過率を求めた。
(3)黄色度(YI)の測定
分光色彩計(コニカミノルタ株式会社製、CM-5)を用いて、ASTM D 1925に基づき、光源C、視野2°の条件で360~740nmの波長範囲でスキャンして、フィルム厚さ50μm時の黄色度(YI)を求めた。
分光色彩計(コニカミノルタ株式会社製、CM-5)を用いて、ASTM D 1925に基づき、光源C、視野2°の条件で360~740nmの波長範囲でスキャンして、フィルム厚さ50μm時の黄色度(YI)を求めた。
(ポリイミドフィルムの引張強度及び伸度の測定方法)
ポリイミドの全光線透過率及び黄色度の測定に使用するポリイミドフィルムの製造方法と同様の方法により、ポリイミドフィルムに異物や気泡等の欠点が入らないように注意して、ポリイミドフィルムを作成した。次に得られたポリイミドフィルムを、フェザー刃を用いて10mm×150mmのサイズに切断して、10本の試験片を作成した。得られた試験片を引張試験機(株式会社島津製作所製 オートグラフAGS-H ロードセル500N)を用いて、チャック間距離50mm、引張速度50mm/分の速度で引張試験を行い、破断時の引張強度と伸度を測定して、10回の試験の平均値をそれぞれの引張強度と伸度として求めた。
ポリイミドの全光線透過率及び黄色度の測定に使用するポリイミドフィルムの製造方法と同様の方法により、ポリイミドフィルムに異物や気泡等の欠点が入らないように注意して、ポリイミドフィルムを作成した。次に得られたポリイミドフィルムを、フェザー刃を用いて10mm×150mmのサイズに切断して、10本の試験片を作成した。得られた試験片を引張試験機(株式会社島津製作所製 オートグラフAGS-H ロードセル500N)を用いて、チャック間距離50mm、引張速度50mm/分の速度で引張試験を行い、破断時の引張強度と伸度を測定して、10回の試験の平均値をそれぞれの引張強度と伸度として求めた。
(実施例X1)
攪拌装置と攪拌翼を備えたガラス製の2Lのセパラブルフラスコに、溶剤N,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)461g(100ppmの水分を含有する。以下、全ての実施例Xと比較例Xで使用するDMACも同様)とフルオロ基を有する芳香族ジアミン化合物である2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル(TFMB)64.047g(0.2000モル)を入れて攪拌し、TFMBをDMAC中に溶解させた。次いで、セパラブルフラスコ内を攪拌しながら、窒素気流下で、テトラカルボン酸二無水物である4,4’-(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン-2,2-ジイル)ジフタル酸二無水物(6FDA)89.737g(0.2020モル)を10分程度かけて投入し、そのまま温度が20~40℃の温度範囲となるように調整しながら6時間攪拌を続けて重合反応を行い、粘稠なポリアミド酸溶液を得た。使用したテトラカルボン酸二無水物/芳香族ジアミン化合物のモル比率は1.01であり、ポリアミド酸溶液の濃度は25重量%であった。
攪拌装置と攪拌翼を備えたガラス製の2Lのセパラブルフラスコに、溶剤N,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)461g(100ppmの水分を含有する。以下、全ての実施例Xと比較例Xで使用するDMACも同様)とフルオロ基を有する芳香族ジアミン化合物である2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル(TFMB)64.047g(0.2000モル)を入れて攪拌し、TFMBをDMAC中に溶解させた。次いで、セパラブルフラスコ内を攪拌しながら、窒素気流下で、テトラカルボン酸二無水物である4,4’-(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン-2,2-ジイル)ジフタル酸二無水物(6FDA)89.737g(0.2020モル)を10分程度かけて投入し、そのまま温度が20~40℃の温度範囲となるように調整しながら6時間攪拌を続けて重合反応を行い、粘稠なポリアミド酸溶液を得た。使用したテトラカルボン酸二無水物/芳香族ジアミン化合物のモル比率は1.01であり、ポリアミド酸溶液の濃度は25重量%であった。
得られたポリアミド酸溶液にDMAC410gを加えてポリアミド酸の濃度が15重量%になるように希釈した後、イミド化促進剤としてイソキノリン25.83gを加えて、ポリアミド酸溶液を攪拌しながら30~40℃の温度範囲に保ち、そこにイミド化剤として、無水酢酸122.5g(1.20モル)を約10分間かけてゆっくりと滴下しながら投入し、その後更に液温を30~40℃に保って12時間攪拌を続けて化学イミド化反応を行って、ポリイミド溶液を得た。
次に、得られたイミド化剤およびイミド化促進剤を含むポリイミド溶液1000gを、攪拌装置と攪拌翼を備えた5Lのセパラブルフラスコに移し変え、120rpmの速度で攪拌しながら15~25℃の温度に保ち、そこにメタノール1500gを10g/分の速度で滴下させた。約800gのメタノールを投入したところでポリイミド溶液の濁りが確認され、粉体状のポリイミドの析出が確認された。引き続き1500g全量のメタノールを投入し、ポリイミドの析出を完了させた。
次にセパラブルフラスコの内容物を、吸引濾過装置により濾別し、更に1000gのメタノールを用いて洗浄・濾別した。
その後、濾別したポリイミド粉体50gを局所排気装置のついた乾燥機を用いて、50℃で24時間乾燥させ、更に260℃で2時間乾燥させて、残りの揮発成分を除去して、ポリイミド粉体(a-1)を得た。ポリイミド粉体(a-1)について測定した還元粘度は1.52dL/gであった。
次に、ポリイミド粉体(a-1)と同様に、DMAC460gとTFMB64.047g(0.200モル)を2Lのセパラブルフラスコに入れて攪拌し、TFMBをDMAC中に溶解させた。次いで、セパラブルフラスコ内を攪拌しながら、窒素気流下で、6FDA89.204g(0.2008モル)を10分程度かけて投入し、そのまま温度が20~40℃の温度範囲となるように調整しながら6時間攪拌を続けて重合反応を行い、粘稠なポリアミド酸溶液を得た。使用したテトラカルボン酸二無水物/芳香族ジアミン化合物のモル比率は1.004であり、ポリアミド酸溶液の濃度は25重量%であった。
その後ポリイミド粉体(a-1)と同様に化学イミド化、粉体化、乾燥を行い、還元粘度が2.54dL/gのポリイミドからなるポリイミド粉体(b-1)を得た。
