WO2019245054A1 - ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材、ゼオライト含有ポリイミド樹脂前駆体組成物、フィルム、及び電子デバイス - Google Patents

ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材、ゼオライト含有ポリイミド樹脂前駆体組成物、フィルム、及び電子デバイス Download PDF

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WO2019245054A1
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zeolite
polyimide resin
resin composite
film
composite material
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美樹 山田
良治 大西
紀子 片桐
才華 大坪
二郎 杉山
美香 松本
優 越後
武脇 隆彦
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三菱ケミカル株式会社
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    • C08L79/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
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    • C08J2379/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Definitions

  • the present invention relates to a zeolite-containing polyimide resin composite, a zeolite-containing polyimide resin precursor composition, a film, and an electronic device.
  • Polyimide resins generally have a relatively high glass transition temperature compared to other resins.
  • polyimide resin tends to have a large average coefficient of thermal expansion at high temperatures, the required initial characteristics of the electronic device must be satisfied by deformation such as warpage of the polyimide resin film in the high-temperature processing process during electronic device production.
  • the polyimide resin film is deformed such as warping due to the heat generated by driving the electronic device, peeling or disconnection of the components installed on the resin further occurs, and the required durability characteristics of the electronic device can be satisfied. Problems that cannot be performed may occur. Therefore, the average thermal expansion coefficient of the polyimide resin is required to be low.
  • the polyimide resin used as the substrate is required to have a low retardation value and a low haze ratio.
  • the in-plane orientation of the polyimide resin is uniform.However, for good image clarity and high transparency, the in-plane orientation of the polyimide resin is preferred. Since it is preferable that they are not aligned, there is a trade-off relationship between prevention of deformation such as warpage, good image clarity, and high transparency (Patent Documents 1-3).
  • Patent Documents 1-3 As a technique for eliminating the above trade-off relationship, it is known to devise a unit constituting the resin or to add a filler.
  • Patent Documents 1-3 by incorporating a special component into a unit constituting a resin, the average thermal expansion coefficient is relatively low, the image clarity is relatively high, and / or the transparency is relatively low.
  • High polyimide resins are described.
  • Patent Documents 3 and 4 disclose a polyimide resin having a relatively low average thermal expansion coefficient, a relatively high image clarity, and / or a relatively high transparency by adding silica fine particles to a polyimide resin. A resin composite is described.
  • a film using a polyimide resin as described in Patent Documents 1-3 suppresses deformation such as warpage during a high-temperature treatment process, has good image clarity, and has high transparency. It can be expected to be used for members.
  • a special component is incorporated in a unit constituting the resin, it is a problem to be a special polyimide resin which has a new problem that the production cost is high.
  • a film of a polyimide resin composite material obtained by adding a filler to a polyimide resin as described in Patent Documents 3 and 4 suppresses deformation such as warpage during a high-temperature treatment process, and has good image clarity and transparency.
  • a high film it can be expected to be used as a member of an electronic device or the like.
  • a special polyimide resin since there is no need to use a special polyimide resin, it can be expected that the resin is generally used at low cost.
  • the silica fine particles added as a filler tend to agglomerate. It was found that the formation was conspicuous and the transparency was sometimes reduced.
  • the stability of the polyimide resin-containing composition or the polyimide resin precursor-containing composition is low, and from the composition, It was found that the reproducibility of the image clarity of the produced polyimide resin film was poor and also brittle.
  • an object of the present invention is to provide, at low cost, a polyimide resin composite material suitable for a member of an electronic device or the like, which has both high suppression properties against deformation such as warpage, good image clarity, and high transparency. I do.
  • the present inventors disperse zeolite having a specific structure in a polyimide resin, so that the polyimide resin composite has a small average thermal expansion coefficient (CTE), a low haze ratio, The inventors have found that the retardation value can be reduced, and have reached the present invention. Further, in the present invention, it has been found that the elastic modulus can be increased by the above configuration, and the present invention has been achieved.
  • CTE thermal expansion coefficient
  • the gist of the present invention is as follows.
  • a zeolite-containing polyimide resin composite material for an electronic material device comprising a zeolite containing at least one of d6r and mtw as a structural building unit (CBU) and a polyimide resin.
  • CBU structural building unit
  • a polyimide resin containing a zeolite containing at least one of d6r and mtw as a structural building unit (CBU) and a polyimide resin.
  • [6] The zeolite-containing polyimide resin composite material according to any one of [1] to [5], wherein the zeolite is contained in an amount of 1% by mass to 80% by mass with respect to the zeolite.
  • CBU structural building unit
  • a zeolite-containing polyimide resin composite which is a cured product of the composition according to [8].
  • a polyimide resin composite material suitable for a member of an electronic device or the like which has high suppression of deformation such as warpage, high image clarity, and high transparency, can be provided at low cost.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a field-effect transistor element as one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of an electroluminescent device as one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a photoelectric conversion element as one embodiment of the present invention.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which represents typically the structure of the solar cell as one Embodiment of this invention.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which represents typically the structure of the solar cell module as one Embodiment of this invention.
  • a first aspect of a zeolite-containing polyimide resin composite material includes a zeolite containing at least one of d6r and mtw as a structural building unit (CBU), and a polyimide resin,
  • a zeolite-containing polyimide resin composite for electronic material devices also referred to as “electronic devices”.
  • a second aspect of the zeolite-containing polyimide resin composite which is another embodiment of the present invention is a zeolite-containing transparent polyimide resin composite, in which any of d6r and mtw is used as a structural building unit (CBU).
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a resin composite material according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the resin composite material 1 will be described in detail.
  • the resin composite 1 contains a zeolite 2 and a polyimide resin 3.
  • zeolite refers to a TO 4 unit (T element is an element other than oxygen constituting the skeleton) which is a basic unit including silicon or aluminum and oxygen. Examples include crystalline porous aluminosilicate, crystalline porous aluminophosphate (ALPO), or crystalline porous silicoaluminophosphate (SAPO).
  • the TiO 4 unit is composed of several (several to several tens) connected structural units called Composite Building Units (CBU). For this purpose, it has regular channels (tubular pores) and cavities (cavities).
  • the resin composite contains a zeolite containing at least one of d6r and mtw as a structural unit (Composite) Building (Unit) (CBU), and the zeolite is used as a filler.
  • the zeolite contains a polyimide resin, and has a structural unit that easily forms a cavity in which a part of the imide bond of the polyimide resin easily enters. Therefore, the zeolite is more compatible with the polyimide resin than the conventionally used filler such as silica particles, so that the zeolite hardly causes aggregation.
  • a small amount of zeolite can significantly lower the average thermal expansion coefficient of the resin composite, so that even over time, clouding can be prevented, and high transparency can be achieved. Can be maintained. Further, since the content of zeolite as a filler is small, high flexibility can be maintained, which leads to prevention of embrittlement and deformation and good image clarity.
  • Examples of the zeolite having d6r include AEI, AFT, AFV, AFX, AVL, CHA, EAB, EMT, ERI, FAU, GME, JSR, KFI, LEV, LTL, LTN, MOZ, MSO, MWW, OFF, SAS, SAT , SAV, SBS, SBT, SFW, SSF, SZR, TSC, and zeolite having a -WEN type structure.
  • zeolites having mtw include * BEA, BEC, CSV, GON, ISV, ITG, * -ITN, IWS, MSE, MTW, SFH, SFN, SSF, * -SSO, UOS, and UOV type zeolites. Is mentioned.
  • the zeolite further has a three-dimensional channel.
  • AEI AEI
  • AFT AFX
  • CHA CHA
  • ERI ERI
  • KFI KFI
  • SAT SAV
  • SFW Zeolite having a TSC structure
  • the structure having an oxygen eight-membered ring means that the number of oxygen is the largest among pores formed of oxygen forming the zeolite skeleton and T element (element other than oxygen forming the skeleton). In this case, it means a structure in which the number of oxygen elements is 8.
  • the content of the zeolite contained in the resin composite material is not particularly limited, but is usually 1% by mass or more, preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and still more preferably 7% by mass or more. It is particularly preferably at least 10% by mass, most preferably at least 15% by mass, while it is usually at most 80% by mass, preferably at most 70% by mass, more preferably at most 50% by mass, still more preferably at most 40% by mass. %, Particularly preferably 30% by mass or less, most preferably 20% by mass or less. As described above, if a small amount of zeolite is added to the resin, the obtained average thermal expansion coefficient can be greatly reduced as compared with the case where silica or the like is used as the filler.
  • the resin composite material when the zeolite content is 1% by mass or more and 80% by mass or less, the resin composite material can have good image clarity and high transparency while suppressing embrittlement and deformation. . Particularly, when the content is 10% by mass or more and 30% by mass or less, the properties of the resin composite material are more clearly exhibited with a small content as compared with silica or the like, and therefore, it is particularly preferable.
  • the zeolite in the resin composite material may contain one kind alone, or may contain two kinds or more in optional combination and ratio. However, at least one of them is a zeolite in which the structural unit ⁇ Composite ⁇ Building @ Unit (CBU) contains either d6r or mtw as described above.
  • CBU Compposite ⁇ Building @ Unit
  • zeolite is preferably an aluminosilicate in terms of easy production, but gallium, iron, boron, titanium, zirconium instead of silicon or aluminum as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
  • Tin, zinc, phosphorus, etc. and may contain gallium, iron, boron, titanium, zirconium, tin, zinc, phosphorus, etc. together with silicon and aluminum.
  • the structure of zeolite can be indicated by a code that defines the structure of zeolite defined by International ⁇ Zeolite ⁇ Association (IZA).
  • IZA International ⁇ Zeolite ⁇ Association
  • the structure of the zeolite is based on an X-ray diffraction pattern obtained by an X-ray structure analyzer (for example, a tabletop X-ray diffractometer D2PHASER manufactured by BRUKER), based on a zeolite structure database 2018 edition (http: // www. .Iza-structure.org / databases /).
  • the average coefficient of thermal expansion of the zeolite is not particularly limited, as long as the resin composite material exhibits favorable performance, but is less than 0 ppm / K, preferably -2 ppm / K or less, more preferably -3 ppm / K.
  • the resin composite has a low content of zeolite and can maintain high flexibility, while suppressing embrittlement and deformation. High image clarity and high transparency.
  • the average coefficient of thermal expansion of zeolite can be measured by calculating a lattice constant using an X-ray diffractometer D8ADVANCE manufactured by Bruker and X-ray diffraction analysis software JADE.
  • the average coefficient of thermal expansion of this zeolite is determined by measuring the coefficient of thermal expansion at 60 ° C. and 220 ° C., and taking the average as the average coefficient of thermal expansion.
  • the framework density of the zeolite is not particularly limited as long as the resin composite material exhibits favorable performance, but is preferably 17.0 T / 1000 3 or less, more preferably 16.0 T / 1000 3. 3 or less, more preferably 15.0 T / 1000 3 or less, while preferably 12.0 T / 1000 3 or more, more preferably 13.0 T / 1000 3 or more, and still more preferably 14.0 T / 1000 3 or more. is 1000 ⁇ 3 or more.
  • the framework density is within the above range, the zeolite can be easily formed into fine particles so as not to be easily aggregated, and can have good image clarity and high transparency while suppressing embrittlement and deformation.
  • the framework density indicates the number of T atoms present per unit volume of zeolite, and is a value determined by the structure of zeolite. In the present specification, numerical values described in the IZA zeolite structure database 2018 edition (http://www.iza-structure.org/databases/) may be used.
  • Framework density is greater than 16.0T / 1000 ⁇ 3, examples of 17.0T / 1000 ⁇ 3 or less of the zeolite, CSV, ERI, ITG, LTL , LTN, MOZ, MSE, OFF, SAT, SFH, SFN, SSF, * -SSO, and -WEN type zeolites can be mentioned.
  • Framework density is greater than 15.0T / 1000 ⁇ 3, examples of 16.0T / 1000 ⁇ 3 or less of the zeolite, AEI, AFT, AFV, AFX , AVL, * BEA, BEC, CHA, EAB, GME, * Zeolite with ITN, LEV, MWW, and SFW type structures.
  • Framework density is greater than 14.0T / 1000 ⁇ 3, examples of 15.0T / 1000 ⁇ 3 or less of the zeolite, mention may be made ISV, IWS, KFI, SAS, and the zeolite SAV structure.
  • zeolite present in the range of 14.0T / 1000 ⁇ 3 or less may be mentioned EMT, FAU, JSR, SBS, SBT, and the zeolite TSC structure.
  • the silica / alumina molar ratio (SAR) of the zeolite is not particularly limited as long as the resin composite material exhibits preferable performance, but is usually 0.1 or more, preferably 0.5 or more, more preferably It is 4 or more, more preferably 9 or more, particularly preferably 12 or more, usually 2,000 or less, preferably 1,000 or less, more preferably 500 or less, and further preferably 100 or less.
  • SAR silica / alumina molar ratio
  • the moles of the oxide of the replaced element are used.
  • the ratio may be converted as a molar ratio of alumina or silica.
  • gallium is used instead of aluminum, the molar ratio of gallium oxide may be converted to the molar ratio of alumina.
  • the counter cation of zeolite is not particularly limited as long as the resin composite material exhibits preferable performance, but is usually a structure directing agent, a proton, an alkali metal ion, or an alkaline earth metal ion, and is preferably Is a structure directing agent, proton, an alkali metal ion, more preferably a structure directing agent, proton, Li ion, Na ion, K ion, more preferably a structure directing agent, proton, Li ion, Particularly preferred is a proton.
  • zeolite In the case of a structure-directing agent, zeolite is preferable because it has flexibility as compared with alkali metal ions or alkaline earth metal ions, and thus easily exhibits an average coefficient of thermal expansion of less than 0 ppm / K. Further, the smaller the size of the alkali metal ion or alkaline earth metal ion, the more preferable the zeolite is because the zeolite easily shows an average thermal expansion coefficient of less than 0 ppm / K. Among them, protons are preferable because the average thermal expansion coefficient of the resin composite material is easily reduced.
  • the zeolite is preferably as-made (structure-directing agent-containing type), proton type or alkali metal type, and more preferably as-made, proton type, Li type, Na type or K type. More preferably, it is an as-made, proton type or Li type, and most preferably a proton type.
  • the structure directing agent is a template used in the production of zeolite.
  • the crystallinity of zeolite is not particularly limited as long as the resin composite material exhibits favorable performance. The reason is that it is estimated that Composite Building Unit (CBU) is a factor that leads to the average thermal expansion coefficient of the resin composite material, rather than the structure defined by the IZA code.
  • CBU Composite Building Unit
  • the crystallinity of zeolite is obtained by comparing a certain X-ray diffraction peak obtained with an X-ray diffractometer (for example, a tabletop X-ray diffractometer D2PHASER manufactured by BRUKER) with an X-ray diffraction peak of zeolite as a reference. You can ask for it.
  • an X-ray diffractometer for example, a tabletop X-ray diffractometer D2PHASER manufactured by BRUKER
  • the crystallinity of the LTA-type zeolite having Scientific ⁇ Reports ⁇ 2016, 6, and Article ⁇ number: 29210 ⁇ can be given.
  • the average primary particle size of the zeolite is not particularly limited, as long as the resin composite material exhibits preferable performance, but is usually 15 nm or more, preferably 20 nm or more, more preferably 25 nm or more, still more preferably 30 nm or more, and most preferably. 40 nm. On the other hand, it is usually at most 2,000 nm, preferably at most 1,000 nm, more preferably at most 500 nm, further preferably at most 300 nm, particularly preferably at most 200 nm, most preferably at most 100 nm.
  • the average primary particle diameter of the zeolite is within the above range, the zeolite is easily dispersed uniformly in the resin composite, and furthermore, the transparency of the obtained resin composite is increased, and a good image clarity is obtained. It tends to lead to sex.
  • the average primary particle diameter of the zeolite is determined by observing the particles with a scanning electron microscope (SEM), measuring the particle diameter of arbitrarily selected 30 or more primary particles, and averaging the particle diameters of the primary particles.
  • the particle diameter means the diameter of the circle having the area equal to the projected area of the particle and having the maximum diameter (equivalent circle diameter).
  • the zeolite may be in a state of secondary or higher secondary particles in which primary particles are aggregated, as long as the resin composite material exhibits preferable performance.
  • the average particle size in that state is not particularly limited, but is usually 15 nm or more, preferably 20 nm or more, more preferably 25 nm or more, still more preferably 30 nm or more, particularly preferably 40 nm, and most preferably 50 nm or more.
  • it is usually at most 3,000 nm, preferably at most 2,000 nm, more preferably at most 1,000 nm, further preferably at most 500 nm, particularly preferably at most 300 nm, most preferably at most 100 nm.
  • zeolite tends to be uniformly dispersed in the resin composite material, and further, the transparency of the obtained resin composite material tends to be high and good image clarity tends to be obtained.
  • the average particle diameter of the secondary or higher order particles of the zeolite as in the case of the primary particles, by observing the particles with a scanning electron microscope (SEM), measuring the particle diameter of arbitrarily selected 30 or more particles, The average particle diameter may be determined.
  • the particle diameter means the diameter of the circle having the area equal to the projected area of the particle and having the maximum diameter (equivalent circle diameter).
  • a laser diffraction type particle size distribution measuring device or a dynamic light scattering type particle size distribution measuring device may be used according to the particle size.
  • the method for producing zeolite is not particularly limited, and zeolite can be produced at low cost by a known hydrothermal synthesis method.
  • zeolite can be produced at low cost by a known hydrothermal synthesis method.
  • it can be produced with reference to the method described in Japanese Patent No. 4896110.
  • a structure-directing agent can be used as a template if necessary. Normally, as long as the structure-directing agent can produce the desired zeolite structure, there is no particular limitation, and there is no structure-directing agent. If it can be manufactured by using the above, a structure directing agent may not be used.
  • the synthesis time may be shorter than usual, and the synthesis temperature may be controlled at a lower temperature than usual to perform hydrothermal synthesis, or
  • the zeolite obtained by the thermal synthesis may be pulverized and / or pulverized by wet pulverization such as a bead mill or a ball mill.
  • Examples of the crushing device used for the crushing and / or crushing include, for example, “OB Mill” manufactured by Freund Turbo, “Nano Getter” manufactured by Ashizawa Finetech, “Nano Getter Mini”, “ Star Mill “,” Lab Star “,” Star Burst “manufactured by Sugino Machine Co., Ltd., and the like.
  • the crystallinity of the zeolite after pulverization is reduced, but can be recrystallized in a solution containing alumina, silica, or the like, as described in JP-A-2014-189476. .
  • a dispersant may be used at the time of wet pulverization.
  • the solvents and dispersants mentioned in the constituent components of the ink described below can be used.
  • centrifugation can be performed to remove particles having a large average particle diameter in order to further reduce the average particle diameter of the zeolite in the dispersion in which the crushed and / or pulverized zeolite is dispersed. This is preferable because the zeolite can be more easily dispersed in the resin composite material, and further, the transparency of the obtained resin composite material is increased.
  • a commercially available device for example, a centrifuge H-36 manufactured by Kokusan Co., Ltd., and a Hitachi micro high-speed centrifuge CF15RN manufactured by Hitachi Koki
  • a commercially available device for example, a centrifuge H-36 manufactured by Kokusan Co., Ltd., and a Hitachi micro high-speed centrifuge CF15RN manufactured by Hitachi Koki
  • any of a curable resin and a thermoplastic resin can be used without limitation.
  • active energy ray-curable resin, and crosslinkable thermosetting resin, etc. are possible, if the curable resin, the uniform distribution of resin and zeolite in the resin composite material is higher than thermoplastic resin This is preferred.
  • a thermosetting resin is preferable because the production cost is low because an exposure machine is not used.
  • the active energy ray-curable resin composite is, for example, a resin that is cured by ultraviolet light, visible light, infrared light, electron beam, or the like.
  • the polyimide resin may be a polyimide resin having a nucleated hydrogenated (also referred to as “hydrogenated”) aromatic compound or a polyimide resin having a non-nucleated hydrogenated aromatic compound.
  • a polyimide resin having a nucleated hydrogenated aromatic compound is particularly preferable when used for an electronic device.
  • polyimide resin having a nucleated hydrogenated aromatic compound see “New Edition ⁇ Latest Polyimide ⁇ —Basic and Application—” (edited by Japan Polyimide-Aromatic Polymer Study Group, NTT TS (2010) ), WO 2015/125895, WO 2014/98042, and JP-A-2016-128555.
  • the dispersant is used by exhibiting an interaction between the imide bond and the unreacted carbonyl group and amino group contained in the polyimide resin and the Si—OH group on the zeolite surface.
  • Part of the imide bond contained in the polyimide resin enters the cavity formed from either d6r or mtw into the structural unit ⁇ Composite ⁇ Building @ Unit (CBU) of the zeolite. And so on. Therefore, the zeolite is easily dispersed uniformly in the polyimide resin composite material, and excellent image clarity and high transparency can be provided while suppressing embrittlement and deformation. As a result, clouding can be prevented for a long period of time, and good image clarity and high transparency can be maintained.
  • a polyimide resin having a nucleated hydrogenated aromatic compound has a zeolite structure in which a nucleated hydrogenated aromatic compound inhibits ⁇ - ⁇ stacking derived from ⁇ - ⁇ bonds between aromatic compounds.
  • zeolites having d6r or mtw have better compatibility, which, in addition to the above-mentioned reasons, has a role of filling the space for the hindered ⁇ - ⁇ stacking by d6r or mtw. It is considered that the compatibility is further improved by serving as a CBU. As a result, white turbidity can be prevented for a long period of time, and better image clarity and higher transparency can be maintained.
  • the molecular weight of the polyimide resin is not particularly limited as long as the resin composite material exhibits preferable performance, and is a value of a mass average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) and is usually 1000 or more. , Preferably 3,000 or more, more preferably 5,000 or more. Further, it is usually not more than 200,000, preferably not more than 180000, and more preferably not more than 150,000. When the content is within the above range, solubility in a solvent, viscosity, and the like tend to be easy to handle with ordinary manufacturing equipment, and thus it is preferable.
  • Mw mass average molecular weight
  • GPC gel permeation chromatography
  • the number average molecular weight (Mn) of the polyimide resin is not particularly limited as long as the resin composite exhibits favorable performance, but is usually 500 or more, preferably 1000 or more, and more preferably 2500 or more. Further, it is usually 100,000 or less, preferably 90,000 or less, more preferably 80,000 or less. When the content is within the above range, solubility in a solvent, viscosity, and the like tend to be easy to handle with ordinary manufacturing equipment, and thus it is preferable.
  • the number average molecular weight in terms of polystyrene can be determined by the same method as that for the mass average molecular weight.
  • the value (Mw / Mn) obtained by dividing Mw of the polyimide resin by Mn is usually 1.5 or more, preferably 2 or more, more preferably 2.5 or more, while it is usually 5 or less, preferably 4. It is 5 or less, more preferably 4 or less. It is preferable that the content is within the above range, in that the uniformity of the zeolite in the resin composite material is increased and a molded article of the resin composite material having excellent smoothness is obtained.
  • the glass transition temperature (Tg) of the polyimide resin is usually 80 ° C or higher, preferably 120 ° C or higher, more preferably 170 ° C or higher, further preferably 220 ° C or higher, and particularly preferably 250 ° C or higher.
  • the temperature is usually 700 ° C. or lower, preferably 500 ° C. or lower, more preferably 400 ° C. or lower, further preferably 350 ° C. or lower, and particularly preferably 320 ° C. or lower.
  • the resin composite material can have good image clarity and high transparency while suppressing embrittlement and deformation.
  • Polyimide resin is a material having an average coefficient of thermal expansion of generally greater than 0 ppm / K.
  • the average coefficient of thermal expansion of the polyimide resin is not particularly limited, as long as the resin composite material exhibits preferable performance, but is usually 0 ° C. or higher and the glass transition temperature of the resin or lower, in a measurement range in a temperature range of, usually, , Greater than 0 ppm / K, preferably at least 10 ppm / K, more preferably at least 20 ppm / K, even more preferably at least 30 ppm / K, particularly preferably at least 50 ppm / K, and usually at least 200 ppm.
  • the resin composite material can have good image clarity and high transparency while suppressing embrittlement and deformation. Further, since only a small amount of zeolite is required, white turbidity can be reduced over a long period of time.
  • the average thermal expansion coefficient of the resin can be measured by thermomechanical analysis according to a method based on JIS K7197 (2012). For example, by using a thermomechanical analyzer TMA / SS6100 manufactured by SII Nanotechnology Co., Ltd., it can be measured by the expansion and contraction of the sheet-shaped resin composite material. Specifically, it can be determined from the slope of the coefficient of thermal expansion at two temperatures, usually 60 ° C. and 220 ° C. When the glass transition temperature is 220 ° C. or lower, an average of the measured values at 60 ° C. and the glass transition temperature can be obtained. Further, the glass transition temperature of the resin can be determined from the inflection point measured by thermomechanical analysis.
  • the method for producing the polyimide resin is not particularly limited as long as the resin composite exhibits favorable performance, and may be produced by a known method. For example, it can be produced by the method described in “New Edition ⁇ Latest Polyimide ⁇ —Basic and Application—” (edited by Japan Polyimide & Aromatic Polymer Research Society, NTT (2010)).
  • the resin composite material may contain other compounds other than zeolite and polyimide resin as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
  • the ink or the kneaded material may contain a dispersant, a surface treatment agent, a surfactant, an imidization accelerator, a solvent, and the like, and these residual components may be used. It may be contained in a resin composite material.
  • the third aspect of the zeolite-containing polyimide resin composite material according to another embodiment of the present invention is a zeolite-containing polyimide resin containing a zeolite and a polyimide resin having a nuclear hydrogenated aromatic compound.
  • a polyimide resin composite material, wherein the composite material has an average thermal expansion coefficient of less than 50 ppm / K at a temperature of 0 ° C.
  • the resin has an average thermal expansion coefficient of less than 50 ppm / K at a glass transition temperature or lower and an elastic modulus at 25 ° C. of 4.5.
  • the Pa or more and a haze of not more than 5%, zeolite-containing polyimide resin composite material is obtained.
  • the average coefficient of thermal expansion of the zeolite-containing polyimide resin composite at 0 ° C. or higher and the glass transition temperature of the polyimide resin or lower can be less than 50 ppm / K. It is preferably at most 45 ppm / K, more preferably at most 40 ppm / K, further preferably at most 35 ppm / K, particularly preferably at most 30 ppm / K. Further, it is usually at least 0 ppm / K, preferably at least 5 ppm / K, more preferably at least 10 ppm / K, further preferably at least 15 ppm / K, particularly preferably at least 20 ppm / K.
  • the average thermal expansion coefficient of the resin composite can be measured in the same manner as the above-described average thermal expansion coefficient of the resin.
  • the retardation value of the zeolite-containing polyimide resin composite material can be set to 150 nm or less. It is preferably at most 125 nm, more preferably at most 100 nm, further preferably at most 75 nm, particularly preferably at most 50 nm. In addition, there is no preferable lower limit because it is more preferable to be closer to zero.
  • the retardation value can be measured using a retardation film / optical material inspection device. For example, using a RETS-100 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., a value of a wavelength of 460 nm can be calculated for a film having a thickness of 10 ⁇ m.
  • the haze ratio of the zeolite-containing polyimide resin composite is a value with respect to D65 light, and can be usually 5% or less. It is preferably at most 4%, more preferably at most 3%, further preferably at most 2%, particularly preferably at most 1%. In addition, there is no preferable lower limit because it is more preferable to be closer to zero.
  • the haze ratio is measured by a method based on JIS K7136 (2000) and JIS K7361-1 (1997). Specifically, it can be measured with a haze meter (for example, a TM Double Beam Haze Computer HZ-2 manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.).
  • the light transmittance at a wavelength of 450 nm of the resin composite material is preferably 70% or more, more preferably 75% or more, further preferably 80% or more, particularly preferably 85% or more, and most preferably. Is 90% or more. There is no preferred upper limit since it is preferable to be closer to 100%. By being within the above range, good image clarity and high transparency can be provided.
  • the transmittance can be measured with a spectrophotometer (for example, a spectrophotometer UV-2500PC manufactured by Shimadzu Corporation).
  • the visible light transmittance of the resin composite material is preferably 60% or more, more preferably 65% or more, further preferably 70% or more, particularly preferably 75% or more, and most preferably 80% or more. There is no preferred upper limit since it is preferable to be closer to 100%. By being within the above range, good image clarity and high transparency can be provided.
  • the visible light transmittance can be calculated from a value measured by a spectrophotometer (for example, a spectrophotometer UV-2500PC manufactured by Shimadzu Corporation) by a method defined in JIS R3106 (1998).
  • the resin composite has a yellow index (yellowness) value of preferably -20 or more, more preferably -10 or more, further preferably -5 or more, particularly preferably -3 or more, and most preferably. Is greater than or equal to -1. On the other hand, it is preferably 20 or less, more preferably 10 or less, further preferably 5 or less, particularly preferably 3 or less, and most preferably 1 or less. By being within the above range, good image clarity and high transparency can be provided.
  • the yellow index value can be measured by a method based on JIS K7373 (2006). Specifically, it can be calculated for a film having a thickness of 10 ⁇ m using a color computer SM5 manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.
  • the elastic modulus of the resin composite material at 25 ° C. (hereinafter, the storage elastic modulus of the resin composite material may be simply referred to as “elastic modulus” in the present specification) is not particularly limited, but is usually 4.0 GPa or more. , Preferably at least 4.2 GPa, more preferably at least 4.5 GPa, even more preferably at least 4.6 GPa, particularly preferably at least 4.7 GPa, while usually at least 8.0 GPa. 0 GPa or less, preferably 7.5 GPa or less, more preferably 7.0 GPa or less, still more preferably 6.8 GPa or less, particularly preferably 6.5 GPa or less.
  • the storage elastic modulus of the resin composite material can be measured, for example, by a dynamic viscoelasticity measurement method described in JIS K-7244, using a dynamic viscoelasticity apparatus DMS6100 manufactured by SII Nanotechnology, Inc., measuring temperature range: -100.
  • the temperature can be measured in a double-ended tensile mode under the conditions of ° C to 150 ° C, a frequency of 1 Hz, and a heating rate of 5 ° C / min.
  • the haze ratio in D65 light, the light transmittance at a wavelength of 450 nm, or the visible light transmittance can be quantitatively quantified by the above-mentioned qualitative judgment. Can be.
  • the flexibility of the resin composite material can be quantitatively quantified by a bending resistance test or the like, a qualitative judgment can be made by counting the number of cracks and streaks caused by bending by hand.
  • the method for producing the polyimide resin composite material is not particularly limited, as long as the resin composite material exhibits favorable performance, and can be used in a conventional manner such as molding in a heat-melted state, injection molding, or the like. It is often used in the form of a film to take advantage of gas barrier properties. Therefore, in the following, a polyimide resin precursor, a zeolite, and a solvent are mixed to form a zeolite-containing polyimide resin precursor composition (also referred to as “ink”). This will be described as an example of a method of preparing an ink, applying the ink to a support or the like, and then heating and drying the ink. Therefore, the description of the polyimide resin, dispersant, solvent and the like described below is not limited to ink, and may be included in the composite material.
  • a polyimide resin Since a polyimide resin is insoluble and insoluble in many solvents, it is molded using a polyimide precursor, polyamic acid, and then converted into a polyimide resin by dehydration / cyclization (imidization).
  • the dehydration / cyclization may be performed by heating or using an imidization accelerator described below, and the heating temperature for conversion to the polyimide resin corresponds to the curing temperature described below.
  • the polyimide resin precursor means a polyamic acid obtained by polymerizing tetracarboxylic dianhydride and diamine as raw materials in equimolar amounts.
  • a polyamic acid obtained by polymerizing tetracarboxylic dianhydride and diamine as raw materials in equimolar amounts.
  • an ink obtained by polymerizing tetracarboxylic dianhydride and diamine in the ink is used as it is.
  • An ink according to another embodiment of the present invention is a zeolite-containing polyimide resin precursor composition containing at least the above-described zeolite and a polyimide resin precursor, and a mixture of these materials, or a polyimide resin precursor.
  • the composition is prepared by mixing a composition containing a polyimide resin or a polyimide resin precursor raw material (tetracarboxylic dianhydride and diamine) and a solvent.
  • the content of zeolite in the ink is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, still more preferably 5% by mass or more, particularly preferably 7% by mass or more. It is most preferably at least 10% by mass, while usually at most 80% by mass, preferably at most 70% by mass, more preferably at most 60% by mass, further preferably at most 50% by mass, particularly preferably at most 40% by mass, most preferably at most 40% by mass. Preferably it is 20 mass% or less.
  • the amount of zeolite when calculating the zeolite content is the total amount of zeolite and substances contained in zeolite.
  • one type of zeolite may be used alone, or two or more types may be used in any combination and in any ratio.
  • the polyimide resin used for the ink the polyimide resin in the resin composite material according to one embodiment of the present invention described above can be used, and is usually 0.5% by mass or more, preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more. % By mass or more, more preferably 5% by mass or more, particularly preferably 10% by mass or more, while usually 90% by mass or less, preferably 85% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, and still more preferably 75% by mass or less. %, Particularly preferably 70% by mass or less. When the content is within the above range, the resin can be manufactured without causing precipitation or the like, and an ink in which the dispersion state is kept long can be manufactured.
  • one kind of the polyimide resin may be used alone, or two or more kinds thereof may be used in an optional combination and ratio.
  • a polyamic acid which is a polyimide resin precursor
  • a polyimide resin precursor may be mixed instead of the above-described polyimide resin.
  • the content of the polyimide resin precursor in the ink may be equivalent to the content of the above-described resin that can be converted when converted into a polyimide resin.
  • an ink containing a polyamic acid which is a polyimide resin precursor, is formed by forming a polyamic acid in the ink by heating and polymerizing an ink obtained by adding an equimolar amount of tetracarboxylic dianhydride and a diamine. Is used as it is as ink.
  • tetracarboxylic dianhydride and diamine may be mixed instead of the above-mentioned polyimide resin.
  • the content of the polyimide resin precursor raw materials (tetracarboxylic dianhydride and diamine) in the ink may be equivalent to the content of the above resin that can be converted when finally converted into a polyimide resin.
  • tetracarboxylic dianhydride examples are not particularly limited as long as the resin composite material exhibits preferable performance.
  • "New edition ⁇ Latest polyimide ⁇ -Basic and applied-" (Nippon polyimide / aromatic series) Tetracarboxylic acid dianhydrides described in, for example, Polymer Society of Japan, NTT (2010)), International Publication No. WO 2015/125895, International Publication WO 2014/98042, and JP-A-2016-128555. Things apply.
  • tetracarboxylic dianhydride having a nuclear hydrogenated aromatic compound is preferred.
  • diamine examples are not particularly limited as long as the resin composite material exhibits preferable performance.
  • “New edition ⁇ Latest polyimide ⁇ —Basic and application—” (edited by the Japan Polyimide and Aromatic Polymer Study Group) , NTTS (2010)), WO 2015/125895, WO 2014/98042, JP-A-2016-128555, and the like.
  • the heating temperature for forming a polyamic acid by polymerizing equimolar amounts of tetracarboxylic dianhydride and diamine should be lower than the temperature at which the corresponding polyamic acid is further dehydrated and cyclized to be converted to polyimide. Is preferred.
  • the solvent is not particularly limited as long as the resin composite material exhibits preferable performance.
  • examples thereof include water; aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, isooctane, nonane, and decane; toluene, xylene, chlorobenzene or Aromatic hydrocarbons such as orthodichlorobenzene; alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, 2-butoxyethanol and 1-methoxy-2-propanol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone or cyclohexanone; ethyl acetate Esters such as butyl acetate or methyl lactate; halogen hydrocarbons such as chloroform, methylene chloride, dichloroethane, trichloroethane or trichloroethylene; propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA);
  • aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, chlorobenzene or orthodichlorobenzene because of high solubility of the polyimide resin precursor; halogen hydrocarbons such as chloroform, methylene chloride, dichloroethane, trichloroethane or trichloroethylene; propylene glycol Ethers such as monomethyl ether acetate (PGMEA), ethyl ether, tetrahydrofuran or dioxane; amides such as N-methylpyrrolidone, dimethylformamide or dimethylacetamide are preferred.
  • aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, chlorobenzene or orthodichlorobenzene because of high solubility of the polyimide resin precursor
  • halogen hydrocarbons such as chloroform, methylene chloride, dichloroethane, trichloroethane or trichloroethylene
  • amides such as N-methylpyrrolidone, dimethylformamide and dimethylacetamide are preferred because the solubility of the polyimide resin precursor having a nucleated hydrogenated aromatic compound is high.
  • the solvent may or may not remain in the resin composite, and there is no particular limitation on the solvent content or boiling point.
  • the content of the solvent in the ink is usually 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, while it is usually 99% by mass or less, preferably 95% by mass or less, more preferably 90 mass% or less. It is preferable that it is within the above range, since the ink has an appropriate viscosity and a resin composite material having an appropriate thickness after drying can be obtained.
  • one type of solvent may be used alone, or two or more types may be used in any combination and in any ratio.
  • the ink may contain zeolite, a polyimide resin or a polyimide resin precursor or a polyimide resin precursor raw material, and other compounds other than a solvent, for example, a dispersant, a surface treatment agent, a surfactant, and imidization promotion. And the like.
  • a dispersant for example, a surface treatment agent, a surfactant, and imidization promotion.
  • these dispersants, surface treatment agents, surfactants, and imidization accelerators the above-described dispersants, surface treatment agents, surfactants, and imidization accelerators in the resin composite material can be used.
  • the other compound used in the ink is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.003% by mass or more, more preferably 0.005% by mass or more, and still more preferably 0.01% by mass or more in the ink. Is particularly preferably 0.05% by mass or more, while usually 10% by mass or less, preferably 7% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, still more preferably 3% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less. It is as follows. When the content is within the above range, zeolite, a polyimide resin, or a polyimide resin precursor can be kept dispersed in the ink without causing precipitation or the like.
  • the dispersant means a compound for uniformly dispersing the zeolite in the ink and in the resin composite material after production.
  • polysiloxane compounds such as methylhydrogenpolysiloxane, polymethoxysilane, dimethylpolysiloxane or dimethicone PEG-7 succinate and salts thereof; silane compounds (methyldimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, phenyl Trimethoxysilane, dichlorophenylsilane, chlorotrimethylsilane, hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, dodecyltrichlorosilane, octadecyltrimethoxysilane, octadecyltrichlorosilane, trifluoro
  • Examples include amine compounds such as dimethylamine, tributylamine, trimethylamine, cyclohexylamine, ethylenediamine or polyethyleneimine, amine carboxylate compounds, and amine phosphate compounds.
  • the amine carboxylate compound means a compound having both functional groups of a carboxyl group and an amino group
  • the amine phosphate compound means a compound having both functional groups of a phosphoric acid group and an amino group.
  • the amine phosphate compound dispersant is preferable because it has a particularly high affinity for zeolite.
  • the dispersant one kind may be used alone, and two kinds or more may be used in optional combination and ratio. Further, a surface treating agent or a surfactant described below may function as a dispersant. The dispersant may be completely decomposed, partially decomposed, or not decomposed after the production of the resin composite material.
  • the zeolite may be treated with a surface treatment agent to prevent agglomeration of the zeolite and to uniformly disperse the zeolite in the ink as well as in the manufactured resin composite.
  • the surface treatment agent is not particularly limited, and a known one may be used.
  • Those used as the above-described dispersant or a binder resin such as polyimine, polyester, polyamide, polyurethane, or polyurea may be used as the surface treatment agent. May be.
  • One type of surface treatment agent may be used alone, or two or more types may be used in any combination and in any ratio. After the production of the resin composite material, the surface treatment agent may be completely decomposed, partially decomposed, or not decomposed.
  • the ink may contain a surfactant for the purpose of preventing dents or uneven drying from occurring in the resin composite material due to attachment of minute bubbles or foreign substances.
  • the surfactant is not particularly limited, and a known surfactant (cationic surfactant, anionic surfactant, nonionic surfactant) can be used. Among them, a silicon-based surfactant, a fluorine-based surfactant, or an acetylene glycol-based surfactant is preferable.
  • the surfactant examples include Triton X100 (manufactured by Dow Chemical Company) as a nonionic surfactant, Zonyl FS300 (manufactured by DuPont) as a fluorine-based surfactant, BYK-310 as a silicon-based surfactant, BYK-320, BYK-345 (manufactured by BYK-Chemie), and acetylene glycol-based surfactants such as Surfynol 104, Surfinol 465 (manufactured by Air Products), Olfin EXP4036, or Olfin EXP4200 (manufactured by Nissin Chemical Industry) Is mentioned.