得られたポリイミド粉体(a-1)20gとポリイミド粉体(b-1)20gとを、回転型の混合装置に仕込んで1時間以上かけて十分にブレンドし、目的とするポリイミド粉体を得た。得られたポリイミド粉体について測定した還元粘度は2.03dL/gであり、平均粒子径は0.06mmであった。
次にポリイミド粉体(a-1)とポリイミド粉体(b-1)をブレンドして得られたポリイミド粉体20gを80gのDMACに溶解させて均一なポリイミド溶液とした後、アプリケータを用いてガラス板上に塗膜し、所定の条件でDMACを乾燥させた後にガラス板から引き剥がして50μm厚みのポリイミドフィルムを作成した。得られたポリイミドフィルムの全光線透過率は90%と高く、黄色度は1.3であって、目視でも変色は見られず、極めて透明性に優れたものであった。また、ポリイミドフィルムの引張試験の結果、引張強度160MPa、伸度70%と優れたものであった。
(実施例X2)
実施例X1で得られた還元粘度が1.52dL/gのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-1)を16g用い、還元粘度が2.54dL/gのポリイミドからなるポリイミド粉体(b-1)を24g用いて、ポリイミド粉体(a-1)とポリイミド粉体(b-1)のブレンド比率を、重量比率でポリイミド粉体(a-1)/ポリイミド粉体(b-1)=40/60としたこと以外は実施例X1と同様に行った。
実施例X1で得られた還元粘度が1.52dL/gのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-1)を16g用い、還元粘度が2.54dL/gのポリイミドからなるポリイミド粉体(b-1)を24g用いて、ポリイミド粉体(a-1)とポリイミド粉体(b-1)のブレンド比率を、重量比率でポリイミド粉体(a-1)/ポリイミド粉体(b-1)=40/60としたこと以外は実施例X1と同様に行った。
得られたポリイミド粉体について測定した還元粘度は2.13dL/gであり、平均粒子径は0.06mmであった。また、このポリイミド粉体より得られた50μm厚みのポリイミドフィルムの全光線透過率は90%と高く、黄色度は1.3であって、極めて透明性に優れたものであった。また、ポリイミドフィルムの引張強度は165MPa。伸度72%と優れたものであった。
(実施例X3)
実施例X1で得られた還元粘度が1.52dL/gのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-1)を14g用い、還元粘度が2.54dL/gのポリイミドからなるポリイミド粉体(b-1)を26g用いて、ポリイミド粉体(a-1)とポリイミド粉体(b-1)のブレンド比率を、重量比率でポリイミド粉体(a-1)/ポリイミド粉体(b-1)=35/65としたこと以外は実施例X1と同様に行った。
実施例X1で得られた還元粘度が1.52dL/gのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-1)を14g用い、還元粘度が2.54dL/gのポリイミドからなるポリイミド粉体(b-1)を26g用いて、ポリイミド粉体(a-1)とポリイミド粉体(b-1)のブレンド比率を、重量比率でポリイミド粉体(a-1)/ポリイミド粉体(b-1)=35/65としたこと以外は実施例X1と同様に行った。
得られたポリイミド粉体について測定した還元粘度は2.18dL/gであり、平均粒子径は0.06mmであった。また、このポリイミド粉体より得られた50μm厚みのポリイミドフィルムの全光線透過率は91%と高く、黄色度は1.3であって、極めて透明性に優れたものであった。また、ポリイミドフィルムの引張強度は160MPa。伸度70%と優れたものであった
(実施例X4)
ポリイミド粉体(a-1)の合成に使用する6FDAの使用量を89.737g(0.2020モル)ではなく、89.559g(0.2016モル)として、テトラカルボン酸二無水物/芳香族ジアミン化合物のモル比率を1.008とした以外は実施例X1と同様にポリイミド粉体(a-1)の合成を行い、還元粘度が1.83dL/gのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-1)を得た。
ポリイミド粉体(a-1)の合成に使用する6FDAの使用量を89.737g(0.2020モル)ではなく、89.559g(0.2016モル)として、テトラカルボン酸二無水物/芳香族ジアミン化合物のモル比率を1.008とした以外は実施例X1と同様にポリイミド粉体(a-1)の合成を行い、還元粘度が1.83dL/gのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-1)を得た。
次に得られた還元粘度1.83dL/gのポリイミド粉体(a-1)30gと実施例X1で得られた還元粘度2.54dL/gのポリイミド粉体(b-1)10gとを回転型の混合装置に仕込んで1時間以上かけて十分にブレンドし、ポリイミド粉体(a-1)/ポリイミド粉体(b-1)の重量比率が75/25のポリイミド粉体を得た。
得られたポリイミド粉体について測定した還元粘度は2.01dL/gであり、平均粒子径は0.08mmであった。
以下、実施例X1と同様にして作成した50μm厚みのポリイミドフィルムの全光線透過率は91%と高く、黄色度は1.3であって、目視でも変色は見られず、極めて透明性に優れたものであった。また、ポリイミドフィルムの引張強度は155MPa、伸度65%であった。
(実施例X5)
ポリイミド粉体(b-1)の合成に使用する6FDAの使用量を89.204g(0.2008モル)ではなく、89.293g(0.2010モル)として、テトラカルボン酸二無水物/芳香族ジアミン化合物のモル比率を1.005とした以外は実施例X1と同様にポリイミド粉体(b-1)の合成を行い、還元粘度が2.26dL/gのポリイミドからなるポリイミド粉体(b-1)を得た。
ポリイミド粉体(b-1)の合成に使用する6FDAの使用量を89.204g(0.2008モル)ではなく、89.293g(0.2010モル)として、テトラカルボン酸二無水物/芳香族ジアミン化合物のモル比率を1.005とした以外は実施例X1と同様にポリイミド粉体(b-1)の合成を行い、還元粘度が2.26dL/gのポリイミドからなるポリイミド粉体(b-1)を得た。
次に実施例X1で得られた還元粘度1.52dL/gのポリイミド粉体(a-1)10gと、本実施例の還元粘度2.26dL/gのポリイミド粉体(b-1)30gとを回転型の混合装置に仕込んで1時間以上かけて十分にブレンドし、ポリイミド粉体(a-1)/ポリイミド粉体(b-1)の重量比率が25/75のポリイミド粉体を得た。
得られたポリイミド粉体について測定した還元粘度は2.08dL/gであり、平均粒子径は0.09mmであった。
以下、実施例X1と同様にして作成した50μm厚みのポリイミドフィルムの全光線透過率は90%と高く、黄色度は1.3であって、目視でも変色は見られず、極めて透明性に優れたものであった。また、ポリイミドフィルムの引張強度は158MPa、伸度は68%であった。
(実施例X6)
ポリイミド粉体(a-1)の合成に使用するDMACの使用量を461gではなく485gとし、芳香族ジアミン化合物として、TFMB64.047g(0.2000モル)の代わりに、TFMB51.238g(0.1600モル)および2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン(BAPP-F)20.738g(0.0400モル)を用い、化学イミド化反応を行う前に使用する希釈用DMACの使用量を410gではなく431gとした以外は実施例X1と同様にポリイミド粉体(a-1)の合成を行い、芳香族ジアミン化合物としてTFMB並びにBAPP-Fおよびテトラカルボン酸二無水物として6FDAから合成された還元粘度が1.59dL/gのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-1)を得た。
ポリイミド粉体(a-1)の合成に使用するDMACの使用量を461gではなく485gとし、芳香族ジアミン化合物として、TFMB64.047g(0.2000モル)の代わりに、TFMB51.238g(0.1600モル)および2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン(BAPP-F)20.738g(0.0400モル)を用い、化学イミド化反応を行う前に使用する希釈用DMACの使用量を410gではなく431gとした以外は実施例X1と同様にポリイミド粉体(a-1)の合成を行い、芳香族ジアミン化合物としてTFMB並びにBAPP-Fおよびテトラカルボン酸二無水物として6FDAから合成された還元粘度が1.59dL/gのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-1)を得た。
得られた還元粘度1.59dL/gのポリイミド粉体(a-1)20gと、実施例X1で得られた還元粘度2.54dL/gのポリイミド粉体(b-1)20gとを回転型の混合装置に仕込んで1時間以上かけて十分にブレンドし、ポリイミド粉体(a-1)/ポリイミド粉体(b-1)の重量比率が50/50のポリイミド粉体を得た。
得られたポリイミド粉体について測定した還元粘度は2.07dL/gであり、平均粒子径は0.10mmであった。
以下、実施例X1と同様にして作成した50μm厚みのポリイミドフィルムの全光線透過率は89%と高く、黄色度は1.4であって、目視でも変色は見られず、極めて透明性に優れたものであった。また、ポリイミドフィルムの引張強度は150MPa、伸度は60%であった。
(実施例X7)
実施例X1で得られた還元粘度1.52dL/gのポリイミド粉体(a-1)20gを80gのDMACに溶解させたポリイミドワニスAと、実施例X1で得られた還元粘度2.54dL/gのポリイミド粉体(b-1)20gを80gのDMACに溶解させたポリイミドワニスBを作成し、ポリイミドワニスA50g(溶質のポリイミド粉体(a-1)10gが溶解)とポリイミドワニスB50g(溶質のポリイミド粉体(b-1)10gが溶解)をブレンドして、目的とするポリイミドワニスを得た。
実施例X1で得られた還元粘度1.52dL/gのポリイミド粉体(a-1)20gを80gのDMACに溶解させたポリイミドワニスAと、実施例X1で得られた還元粘度2.54dL/gのポリイミド粉体(b-1)20gを80gのDMACに溶解させたポリイミドワニスBを作成し、ポリイミドワニスA50g(溶質のポリイミド粉体(a-1)10gが溶解)とポリイミドワニスB50g(溶質のポリイミド粉体(b-1)10gが溶解)をブレンドして、目的とするポリイミドワニスを得た。
得られたポリイミドワニスを0.5g/dLの濃度にして測定される還元粘度は2.03dL/gであった。
以下、実施例X1と同様にして作成した50μm厚みのポリイミドフィルムの全光線透過率は90%と高く、黄色度は1.3であって、目視でも変色は見られず、極めて透明性に優れたものであった。また、ポリイミドフィルムの引張強度は165MPa、伸度は70%であった。
(比較例X1)
実施例X1で合成した還元粘度1.52dL/gのポリイミド粉体(a-1)20gのみを80gのDMACに溶解させて均一なポリイミド溶液とした後、アプリケータを用いてガラス板上に塗膜し、所定の条件でDMACを乾燥させた後にガラス板から引き剥がして50μm厚みのポリイミドフィルムを作成したところ、得られたポリイミドフィルムの全光線透過率は89%、黄色度は1.8であり、引張強度が125MPa、伸度は20%と低い結果であった。
実施例X1で合成した還元粘度1.52dL/gのポリイミド粉体(a-1)20gのみを80gのDMACに溶解させて均一なポリイミド溶液とした後、アプリケータを用いてガラス板上に塗膜し、所定の条件でDMACを乾燥させた後にガラス板から引き剥がして50μm厚みのポリイミドフィルムを作成したところ、得られたポリイミドフィルムの全光線透過率は89%、黄色度は1.8であり、引張強度が125MPa、伸度は20%と低い結果であった。
(比較例X2)
実施例X1で合成した還元粘度2.54dL/gのポリイミド粉体(b-1)20gのみを80gのDMACに溶解させたところ、ポリイミドワニスの粘度が高くなり過ぎて塗膜に適した粘度のワニスにすることが困難であった。そのため、更にDMACを60g追加して12.5%のワニスとした後、アプリケータを用いてガラス板上に塗膜し、所定の条件でDMACを乾燥させた後にガラス板から引き剥がして50μm厚みのポリイミドフィルムを作成した。得られたポリイミドフィルムの全光線透過率は90%であり、黄色度1.3であったが、引張強度は145MPa、伸度40%と上記実施例Xと比較して低い結果となった。
実施例X1で合成した還元粘度2.54dL/gのポリイミド粉体(b-1)20gのみを80gのDMACに溶解させたところ、ポリイミドワニスの粘度が高くなり過ぎて塗膜に適した粘度のワニスにすることが困難であった。そのため、更にDMACを60g追加して12.5%のワニスとした後、アプリケータを用いてガラス板上に塗膜し、所定の条件でDMACを乾燥させた後にガラス板から引き剥がして50μm厚みのポリイミドフィルムを作成した。得られたポリイミドフィルムの全光線透過率は90%であり、黄色度1.3であったが、引張強度は145MPa、伸度40%と上記実施例Xと比較して低い結果となった。