  • Triton X100 manufactured by Dow Chemical Company
  • Zonyl FS300 manufactured by DuPont
  • BYK-310 as a silicon-based surfactant
  • BYK-320, BYK-345 manufactured by BYK-Chemie
  • One surfactant may be used alone, or two or more surfactants may be used in any combination and in any ratio.
  • the surfactant may be completely decomposed, partially decomposed, or not decomposed after the production of the resin composite material.
  • the surfactant can improve the wettability of the ink described below.
  • the wettability can be evaluated by a contact angle in addition to the actual application to the substrate.
  • the contact angle of the ink with respect to the PET substrate is usually 45 ° or less, preferably 30 ° or less, and more preferably 15 ° or less.
  • the fact that the contact angle is not detected when it spreads over the entire surface of the base material means that the contact angle is not particularly preferably detected.
  • the ink can be applied on any substrate.
  • the contact angle can be measured with a contact angle meter. For example, it can be measured with DM-501 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.
  • the imidization accelerator only needs to be selected according to the method of producing the polyimide resin in the corresponding polyimide resin composite, since the imidization of polyamic acid, which is a polyimide resin precursor, to polyimide may be promoted.
  • polyamic acid which is a polyimide resin precursor
  • polyimide resin composite since the imidization of polyamic acid, which is a polyimide resin precursor, to polyimide may be promoted.
  • “New Edition ⁇ Latest Polyimide ⁇ -Basics and Application-” (edited by Japan Polyimide and Aromatic Polymer Research Society, NTT (2010)), WO 2015/125895, WO 2014/98042 And the imidization accelerators described in JP-A-2016-128555 and the like.
  • the imidization accelerator may be used singly, or two or more kinds may be used in an optional combination and ratio.
  • the imidization accelerator may be present alone in the composition or may form a complex with a solvent or the like. Further, a multimer may be formed. Note that the imidization accelerator may be completely decomposed, partially decomposed, or not decomposed after the production of the resin composite material.
  • the ink is preferably stable for at least 24 hours, and more preferably for at least one week.
  • the more stable the ink the more the ink can be synthesized and stored for a long time, and the lower the manufacturing cost.
  • the stability of the ink can be evaluated based on the formation of precipitates and changes in viscosity.
  • the generation of the precipitate can be determined visually or by a dynamic light scattering particle diameter measuring device.
  • the viscosity can be determined by a rotational viscometer method (described in "Physical Chemistry Experiment Handbook" (edited by Ginya Adachi, Yasutaka Ishii, Gohiro Yoshida, Kagaku Doujin (1993)).
  • a resin composite material can be manufactured by kneading a polyimide resin or a polyimide resin precursor and zeolite and then heating without using a solvent.
  • the zeolite used for the kneaded material can be used, and one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in optional combination and ratio.
  • a polyimide resin in the resin composite material can be used, and one kind may be used alone or two or more kinds may be used in optional combination and ratio.
  • zeolite used for the kneaded material and other compounds other than the polyimide resin may be included.
  • it may contain the above-mentioned dispersant, surface treatment agent, surfactant, imidization accelerator and the like.
  • the other compounds one kind may be used alone, and two kinds or more may be used in optional combination and ratio.
  • the ratio of zeolite, polyimide resin, and other compounds used in the kneaded material is not particularly limited as long as the resin composite produced by heating from the kneaded material exhibits preferable performance.
  • the ink and the kneaded material are not particularly limited, can be prepared by a conventionally known method, and can be produced by mixing the components of the ink and the kneaded material.
  • a paint shaker for the purpose of improving uniformity, defoaming, etc., a paint shaker, a bead mill, a planetary mixer, a stirring type disperser, a homogenizer, a self-revolving stirring mixer, a three-roll, kneader, a single-screw or a twin-screw kneader. It is preferable to mix using a general kneading device such as a mixer, a stirrer or the like.
  • the order of mixing the constituent components is arbitrary as long as there is no particular problem such as the occurrence of a reaction or a precipitate, and any two or more of the constituent components of the ink and the kneaded material are mixed in advance. Then, the remaining components may be mixed, or all may be mixed at once.
  • Molding of polyimide resin composite As a method for molding the resin composite material, a method generally used for molding a resin can be used. At that time, heating required for the production of the resin composite material and heating for molding may be performed simultaneously.
  • the polyimide resin composite when it has thermoplasticity, it can be molded by filling the resin composite in a desired shape, for example, into a mold.
  • a method for producing such a molded article an injection molding method, an injection compression molding method, an extrusion molding method, a compression molding method, or the like can be used.
  • the molded article can be molded at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the thermoplastic resin and at a predetermined molding speed and pressure.
  • the melting temperature is preferably lower than 400 ° C., more preferably 370 ° C. or lower, particularly preferably 340 ° C. or lower, while preferably 80 ° C. or higher, and 90 ° C. or higher. Is more preferably 100 ° C. or higher, and particularly preferably 120 ° C. or higher. It is preferable that the temperature is lower than 400 ° C. because the temperature can be used even in a manufacturing process using a flexible base material such as a roll-to-roll method. Further, the temperature of 80 ° C. or higher is preferable in that the resin can be uniformly melted, and the temperature of 100 ° C. or higher is preferable in that the influence of water can be reduced. It is preferable because it can be performed.
  • the resin constituting the polyimide resin composite material is a cured product of the above-described polyimide resin precursor composition
  • a thermosetting resin composite material when a resin precursor is used, molding of the resin composite material, That is, curing can be performed under curing temperature conditions according to each composition.
  • the curing temperature is preferably lower than 400 ° C., more preferably 370 ° C. or lower, particularly preferably 340 ° C. or lower, while it is preferably 0 ° C. or higher, and is 80 ° C. or higher. Is more preferably 90 ° C. or higher, particularly preferably 100 ° C. or higher, and most preferably 120 ° C. or higher. It is preferable that the temperature is lower than 400 ° C. because the temperature can be used even in a manufacturing process using a flexible base material such as a roll-to-roll method. Further, the temperature of 80 ° C. or higher is preferable in that the curing proceeds to some extent and the unreacted components are prevented from being eluted from the resin composite material. The temperature of 100 ° C. or higher is preferable in that the effect of moisture can be reduced. , 120 ° C. or more is preferred in that the effect of moisture can be further reduced.
  • the resin composite material can be formed by laminating on a desired support (lamination step) and then performing heat treatment (heat treatment step).
  • the desired support may be removed after the production.
  • the heat treatment method for example, a known drying method such as hot air drying or drying with an infrared heater can be adopted. Among them, hot-air drying with a high drying speed is preferable. If it can be dried by air drying, the heat treatment method may be omitted.
  • the temperature of the heat treatment is preferably lower than 400 ° C, more preferably 370 ° C or lower, particularly preferably 340 ° C or lower, while it is preferably 80 ° C or higher, and 90 ° C or higher.
  • the temperature is more preferably 100 ° C. or more, and particularly preferably 120 ° C. or more. It is preferable that the temperature is lower than 400 ° C. because the temperature can be used even in a manufacturing process using a flexible base material such as a roll-to-roll method.
  • the temperature of 80 ° C. or higher is preferable in that the residual solvent in the sheet can be removed, and the temperature of 100 ° C. or higher is preferable in that the influence of water can be reduced. This is preferable because it can be made smaller.
  • the heating time is not particularly limited, but is usually 30 seconds or more, preferably 1 minute or more, more preferably 2 minutes or more, and still more preferably 3 minutes or more, while it is usually 24 hours or less, preferably 12 hours or less, Preferably it is 1 hour or less, more preferably 15 minutes or less.
  • the above range is preferable in that it can be adapted to a practical manufacturing process such as a roll-to-roll method.
  • the material of the support is not particularly limited, but preferred examples of the material of the substrate include an inorganic material such as quartz, glass, sapphire or titania; and a flexible substrate.
  • the flexible substrate is a substrate having a radius of curvature of usually 0.1 mm or more and 10,000 mm or less.
  • the radius of curvature is preferably 0.3 mm or more, more preferably 1 mm or more, in order to achieve both flexibility and characteristics as a support. 3,000 mm or less, more preferably 1,000 mm or less.
  • the radius of curvature can be determined by using a confocal microscope (for example, a shape measuring laser microscope VK-X200 manufactured by KEYENCE CORPORATION) with a substrate bent to a point where no destruction such as strain or crack appears.
  • the flexible base material include, but are not limited to, the above-mentioned resins such as epoxy resins; paper materials such as paper or synthetic paper; and metal foils such as silver, copper, stainless steel, titanium, and aluminum.
  • Composite materials such as those coated or laminated on the surface in order to impart properties.
  • soda glass soda glass, blue plate glass, non-alkali glass and the like can be mentioned.
  • alkali-free glass is preferred among these because ions eluted from glass are small.
  • the shape of the support is not limited, and for example, a plate, a film, a sheet, or the like can be used.
  • the thickness of the support is not limited, but is usually 5 ⁇ m or more, preferably 20 ⁇ m or more, and is usually 20 mm or less, preferably 10 mm or less. It is preferable that the thickness of the support is 5 ⁇ m or more because the possibility of insufficient strength is reduced. It is preferable that the thickness of the support is 20 mm or less, since the cost is suppressed and the weight does not become heavy.
  • the film thickness is usually 0.01 mm or more, preferably 0.1 mm or more, while it is usually 10 mm or less, preferably 5 mm or less. It is preferable that the thickness of the glass substrate is 0.01 mm or more, because the mechanical strength is increased and the glass substrate is hardly broken. In addition, it is preferable that the thickness of the glass substrate is 5 mm or less because it does not become heavy.
  • the roll-to-roll method is a method in which a flexible base material wound in a roll shape is unwound and processed intermittently or continuously while being taken up by a winding roll. is there. According to the roll-to-roll method, it is possible to batch process long substrates on the order of km, so that the production method is more suitable for mass production than the sheet-to-sheet method.
  • the size of the roll that can be used in the roll-to-roll system is not particularly limited as long as it can be handled by a roll-to-roll system manufacturing apparatus, but the outer diameter of the roll core is usually 5 m or less, preferably 3 m or less, more preferably 1 m or less. On the other hand, it is usually at least 1 cm, preferably at least 3 cm, more preferably at least 5 cm, further preferably at least 10 cm, particularly preferably at least 20 cm.
  • the diameter is equal to or less than the upper limit, the handleability of the roll is high, and when the diameter is equal to or more than the lower limit, the layer formed in each of the following steps reduces the possibility of being broken by bending stress. It is preferred in that respect.
  • the width of the roll is usually at least 5 cm, preferably at least 10 cm, more preferably at least 20 cm, while it is usually at most 5 m, preferably at most 3 m, more preferably at most 2 m. It is preferable that the width is equal to or less than the above upper limit in that the handleability of the roll is high.
  • a molded body can be obtained by shaving a solid resin composite material formed by a molding method including heat treatment into a desired shape.
  • the first aspect of the above-described resin composite material is used for electronic material device applications. Further, the second and third aspects can be used not only for electronic material devices, but also for applications such as catalyst modules, molecular sieve membrane modules, optical members, moisture absorbing members, foods, building members, and packaging members, Above all, it is preferable to use it as a constituent member of an electronic material device, for example, a base material, a getter material film, a sealing material, etc., because the high properties of the resin composite material can be utilized.
  • the material containing the resin composite material can be used as a film.
  • the film thickness of the resin composite material when used in the form of a film is not particularly limited, but may be appropriately set according to the intended use, and is usually larger than 0.5 ⁇ m, preferably 1 ⁇ m or more.
  • the thickness of the resin composite material can be measured by a normal thickness gauge such as a non-contact thickness gauge or a contact thickness gauge.
  • a normal thickness gauge such as a non-contact thickness gauge or a contact thickness gauge.
  • the non-contact type include a confocal microscope (for example, a shape measurement laser microscope VK-X200 manufactured by Keyence Corporation) and the like.
  • a confocal microscope for example, a shape measurement laser microscope VK-X200 manufactured by Keyence Corporation
  • An electronic device has two or more electrodes, and a device that controls a current flowing between the electrodes and a generated voltage by using an electric, optical, magnetic, or chemical substance, or a light or an electric field generated by an applied voltage or current.
  • a device for generating a magnetic field include a resistor, a rectifier (diode), a switching element (transistor, thyristor), an amplifying element (transistor), a memory element, a chemical sensor, or the like, or a device in which these elements are combined or integrated.
  • a photodiode or a phototransistor that generates a photocurrent an electroluminescent element that emits light by applying an electric field
  • an optical element such as a photoelectric conversion element or a solar cell that generates an electromotive force by light
  • More specific examples of electronic devices are described in S.A. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2nd Edition (Wiley Interscience 1981).
  • the electronic device include a field effect transistor (FET) element, an electroluminescent element (LED), a photoelectric conversion element, and a solar cell.
  • FET field effect transistor
  • LED electroluminescent element
  • solar cell a solar cell
  • a field effect transistor (FET) element has a resin composite material as a constituent element.
  • a field effect transistor (FET) element according to one embodiment has a semiconductor layer, an insulator layer, a source electrode, a gate electrode, and a drain electrode on a base material.
  • the substrate has the resin composite material according to one embodiment of the present invention. Since the resin composite material has a low average coefficient of thermal expansion, it is preferably used as a base material.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of the structure of the FET element.
  • reference numeral 11 denotes a semiconductor layer
  • 12 denotes an insulator layer
  • 13 and 14 denote source and drain electrodes
  • 15 denotes a gate electrode
  • 16 denotes a base material
  • 17 denotes an FET element.
  • FIGS. 2A to 2D each show an FET device having a different structure, but all show structural examples of the FET device.
  • these constituent members constituting the FET element and the method of manufacturing the same and known techniques can be used. For example, techniques described in known documents such as WO 2013/180230 or JP-A-2015-134703 can be used.
  • the term “semiconductor” is defined by the carrier mobility in a solid state.
  • the carrier mobility is an index indicating how fast (or many) charges (electrons or holes) can be moved.
  • the “semiconductor” in this specification has a carrier mobility at room temperature of usually 1.0 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 / V ⁇ s or more, preferably 1.0 ⁇ 10 ⁇ 5 cm 2 / V ⁇ s or more. It is preferably at least 5.0 ⁇ 10 ⁇ 5 cm 2 / V ⁇ s, more preferably at least 1.0 ⁇ 10 ⁇ 4 cm 2 / V ⁇ s.
  • the carrier mobility can be measured, for example, by measuring the IV characteristics of a field-effect transistor.
  • the FET element is usually manufactured on the base material 16.
  • the material of the base material 16 is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
  • Preferable examples of the material of the base material 16 include an inorganic material such as quartz, glass, sapphire, and titania; and a flexible base material such as a molded product of the above-described resin composite material.
  • the flexible substrate is a substrate having a radius of curvature of usually 0.1 mm or more and 10,000 mm or less.
  • the radius of curvature is preferably 0.3 mm or more, more preferably 1 mm or more, in order to achieve both flexibility and characteristics as a support. 3,000 mm or less, more preferably 1,000 mm or less.
  • the radius of curvature can be determined by using a confocal microscope (for example, a shape measuring laser microscope VK-X200 manufactured by KEYENCE CORPORATION) with a substrate bent to a point where no destruction such as strain or crack appears.
  • the flexible base material are not limited as long as the resin composite material according to one embodiment of the present invention is contained.
  • Resins such as epoxy resins; paper materials such as paper or synthetic paper; silver, copper, Composite materials such as those obtained by coating or laminating the surface of a metal foil such as stainless steel, titanium or aluminum to impart insulation, and the above-mentioned resin composite moldings.
  • the molded body of the resin composite material is preferably a flexible substrate in terms of production such as a roll-to-roll method, but can be used as the substrate 16 even if it is not a flexible substrate.
  • the characteristics of the FET can be improved.
  • the film quality of the semiconductor layer 11 to be formed is improved by adjusting the hydrophilicity / hydrophobicity of the substrate 16, and in particular, the characteristics of the interface between the substrate 13 and the semiconductor layer 11 are improved.
  • Such a substrate treatment include hydrophobizing treatment using hexamethyldisilazane, cyclohexene, octadecyltrichlorosilane and the like; acid treatment using an acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and acetic acid; sodium hydroxide, potassium hydroxide, Alkaline treatment using calcium hydroxide and ammonia; ozone treatment; fluorination treatment; plasma treatment using oxygen or argon; formation treatment of Langmuir-Blodgett film; formation treatment of other insulator or semiconductor thin films Is mentioned.
  • Electroluminescent device (LED) has a component containing a resin composite material.
  • An electroluminescent element is a self-luminous element utilizing the principle that a fluorescent substance emits light by the recombination energy of holes injected from an anode and electrons injected from a cathode when an electric field is applied.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of the electroluminescent device.
  • reference numeral 31 denotes a base material
  • 32 denotes an anode
  • 33 denotes a hole injection layer
  • 34 denotes a hole transport layer
  • 35 denotes a light emitting layer
  • 36 denotes an electron transport layer
  • 37 denotes an electron injection layer
  • 38 denotes a cathode
  • 39 Indicates an electroluminescent element.
  • the electroluminescent element does not need to have all of these components, and the necessary components can be arbitrarily selected.
  • the hole injection layer 33, the hole transport layer 34, the electron transport layer 36, and the electron injection layer 37 there is no particular limitation on these constituent members constituting the electroluminescent element and the method of manufacturing the same, and known techniques can be used. For example, techniques described in known documents such as WO 2013/180230 or JP-A-2015-134703 can be used.
  • the base material 31 has a resin composite material.
  • the resin composite material is preferably used as a material of the base material 31 because of its properties.
  • the substrate 31 serves as a support for the electroluminescent element 39, and its material is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
  • the material of the base material 31 include inorganic materials such as quartz, glass, sapphire, and titania; and flexible base materials such as the above-described resin composite moldings.
  • the flexible base material are not limited as long as the resin composite material according to one embodiment of the present invention is contained.
  • Resins such as epoxy resins; paper materials such as paper or synthetic paper; silver, copper, A composite material such as a metal foil of stainless steel, titanium, aluminum, or the like, whose surface is coated or laminated to impart insulation, and a molded article of a resin composite material.
  • the molded body of the resin composite material is preferably a flexible substrate in terms of production such as a roll-to-roll method, but can be used as the substrate 31 even if it is not a flexible substrate.
  • soda glass soda glass, blue plate glass, non-alkali glass and the like can be mentioned.
  • alkali-free glass is preferred among these because ions eluted from glass are small.
  • the shape of the base material 31 is not limited, and for example, a plate-like, film-like, sheet-like or the like can be used.
  • the thickness of the substrate 31 is not limited, but is usually 5 ⁇ m or more, preferably 20 ⁇ m or more, and is usually 20 mm or less, preferably 10 mm or less. It is preferable that the thickness of the base material is 5 ⁇ m or more because the possibility that the strength of the electroluminescent element is insufficient is reduced. It is preferable that the film thickness of the base material is 20 mm or less, because the cost is suppressed and the mass is not increased.
  • the film thickness is usually 0.01 mm or more, preferably 0.1 mm or more, while it is usually 1 cm or less, preferably 0.5 cm or less. It is preferable that the thickness of the glass substrate 31 be 0.01 mm or more, because the mechanical strength increases and the glass substrate 31 is hardly broken. In addition, it is preferable that the thickness of the glass substrate 31 be 0.5 cm or less because the weight does not increase.
  • FIG. 3 shows only one embodiment of the electroluminescent device, and the electroluminescent device is not limited to the illustrated configuration.
  • the anodes 32 can be stacked in this order.
  • the configuration of the electroluminescent element is not particularly limited, and may be a single element or an element having a structure arranged in an array, in which an anode and a cathode are arranged in an XY matrix. May be used.
  • the photoelectric conversion element has a component containing a resin composite material.
  • a photoelectric conversion element according to one embodiment has at least a pair of electrodes and an active layer existing between the electrodes. Further, the photoelectric conversion element according to one embodiment may have other components including a base material, an electron extraction layer, and a hole extraction layer.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating an embodiment of the photoelectric conversion element.
  • the photoelectric conversion element shown in FIG. 4 is a photoelectric conversion element used for a general thin-film solar cell, but the photoelectric conversion element is not limited to that shown in FIG.
  • the photoelectric conversion element 57 according to one embodiment includes a base 56, a cathode (electrode) 51, an electron extraction layer (buffer layer) 52, an active layer 53, a hole extraction layer (buffer layer) 54, and an anode (electrode) 55. It has a layer structure formed in this order. Note that it is not always necessary to provide the electron extraction layer 52 and the hole extraction layer 54.