(実施例Y1)
攪拌装置と攪拌翼を備えたガラス製の2Lのセパラブルフラスコに、溶剤N,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)461g(100ppmの水分を含有する。以下、全ての実施例Yと比較例Yで使用するDMACも同様)とフルオロ基を有する芳香族ジアミン化合物である2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル(TFMB)64.047g(0.2000モル)を入れて攪拌し、TFMBをDMAC中に溶解させた。次いで、セパラブルフラスコ内を攪拌しながら、窒素気流下で、テトラカルボン酸二無水物である4,4’-(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン-2,2-ジイル)ジフタル酸二無水物(6FDA)89.737g(0.2020モル)を10分程度かけて投入し、そのまま温度が20~40℃の温度範囲となるように調整しながら6時間攪拌を続けて重合反応を行い、粘稠なポリアミド酸溶液を得た。使用したテトラカルボン酸二無水物/芳香族ジアミン化合物のモル比率は1.01であり、ポリアミド酸溶液の濃度は25重量%であった。
攪拌装置と攪拌翼を備えたガラス製の2Lのセパラブルフラスコに、溶剤N,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)461g(100ppmの水分を含有する。以下、全ての実施例Yと比較例Yで使用するDMACも同様)とフルオロ基を有する芳香族ジアミン化合物である2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル(TFMB)64.047g(0.2000モル)を入れて攪拌し、TFMBをDMAC中に溶解させた。次いで、セパラブルフラスコ内を攪拌しながら、窒素気流下で、テトラカルボン酸二無水物である4,4’-(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン-2,2-ジイル)ジフタル酸二無水物(6FDA)89.737g(0.2020モル)を10分程度かけて投入し、そのまま温度が20~40℃の温度範囲となるように調整しながら6時間攪拌を続けて重合反応を行い、粘稠なポリアミド酸溶液を得た。使用したテトラカルボン酸二無水物/芳香族ジアミン化合物のモル比率は1.01であり、ポリアミド酸溶液の濃度は25重量%であった。
得られたポリアミド酸溶液にDMAC410gを加えてポリアミド酸の濃度が15重量%になるように希釈した後、イミド化促進剤としてイソキノリン25.83gを加えて、ポリアミド酸溶液を攪拌しながら30~40℃の温度範囲に保ち、そこにイミド化剤として、無水酢酸122.5g(1.20モル)を約10分間かけてゆっくりと滴下しながら投入し、その後更に液温を30~40℃に保って12時間攪拌を続けて化学イミド化反応を行って、ポリイミド溶液を得た。
次に、得られたイミド化剤およびイミド化促進剤を含むポリイミド溶液1000gを、攪拌装置と攪拌翼を備えた5Lのセパラブルフラスコに移し変え、120rpmの速度で攪拌しながら15~25℃の温度に保ち、そこにメタノール1500gを10g/分の速度で滴下させた。約800gのメタノールを投入したところでポリイミド溶液の濁りが確認され、粉体状のポリイミドの析出が確認された。引き続き1500g全量のメタノールを投入し、ポリイミドの析出を完了させた。
次にセパラブルフラスコの内容物を、吸引濾過装置により濾別し、更に1000gのメタノールを用いて洗浄・濾別した。
その後、濾別したポリイミド粉体50gを局所排気装置のついた乾燥機を用いて、50℃で24時間乾燥させ、更に260℃で2時間乾燥させて、残りの揮発成分を除去して、ポリイミド粉体(a-2)を得た。ポリイミド粉体(a-2)について測定した重量平均分子量は195,000g/molであった。
次に、ポリイミド粉体(a-2)と同様に、DMAC460gとTFMB64.047g(0.200モル)を2Lのセパラブルフラスコに入れて攪拌し、TFMBをDMAC中に溶解させた。次いで、セパラブルフラスコ内を攪拌しながら、窒素気流下で、6FDA89.204g(0.2008モル)を10分程度かけて投入し、そのまま温度が20~40℃の温度範囲となるように調整しながら6時間攪拌を続けて重合反応を行い、粘稠なポリアミド酸溶液を得た。使用したテトラカルボン酸二無水物/芳香族ジアミン化合物のモル比率は1.004であり、ポリアミド酸溶液の濃度は25重量%であった。
その後ポリイミド粉体(a-2)と同様に化学イミド化、粉体化、乾燥を行い、重量平均分子量が342,000g/molのポリイミドからなるポリイミド粉体(b-2)を得た。
得られたポリイミド粉体(a-2)20gとポリイミド粉体(b-2)20gとを、回転型の混合装置に仕込んで1時間以上かけて十分にブレンドし、目的とするポリイミド粉体を得た。得られたポリイミド粉体について測定した重量平均分子量は259,000g/molであり、平均粒子径は0.06mmであった。
次にポリイミド粉体(a-2)とポリイミド粉体(b-2)をブレンドして得られたポリイミド粉体20gを80gのDMACに溶解させて均一なポリイミド溶液とした後、アプリケータを用いてガラス板上に塗膜し、所定の条件でDMACを乾燥させた後にガラス板から引き剥がして50μm厚みのポリイミドフィルムを作成した。得られたポリイミドフィルムの全光線透過率は90%と高く、黄色度は1.3であって、目視でも変色は見られず、極めて透明性に優れたものであった。また、ポリイミドフィルムの引張試験の結果、引張強度160MPa、伸度70%と優れたものであった。
(実施例Y2)
実施例Y1で得られた重量平均分子量が195,000g/molのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-2)を16g用い、重量平均分子量が342,000g/molのポリイミドからなるポリイミド粉体(b-2)を24g用いて、ポリイミド粉体(a-2)とポリイミド粉体(b-2)のブレンド比率を、重量比率でポリイミド粉体(a-2)/ポリイミド粉体(b-2)=40/60としたこと以外は実施例Y1と同様に行った。
実施例Y1で得られた重量平均分子量が195,000g/molのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-2)を16g用い、重量平均分子量が342,000g/molのポリイミドからなるポリイミド粉体(b-2)を24g用いて、ポリイミド粉体(a-2)とポリイミド粉体(b-2)のブレンド比率を、重量比率でポリイミド粉体(a-2)/ポリイミド粉体(b-2)=40/60としたこと以外は実施例Y1と同様に行った。
得られたポリイミド粉体について測定した重量平均分子量は269,000g/molであり、平均粒子径は0.06mmであった。また、このポリイミド粉体より得られた50μm厚みのポリイミドフィルムの全光線透過率は90%と高く、黄色度は1.3であって、極めて透明性に優れたものであった。また、ポリイミドフィルムの引張強度は165MPa。伸度72%と優れたものであった。
(実施例Y3)
実施例Y1で得られた重量平均分子量が195,000g/molのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-2)を14g用い、重量平均分子量が342,000g/molのポリイミドからなるポリイミド粉体(b-2)を26g用いて、ポリイミド粉体(a-2)とポリイミド粉体(b-2)のブレンド比率を、重量比率でポリイミド粉体(a-2)/ポリイミド粉体(b-2)=35/65としたこと以外は実施例Y1と同様に行った。
実施例Y1で得られた重量平均分子量が195,000g/molのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-2)を14g用い、重量平均分子量が342,000g/molのポリイミドからなるポリイミド粉体(b-2)を26g用いて、ポリイミド粉体(a-2)とポリイミド粉体(b-2)のブレンド比率を、重量比率でポリイミド粉体(a-2)/ポリイミド粉体(b-2)=35/65としたこと以外は実施例Y1と同様に行った。
得られたポリイミド粉体について測定した重量平均分子量は280,000g/molであり、平均粒子径は0.06mmであった。また、このポリイミド粉体より得られた50μm厚みのポリイミドフィルムの全光線透過率は91%と高く、黄色度は1.3であって、極めて透明性に優れたものであった。また、ポリイミドフィルムの引張強度は160MPa。伸度70%と優れたものであった。
(実施例Y4)
ポリイミド粉体(a-2)の合成に使用する6FDAの使用量を89.737g(0.2020モル)ではなく、89.559g(0.2016モル)として、テトラカルボン酸二無水物/芳香族ジアミン化合物のモル比率を1.008とした以外は実施例Y1と同様にポリイミド粉体(a-2)の合成を行い、重量平均分子量が210,000g/molのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-2)を得た。
ポリイミド粉体(a-2)の合成に使用する6FDAの使用量を89.737g(0.2020モル)ではなく、89.559g(0.2016モル)として、テトラカルボン酸二無水物/芳香族ジアミン化合物のモル比率を1.008とした以外は実施例Y1と同様にポリイミド粉体(a-2)の合成を行い、重量平均分子量が210,000g/molのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-2)を得た。
次に得られた重量平均分子量210,000g/molのポリイミド粉体(a-2)30gと実施例Y1で得られた重量平均分子量342,000g/molのポリイミド粉体(b-2)10gとを回転型の混合装置に仕込んで1時間以上かけて十分にブレンドし、ポリイミド粉体(a-2)/ポリイミド粉体(b-2)の重量比率が75/25のポリイミド粉体を得た。
得られたポリイミド粉体について測定した重量平均分子量は255,000g/molであり、平均粒子径は0.08mmであった。
以下、実施例X1と同様にして作成した50μm厚みのポリイミドフィルムの全光線透過率は91%と高く、黄色度は1.3であって、目視でも変色は見られず、極めて透明性に優れたものであった。また、ポリイミドフィルムの引張強度は155MPa、伸度65%であった。
(実施例Y5)
ポリイミド粉体(b-2)の合成に使用する6FDAの使用量を89.204g(0.2008モル)ではなく、89.293g(0.2010モル)として、テトラカルボン酸二無水物/芳香族ジアミン化合物のモル比率を1.005とした以外は実施例Y1と同様にポリイミド粉体(b-2)の合成を行い、重量平均分子量が292,000g/molのポリイミドからなるポリイミド粉体(b-2)を得た。
ポリイミド粉体(b-2)の合成に使用する6FDAの使用量を89.204g(0.2008モル)ではなく、89.293g(0.2010モル)として、テトラカルボン酸二無水物/芳香族ジアミン化合物のモル比率を1.005とした以外は実施例Y1と同様にポリイミド粉体(b-2)の合成を行い、重量平均分子量が292,000g/molのポリイミドからなるポリイミド粉体(b-2)を得た。
次に実施例Y1で得られた重量平均分子量195,000g/molのポリイミド粉体(a-2)10gと、本実施例の重量平均分子量が292,000g/molのポリイミド粉体(b-2)30gとを回転型の混合装置に仕込んで1時間以上かけて十分にブレンドし、ポリイミド粉体(a-2)/ポリイミド粉体(b-2)の重量比率が25/75のポリイミド粉体を得た。
得られたポリイミド粉体について測定した重量平均分子量は268,000g/molであり、平均粒子径は0.09mmであった。
以下、実施例X1と同様にして作成した50μm厚みのポリイミドフィルムの全光線透過率は90%と高く、黄色度は1.3であって、目視でも変色は見られず、極めて透明性に優れたものであった。また、ポリイミドフィルムの引張強度は158MPa、伸度は68%であった。
(実施例Y6)
ポリイミド粉体(a-2)の合成に使用するDMACの使用量を461gではなく485gとし、芳香族ジアミン化合物として、TFMB64.047g(0.2000モル)の代わりに、TFMB51.238g(0.1600モル)および2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン(BAPP-F)20.738g(0.0400モル)を用い、化学イミド化反応を行う前に使用する希釈用DMACの使用量を410gではなく431gとした以外は実施例Y1と同様にポリイミド粉体(a-2)の合成を行い、芳香族ジアミン化合物としてTFMBおよびBAPP-F、並びにテトラカルボン酸二無水物として6FDAを用いて合成された重量平均分子量が205,000g/molのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-2)を得た。