  • these constituent members constituting the photoelectric conversion element and the method of manufacturing the same and well-known techniques can be used. For example, techniques described in known documents such as WO 2013/180230 or JP-A-2015-134703 can be used.
  • the base 56 has a resin composite material.
  • the resin composite material is preferably used as the material of the base material 56 because of its properties.
  • the photoelectric conversion element 57 has a base material 56 that normally serves as a support.
  • the material of the substrate 56 is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
  • Preferable examples of the material of the substrate 56 include an inorganic material such as quartz, glass, sapphire, or titania; and a flexible substrate such as a molded article of a resin composite material.
  • the flexible base material are not limited as long as the resin composite material according to one embodiment of the present invention is contained.
  • Resins such as epoxy resins; paper materials such as paper or synthetic paper; silver, copper, Composite materials such as those obtained by coating or laminating the surface of a metal foil such as stainless steel, titanium or aluminum to impart insulation, and the above-mentioned resin composite moldings.
  • the molded body of the resin composite material is preferably a flexible substrate in terms of production such as a roll-to-roll method, but can be used as the substrate 56 even if it is not a flexible substrate.
  • soda glass soda glass, blue plate glass, non-alkali glass and the like can be mentioned.
  • alkali-free glass is preferred among these because ions eluted from glass are small.
  • the shape of the substrate 56 is not limited, and for example, a plate-like, film-like, sheet-like, or the like can be used.
  • the thickness of the substrate 56 is not limited, but is usually 5 ⁇ m or more, preferably 20 ⁇ m or more, and is usually 20 mm or less, preferably 10 mm or less. It is preferable that the film thickness of the base material 56 be 5 ⁇ m or more because the possibility that the strength of the photoelectric conversion element is insufficient is reduced. It is preferable that the film thickness of the base material 56 is 20 mm or less, because the cost is suppressed and the mass is not increased.
  • the film thickness is usually 0.01 mm or more, preferably 0.1 mm or more, while it is usually 1 cm or less, preferably 0.5 cm or less. It is preferable that the thickness of the glass substrate 31 be 0.01 mm or more, because the mechanical strength increases and the glass substrate 31 is hardly broken. Further, it is preferable that the thickness of the glass substrate 56 is 0.5 cm or less, because the weight does not increase.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a thin-film solar cell that is a solar cell according to an embodiment of the present invention.
  • the thin-film solar cell 111 according to the embodiment includes a weather-resistant protective film 101, an ultraviolet cut film 102, a gas barrier film 103, a getter material film 104, a sealing material 105, An element 106, a sealing material 107, a getter material film 108, a gas barrier film 109, and a back sheet 110 are provided in this order.
  • the thin-film solar cell 111 has a photoelectric conversion element as the solar cell element 106. Then, light is irradiated from the side where the weather-resistant protective film 101 is formed (the lower side in FIG. 5), and the solar cell element 106 generates power. Note that the thin-film solar cell 111 does not need to have all of these components, and the necessary components can be arbitrarily selected.
  • the weather-resistant protective film, back sheet, ultraviolet ray cut film, gas barrier film, getter material film, and sealing material are used for the above-mentioned electronic devices such as a field effect transistor element (FET) and an electroluminescent element (LED). Can be used.
  • FET field effect transistor element
  • LED electroluminescent element
  • the method of manufacturing the thin-film solar cell 111 of the present embodiment is not limited.
  • a method of manufacturing the solar cell of the embodiment of FIG. 6 after manufacturing the laminate illustrated in FIG. There is a method of performing.
  • the solar cell element 106 of the present embodiment is excellent in heat resistance, and thus is preferable in that deterioration due to the lamination sealing step is reduced.
  • the laminate shown in FIG. 5 can be manufactured by using a known technique.
  • the method of the lamination sealing step is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • wet lamination, dry lamination, hot melt lamination, extrusion lamination, co-extrusion molding lamination, extrusion coating, and light curing adhesive Laminating, thermal laminating and the like can be mentioned.
  • a lamination method using a photo-curing adhesive which has a proven track record in sealing organic electroluminescent elements, and a hot-melt laminate or a thermal laminate, which has a track record in solar cells, are preferable. It is more preferable that a material can be used.
  • the heating temperature in the laminating step is usually 130 ° C or higher, preferably 140 ° C or higher, and is usually 180 ° C or lower, preferably 170 ° C or lower.
  • the heating time of the laminating step is usually 10 minutes or more, preferably 20 minutes or more, and usually 100 minutes or less, preferably 90 minutes or less.
  • the pressure in the lamination sealing step is usually at least 0.001 MPa, preferably at least 0.01 MPa, and is usually at most 0.2 MPa, preferably at most 0.1 MPa. By setting the pressure within this range, the sealing is reliably performed, and the thickness of the sealing materials 105 and 107 is prevented from protruding from the end portions and the film thickness is reduced due to excessive pressure, and dimensional stability can be secured.
  • a device in which two or more solar cell elements 106 are connected in series or in parallel can be manufactured in the same manner as described above.
  • a solar cell includes a solar cell for building materials, a solar cell for cars, a solar cell for interiors, a solar cell for railways, a solar cell for ships, a solar cell for airplanes, a solar cell for spacecraft, and a solar cell for home appliances. It can be used as a battery, a solar cell for a mobile phone, or a solar cell for a toy.
  • the solar cell particularly the thin-film solar cell 111 described above, may be used as it is, or may be used as a component of a solar cell module.
  • a solar cell particularly a solar cell module 113 including the above-described thin film solar cell 111 on a base 112, and install and use the solar cell module 113 at a place of use. it can.
  • the base material 112 As the base material 112, a known technique can be used. For example, as a material of the base material 112, a material described in WO 2013/180230 or JP-A-2015-134703 can be used. Further, a polyimide resin composite material may be used for the base material 112. For example, when a building material plate is used as the base material 112, a solar cell panel for an outer wall of a building can be manufactured as the solar cell module 113 by providing the thin film solar cell 111 on the surface of the plate.
  • zeolite-platinum target distance was set to 30 mm, and the zeolite sample surface was vapor-deposited by sputtering for 60 seconds so that the platinum thickness on the zeolite sample surface became about 9 nm, and then observed by SEM.
  • the working distance in the SEM was 10 to 11 mm, the acceleration voltage was 10 kV, and the spot size was 30 mm.
  • the average primary particle diameter was determined by observing the particles with a scanning electron microscope JSM-6010LV manufactured by JEOL, measuring the particle diameters of arbitrarily selected 30 primary particles, and averaging the particle diameters of the primary particles.
  • the particle diameter was defined as the diameter of a circle (equivalent circle diameter) having an area equal to the projected area of the particle.
  • the average coefficient of thermal expansion of the zeolite at 60 to 220 ° C. was measured by calculating the lattice constant using an X-ray diffractometer D8ADVANCE manufactured by Bruker and X-ray diffraction analysis software JADE.
  • ⁇ Evaluation of film> (Average coefficient of thermal expansion of film)
  • the sample shape was 4 mm in width and the distance between the chucks was 20 mm, and the temperature was raised at a rate of 10 ° C./min.
  • the retardation value (Rth) of the film was calculated as a value at a wavelength of 460 nm for a film having a film thickness of 10 ⁇ m using a phase difference film / optical material inspection apparatus RETS-100 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
  • the haze ratio of the film was measured using a TM Double Beam Haze Computer HZ-2 manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. The haze ratio used this time is a value for D65 light.
  • the storage elastic modulus at each temperature of the resin composite film was measured by a dynamic viscoelasticity measurement method described in JIS K-7244 using a dynamic viscoelasticity apparatus DMS6100 manufactured by SII Nanotechnology Inc. (Measurement temperature range: ⁇ 100 ° C. to 150 ° C., frequency: 1 Hz, heating rate: 5 ° C./min).
  • the elastic modulus shown in Table 1 is an elastic modulus at a measurement temperature of 25 ° C.
  • Synthesis example 1 Synthesis method of zeolite C1
  • sodium hydroxide manufactured by Kishida Chemical Company N, N, N-trimethyl-1-adamantaammonium hydroxide (TMAdaOH) manufactured by Seikem as a structure directing agent (SDA), aluminum hydroxide manufactured by Aldrich Co., Ltd.
  • Cataloid SI-30 manufactured by Nikki Shokubai Kasei Co., Ltd. was sequentially added.
  • the composition of the resulting mixture was 1.0SiO 2 /0.033Al 2 O 3 /0.1NaOH/0.06KOH/0.07TMAdaOH/20H 2 O.
  • CHA-type zeolite with respect to SiO 2 was added to the mixture, and the mixture was mixed well. Then, the obtained mixture was placed in a pressure vessel, and rotated at 15 rpm in a 160 ° C. oven. While performing the hydrothermal synthesis for 48 hours. After suction filtration, washing, and drying, a CHA-type zeolite (as-made), zeolite C1, was obtained.
  • the average primary particle diameter was 1,000 nm. Further, as a result of measuring the average thermal expansion coefficient of zeolite C1 at 60 to 220 ° C., the average thermal expansion coefficient of zeolite C1 was ⁇ 10 ppm / K.
  • the average primary particle diameter was 200 nm.
  • the average coefficient of thermal expansion of zeolite C2 at 60 to 220 ° C. was measured.
  • the average coefficient of thermal expansion of zeolite C2 was ⁇ 10 ppm / K.
  • the composition of the resulting mixture was 1.0SiO 2 /0.025Al 2 O 3 /0.3NaOH/0.3KOH/0.06TMAOH/10H 2 O. After mixing well, the obtained mixture was put into a pressure-resistant container, and hydrothermal synthesis was performed for 5 days while rotating at 15 rpm in an oven at 130 ° C. After suction filtration, washing, and drying, Linde type T zeolite (as-made), which is an intergrowth of OFF type and ERI type, was obtained. This powder was calcined at 600 ° C. for 6 hours in an air stream to obtain zeolite T1.
  • the average primary particle diameter was 300 nm. Further, as a result of measuring the average thermal expansion coefficient of zeolite T1 at 60 to 220 ° C., the average thermal expansion coefficient of zeolite T1 was ⁇ 12 ppm / K.
  • APC type aluminophosphate was obtained.
  • the obtained APC-type aluminophosphate was calcined at 600 ° C. for 6 hours under flowing air to obtain aluminophosphate A1.
  • Synthesis Example 5 Synthesis method of silicalite 1
  • Water and tetrapropylammonium hydroxide (TPAOH) manufactured by Seikem Co., Ltd. and Snowtex-40 colloidal silica manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. were sequentially added to the container as a structure-directing agent (SDA).
  • the composition of the resulting mixture was 1.0SiO 2 /0.4TPAOH/11.8H 2 O.
  • the obtained mixture was put into a pressure-resistant container, and hydrothermal synthesis was performed for 20 hours while rotating at 15 rpm in an oven at 100 ° C.
  • silicalite-1 type zeolite having MFI type crystals was obtained.
  • the obtained silicalite-1 type zeolite was calcined at 600 ° C. for 6 hours under flowing air to obtain silicalite 1.
  • the obtained mixture was placed in a pressure-resistant container, subjected to hydrothermal synthesis at 110 ° C. for 96 hours, filtered, and washed with water to obtain an RHO-type zeolite.
  • the obtained RHO type was calcined at 600 ° C. for 6 hours under flowing air to obtain zeolite R1.
  • the polyimide precursor has a nuclear hydrogenated (hydrogenated) aromatic compound.
  • Example 1 Production of resin composite film using polyimide precursor-containing composition M1> (Comparative Example 1-1: Method for producing polyimide resin film 1)
  • the polyimide precursor-containing composition M1 was diluted with N-methylpyrrolidone and adjusted so that the polyimide precursor was 20% by mass.
  • the obtained ink was applied onto an alkali glass (manufactured by Corning) using an applicator manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd., and dried and fired at 330 ° C. for 30 minutes to obtain a polyimide resin film 1.
  • the film thickness was 10 ⁇ m.
  • the glass transition temperature (Tg) of the polyimide resin film 1 determined from the inflection point when the average thermal expansion coefficient of the film was measured was 320 ° C.
  • Table 1 shows the average coefficient of thermal expansion, the retardation value, the haze ratio, and the elastic modulus of the obtained film.
  • Example 1-1 Method for producing polyimide resin composite material film 1
  • Zeolite C1 was added to N-methylpyrrolidone, and beads milling was performed with a Labstar mini manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd. to obtain a zeolite dispersion D1 having a zeolite C1 content of 4% by mass.
  • zeolite dispersion liquid D1 was centrifuged at 5000 rpm for 30 minutes using a Hitachi micro machine high-speed microcentrifuge CF15RN, and the supernatant was removed to obtain a centrifuged zeolite dispersion liquid.
  • the amount of zeolite in the zeolite dispersion after centrifugation was 2.5% by mass.
  • D 50 values measured by a dynamic light scattering particle size distribution analyzer (Microtrac Bell Co. Nanotrac WaveII-EX150) was 35 nm.
  • Example 1-2 Method for producing polyimide resin composite film 2
  • a polyimide resin composite material film 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that 4.8 g of the zeolite dispersion D1 and 4 g of the polyimide precursor-containing composition M1 were mixed.
  • the thickness of the film was 6 ⁇ m, and the content of zeolite in the obtained film was 9.1% by mass based on the film mass.
  • Table 1 shows the average coefficient of thermal expansion, the retardation value, the haze ratio, and the elastic modulus of the obtained film.
  • Example 2-1 Method for producing polyimide resin composite material film 3
  • a polyimide resin composite film 3 was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that zeolite C2 was used instead of zeolite C1.
  • the thickness of the film was 21 ⁇ m, and the zeolite content in the obtained film was 28.6% by mass based on the film mass.
  • Table 1 shows the average coefficient of thermal expansion, the retardation value, the haze ratio, and the elastic modulus of the obtained film.
  • Example 2-2 Method for producing polyimide resin composite material film 4
  • a polyimide resin composite film 4 was obtained in the same manner as in Example 1-2, except that zeolite C2 was used instead of zeolite C1.
  • the thickness of the film was 21 ⁇ m, and the content of zeolite in the obtained film was 9.1% by mass based on the film mass.
  • Table 1 shows the average coefficient of thermal expansion, the retardation value, the haze ratio, and the elastic modulus of the obtained film.
  • Example 3-1 Method for producing polyimide resin composite material film 5
  • 0.24 g of zeolite T1, 0.6 g of a polyimide precursor, and 2.4 g of NMP were mixed and stirred to form an ink.
  • the obtained ink was applied with an applicator manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd., and dried and fired at 330 ° C. for 30 minutes to obtain a polyimide resin composite film 1.
  • the thickness of the film was 44 ⁇ m, and the content of zeolite in the obtained film was 28.6% by mass based on the mass of the film.
  • Table 1 shows the average thermal expansion coefficient and the haze ratio of the obtained film.
  • Example 3-2 Method for producing polyimide resin composite film 6
  • 0.06 g of zeolite T1, 0.6 g of a polyimide precursor, and 2.4 g of NMP were mixed and stirred with a stirrer to obtain an ink.
  • the obtained ink was applied using an applicator manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd., and dried and fired at 330 ° C. for 30 minutes to obtain a polyimide resin composite film 6.
  • the thickness of the film was 21 ⁇ m, and the content of zeolite in the obtained film was 9.1% by mass based on the mass of the film.
  • Table 1 shows the average coefficient of thermal expansion, the retardation value, and the haze ratio of the obtained film.
  • Example 4-1 Method for producing polyimide resin composite film 7
  • the content of zeolite in the obtained film was 9.1% by mass based on the film mass.
  • Table 1 shows the average thermal expansion coefficient and the haze ratio of the obtained film.
  • Example 5-1 Method for producing polyimide resin composite film 8
  • Example 1-2 Method for Producing Polyimide Resin Composite Film 9
  • a polyimide resin composite film 9 was produced in the same manner as in Example 1-1 except that silica SC2500-SQ (average primary particle diameter: 200 nm) manufactured by Admatechs was used instead of zeolite T1.
  • the thickness of the film was 18 ⁇ m, and the content of zeolite in the obtained film was 9.1% by mass based on the mass of the film.
  • Table 1 shows the average coefficient of thermal expansion, the haze ratio, and the elastic modulus of the obtained film.
  • Example 1-3 Method for producing polyimide resin composite film 10.
  • a polyimide resin composite film 10 was produced in the same manner as in Example 1-1, except that zeolite C1 was replaced with zirconium tungstate fine ZWO-01 manufactured by Furuuchi Co., Ltd., which was a negative expansion material.
  • the content of zeolite in the obtained film was 9.1% by mass based on the film mass.
  • Table 1 shows the average coefficient of thermal expansion, the retardation value, the haze ratio, and the elastic modulus of the obtained film.
  • Example 1-4 Method for producing polyimide resin composite film 11
  • a polyimide resin composite film 11 was produced in the same manner as in Example 3-1 except that zeolite A1 was used instead of zeolite T1.
  • the content of zeolite in the obtained film was 9.1% by mass based on the film mass.
  • Table 1 shows the average thermal expansion coefficient of the obtained film.
  • Example 1-5 Method for Producing Polyimide Resin Composite Film 12
  • a polyimide resin composite film 12 was produced in the same manner as in Example 3-1 except that silicalite 1 was used instead of zeolite T1.
  • the content of zeolite in the obtained film was 9.1% by mass based on the film mass.
  • Table 1 shows the average coefficient of thermal expansion, the retardation value, the haze ratio, and the elastic modulus of the obtained film.
  • Example 1-6 Method for producing polyimide resin composite film 13
  • a polyimide resin composite film 13 was produced in the same manner as in Example 3-1 except that Zeolite Z4A-005 (average primary particle diameter: 50 nm, LTA type zeolite) manufactured by Nakamura Choko Co., Ltd. was used instead of zeolite T1. .
  • the content of zeolite in the obtained film was 9.1% by mass based on the film mass.
  • Table 1 shows the average thermal expansion coefficient of the obtained film.
  • Example 1-7 Method for producing polyimide resin composite film 14
  • a polyimide resin composite film 14 was produced in the same manner as in Example 3-1 except that zeolite R1 was used instead of zeolite T1.
  • the content of zeolite in the obtained film was 9.1% by mass based on the film mass.
  • Table 1 shows the average thermal expansion coefficient of the obtained film.
  • Resin composition production example 2 production method of non-hydrogenated polyimide precursor-containing composition M2
  • 635 g (2.16 mol) of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 445 g of 4,4′-diaminodiphenyl ether were placed.
  • (2.22 mol) and 3240 g of N, N-dimethylacetamide were added, and the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 6 hours to obtain a polyimide precursor-containing composition M2 containing 25% by mass of a polyimide precursor.
  • the polyimide precursor does not have a nuclear hydrogenated (hydrogenated) aromatic compound.
  • Comparative Example 1-8 Method for producing polyimide resin film 2
  • a polyimide resin film 2 was produced in the same manner as in Comparative Example 1-1, except that M2 was used instead of the polyimide precursor-containing composition M1.
  • Table 1 shows the average thermal expansion coefficient of the obtained film.
  • Example 6-1 Method for producing polyimide resin composite film 15
  • a polyimide resin composite material film 15 was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that zeolite C1 and the polyimide precursor-containing material M2 were used.
  • the content of zeolite in the obtained film was 9.1% by mass based on the film mass.
  • Table 1 shows the average thermal expansion coefficient of the obtained film.
  • the zeolite-containing polyimide resin composite according to the embodiment of the present invention the average thermal expansion coefficient of the resin composite is less than 50 ppm, the retardation value of the resin composite is 150 nm or less, and polyimide It can be seen that the haze ratio of the resin composite material is as low as 5% or less, which is as low as the polyimide resin.
  • the zeolite-containing polyimide resin composite according to the embodiment of the present invention has an average thermal expansion. The decrease in coefficient is large.
  • Silica having a positive coefficient of thermal expansion and polyimide resin composite containing zirconium tungstate having a negative coefficient of thermal expansion have the same average coefficient of thermal expansion, and the average coefficient of thermal expansion of the filler itself is the average of the resin composite. It does not determine the coefficient of thermal expansion.
  • the average coefficient of thermal expansion of the polyimide resin composite containing a specific zeolite is greatly reduced.