ポリイミド粉体(a-2)の合成に使用するDMACの使用量を461gではなく485gとし、芳香族ジアミン化合物として、TFMB64.047g(0.2000モル)の代わりに、TFMB51.238g(0.1600モル)および2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン(BAPP-F)20.738g(0.0400モル)を用い、化学イミド化反応を行う前に使用する希釈用DMACの使用量を410gではなく431gとした以外は実施例Y1と同様にポリイミド粉体(a-2)の合成を行い、芳香族ジアミン化合物としてTFMBおよびBAPP-F、並びにテトラカルボン酸二無水物として6FDAを用いて合成された重量平均分子量が205,000g/molのポリイミドからなるポリイミド粉体(a-2)を得た。
得られた重量平均分子量が205,000g/molのポリイミド粉体(a-2)20gと、実施例Y1で得られた重量平均分子量342,000g/molのポリイミド粉体(b-2)20gとを回転型の混合装置に仕込んで1時間以上かけて十分にブレンドし、ポリイミド粉体(a-2)/ポリイミド粉体(b-2)の重量比率が50/50のポリイミド粉体を得た。
得られたポリイミド粉体について測定した重量平均分子量は261,000g/molであり、平均粒子径は0.10mmであった。
以下、実施例X1と同様にして作成した50μm厚みのポリイミドフィルムの全光線透過率は89%と高く、黄色度は1.4であって、目視でも変色は見られず、極めて透明性に優れたものであった。また、ポリイミドフィルムの引張強度は150MPa、伸度は60%であった。
(実施例Y7)
実施例Y1で得られた重量平均分子量195,000g/molのポリイミド粉体(a-2)20gを80gのDMACに溶解させたポリイミドワニスAと、実施例Y1で得られた重量平均分子量は342,000g/molのポリイミド粉体(b-2)20gを80gのDMACに溶解させたポリイミドワニスBを作成し、ポリイミドワニスA50g(溶質のポリイミド粉体(a-2)10gが溶解)とポリイミドワニスB50g(溶質のポリイミド粉体(b-2)10gが溶解)をブレンドして、目的とするポリイミドワニスを得た。
実施例Y1で得られた重量平均分子量195,000g/molのポリイミド粉体(a-2)20gを80gのDMACに溶解させたポリイミドワニスAと、実施例Y1で得られた重量平均分子量は342,000g/molのポリイミド粉体(b-2)20gを80gのDMACに溶解させたポリイミドワニスBを作成し、ポリイミドワニスA50g(溶質のポリイミド粉体(a-2)10gが溶解)とポリイミドワニスB50g(溶質のポリイミド粉体(b-2)10gが溶解)をブレンドして、目的とするポリイミドワニスを得た。
得られたポリイミドワニス中に溶解しているポリイミドの重量平均分子量は259,000g/molであった。
以下、実施例Y1と同様にして作成した50μm厚みのポリイミドフィルムの全光線透過率は90%と高く、黄色度は1.3であって、目視でも変色は見られず、極めて透明性に優れたものであった。また、ポリイミドフィルムの引張強度は165MPa、伸度は70%であった。
(比較例Y1)
実施例Y1で合成した重量平均分子量195,000g/molのポリイミド粉体(a-2)20gのみを80gのDMACに溶解させて均一なポリイミド溶液とした後、アプリケータを用いてガラス板上に塗膜し、所定の条件でDMACを乾燥させた後にガラス板から引き剥がして50μm厚みのポリイミドフィルムを作成したところ、得られたポリイミドフィルムの全光線透過率は89%、黄色度は1.8であり、引張強度が125MPa、伸度は20%と低い結果であった。
実施例Y1で合成した重量平均分子量195,000g/molのポリイミド粉体(a-2)20gのみを80gのDMACに溶解させて均一なポリイミド溶液とした後、アプリケータを用いてガラス板上に塗膜し、所定の条件でDMACを乾燥させた後にガラス板から引き剥がして50μm厚みのポリイミドフィルムを作成したところ、得られたポリイミドフィルムの全光線透過率は89%、黄色度は1.8であり、引張強度が125MPa、伸度は20%と低い結果であった。
(比較例Y2)
実施例Y1で合成した重量平均分子量342,000g/molのポリイミド粉体(b-2)20gのみを80gのDMACに溶解させたところ、ポリイミドワニスの粘度が高くなり過ぎて塗膜に適した粘度のワニスにすることが困難であった。そのため、更にDMACを60g追加して12.5%のワニスとした後、アプリケータを用いてガラス板上に塗膜し、所定の条件でDMACを乾燥させた後にガラス板から引き剥がして50μm厚みのポリイミドフィルムを作成した。得られたポリイミドフィルムの全光線透過率は90%であり、黄色度1.3であったが、引張強度は145MPa、伸度40%と上記実施例Yと比較して低い結果となった。
実施例Y1で合成した重量平均分子量342,000g/molのポリイミド粉体(b-2)20gのみを80gのDMACに溶解させたところ、ポリイミドワニスの粘度が高くなり過ぎて塗膜に適した粘度のワニスにすることが困難であった。そのため、更にDMACを60g追加して12.5%のワニスとした後、アプリケータを用いてガラス板上に塗膜し、所定の条件でDMACを乾燥させた後にガラス板から引き剥がして50μm厚みのポリイミドフィルムを作成した。得られたポリイミドフィルムの全光線透過率は90%であり、黄色度1.3であったが、引張強度は145MPa、伸度40%と上記実施例Yと比較して低い結果となった。
本発明に係るポリイミド粉体もしくはポリイミドワニスを用いれば、極めて優れた耐熱性、機械特性及び透明性を兼ね備え、特にディスプレイ用途や電子材料用途に好適に用いられるポリイミドフィルムを製造することができ、産業上の価値は極めて高い。
Claims (15)
- ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドからなり、有機溶媒に可溶なポリイミド粉体であって、
ポリイミド粉体A及びポリイミド粉体Bはそれぞれ、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Aは(a-1)1.2dL/g以上2.1dL/g未満の還元粘度、又は(a-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Bは(b-1)2.1dL/g以上3.0dL/g以下の還元粘度、又は(b-2)250,000g/mol以上500,000g/mol以下の重量平均分子量を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体A/ポリイミド粉体Bの重量比は10/90~90/10の範囲であり、
ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した還元粘度が1.7~2.5dL/gの範囲、又はポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した重量平均分子量が160,000~350,000g/molの範囲であることを特徴とするポリイミド粉体。 - ポリイミド粉体Aは(a-1)1.2dL/g以上2.1dL/g未満の還元粘度を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Bは(b-1)2.1dL/g以上3.0dL/g以下の還元粘度を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した還元粘度が1.7~2.5dL/gの範囲であることを特徴とする、請求項1に記載のポリイミド粉体。 - ポリイミド粉体Aは(a-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Bは(b-2)250,000g/mol以上500,000g/mol以下の重量平均分子量を有するポリイミドからなり、
ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した重量平均分子量が160,000~350,000g/molの範囲であることを特徴とする、請求項1に記載のポリイミド粉体。 - 前記少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に、少なくとも1種類の、フルオロ基を有する芳香族ジアミン化合物が含まれることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のポリイミド粉体。
- 前記少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に、少なくとも1種類の、フルオロ基を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物が含まれることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載のポリイミド粉体。
- ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bが、同一の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と同一のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有するポリイミドからなることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載のポリイミド粉体。
- ポリイミド粉体A及びポリイミド粉体Bが何れも、ポリアミド酸への重合、化学イミド化反応、生成ポリイミドの析出による粉体の形成、及び乾燥の工程を経て製造されるポリイミドからなることを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載のポリイミド粉体。
- 前記ポリイミド粉体Aとポリイミド粉体Bとのブレンドについて測定した平均粒子径が0.02~0.8mmの範囲にあることを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載のポリイミド粉体。
- 有機溶媒に溶解させた溶液から製膜して得られる厚さ50μmのポリイミドフィルムが、85%以上の全光線透過率及び-3~3の範囲の黄色度(イエローインデックス)を与えることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項記載のポリイミド粉体。
- 有機溶媒中に請求項1~9のいずれか一項に記載のポリイミド粉体が1~30重量%の濃度で溶解していることを特徴とするポリイミドワニス。
- 少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(a-1)1.2dL/g以上2.1dL/g未満の還元粘度、又は(a-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Aを有機溶媒に1~30重量%の濃度となるように溶解させたワニスと、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(b-1)2.1dL/g以上3.0dL/g以下の還元粘度、又は(b-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Bを有機溶媒に1~30重量%の濃度になるように溶解させたワニスとを、ポリイミド粉体A/ポリイミド粉体Bの重量比が10/90~90/10の範囲となるようにブレンドすることを含む、請求項10に記載のポリイミドワニスの製造方法。
- 前記ワニスが、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(a-1)1.2dL/g以上2.1dL/g未満の還元粘度を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Aを有機溶媒に1~30重量%の濃度となるように溶解させたワニスと、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(b-1)2.1dL/g以上3.0dL/g以下の還元粘度を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Bを有機溶媒に1~30重量%の濃度になるように溶解させたワニスであることを特徴とする、請求項11に記載のポリイミドワニスの製造方法。
- 前記ワニスが、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(a-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Aを有機溶媒に1~30重量%の濃度となるように溶解させたワニスと、少なくとも1種類の芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位と少なくとも1種類のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有し、有機溶媒に可溶な、(b-2)100,000g/mol以上250,000g/mol未満の重量平均分子量を有するポリイミドからなるポリイミド粉体Bを有機溶媒に1~30重量%の濃度になるように溶解させたワニスであることを特徴とする、請求項11に記載のポリイミドワニスの製造方法。