  • the average coefficient of thermal expansion of the zeolite containing d6r (CHA, ERI) and / or the zeolite containing mtw (BEA) is larger than that of the zeolite-containing polyimide resin composite containing no zeolite. It is presumed that the average thermal expansion coefficient became smaller due to the inclusion of CBU.
  • the decrease rate of the average coefficient of thermal expansion when 9.1 mass% of zeolite is contained is 14.0% when using hydrogenated polyimide, compared to 12.0% when using non-hydrogenated polyimide.
  • the effect of hydrogenated polyimide was more remarkable. Although the cause is not clear, it is considered that the hydrogenation weakens the ⁇ - ⁇ stack between the resins and enhances the interaction with the zeolite.
  • the zeolite-containing polyimide resin composite material according to one embodiment of the present invention high suppression of deformation such as warpage, good image clarity, and all have high transparency, members of electronic devices and the like It can be seen that a zeolite-containing polyimide resin composite material suitable for the above can be provided at low cost.
  • the polyimide resin composite material according to one embodiment of the present invention has a high suppression property against deformation such as warpage, a high image clarity, and a high transparency, and is a zeolite-containing polyimide resin composite material suitable for members of electronic devices and the like. Can be provided at low cost.

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Abstract

本発明は、反り等の変形に対する高い抑制性、高い画像明瞭性、及び高い透明性を全て兼ね備えた、電子デバイス等の部材に相応しいポリイミド樹脂複合材を安価に提供することを課題とする。構造単位 Composite Building Unit(CBU)としてd6r及びmtwのいずれかを少なくとも含むゼオライトと、ポリイミド樹脂と、を含有し、電子材料デバイス用である、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。

Description

ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材、ゼオライト含有ポリイミド樹脂前駆体組成物、フィルム、及び電子デバイス
 本発明は、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材、ゼオライト含有ポリイミド樹脂前駆体組成物、フィルム、及び電子デバイスに関する。
 近年、樹脂フィルムを用いた、フレキシブル性に長けた電子デバイスの開発が活発に進められている。具体的には、ポリイミド樹脂フィルムを基板として用いたOLED(有機電界発光素子)が挙げられ、ディスプレイ装置等にさらに用いられている。
 ポリイミド樹脂は、一般的に、他の樹脂と比べて、比較的高いガラス転移温度を有している。しかしながら、ポリイミド樹脂は、高温下における平均熱膨張係数が大きい傾向があるために、電子デバイス製造時の高温処理プロセスでのポリイミド樹脂フィルムの反り等の変形で、電子デバイスの要求初期特性を満たすことができない問題、並びに電子デバイスの駆動発熱によりポリイミド樹脂フィルムが反り等の変形を起こすことで、樹脂上に設置された部品の剥離や断線等がさらに起こり、電子デバイスの要求耐久特性を満たすことができない問題などが、生じる可能性がある。そのため、ポリイミド樹脂の平均熱膨張係数は低いことが求められる。
 また、OLEDを用いたディスプレイ装置では、基材を通して表示する像を観察するために、画像明瞭性、及び透明性は、重要な特性である。そのために、基板として用いられる、ポリイミド樹脂のリタデーション値、及びヘイズ率は低いことが求められる。
 一方で、反り等の変形防止のためには、ポリイミド樹脂の面内配向は揃っていた方が好ましいが、良好な画像明瞭性、並びに高い透明性のためには、ポリイミド樹脂の面内配向は揃っていない方が好ましいので、反り等の変形防止、及び良好な画像明瞭性、並びに高い透明性には、トレードオフの関係が存在している(特許文献1-3)。
 上記のトレードオフの関係を脱する技術としては、樹脂を構成する単位を工夫することやフィラーを加えることが知られている。例えば、特許文献1-3には、樹脂を構成する単位に特殊な成分を組み込むことで、平均熱膨張係数が比較的低く、かつ画像明瞭性が比較的高く、かつ/または透明性が比較的高いポリイミド樹脂が記載されている。また、特許文献3及び4には、ポリイミド樹脂に、シリカ微粒子を添加することで、平均熱膨張係数が比較的低く、かつ画像明瞭性が比較的高く、かつ/または透明性が比較的高いポリイミド樹脂複合材が記載されている。
国際公開第2015/125895号 国際公開第2014/007112号 特開2016-204569号公報 国際公開第2014/051050号
 特許文献1-3に記載されるようなポリイミド樹脂を用いたフィルムは、高温処理プロセス時での反り等の変形を抑え、画像明瞭性が良好で、透明性の高いフィルムとして、電子デバイス等の部材に、用いることが期待できる。しかしながら、樹脂を構成する単位に特殊な成分を組み込んでいるので、製造コストが高いという問題が新たに存在する特殊なポリイミド樹脂であることは課題である。
 一方、特許文献3及び4に記載されるようなポリイミド樹脂にフィラーを添加したポリイミド樹脂複合材のフィルムは、高温処理プロセス時での反り等の変形を抑え、画像明瞭性が良好で透明性の高いフィルムとして、電子デバイス等の部材として用いることが期待できる。また、特殊なポリイミド樹脂である必要性はないので、総じて安価に用いることが期待できる。しかしながら、本発明者らの検討によると、特許文献3及び4に記載の樹脂複合材の場合、フィラーとして添加されたシリカ微粒子は、凝集しやすい傾向があるために、部分的に時間経過ともに白濁化が目立ち、透明性が低下する場合があることが判明した。また、多量のシリカ微粒子を添加しないと樹脂複合材の平均熱膨張係数の低下が困難なために、ポリイミド樹脂含有組成物又はポリイミド樹脂前駆体含有組成物の安定性が低く、かつ該組成物から製造されたポリイミド樹脂のフィルムの画像明瞭性の再現性が乏しく、また脆いことが判明した。
 そこで、本発明は、反り等の変形に対する高い抑制性、良好な画像明瞭性、及び高い透明性を全て兼ね備えた、電子デバイス等の部材に相応しいポリイミド樹脂複合材を安価に提供することを課題とする。
 上記実情に鑑み鋭意検討の結果、本発明者らは、特定の構造のゼオライトをポリイミド樹脂中に分散させることで、ポリイミド樹脂複合材の平均熱膨張係数(CTE)が小さく、ヘイズ率が低く、そしてリタデーション値を小さくできることを見出し、本発明に到達した。また、本発明においては、上述の構成により、弾性率も大きくできることをも見出し、本発明に到達した。
 即ち、本発明の要旨は以下の通りである。
[1] 構造単位 Composite Building Unit(CBU)としてd6r及びmtwのいずれかを少なくとも含むゼオライトと、ポリイミド樹脂と、を含有し、電子材料デバイス用である、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
[2] ゼオライトと、ポリイミド樹脂と、を含有するゼオライト含有ポリイミド複合材であって、
 0℃以上前記ポリイミド樹脂のガラス転移温度以下における平均熱膨張係数が50ppm/K未満であり、
 リタデーション値が150nm以下であり、かつ、
 ヘイズ率が5%以下である、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
[3] 構造単位 Composite Building Unit(CBU)としてd6r及びmtwのいずれかを少なくとも含むゼオライトと、ポリイミド樹脂と、を含有し、透明である、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
[4] 前記ゼオライトが、AEI、AFT、AFX、CHA、ERI、KFI、SAT、SAV、SFW、及びTSC構造のいずれかを有する、[1]~[3]のいずれかに記載のゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
[5] 25℃における弾性率が4.5GPa以上である、[1]~[4]のいずれかに記載のゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
[6] ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材前記ゼオライトが、に対し1質量%以上80質量%以下含まれる、[1]~[5]のいずれかに記載のゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
[7] 前記ポリイミド樹脂が、核水素化された芳香族化合物を有するポリイミド樹脂である、[1]~[6]のいずれかに記載のゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
[8] 構造単位 Composite Building Unit(CBU)としてd6r及びmtwのいずれかを少なくとも含むゼオライトと、ポリイミド樹脂前駆体と、を含有する、ゼオライト含有ポリイミド樹脂前駆体組成物。
[9] [8]に記載の組成物の硬化物である、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
[10] [1]~[7]、又は[9]のいずれかに記載のゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材を含有するフィルム。
[11] [1]~[7]、又は[9]のいずれかに記載のオライト含有ポリイミド樹脂複合材を含有する電子デバイス。
[12] ゼオライトと、ポリイミド樹脂と、を含有するゼオライト含有ポリイミド複合材であって、
 0℃以上前記ポリイミド樹脂のガラス転移温度以下における平均熱膨張係数が50ppm/K未満であり、
 25℃における弾性率が4.5GPa以上であり、かつ、
 ヘイズ率が5%以下である、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
 反り等の変形に対する高い抑制性、高い画像明瞭性、及び高い透明性を全て兼ね備えた、電子デバイス等の部材に相応しいポリイミド樹脂複合材を安価に提供することができる。
本発明の一実施形態としてのゼオライトと樹脂とを含む樹脂複合材を模式的に表す図である。 本発明の一実施形態としての電界効果トランジスタ素子の構成を模式的に表す断面図である。 本発明の一実施形態としての電界発光素子の構成を模式的に表す断面図である。 本発明の一実施形態としての光電変換素子の構成を模式的に表す断面図である。 本発明の一実施形態としての太陽電池の構成を模式的に表す断面図である。 本発明の一実施形態としての太陽電池モジュールの構成を模式的に表す断面図である。
 以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、これら説明は本発明の実施形態の一例であり、本発明はその要旨を超えない限りこれらの内容に限定されない。
 本発明の一実施形態であるゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材の第1の態様は、構造単位 Composite Building Unit(CBU)としてd6r及びmtwのいずれかを少なくとも含むゼオライトと、ポリイミド樹脂と、を含有し、電子材料デバイス(「電子デバイス」とも称する)用である、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材である。
 また、本発明の別の実施形態であるゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材の第2の態様は、ゼオライト含有透明ポリイミド樹脂複合材であり、構造単位 Composite Building Unit(CBU)としてd6r及びmtwのいずれかを少なくとも含むゼオライトと、ポリイミド樹脂と、を含有し、透明である、ゼオライト含有透明ポリイミド樹脂複合材である。本発明における「透明」とは、ヘイズ率が5%以下のポリイミド樹脂複合材である。
 本願明細書では、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材を、単に「複合材」、「樹脂複合材」、及び「ポリイミド樹脂複合材」とも称する。
 図1は、本発明の一実施形態に係る樹脂複合材を模式的に表す図である。以下に、樹脂複合材1について、詳細に説明する。
<1.樹脂複合材1>
 図1に示すように、樹脂複合材1は、ゼオライト2と、ポリイミド樹脂3と、を含有する。
<1.1 ゼオライト>
 樹脂複合材に含有されるゼオライトについて説明する。なお、ゼオライトとは、ケイ素又はアルミニウムと、酸素と、を含んで構成される、TOユニット(T元素とは、骨格を構成する酸素以外の元素)を基本単位としたものであり、具体的には、結晶性多孔質なアルミノケイ酸塩、結晶性多孔質なアルミノリン酸塩(ALPO)、又は結晶性多孔質なシリコアルミノリン酸塩(SAPO)が挙げられる。さらに、このTiOユニットが、いくつか(数個~数十個)つながった、Composite Building Unit(CBU)と呼ばれる構造単位から成り立っている。そのために、規則的なチャンネル(管状細孔)とキャビティ(空洞)を有している。
 樹脂複合材は、構造単位 Composite Building Unit(CBU)としてd6r及びmtwのいずれかを1以上含むゼオライトを含有しており、当該ゼオライトはフィラーとして用いられる。当該ゼオライトは、ポリイミド樹脂を含有し、当該ポリイミド樹脂が有するイミド結合の一部が入りやすいキャビティを形成しやすい構造単位を有している。したがって、当該ゼオライトは、従来使用されていたシリカ粒子等のフィラーと比較して、ポリイミド樹脂との相性がよいので、凝集が発生しにくい。
 さらに、上記の樹脂複合材においては、少量のゼオライトで、樹脂複合材の平均熱膨張係数を大幅に下げることができるので、時間が経過しても、白濁化を防ぐことができ、高い透明性を維持することができる。また、フィラーであるゼオライトの含有量が小さいために、高いフレキブル性も維持することができ、脆化や変形等を防ぐことや、良好な画像明瞭性にも繋がる。
 d6rを有するゼオライトとしては、AEI、AFT、AFV、AFX、AVL、CHA、EAB、EMT、ERI、FAU、GME、JSR、KFI、LEV、LTL、LTN、MOZ、MSO、MWW、OFF、SAS、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SSF、SZR、TSC、及び-WEN型構造のゼオライトが挙げられる。
 また、mtwを有するゼオライトとしては、BEA、BEC、CSV、GON、ISV、ITG、-ITN、IWS、MSE、MTW、SFH、SFN、SSF、-SSO、UOS、及びUOV型構造のゼオライトが挙げられる。
 また、ポリイミド樹脂が含有する、イミド結合の一部との相互作用を、3次元的に有するために、3次元チャネルをさらに有するゼオライトであることがより好ましい。例えば、AEI、AFT、AFX、BEA、BEC、CHA、EMT、ERI、FAU、GME、ISV、ITG、-ITN、IWS、JSR、KFI、MOZ、MSE、OFF、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SZR、TSC、UOS、UOV、及び-WEN型構造のゼオライトが挙げられる。
 これらのうち、微粒子化しやすいという観点から、酸素8員環以下の構造をさらに有することが特に好ましく、具体的には、AEI、AFT、AFX、CHA、ERI、KFI、SAT、SAV、SFW、及びTSC構造のゼオライトが挙げられる。
 なお、本明細書において、酸素8員環を有する構造とは、ゼオライト骨格を形成する酸素とT元素(骨格を構成する酸素以外の元素)で構成される細孔の中で最も酸素数が多い場合の酸素元素の数が8である構造を意味する。
(ゼオライトの樹脂複合材中の含有率)
 樹脂複合材中に含有されるゼオライトの含有率は、特段の制限はないが、通常、1質量%以上、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは7質量%以上、特に好ましくは10質量%以上であり、最も好ましくは15質量%以上であり、一方、通常、80質量%以下、好ましくは70質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下、特に好ましくは30質量%以下、最も好ましくは20質量%以下である。上述の通り、樹脂に少量のゼオライトを添加すれば、フィラーとしてシリカ等を用いた場合と比較して、得られる平均熱膨張係数を大きく低下させることができる。
 よって、ゼオライト含有率が上記1質量%以上、80質量%以下であれば、樹脂複合材は、脆化や変形等を抑制しながら、良好な画像明瞭性、及び高い透明性を兼ね備えることができる。なかでも、10質量%以上、30質量%以下であれば、シリカ等と比較して、少量の含有量で、上記樹脂複合材の性質がより明確に発揮されるので、特に好ましい。
 樹脂複合材中のゼオライトは、1種を単独で含有していてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で含有していてもよい。ただし、その中の少なくともひとつは、前述のとおり、構造単位 Composite Building Unit(CBU)にd6r及びmtwのいずれかが含まれているゼオライトである。
 具体的に、ゼオライトは、製造しやすい点で、アルミノケイ酸塩であることが好ましいが、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、ケイ素又はアルミニウムの代わりに、ガリウム、鉄、ホウ素、チタン、ジルコニウム、スズ、亜鉛、リン等の元素を用いてもよく、ケイ素、アルミニウムと共にガリウム、鉄、ホウ素、チタン、ジルコニウム、スズ、亜鉛、リン等の元素を含んでいてもよい。
 ゼオライトの構造は、International Zeolite Association(IZA)が定めるゼオライトの構造を規定するコードで示すことができる。なお、ゼオライトの構造は、X線構造解析装置(例えば、BRUKER社製卓上型X線回析装置D2PHASER)により得られたX線回折パターンを基に、ゼオライト構造データベース2018年版(http://www.iza-structure.org/databases/)を用いて特定することができる。
(ゼオライトの平均熱膨張係数)
 ゼオライトの平均熱膨張係数は、樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、特段の制限はないが、0ppm/K未満であり、好ましくは-2ppm/K以下であり、より好ましくは-3ppm/K以下であり、さらに好ましくは-5ppm/K以下であり、特に好ましくは-7ppm/K以下であり、最も好ましくは-10ppm/K以下であり、一方、通常、-1000ppm/K以上であり、好ましくは-900ppm/K以上であり、より好ましくは-800ppm/K以上であり、さらに好ましくは-700ppm/K以上であり、特に好ましくは-500ppm/K以上であり、最も好ましくは-300ppm/K以上である。ゼオライトの平均熱膨張係数が、上記範囲であれば、樹脂複合材は、ゼオライトの含有量が少なく、高いフレキブル性も維持することができた上で、脆化や変形等を抑制しながら、良好な画像明瞭性、及び高い透明性を兼ね備えることができる。
 なお、ゼオライトの平均熱膨張係数は、BRUKER社製X線回折装置D8ADVANCEとX線回折解析ソフトJADEを用いて格子定数を算出することで、測定することができる。
 このゼオライトの平均熱膨張係数は、60℃と220℃の熱膨張係数を測定し、その平均をもって平均熱膨張係数とする。
 また、ゼオライトのフレームワーク密度は、樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、特段に限定されるものではないが、好ましくは、17.0T/1000Å以下、より好ましくは、16.0T/1000Å以下、さらに好ましくは、15.0T/1000Å以下であり、一方、好ましくは、12.0T/1000Å以上、より好ましくは、13.0T/1000Å以上、さらに好ましくは、14.0T/1000Å以上である。フレームワーク密度が、上記範囲内であれば、ゼオライトを凝集しにくいように微粒子化しやすくなり、脆化や変形等を抑制しながら、良好な画像明瞭性、及び高い透明性を兼ね備えることができる。
 なお、フレームワーク密度とは、ゼオライトの単位体積あたりに存在するT原子の数を示し、ゼオライトの構造によって定まる値である。本明細書では、IZAのゼオライト構造データベース2018年版(http://www.iza-structure.org/databases/)に記載の数値を用いればよい。
 フレームワーク密度が、16.0T/1000Åより大きく、17.0T/1000Å以下のゼオライトの例としては、CSV、ERI、ITG、LTL、LTN、MOZ、MSE、OFF、SAT、SFH、SFN、SSF、-SSO、-WEN型構造のゼオライトを挙げることができる。
 フレームワーク密度が、15.0T/1000Åより大きく、16.0T/1000Å以下のゼオライトの例としては、AEI、AFT、AFV、AFX、AVL、BEA、BEC、CHA、EAB、GME、-ITN、LEV、MWW、及びSFW型構造のゼオライトを挙げることができる。