- 請求項10に記載のポリイミドワニスを製膜して得られるポリイミドフィルム。
- 全光線透過率が85%以上、かつ黄色度が-3~3の範囲にあることを特徴とする請求項14に記載のポリイミドフィルム。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019203037A1 (ja) * | 2018-04-16 | 2019-10-24 | コニカミノルタ株式会社 | ポリマーブレンド組成物及びポリマーフィルム |
WO2021085284A1 (ja) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | 住友化学株式会社 | 光学フィルム及びフレキシブル表示装置 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20230279182A1 (en) * | 2020-08-07 | 2023-09-07 | Zymergen Inc. | Process for polyimide synthesis and polyimides made therefrom |
CN112280464B (zh) * | 2020-11-11 | 2022-02-22 | 住井科技(深圳)有限公司 | 提高涂料的保存稳定性的方法 |
CN112876681B (zh) * | 2021-02-04 | 2022-09-23 | 武汉柔显科技股份有限公司 | 一种使用撞击流反应器制备聚酰亚胺前驱体及其薄膜的制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03243629A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-30 | New Japan Chem Co Ltd | 溶剤可溶型ポリイミド系樹脂粉体の製造方法 |
JP2005524753A (ja) * | 2002-05-09 | 2005-08-18 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | ポリイミド被覆重合体粒子 |
WO2011055530A1 (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-12 | 株式会社アイ.エス.テイ | ポリイミド発泡体、ポリイミド粉体混合物、ポリイミド粉体、ポリイミド発泡体の製造方法、積層ポリイミド発泡成形体の製造方法、湾曲ポリイミド発泡成形体の製造方法、積層ポリイミド発泡成形体および湾曲ポリイミド発泡成形体 |
JP2013523939A (ja) * | 2010-03-30 | 2013-06-17 | コーロン インダストリーズ インク | ポリイミドフィルム |
WO2013111836A1 (ja) * | 2012-01-26 | 2013-08-01 | 日産化学工業株式会社 | ポリイミドワニスの調製方法、及び液晶配向剤 |
WO2017179367A1 (ja) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 河村産業株式会社 | ポリイミド粉体およびその製造方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2816770B2 (ja) | 1991-01-11 | 1998-10-27 | 日本電信電話株式会社 | ポリイミド光導波路の製造方法 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03243629A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-30 | New Japan Chem Co Ltd | 溶剤可溶型ポリイミド系樹脂粉体の製造方法 |
JP2005524753A (ja) * | 2002-05-09 | 2005-08-18 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | ポリイミド被覆重合体粒子 |
WO2011055530A1 (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-12 | 株式会社アイ.エス.テイ | ポリイミド発泡体、ポリイミド粉体混合物、ポリイミド粉体、ポリイミド発泡体の製造方法、積層ポリイミド発泡成形体の製造方法、湾曲ポリイミド発泡成形体の製造方法、積層ポリイミド発泡成形体および湾曲ポリイミド発泡成形体 |
JP2013523939A (ja) * | 2010-03-30 | 2013-06-17 | コーロン インダストリーズ インク | ポリイミドフィルム |
WO2013111836A1 (ja) * | 2012-01-26 | 2013-08-01 | 日産化学工業株式会社 | ポリイミドワニスの調製方法、及び液晶配向剤 |
WO2017179367A1 (ja) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 河村産業株式会社 | ポリイミド粉体およびその製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019203037A1 (ja) * | 2018-04-16 | 2019-10-24 | コニカミノルタ株式会社 | ポリマーブレンド組成物及びポリマーフィルム |
WO2021085284A1 (ja) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | 住友化学株式会社 | 光学フィルム及びフレキシブル表示装置 |
CN114599739A (zh) * | 2019-10-31 | 2022-06-07 | 住友化学株式会社 | 光学膜和柔性显示装置 |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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