 フレームワーク密度が、14.0T/1000Åより大きく、15.0T/1000Å以下のゼオライトの例としては、ISV、IWS、KFI、SAS、及びSAV型構造のゼオライトを挙げることができる。
 フレームワーク密度が、14.0T/1000Å以下の範囲に存在するゼオライトの例としては、EMT、FAU、JSR、SBS、SBT、及びTSC型構造のゼオライトを挙げることができる。
 また、ゼオライトのシリカ/アルミナモル比(SAR)は、樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、特段に制限されるものではないが、通常0.1以上、好ましくは0.5以上、より好ましくは4以上、さらに好ましくは9以上、特に好ましくは12以上であり、通常2000以下、好ましくは1000以下、より好ましくは500以下、さらに好ましくは100以下である。シリカ/アルミナモル比(SAR)が、上記範囲内であれば、カウンターカチオンの量を適切に制御でき、また、ゼオライトの製造コストも安くすむ。
 また、TOユニットを構成するケイ素、アルミニウムの代わりに、ガリウム、鉄、ホウ素、チタン、ジルコニウム、スズ、亜鉛、リン等の元素を用いた場合は、代わりになった該元素の酸化物のモル比を、アルミナ又はシリカのモル比として換算すればよい。具体的には、アルミニウムの代わりにガリウムを用いた場合は、酸化ガリウムのモル比をアルミナのモル比に換算すればよい。
 また、ゼオライトのカウンターカチオンは、樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、特段に限定されるものではないが、通常、構造規定剤、プロトン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンであり、好ましくは、構造規定剤、プロトン、アルカリ金属イオンであり、より好ましくは、構造規定剤、プロトン、Liイオン、Naイオン、Kイオンであり、さらに好ましくは、構造規定剤、プロトン、Liイオンであり、特に好ましくは、プロトンである。構造規定剤である場合には、アルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオンに比べ、柔軟性があるために、ゼオライトが、0ppm/K未満の平均熱膨張係数を示しやすいために好ましい。また、アルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオンは、そのサイズが小さいほど、ゼオライトが、0ppm/K未満の平均熱膨張係数を示しやすいために好ましい。なかでも、プロトンである場合が、樹脂複合材の平均熱膨張係数を低下しやすくなるために、好ましい。
 すなわち、ゼオライトとしては、好ましくは、as-made(構造規定剤含有型)、プロトン型、アルカリ金属型であり、より好ましくは、as-made、プロトン型、Li型、Na型、K型であり、さらに好ましくは、as-made、プロトン型、Li型であり、最も好ましくは、プロトン型である。
 なお、構造規定剤とは、ゼオライトの製造で用いるテンプレートのことである。
 ゼオライトの結晶度は、樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、特段に限定されるものではない。その理由としては、IZAがコードで定める構造よりも、Composite Building Unit(CBU)の方が、樹脂複合材の平均熱膨張係数に繋がる因子であると推測されるからである。
 なお、ゼオライトの結晶度は、X線回折装置(例えば、BRUKER社製卓上型X線回析装置D2PHASER)で求めた、或るX線回折ピークを、基準とするゼオライトのX線回折ピークと比較することで求めることができる。具体的な算出例として、Scientific Reports 2016、6、Article number:29210 のLTA型ゼオライトの結晶度が挙げられる。
 ゼオライトの平均一次粒子径は、樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、特段の制限はないが、通常15nm以上、好ましくは20nm以上、より好ましくは25nm以上、さらに好ましくは30nm以上、最も好ましくは40nmである。一方、通常2000nm以下、好ましくは1000nm以下、より好ましくは500nm以下、さらに好ましくは300nm以下、特に好ましくは200nm以下、最も好ましくは100nm以下である。ゼオライトの平均一次粒子径が、上記範囲内であれば、樹脂複合材内にゼオライトが均一に分散しやすくなり、さらには、得られる樹脂複合材の透明性が高くなることや、良好な画像明瞭性に繋がる傾向がある。
 なお、ゼオライトの平均一次粒子径は、走査電子顕微鏡(SEM)による粒子の観察において、任意に選択した30個以上の一次粒子について粒子径を測定し、その一次粒子の粒子径を平均して求める。その際、粒子径は、粒子の投影面積と等しい面積を持つ、最大径となる円の直径(円相当径)を意味するものとする。
 ゼオライトは、樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、一次粒子が凝集した二次以上の高次粒子状態であってもよい。その状態での平均粒子径は、特段の制限はないが、通常15nm以上、好ましくは20nm以上、より好ましくは25nm以上、さらに好ましくは30nm以上、特に好ましくは40nm、最も好ましくは50nm以上であり、一方、通常3000nm以下、好ましくは2000nm以下、より好ましくは1000nm以下、さらに好ましくは500nm以下、特に好ましくは300nm以下、最も好ましくは100nm以下である。上記範囲内であれば、樹脂複合材内にゼオライトが均一に分散しやすくなり、さらには、得られる樹脂複合材の透明性が高くなることや、良好な画像明瞭性に繋がる傾向がある。
 なお、ゼオライトの二次以上の高次粒子の平均粒子径は、一次粒子同様に、走査電子顕微鏡(SEM)による粒子の観察において、任意に選択した30個以上の粒子について粒子径を測定し、その粒子の粒子径を平均して求めてもよい。その際、粒子径は、粒子の投影面積と等しい面積を持つ、最大径となる円の直径(円相当径)を意味するものとする。また、粒子径分布測定装置を用いて測定した、D50値を用いてもよい。粒子径分布測定装置としては、粒子径に応じて、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いてもよいし、動的光散乱式粒子径分布測定装置を用いてもよい。
 ゼオライトの製造方法としては、特段の制限はなく、公知の水熱合成法により、安価に製造することができる。例えば、CHA型のゼオライトを製造する場合、日本国特許4896110号に記載の方法を参照として、製造することができる。
 ゼオライトの製造方法では、必要に応じて構造規定剤をテンプレートに用いることができるが、通常は、目的とするゼオライト構造が製造可能な構造規定剤であれば、特に制限はなく、構造規定剤なしで製造可能であれば、構造規定剤を用いなくてもよい。
 なお、平均粒子径の小さなゼオライトを製造する場合には、合成時間を通常よりも短い時間で、また、合成温度を通常よりも低い温度で制御して水熱合成すればよいし、または、水熱合成により得られたゼオライトを、ビーズミル、ボールミル等の湿式粉砕で解砕、及び/又は粉砕すればよい。
 上記の解砕、及び/又は粉砕に用いられる粉砕装置としては、例えば、フロイント・ターボ社製「OBミル」、アシザワ・ファインテック社製「ナノ・ゲッター」、「ナノ・ゲッター・ミニ」、「スターミル」、及び「ラボスター」、スギノマシン社製「スターバースト」等が挙げられる。また、一般的に、粉砕後のゼオライトの結晶性は、低下するが、特開2014-189476号公報に記載の方法のように、アルミナ、シリカ等を含む溶液中で再結晶化することができる。
 解砕、及び/又は粉砕後のゼオライトの再凝集を抑制する点で、溶媒中で湿式粉砕して、溶媒中に平均粒子径の小さなゼオライトを分散させることが好ましい。なかでも、平均粒子径を小さくできる点で、ビーズミルを行うことが特に好ましい。また、分散後の再凝集を抑制するために、湿式粉砕時に、分散剤を用いてもよい。上記、溶媒、及び分散剤としては、後述のインクの構成成分で挙げる、溶媒、及び分散剤を用いることができる。
 また、解砕、及び/又は粉砕されたゼオライトが分散した分散液中のゼオライトの平均粒子径をさらに小さくする目的で、遠心分離を行い、平均粒子径の大きな粒子を取り除くことができる。これにより、ゼオライトが樹脂複合材内でより均一に分散しやすくなり、さらには、得られる樹脂複合材の透明性が高くなるので、好ましい。なお、遠心分離に用いる遠心機は、市販の装置(例えば、コクサン社製遠心機H-36、及び日立工機製日立微量高速遠心機CF15RN)を用いることができる。
<1.2.ポリイミド樹脂>
 以下に、樹脂複合材に用いられるポリイミド樹脂について述べる。
 ポリイミド樹脂は、硬化性樹脂、及び熱可塑性樹脂いずれも制限なく用いることが出来る。なかでも、活性エネルギー線硬化性樹脂、及び熱硬化性樹脂等の架橋が可能である、硬化性樹脂であれば、熱可塑性樹脂よりも、樹脂複合材内での樹脂とゼオライトの均一分布が高くなる点で好ましい。特に、熱硬化性樹脂であれば、露光機を用いない分、製造コストが安い点で好ましい。なお、活性エネルギー線硬化性樹脂複合材とは、例えば、紫外線、可視光、赤外線、電子線等で硬化する樹脂のことである。
 また、ポリイミド樹脂は、核水素化(「水添」とも称する)された芳香族化合物を有するポリイミド樹脂であっても、核水素化されていない芳香族化合物を有するポリイミド樹脂であってもよいが、ゼオライトとの相溶性が良い、言い換えればゼオライトとの接着性が向上する点から、特に電子デバイスに用いる場合には、核水素化された芳香族化合物を有するポリイミド樹脂であることが好ましい。
 核水素化された芳香族化合物を有するポリイミド樹脂の具体例としては、「新訂 最新ポリイミド -基礎と応用-」(日本ポリイミド・芳香族系高分子研究会編、エヌ・ティー・エス(2010))、国際公開第2015/125895号、国際公開第2014/98042号記載、及び特開2016-128555号公報などで挙げられるポリイミド樹脂が該当する。
 ポリイミド樹脂とゼオライトとの相性については、以下のことが考えられる。例えば、(1)ポリイミド樹脂が含有する、イミド結合、並びに未反応由来のカルボニル基、及びアミノ基と、ゼオライト表面のSi-OH基との間で相互作用を発揮することにより、分散剤を用いたような分散機能が生じること、(2)ポリイミド樹脂が含有する、イミド結合の一部が、ゼオライトの構造単位 Composite Building Unit(CBU)に、d6r又はmtwのいずれかから形成されるキャビティに入り込むこと、等が考えられる。よって、ポリイミド樹脂複合材内にゼオライトが均一に分散しやすくなり、脆化や変形等を抑制しながら、良好な画像明瞭性、及び高い透明性を兼ね備えることができる。結果として、長期的に白濁化を防ぐことができ、良好な画像明瞭性や高い透明性も維持することができる。
 なかでも、核水素化された芳香族化合物を有するポリイミド樹脂は、核水素化された芳香族化合物が、芳香族化合物同士のπ-π結合に由来するπ-πスタッキングを阻害することにより、ゼオライトとの相溶性がよくなる。特に、d6r又はmtwを有するゼオライトでは、相溶性がさらによくなっているが、これは、上記の理由に加えて、阻害されたπ-πスタッキング分のスペースを埋めるような役割を、d6r又はmtwというCBUが務めることで、相溶性がさらによくなっていると考えられる。結果として、長期的に白濁化を防ぐことができ、さらに良好な画像明瞭性やさらに高い透明性も維持することができる。
 ポリイミド樹脂の分子量は、樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、特段の制限はないが、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の質量平均分子量(Mw)の値で、通常1000以上、好ましくは3000以上、より好ましくは5000以上である。また、通常200000以下であり、好ましくは180000以下であり、より好ましくは150000以下である。上記範囲内であることで、溶媒に対する溶解性、粘度等が通常の製造設備で扱いやすい傾向となるため、好ましい。
 また、ポリイミド樹脂の数平均分子量(Mn)も、樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、特段の制限はないが、通常500以上、好ましくは1000以上、より好ましくは2500以上である。また通常100000以下、好ましくは90000以下、より好ましくは80000以下である。上記範囲内であることで、溶媒に対する溶解性、粘度などが通常の製造設備で扱いやすい傾向となるため、好ましい。ポリスチレン換算の数平均分子量は、前記質量平均分子量と同様の方法で求めることができる。
 また、ポリイミド樹脂のMwをMnで除した値(Mw/Mn)は、通常1.5以上、好ましくは2以上、より好ましくは2.5以上であり、一方、通常5以下、好ましくは4.5以下、より好ましくは4以下である。上記範囲内であることで、樹脂複合材中のゼオライトの均一性が高くなる点や、平滑性に優れた樹脂複合材の成形体が得られるという点で好ましい。
 ポリイミド樹脂のガラス転移温度(Tg)は、通常80℃以上、好ましくは120℃以上、より好ましくは170℃以上、さらに好ましくは220℃以上であり、特に好ましくは250℃以上である。また、通常700℃以下、好ましくは500℃以下、より好ましくは400℃以下、さらに好ましくは350℃以下であり、特に好ましくは320℃以下である。上記範囲内であることで、樹脂複合材は、脆化や変形等を抑制しながら、良好な画像明瞭性、及び高い透明性を兼ね備えることができる。
 ポリイミド樹脂は、通常、0ppm/Kより大きい平均熱膨張係数を有する材料である。ポリイミド樹脂の平均熱膨張係数は、樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、特段の制限はないが、0℃以上、該樹脂のガラス転移温度以下、の温度範囲中での測定範囲において、通常、0ppm/Kより大きく、好ましくは10ppm/K以上であり、より好ましくは20ppm/K以上であり、さらに好ましくは30ppm/K以上であり、特に好ましくは50ppm/K以上であり、また、通常200ppm/K以下であり、好ましくは150ppm/K以下であり、より好ましくは125ppm/Kであり、さらに好ましくは100ppm/K以下であり、特に好ましくは75ppm/K以下である。上記範囲内であることで、樹脂複合材は、脆化や変形等を抑制しながら、良好な画像明瞭性、及び高い透明性を兼ね備えることができる。また、ゼオライトが少量で済むので、長期的に白濁が少なくすることができる。
 なお、樹脂の平均熱膨張係数は、JIS K7197(2012年)に準拠する方法により、熱機械分析によって測ることが出来る。例えば、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製熱機械分析装置TMA/SS6100を使用して、シート状にした樹脂複合材の伸縮により測定出来る。具体的には、通常60℃と220℃の2点の温度における熱膨張係数の傾きにより求めることができる。ガラス転移温度が220℃以下の場合には、60℃とガラス転移温度での測定値の平均を取ることができる。また、樹脂のガラス転移温度は、熱機械分析により測定した変曲点から求めることができる。
 また、ポリイミド樹脂の製造方法は、樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、特段の制限はなく、公知の方法で製造すればよい。例えば、「新訂 最新ポリイミド -基礎と応用-」(日本ポリイミド・芳香族系高分子研究会編、エヌ・ティー・エス(2010))に記載されている方法で製造することができる。
<1.3.その他の化合物>
 樹脂複合材は、ゼオライト、及びポリイミド樹脂以外に、本発明の効果を著しく損なわない限り、その他の化合物を含んでもよい。例えば、後述するように、樹脂複合材を製造する際に、インクや混練物に、分散剤、表面処理剤、界面活性剤、イミド化促進剤、溶媒等を含んでもよく、これらの残留成分が樹脂複合材中に含まれていてもよい。
<1.4.ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材の特性>
 上述の構成により、従来にない特性を有するゼオライト含有ポリイミド複合材が得られる。具体的には、本発明の別の実施形態であるゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材の第3の態様であり、ゼオライトと、核水素化された芳香族化合物を有するポリイミド樹脂と、を含有するゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材であって、0℃以上前記ポリイミド樹脂のガラス転移温度以下における該複合材の平均熱膨張係数が50ppm/K未満であり、該複合材のリタデーション値が150nm以下であり、該複合材のヘイズ率が5%以下である、ゼオライト含有ポリイミド複合材、又は、第4の態様であり、ゼオライトと、ポリイミド樹脂と、を含有するゼオライト含有ポリイミド複合材であって、0℃以上前記ポリイミド樹脂のガラス転移温度以下における平均熱膨張係数が50ppm/K未満であり、25℃における弾性率が4.5GPa以上であり、かつ、ヘイズ率が5%以下である、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材が得られる。
 0℃以上ポリイミド樹脂のガラス転移温度以下におけるゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材の平均熱膨張係数は、50ppm/K未満とすることができる。好ましくは45ppm/K以下であり、より好ましくは40ppm/K以下であり、さらに好ましくは35ppm/K以下であり、特に好ましくは30ppm/K以下である。また、通常0ppm/K以上であり、好ましくは5ppm/K以上であり、より好ましくは10ppm/K以上であり、さらに好ましくは15ppm/K以上であり、特に好ましくは20ppm/K以上である。なお、樹脂複合材の平均熱膨張係数は、上述の樹脂の平均熱膨張係数と同様の方法で測定できる。
 また、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材のリタデーション値は、150nm以下とすることができる。好ましくは125nm以下であり、より好ましくは100nm以下であり、さらに好ましくは75nm以下であり、特に好ましくは50nm以下である。また、ゼロに近いほど好ましいので、好ましい下限はない。なお、リタデーション値は、位相差フィルム・光学材料検査装置を用いて測定することができる。例えば、大塚電子社製RETS-100を用いて、膜厚10μmの膜に対して、波長460nmの値として算出することができる。
 また、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材のヘイズ率は、D65光に対する値であり、通常5%以下とできる。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下であり、さらに好ましくは2%以下であり、特に好ましくは1%以下である。また、ゼロに近いほど好ましいので、好ましい下限はない。なお、ヘイズ率は、JIS K7136(2000年)、及びJIS K7361-1(1997年)に準拠する方法により測定する。具体的には、ヘイズ計(例えばスガ試験機社製TMダブルビーム自動ヘイズコンピュータHZ-2)で測定することができる。
 樹脂複合材の波長450nmにおける光の透過率は、好ましくは70%以上であり、より好ましくは75%以上であり、さらに好ましくは80%以上であり、特に好ましくは85%以上であり、最も好ましくは90%以上である。100%に近いほど好ましいので、好ましい上限はない。上記範囲内にあることで、良好な画像明瞭性、及び高い透明性を兼ね備えることができる。なお、透過率は、分光光度計(例えば島津製作所社製分光光度計UV-2500PC)で測定することができる。
 樹脂複合材の可視光線透過率は、好ましくは60%以上、より好ましくは65%以上、さらに好ましくは70%以上、特に好ましくは75%以上、最も好ましくは80%以上である。100%に近いほど好ましいので、好ましい上限はない。上記範囲内にあることで、良好な画像明瞭性、及び高い透明性を兼ね備えることができる。なお、可視光線透過率は、分光光度計(例えば島津製作所社製分光光度計UV-2500PC)で測定した値から、JIS R3106(1998年)に定義されている方法により算出することができる。
 樹脂複合材のイエローインデックス(黄色度)値は、好ましくは-20以上であり、より好ましくは-10以上であり、さらに好ましくは-5以上であり、特に好ましくは-3以上であり、最も好ましくは-1以上である。一方、好ましくは20以下であり、より好ましくは10以下であり、さらに好ましくは5以下であり、特に好ましくは3以下であり、最も好ましくは1以下である。上記範囲内にあることで、良好な画像明瞭性、及び高い透明性を兼ね備えることができる。なお、イエローインデックス値は、JIS K7373(2006年)に準拠する方法により測定することができる。具体的には、スガ試験機社製カラーコンピューターSM5を用いて、膜厚10μmの膜に対して算出することができる。
 樹脂複合材の25℃における弾性率(以下、樹脂複合材の貯蔵弾性率を、本願明細書中で単に「弾性率」ということもある。)は特段制限されないが、通常4.0GPa以上であり、4.2GPa以上であることが好ましく、4.5GPa以上であることがより好ましく、4.6GPa以上であることがさらに好ましく、4.7GPa以上であることが特に好ましく、一方で、通常8.0GPa以下であり、7.5GPa以下であることが好ましく、7.0GPa以下であることがより好ましく、6.8GPa以下であることがさらに好ましく、6.5GPa以下であることが特に好ましい。上記範囲にあることで、反り等の変形に対する高い抑制性を持つことが出来る。
 樹脂複合材の貯蔵弾性率は、例えば、JIS K-7244法に記載の動的粘弾性測定法により、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製動的粘弾性装置DMS6100を用いて、測定温度範囲:-100℃から150℃、周波数:1Hz、昇温速度:5℃/分の条件下、両持ち引張モードで測定することができる。
 樹脂複合材における、時間経過に伴う白濁化については、上述のD65光におけるヘイズ率、波長450nmにおける光の透過率、又は可視光線透過率で定量的に数値化できるが、目視により定性的な判断をすることができる。
 また、樹脂複合材における、フレキシブル性については、耐屈曲性試験等で定量的に数値化できるが、手で折り曲げることによる亀裂や筋の数を数えることにより定性的な判断をすることができる。
 <1.5.ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材の製造方法>
 ポリイミド樹脂複合材の製造方法は、樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、特段の制限はなく、加熱溶融状態で成形、射出成型する等の常法が使用できるが、ポリイミドの優れた強度やガスバリア性などを活用するためフィルム状にして使用されることも多い。そこで以下において、フィルム状の複合材を作製するのに特に適し、簡易な方法としてポリイミド樹脂前駆体と、ゼオライトと、溶媒と、を混合してゼオライト含有ポリイミド樹脂前駆体組成物(「インク」とも称する)を作製し、インクを支持体等に塗布した後に加熱乾燥する方法を例として説明する。よって以下に記載されたポリイミド樹脂、分散剤、溶媒等の説明はインクに限るものではなく、複合材に含まれていてもよい。
 ポリイミド樹脂は、多くの溶媒に対し、不溶不融であるために、ポリイミド前駆体である、ポリアミック酸を用いて成形したあと、脱水・環化(イミド化)で、ポリイミド樹脂に転化する。その際、脱水・環化は、加熱もしくは、後述するイミド化促進剤を用いてもよく、ポリイミド樹脂へ転化する加熱温度は、後述する硬化温度に相当する。
 なお、ポリイミド樹脂前駆体とは、テトラカルボン酸2無水物とジアミンとを、原料として、等モルで、重合させた、ポリアミック酸を意味する。なお、ポリアミック酸は、一般的には、インク中で、テトラカルボン酸2無水物とジアミンで重合させた状態のインクをそのまま用いる。
 <1.5.1.インクの構成成分>
 本発明の別の実施形態であるインクは、少なくとも、上述のゼオライトと、ポリイミド樹脂前駆体と、を含有したゼオライト含有ポリイミド樹脂前駆体組成物であり、これらの原料を混合、又は、ポリイミド樹脂前駆体に代えて、ポリイミド樹脂又はポリイミド樹脂前駆体原料(テトラカルボン酸2無水物、及びジアミン)と、溶媒と、を含有した組成物を混合して製造する。
 インク中のゼオライトの含有率は、通常0.1質量%以上、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上、特に好ましくは7質量%以上、最も好ましくは10質量%以上であり、一方、通常80質量%以下、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下、さらに好ましくは50質量%以下、特に好ましくは40質量%以下、最も好ましくは20質量%以下である。上記範囲内であることで、ゼオライトが沈殿等を起こすことがなく、分散状態を長く保ったインクを製造できる。なお、ゼオライトの含有率を算出する際のゼオライトの量は、ゼオライト及び、ゼオライトに含有された物質の合計量である。
 なお、ゼオライトは、インク中に、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 インクに用いられるポリイミド樹脂は、上述の本発明の一実施形態に係る樹脂複合材中のポリイミド樹脂を用いることができ、通常0.5質量%以上、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上、特に好ましくは10質量%以上であり、一方、通常90質量%以下、好ましくは85質量%以下、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは75質量%以下、特に好ましくは70質量%以下である。上記範囲内であることで、樹脂が沈殿等を起こすことがなく、分散状態を長く保ったインクを製造できる。
 なお、ポリイミド樹脂は、インク中に、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 また、ポリイミド樹脂前駆体である、ポリアミック酸を上述のポリイミド樹脂の代わりに混合してもよい。なお、インク中のポリイミド樹脂前駆体の含有率は、ポリイミド樹脂に転化した場合に換算できる上述の樹脂の含有率相当であればよい。
 一般的に、ポリイミド樹脂前駆体である、ポリアミック酸を含有するインクは、テトラカルボン酸2無水物とジアミンとを等モル加えたインクを、加熱で重合することでポリアミック酸をインク中で形成後、そのままインクとして用いる。
 よって、テトラカルボン酸2無水物とジアミンとを、上述のポリイミド樹脂の代わりに混合してもよい。なお、インク中のポリイミド樹脂前駆体原料(テトラカルボン酸2無水物及びジアミン)の含有率は、最終的にポリイミド樹脂に転化した場合に換算できる上述の樹脂の含有率相当であればよい。
 なお、テトラカルボン酸2無水物の具体例としては、樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、特段の制限はないが、「新訂 最新ポリイミド -基礎と応用-」(日本ポリイミド・芳香族系高分子研究会編、エヌ・ティー・エス(2010))、国際公開第2015/125895号、国際公開第2014/98042号記載、及び特開2016-128555号公報などで挙げられるテトラカルボン酸2無水物が該当する。なかでも、核水素化された芳香族化合物を有するテトラカルボン酸2無水物が好ましい。
 また、ジアミンの具体例としては、樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、特段の制限はないが、「新訂 最新ポリイミド -基礎と応用-」(日本ポリイミド・芳香族系高分子研究会編、エヌ・ティー・エス(2010))、国際公開第2015/125895号、国際公開第2014/98042号記載、及び特開2016-128555号公報などで挙げられるジアミンが該当する。
 また、テトラカルボン酸2無水物とジアミンとを等モルを重合してポリアミック酸を形成するための加熱温度としては、該当するポリアミック酸がさらに脱水・環化してポリイミドへ転化する温度未満であることが好ましい。
 溶媒は、樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、特段の制限はないが、例えば、水;ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン又はデカン等の脂肪族炭化水素類;トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はオルトジクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類;メタノール、エタノール、イソプロパノール、2-ブトキシエタノール、1-メトキシ-2-プロパノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン又はシクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル又は乳酸メチル等のエステル類;クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン又はトリクロロエチレン等のハロゲン炭化水素類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、エチルエーテル、テトラヒドロフラン又はジオキサン等のエーテル類;N-メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド又はジメチルアセトアミド等のアミド類;等が挙げられる。
 なかでも、ポリイミド樹脂前駆体の溶解度が高い点で、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はオルトジクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類;クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン又はトリクロロエチレン等のハロゲン炭化水素類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、エチルエーテル、テトラヒドロフラン又はジオキサン等のエーテル類;N-メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド又はジメチルアセトアミド等のアミド類が好ましい。
 特に、核水素化された芳香族化合物を有するポリイミド樹脂前駆体の溶解性が高いという理由で、N-メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド又はジメチルアセトアミド等のアミド類が好ましい。
 また、溶媒は、樹脂複合材中に残留していても、していなくてもよいので、溶媒の含有率や沸点に、特段の制限はない。
 インク中の溶媒の含有率は、通常5質量%以上、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上であり、一方、通常99質量%以下、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下である。上記範囲内であることは、インクが適度な粘度を持ち、乾燥後に適度な厚みを持った樹脂複合材が得られるという点で好ましい。
 なお、溶媒は、インク中に、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 また、インクには、ゼオライト、ポリイミド樹脂又はポリイミド樹脂前駆体又はポリイミド樹脂前駆体原料、及び溶媒以外のその他の化合物を含んでもよく、例えば、分散剤、表面処理剤、界面活性剤、イミド化促進剤等を含んでもよい。これらの分散剤、表面処理剤、界面活性剤、イミド化促進剤は、上述の樹脂複合材中の分散剤、表面処理剤、界面活性剤、イミド化促進剤を用いることができる。
 インクに用いられる、その他の化合物は、インク中に、通常0.001質量%以上、好ましくは0.003質量%以上、より好ましくは0.005質量%以上、さらに好ましくは0.01質量%以上、特に好ましくは0.05質量%以上であり、一方、通常10質量%以下、好ましくは7質量%以下、より好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下、特に好ましくは1質量%以下である。上記範囲内であることで、インク中においても、ゼオライトやポリイミド樹脂又はポリイミド樹脂前駆体が沈殿等を起こすことなく、分散状態を保つことができる。
 分散剤とは、インク中、並びに製造後の樹脂複合材中に、ゼオライトを均一に分散するための化合物を意味する。例えば、メチルハイドロジェンポリシロキサン、ポリメトキシシラン、ジメチルポリシロキサン又はジメチコンPEG-7コハク酸塩等のポリシロキサン化合物及びその塩;シラン化合物等(メチルジメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジクロロフェニルシラン、クロロトリメチルシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリクロロシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン、又は3-カルボキシプロピルトリメチルトリメトキシシラン等)の有機ケイ素化合物;ギ酸、酢酸、酪酸、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、6-ヒドロキシヘキサン酸等のカルボン酸化合物;ラウリルエーテルリン酸又はトリオクチルホスフィン等の有機リン化合物;ジメチルアミン、トリブチルアミン、トリメチルアミン、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン又はポリエチレンイミン等のアミン化合物、カルボン酸アミン化合物、及びリン酸アミン化合物等が挙げられる。なお、カルボン酸アミン化合物とは、カルボキシル基とアミノ基の両方の官能基を有する化合物を、リン酸アミン化合物とは、リン酸基とアミノ基の両方の官能基を有する化合物を意味する。
 なかでも、リン酸アミン化合物の分散剤は、ゼオライトへの親和性が特に高いという理由から好ましい。
 分散剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、後述の表面処理剤や界面活性剤が、分散剤として働いてもよい。なお、分散剤は、樹脂複合材の製造後は、完全に分解されても、一部分解されていても、分解されていなくてもよい。
 ゼオライトの凝集を防ぎ、ゼオライトをインク中、並びに製造後の樹脂複合材中に、均一に分散するために、ゼオライトは表面処理剤で処理されてもよい。
 表面処理剤は、特段の制限はなく、既知のものを用いてよく、上述の分散剤として用いたものや、ポリイミン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素等のバインダー樹脂等を表面処理剤として用いてよい。
 表面処理剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。なお、表面処理剤は、樹脂複合材の製造後は、完全に分解されても、一部分解されていても、分解されていなくてもよい。
 樹脂複合材の製造時に、微小な泡もしくは異物の付着等により樹脂複合材に凹みや乾燥ムラの発生が起こること等を防止する目的で、インクは、界面活性剤を含んでいてもよい。
 界面活性剤は、特段の制限はなく、公知の界面活性剤(カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤)を用いることができる。なかでも、ケイ素系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、又はアセチレングリコール系界面活性剤が好ましい。界面活性剤の具体例としては、ノニオン系界面活性剤としてトリトンX100(ダウケミカル社製)、フッ素系界面活性剤としてはゾニルFS300(デュポン社製)、ケイ素系界面活性剤としてはBYK-310、BYK-320、BYK-345(ビックケミー社製)、アセチレングリコール系界面活性剤としては、サーフィノール104、サーフィノール465(エアープロダクツ社製)、オルフィンEXP4036、又はオルフィンEXP4200(日信化学工業社製)が挙げられる。
 界面活性剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。なお、界面活性剤は、樹脂複合材の製造後は、完全に分解されても、一部分解されていても、分解されていなくてもよい。
 また、界面活性剤により、後述するインクの濡れ性を向上することができる。濡れ性は、実際に基材に塗布する以外に、接触角で評価できる。インクの接触角としては、PET基材に対して、通常45°以下、好ましくは30°以下、さらに好ましくは15°以下である。また、基材一面に広がることが、接触角が検出されないことであるので、特に好ましくは検出されないことである。45°以下であることにより、インクは、あらゆる基材上で塗布できる。なお、接触角は、接触角計で測定することができる。例えば、協和界面科学社製DM-501で測定することができる。
 イミド化促進剤は、ポリイミド樹脂前駆体である、ポリアミック酸からポリイミドへのイミド化が促進されればよいので、該当するポリイミド樹脂複合材中のポリイミド樹脂の製造方法に応じて選択すればよい。例えば、「新訂 最新ポリイミド -基礎と応用-」(日本ポリイミド・芳香族系高分子研究会編、エヌ・ティー・エス(2010))、国際公開第2015/125895号、国際公開第2014/98042号記載、及び特開2016-128555号公報などに記載のイミド化促進剤等が挙げられる。
 イミド化促進剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。なお、イミド化促進剤は、組成物中において、単独で存在していてもよいし、溶媒等とともに錯体を形成していてもよい。また、多量体を形成していてもよい。なお、イミド化促進剤は、樹脂複合材の製造後は、完全に分解されても、一部分解されていても、分解されていなくてもよい。
 インクは、24時間以上安定であることが好ましく、1週間以上安定であることがさらに好ましい。安定であればあるほど、インクの大量合成や長期保存が可能となり、製造コストを安くすることができる。
 なお、インクの安定性は、沈殿物の生成や粘度の変化等で評価することができる。沈殿物の生成は、目視や動的光散乱粒子径測定装置で判断することができる。また、粘度は、回転粘度計法(「物理化学実験のてびき」(足立吟也、石井康敬、吉田郷弘編、化学同人(1993)に記載)により求めることができる。
 上述の通り、樹脂複合材はインクの塗布することにより製造する例を示したが、ポリイミド樹脂複合材の製造方法はこれに限定されない。例えば、溶媒を使用せずに、ポリイミド樹脂又はポリイミド樹脂前駆体と、ゼオライトと、を混練した後に加熱することにより樹脂複合材を製造することもできる。
 混練物に用いられるゼオライトは、樹脂複合材中のゼオライトが用いることができ、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 また、混練物に用いられる樹脂は、樹脂複合材中のポリイミド樹脂が用いることができ、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 また、混練物に用いられるゼオライト、及びポリイミド樹脂以外のその他の化合物を含んでもよい。例えば、上述の分散剤、表面処理剤、界面活性剤、イミド化促進剤等を含んでもよい。その他の化合物は、各々1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 混練物に用いられるゼオライト、ポリイミド樹脂、及びその他の化合物の比率は、混練物から加熱して製造される樹脂複合材が好ましい性能を示す限りにおいて、特段の制限はない。
 但し、樹脂複合材フィルムの成形加工時の粘度調整が容易にできるために、上記の中でも、インクを塗布することによりポリイミド樹脂複合材を製造することが好ましい。
 インク、及び混練物は、特に限定されずに、従来公知の方法で調合することができ、インク、及び混練物の構成成分を混合することで製造することができる。なお、その際、均一性の向上、脱泡等を目的として、ペイントシェーカー、ビーズミル、プラネタリミキサー、攪拌型分散機、ホモジナイザー、自公転攪拌混合機、三本ロール、ニーダー、単軸又は二軸混練機等の一般的な混練装置、及びスターラー等を用いて混合することが好ましい。
 各構成成分の混合順序も、反応や沈殿物が発生する等の特段の問題がない限り、任意であり、インク、及び混練物の構成成分のうち、何れか2成分又は3成分以上を予め混合し、その後に残りの成分を混合してもよいし、一度に全部を混合してもよい。
 <1.5.2.ポリイミド樹脂複合材の成形>
 樹脂複合材を成形する方法は、樹脂の成形に一般に用いられる方法を用いることができる。その際、樹脂複合材の製造に必要な加熱と、成形のための加熱とを同時に行ってもよい。
 例えば、ポリイミド樹脂複合材が熱可塑性を有する場合、樹脂複合材を所望の形状で、例えば、型へ充填することによって、成形することができる。このような成形体の製造法としては、射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法、及び圧縮成形法等を用いることができる。
 樹脂複合材を構成するポリイミド樹脂が、熱可塑性樹脂である場合、成形体の成形は、熱可塑性樹脂の溶融温度以上の温度及び所定の成形速度や圧力の条件で行うことができる。
 溶融温度は、400℃未満であることが好ましく、370℃以下であることがさらに好ましく、340℃以下であることが特に好ましく、一方、80℃以上であることが好ましく、90℃以上であることがより好ましく、100℃以上であることがさらに好ましく、120℃以上であることが特に好ましい。400℃未満であることは、ロールツーロール法のような、フレキシブル基材を用いる製造工程においても対応可能な温度である点で好ましい。また、80℃以上であることは、樹脂が均一に溶融できる点で好ましく、100℃以上であれば、水分の影響を小さくできる点で好ましく、120℃以上であれば、水分の影響をより小さくできる点で好ましい。
 また、ポリイミド樹脂複合材を構成する樹脂が、上述のポリイミド樹脂前駆体組成物の硬化物である、熱硬化性樹脂複合材である場合(樹脂前駆体を用いる場合)、樹脂複合材の成形、すなわち硬化は、それぞれの組成に応じた硬化温度条件で行うことができる。
 硬化温度は、400℃未満であることが好ましく、370℃以下であることがさらに好ましく、340℃以下であることが特に好ましく、一方、0℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがより好ましく、90℃以上であることがさらに好ましく、100℃以上であることが特に好ましく、120℃以上であることが最も好ましい。400℃未満であることは、ロールツーロール法のような、フレキシブル基材を用いる製造工程においても対応可能な温度である点で好ましい。また、80℃以上であることは、ある程度硬化が進行し、樹脂複合材から未反応成分が溶出することが抑えられる点で好ましい、100℃以上であれば、水分の影響を小さくできる点で好ましく、120℃以上であれば、水分の影響をより小さくできる点で好ましい。
 流動性を有する樹脂複合材の場合には、所望の支持体に積層し(積層工程)、次いで熱処理を行うこと(熱処理工程)により、樹脂複合材を成形することができる。なお、所望の支持体は、製造後取り除いてもよい。
 熱処理方法としては、例えば、熱風乾燥、赤外線ヒーターによる乾燥等の公知の乾燥方法が採用できる。なかでも、乾燥速度が速い熱風乾燥が好適である。風乾で乾燥できるのであれば、熱処理方法を省略してもよい。
 熱処理の温度は、400℃未満であることが好ましく、370℃以下であることがさらに好ましく、340℃以下であることが特に好ましく、一方、80℃以上であることが好ましく、90℃以上であることがより好ましく、100℃以上であることがさらに好ましく、120℃以上であることが特に好ましい。400℃未満であることは、ロールツーロール法のような、フレキシブル基材を用いる製造工程においても対応可能な温度である点で好ましい。また、80℃以上であることは、シート中の残存溶媒を除去できる点で好ましく、100℃以上であれば、水分の影響を小さくできる点で好ましく、120℃以上であれば、水分の影響をより小さくできる点で好ましい。
 加熱時間は、特に限定されないが、通常30秒以上、好ましくは1分以上、より好ましくは2分以上、さらに好ましくは3分以上であり、一方、通常24時間以下、好ましくは12時間以下、より好ましくは1時間以下、さらに好ましくは15分以下である。上記の範囲にあることは、ロールツーロール法のような実用的な製造工程に適合できる点で好ましい。
 支持体の材料は、特に限定されないが、基材の材料の好適な例としては、石英、ガラス、サファイア又はチタニア等の無機材料;及びフレキシブル基材が挙げられる。
 フレキシブル基材とは、曲率半径が通常、0.1mm以上であり、10000mm以下の基材である。なお、フレキシブルな電子デバイスを製造する場合は、屈曲性と支持体としての特性を両立するために、曲率半径が0.3mm以上であることが好ましく、1mm以上であることがさらに好ましく、一方で、3000mm以下であることが好ましく、1000mm以下であることがさらに好ましい。なお、曲率半径は、ひずみや割れ等の破壊が現れないところまで曲げた基材を、共焦点顕微鏡(例えば、キーエンス社製形状測定レーザマイクロスコープVK-X200)で求めることができる。
 フレキシブル基材の具体例としては、限定されるわけではないが、エポキシ系樹脂等の上述樹脂;紙又は合成紙等の紙材料;銀、銅、ステンレス、チタン、アルミニウム等の金属箔に、絶縁性を付与するために表面をコート又はラミネートしたもの等の複合材料が挙げられる。
 なお、これらの中でも、フレキシブル基材を使用することができると、ロールツーロール方式による製造が可能となり、生産性が向上する。
 樹脂基材を使用する場合には、ガスバリア性に留意する必要がある。すなわち、基材のガスバリア性が低過ぎると、基材を通過する外気により樹脂複合材が劣化することがあるので望ましくない。このため、樹脂基材を使用する場合には、少なくとも一方の板面に緻密な酸化ケイ素膜等を設ける等の方法により、ガスバリア性を確保するのが望ましい。
 ガラスとしてはソーダガラス、青板ガラス又は無アルカリガラス等が挙げられる。ガラスからの溶出イオンが少ない点で、これらの中でも無アルカリガラスが好ましい。
 支持体の形状に制限はなく、例えば、板状、フィルム状又はシート状等のものを用いることができる。
 また、支持体の膜厚に制限はないが、通常5μm以上、好ましくは20μm以上であり、一方、通常20mm以下、好ましくは10mm以下である。支持体の膜厚が5μm以上であることは、強度が不足する可能性が低くなるために好ましい。支持体の膜厚が20mm以下であることは、コストが抑えられ、かつ重くならないために好ましい。
 支持体の材料がガラスである場合の膜厚は、通常0.01mm以上、好ましくは0.1mm以上であり、一方、通常10mm以下、好ましくは5mm以下である。ガラス基材の膜厚が0.01mm以上であることは、機械的強度が増加し、割れにくくなるために、好ましい。また、ガラス基材の膜厚が5mm以下であることは、重くならないために好ましい。
 なお、ロールツーロール方式とは、ロール状に巻かれたフレキシブルな基材を繰り出して、間欠的、或いは連続的に搬送しながら、巻き取りロールにより巻き取られるまでの間に加工を行う方式である。ロールツーロール方式によれば、kmオーダの長尺基板を一括処理することが可能であるため、シートツーシート方式に比べて量産化に適した生産方式である。
 ロールツーロール方式に用いることのできるロールの大きさは、ロールツーロール方式の製造装置で扱える限り特に限定されないが、ロール芯の外径は、通常5m以下、好ましくは3m以下、より好ましくは1m以下であり、一方、通常1cm以上、好ましくは3cm以上、より好ましくは5cm以上、さらに好ましくは10cm以上、特に好ましくは20cm以上である。これらの径が上記上限以下であるとロールの取り扱い性が高い点で好ましく、上記下限以上であると、以下の各工程で成膜される層が、曲げ応力により破壊される可能性が低くなる点で好ましい。ロールの幅は、通常5cm以上、好ましくは10cm以上、より好ましくは20cm以上であり、一方、通常5m以下、好ましくは3m以下、より好ましくは2m以下である。幅が上記上限以下であるとロールの取り扱い性が高い点で好ましく、上記下限以上であると、樹脂複合材の用途の自由度が高くなるため好ましい。
 なお、必ずしも支持体を用いる必要はなく、熱処理を含む成形方法で成形した固形状の樹脂複合材から、所望の形状に削り出すことによって、成形体を得ることもできる。
 <2.樹脂複合材の用途>
 上述の樹脂複合材の第1の態様は、電子材料デバイスの用途で用いられる。また、第2及び第3の態様は、電子材料デバイスだけでなく、例えば、触媒モジュール、分子篩膜モジュール、光学部材、吸湿部材、食品、建築部材、及び包装部材等の用途で用いることができ、なかでも、電子材料デバイスの構成部材、例えば、基材、ゲッター材フィルム、封止材等に用いることは、樹脂複合材の高い特性を活かせるので、好ましい。
 また、樹脂複合材を含有する材料はフィルムとして用いることができ、フィルム状にすることで、ポリイミド樹脂のガスバリア性等を生かすことができるのみならず、前述の高い透明性やフレキシブル性、画像明瞭性などの点で有利である。フィルム状にして使用する際の樹脂複合材の膜厚は、特段の制限はないが、目的とする用途に合わせて適宜設定すればよいが、通常0.5μmより大きく、好ましくは1μm以上であり、より好ましくは2μm以上であり、さらに好ましくは3μm以上であり、特に好ましくは5μm以上であり、一方、上述の透明性やフレキシブル性、画像明瞭性の観点から、通常5mm以下であり、好ましくは1mm以下であり、より好ましくは0.5mm以下であり、さらに好ましくは0.3mm以下であり、特に好ましくは0.1mm以下である。
 樹脂複合材の膜厚は、非接触式膜厚計や接触式膜厚計等、通常の膜厚計で測定できる。非接触式としては、共焦点顕微鏡(例えば、キーエンス社製形状測定レーザマイクロスコープVK-X200)等が挙げられる。
 以下、電子デバイスとしてのポリイミド樹脂複合材を使用する例を説明する。
 <2.1.電子デバイス>
 電子デバイスは、2個以上の電極を有し、その電極間に流れる電流や生じる電圧を、電気、光、磁気又は化学物質等により制御するデバイス、あるいは、印加した電圧や電流により、光や電場、磁場を発生させる装置である。具体的には、抵抗器、整流器(ダイオード)、スイッチング素子(トランジスタ、サイリスタ)、増幅素子(トランジスタ)、メモリー素子、若しくは化学センサー等、又はこれらの素子を組み合わせ若しくは集積化したデバイスが挙げられる。また、光電流を生じるフォトダイオード若しくはフォトトランジスタ、電界を印加することにより発光する電界発光素子、及び光により起電力を生じる光電変換素子若しくは太陽電池等の光素子も挙げることができる。電子デバイスのより具体的な例は、S.M.Sze著、Physics of Semiconductor Devices、2nd Edition(Wiley Interscience 1981)に記載されているものを挙げることができる。
 なかでも、電子デバイスの好ましい例としては、電界効果トランジスタ(FET)素子、電界発光素子(LED)、光電変換素子又は太陽電池が挙げられる。これらのデバイスで、樹脂複合材の高い特性は、有効に活かすことができる。
 以下、本発明の別の実施形態である、上述の樹脂複合材を構成要素として有する電子デバイス(「樹脂複合材を含有する電子デバイス」とも称する)の例として、電界効果トランジスタ素子、電界発光素子、光電変換素子、及び太陽電池について、以下、詳細に説明する。
 <2.2.電界効果トランジスタ(FET)素子>
 電界効果トランジスタ(FET)素子は、樹脂複合材を構成要素として有している。一実施形態に係る電界効果トランジスタ(FET)素子は、基材上に、半導体層と、絶縁体層と、ソース電極と、ゲート電極と、ドレイン電極とを有する。
 一実施形態において、基材は本発明の一実施形態に係る樹脂複合材を有している。当該樹脂複合材は、平均熱膨張係数が低いので、基材の材料として好ましく用いられる。
 以下、一実施形態に係るFET素子について詳細に説明する。図2は、FET素子の構造例を模式的に表す図である。図2において、11が半導体層、12が絶縁体層、13及び14がソース電極及びドレイン電極、15がゲート電極、16が基材、17がFET素子をそれぞれ示す。図2(A)~(D)にはそれぞれ異なる構造のFET素子が記載されているが、どれもFET素子の構造例を示している。FET素子を構成するこれらの構成部材及びその製造方法について特段の制限はなく、周知技術を用いることができる。例えば、国際公開第2013/180230号又は特開2015-134703号公報等の公知文献に記載の技術を使用することができる。
 なお、本明細書において「半導体」とは、固体状態におけるキャリア移動度の大きさによって定義される。キャリア移動度とは、周知であるように、電荷(電子又は正孔)がどれだけ速く(又は多く)移動されうるかを示す指標となるものである。具体的には、本明細書における「半導体」は、室温におけるキャリア移動度が通常1.0x10-6cm/V・s以上、好ましくは1.0x10-5cm/V・s以上、より好ましくは5.0x10-5cm/V・s以上、さらに好ましくは1.0x10-4cm/V・s以上であることが望ましい。なお、キャリア移動度は、例えば電界効果トランジスタのIV特性の測定等により測定できる。
 <2.2.1.基材>
 FET素子は、通常基材16上に作製する。基材16の材料は、本発明の効果を著しく損なわない限り特に限定されない。基材16の材料の好適な例は、石英、ガラス、サファイア又はチタニア等の無機材料;上述の樹脂複合材の成形体等のフレキシブル基材が挙げられる。
 フレキシブル基材とは、曲率半径が通常、0.1mm以上であり、10000mm以下の基材である。なお、フレキシブルな電子デバイスを製造する場合は、屈曲性と支持体としての特性を両立するために、曲率半径が0.3mm以上であることが好ましく、1mm以上であることがさらに好ましく、一方で、3000mm以下であることが好ましく、1000mm以下であることがさらに好ましい。なお、曲率半径は、ひずみや割れ等の破壊が現れないところまで曲げた基材を、共焦点顕微鏡(例えば、キーエンス社製形状測定レーザマイクロスコープVK-X200)で求めることができる。
 フレキシブル基材の具体例としては、本発明の一実施形態である樹脂複合材が含有されていれば限定されないが、エポキシ系樹脂等の樹脂;紙又は合成紙等の紙材料;銀、銅、ステンレス、チタン又はアルミニウム等の金属箔に、絶縁性を付与するために表面をコート又はラミネートしたもの等の複合材料;上述の樹脂複合材の成形体が挙げられる。
 なお、樹脂複合材の成形体は、フレキシブル基材であれば、ロールツーロール法等の製造上好ましいが、フレキシブル基材でなくても、基材16として用いることができる。
 さらに、基材16に処理を施すことにより、FETの特性を向上させることができる。これは、基材16の親水性/疎水性を調整することにより、成膜される半導体層11の膜質を向上させること、特に基材13と半導体層11との界面部分の特性を改良することによるものと推定される。このような基材処理としては、ヘキサメチルジシラザン、シクロヘキセン、オクタデシルトリクロロシラン等を用いた疎水化処理;塩酸、硫酸、及び酢酸等の酸を用いた酸処理;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、及びアンモニア等を用いたアルカリ処理;オゾン処理;フッ素化処理;酸素やアルゴン等を用いたプラズマ処理;ラングミュアブロジェット膜の形成処理;その他の絶縁体又は半導体の薄膜の形成処理等が挙げられる。
 <2.3.電界発光素子(LED)>
 電界発光素子(LED)は、樹脂複合材を含有する構成要素を有している。電界発光素子は、電界を印加することにより、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子との再結合エネルギーによって蛍光性物質が発光する原理を利用した自発光素子である。
 以下に、電界発光素子について、図面を参照しながら説明する。図3は、電界発光素子の一実施形態を模式的に示す断面図である。図3において、符号31は基材、32は陽極、33は正孔注入層、34は正孔輸送層、35は発光層、36は電子輸送層、37は電子注入層、38は陰極、39は電界発光素子を示している。なお、電界発光素子がこれらの構成部材を全て有する必要はなく、必要な構成部材を任意に選択することができる。例えば、必ずしも、正孔注入層33、正孔輸送層34、電子輸送層36、及び電子注入層37を設ける必要はない。電界発光素子を構成するこれらの構成部材及びその製造方法について特段の制限はなく、周知技術を用いることができる。例えば、国際公開第2013/180230号又は特開2015-134703号公報等の公知文献に記載の技術を使用することができる。
 一実施形態において、基材31は、樹脂複合材を有している。樹脂複合材は、その特性ゆえ、基材31の材料として好ましく用いられる。
 <2.3.1.基材(31)>
 基材31は、電界発光素子39の支持体となるものであり、その材料は、本発明の効果を著しく損なわない限り特に限定されない。基材31の材料の好適な例としては、石英、ガラス、サファイア又はチタニア等の無機材料;上述の樹脂複合材の成形体等のフレキシブル基材が挙げられる。
 フレキシブル基材の具体例としては、本発明の一実施形態である樹脂複合材が含有されていれば限定されないが、エポキシ系樹脂等の樹脂;紙又は合成紙等の紙材料;銀、銅、ステンレス、チタン、アルミニウム等の金属箔に、絶縁性を付与するために表面をコート又はラミネートしたもの等の複合材料;樹脂複合材の成形体が挙げられる。
 なお、樹脂複合材の成形体は、フレキシブル基材であれば、ロールツーロール法等の製造上好ましいが、フレキシブル基材でなくとも、基材31として用いることができる。
 樹脂基材を使用する場合には、ガスバリア性に留意する必要がある。すなわち、基材のガスバリア性が低過ぎると、基材を通過する外気により電界発光素子が劣化することがあるので望ましくない。このため、樹脂基材を使用する場合には、少なくとも一方の板面に緻密な酸化ケイ素膜や樹脂複合材等を設ける等の方法により、ガスバリア性を確保するのが望ましい。
 ガラスとしてはソーダガラス、青板ガラス又は無アルカリガラス等が挙げられる。ガラスからの溶出イオンが少ない点で、これらの中でも無アルカリガラスが好ましい。
 基材31の形状に制限はなく、例えば、板状、フィルム状又はシート状等のものを用いることができる。
 また、基材31の膜厚に制限はないが、通常5μm以上、好ましくは20μm以上であり、一方、通常20mm以下、好ましくは10mm以下である。基材の膜厚が5μm以上であることは、電界発光素子の強度が不足する可能性が低くなるために好ましい。基材の膜厚が20mm以下であることは、コストが抑えられ、かつ質量が重くならないために好ましい。
 基材31の材料がガラスである場合の膜厚は、通常0.01mm以上、好ましくは0.1mm以上であり、一方、通常1cm以下、好ましくは0.5cm以下である。ガラス基材31の膜厚が0.01mm以上であることは、機械的強度が増加し、割れにくくなるために、好ましい。また、ガラス基材31の膜厚が0.5cm以下であることは、質量が重くならないために好ましい。
 なお、図3は、電界発光素子の一実施形態を示すものにすぎず、電界発光素子が図示された構成に限定されるわけではない。例えば、図3とは、逆の積層構造とすること、すなわち、基板31上に陰極38、電子注入層37、電子輸送層36、発光層35、正孔輸送層34、正孔注入層33及び陽極32をこの順に積層することも可能である。
 電界発光素子の構成は特に限定されず、単一の素子であっても、アレイ状に配置された構造からなる素子であっても、陽極と陰極とがX-Yマトリックス状に配置された構造の素子であってもよい。
 <2.4.光電変換素子>
 光電変換素子は、樹脂複合材を含有する構成要素を有している。一実施形態に係る光電変換素子は、少なくとも一対の電極と、該電極間に存在する活性層と、を有する。また、一実施形態に係る光電変換素子は、基材、電子取り出し層、及び正孔取り出し層を含むその他の構成要素を有していてもよい。
 図4は、光電変換素子の一実施形態を模式的に表す断面図である。図4に示される光電変換素子は、一般的な薄膜太陽電池に用いられる光電変換素子であるが、光電変換素子が、図4に示されるものに限られるわけではない。一実施形態に係る光電変換素子57は、基材56、カソード(電極)51、電子取り出し層(バッファ層)52、活性層53、正孔取り出し層(バッファ層)54及びアノード(電極)55がこの順に形成された層構造を有する。なお、必ずしも電子取り出し層52及び正孔取り出し層54を設ける必要はない。光電変換素子を構成するこれらの構成部材及びその製造方法について特段の制限はなく、周知技術を用いることができる。例えば、国際公開第2013/180230号又は特開2015-134703号公報等の公知文献に記載の技術を使用することができる。
 一実施形態に係る光電変換素子においては、基材56が、樹脂複合材を有している。樹脂複合材は、その特性ゆえに、基材56の材料として好ましく用いられる。
 <2.4.1.基材(56)>
 光電変換素子57は、通常は支持体となる基材56を有する。
 基材56の材料は、本発明の効果を著しく損なわない限り特に限定されない。基材56の材料の好適な例としては、石英、ガラス、サファイア又はチタニア等の無機材料;及び樹脂複合材の成形体等のフレキシブル基材が挙げられる。
 フレキシブル基材の具体例としては、本発明の一実施形態である樹脂複合材が含有されていれば限定されないが、エポキシ系樹脂等の樹脂;紙又は合成紙等の紙材料;銀、銅、ステンレス、チタン又はアルミニウム等の金属箔に、絶縁性を付与するために表面をコート又はラミネートしたもの等の複合材料;上述の樹脂複合材の成形体が挙げられる。
 なお、樹脂複合材の成形体は、フレキシブル基材であれば、ロールツーロール法等の製造上好ましいが、フレキシブル基材でなくても、基材56として用いることができる。
 樹脂基材を使用する場合には、ガスバリア性に留意する必要がある。すなわち、基材のガスバリア性が低過ぎると、基材を通過する外気により活性層が劣化することがあるので望ましくない。このため、樹脂基材を使用する場合には、少なくとも一方の板面に緻密な酸化ケイ素膜や樹脂複合材等を設ける等の方法により、ガスバリア性を確保するのが望ましい。
 ガラスとしてはソーダガラス、青板ガラス又は無アルカリガラス等が挙げられる。ガラスからの溶出イオンが少ない点で、これらの中でも無アルカリガラスが好ましい。
 基材56の形状に制限はなく、例えば、板状、フィルム状又はシート状等のものを用いることができる。
 また、基材56の膜厚に制限はないが、通常5μm以上、好ましくは20μm以上であり、一方、通常20mm以下、好ましくは10mm以下である。基材56の膜厚が5μm以上であることは、光電変換素子の強度が不足する可能性が低くなるために好ましい。基材56の膜厚が20mm以下であることは、コストが抑えられ、かつ質量が重くならないために好ましい。
 基材56の材料がガラスである場合の膜厚は、通常0.01mm以上、好ましくは0.1mm以上であり、一方、通常1cm以下、好ましくは0.5cm以下である。ガラス基材31の膜厚が0.01mm以上であることは、機械的強度が増加し、割れにくくなるために、好ましい。また、ガラス基材56の膜厚が0.5cm以下であることは、質量が重くならないために好ましい。
 <2.5.太陽電池>
 光電変換素子57は、太陽電池、なかでも薄膜太陽電池の太陽電池素子として使用されることが好ましい。図5は、本発明の一実施形態に係る太陽電池である薄膜太陽電池の構成を模式的に表す断面図である。図5に表すように、本実施形態に係る薄膜太陽電池111は、耐候性保護フィルム101と、紫外線カットフィルム102と、ガスバリアフィルム103と、ゲッター材フィルム104と、封止材105と、太陽電池素子106と、封止材107と、ゲッター材フィルム108と、ガスバリアフィルム109と、バックシート110と、をこの順に備える。本実施形態に係る薄膜太陽電池111は、太陽電池素子106として、光電変換素子を有している。そして、耐候性保護フィルム101が形成された側(図5中下方)から光が照射されて、太陽電池素子106が発電するようになっている。なお、薄膜太陽電池111は、これらの構成部材を全て有する必要はなく、必要な構成部材を任意に選択することができる。
 薄膜太陽電池を構成するこれらの構成部材及びその製造方法について特段の制限はなく、周知技術を用いることができる。例えば、国際公開第2013/180230号又は特開2015-134703号公報等の公知文献に記載の技術を使用することができる。
 また、耐候性保護フィルム、バックシート、紫外線カットフィルム、ガスバリアフィルム、ゲッター材フィルム、及び封止材は、電界効果トランジスタ素子(FET)、及び電界発光素子(LED)等の上述の電子デバイスにも用いることができる。
 本実施形態の薄膜太陽電池111の製造方法には、制限は無いが、例えば、図6の形態の太陽電池製造方法としては、図5に示される積層体を作製した後に、ラミネート封止工程を行う方法が挙げられる。本実施形態の太陽電池素子106は、耐熱性に優れるため、ラミネート封止工程による劣化が低減される点で好ましい。
 図5に示される積層体の作製は、周知の技術を用いて行うことができる。ラミネート封止工程の方法は、本発明の効果を損なわなければ特に制限はないが、例えば、ウェットラミネート、ドライラミネート、ホットメルトラミネート、押出しラミネート、共押出成型ラミネート、押出コーティング、光硬化接着剤によるラミネート、サーマルラミネート等が挙げられる。なかでも有機電界発光素子の封止で実績のある光硬化接着剤によるラミネート法、太陽電池で実績のあるホットメルトラミネート又はサーマルラミネートが好ましく、さらに、ホットメルトラミネート又はサーマルラミネートがシート状の封止材を使用できる点でより好ましい。
 ラミネート封止工程の加熱温度は、通常130℃以上、好ましくは140℃以上であり、通常180℃以下、好ましくは170℃以下である。ラミネート封止工程の加熱時間は、通常10分以上、好ましくは20分以上であり、通常100分以下、好ましくは90分以下である。ラミネート封止工程の圧力は、通常0.001MPa以上、好ましくは0.01MPa以上であり、通常0.2MPa以下、好ましくは0.1MPa以下である。圧力をこの範囲とすることで封止を確実に行い、かつ、端部からの封止材105、107のはみ出しや過加圧による膜厚低減を抑え、寸法安定性を確保しうる。なお、2個以上の太陽電池素子106を直列又は並列接続したものも上記と同様にして、製造することができる。
 太陽電池、特には上述した薄膜太陽電池111の用途に制限はなく、任意の用途に用いることができる。例えば、一実施形態に係る太陽電池は、建材用太陽電池、自動車用太陽電池、インテリア用太陽電池、鉄道用太陽電池、船舶用太陽電池、飛行機用太陽電池、宇宙機用太陽電池、家電用太陽電池、携帯電話用太陽電池又は玩具用太陽電池として用いることができる。
 <2.6.太陽電池モジュール>
 太陽電池、特には上述した薄膜太陽電池111は、そのまま用いてもよいし、太陽電池モジュールの構成要素として用いられてもよい。例えば、図6に示すように、太陽電池、特には上述した薄膜太陽電池111を基材112上に備える太陽電池モジュール113を作製し、この太陽電池モジュール113を使用場所に設置して用いることができる。
 基材112としては、周知技術を用いることができ、例えば、基材112の材料としては、国際公開第2013/180230号又は特開2015-134703号公報等に記載の材料を用いることができる。また、基材112に、ポリイミド樹脂複合材を用いてもよい。例えば、基材112として建材用板材を使用する場合、この板材の表面に薄膜太陽電池111を設けることにより、太陽電池モジュール113として、建物の外壁用太陽電池パネルを作製することができる。
 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例により制限されるものではない。なお、後述の実施例において得られたゼオライト、及びフィルムの評価は、下記の方法により行った。
 <ゼオライトの評価>
 (ゼオライトの平均一次粒径)
 JEOL社製オートファインコーターJFC-1600にて、ゼオライト-白金ターゲット間距離30mmとし、60秒間のスパッタリングにより、ゼオライト試料表面の白金厚みが約9nmになるように蒸着させてから、SEMによる観察を行った。SEMにおける作動距離は10~11mmとし、加速電圧10kV、スポットサイズは30mmとした。平均一次粒子径は、JEOL社製走査電子顕微鏡JSM-6010LVによる粒子の観察において、任意に選択した30個の一次粒子について粒子径を測定し、その一次粒子の粒子径を平均して求めた。なお、粒子径は、粒子の投影面積と等しい面積を持つ、円の直径(円相当径)とした。
 (ゼオライトの平均熱膨張係数)
 BRUKER社製X線回折装置D8ADVANCEとX線回折解析ソフトJADEを用いて格子定数を算出することで、ゼオライトの60~220℃における平均熱膨張係数を測定した。
 <フィルムの評価>
 (フィルムの平均熱膨張係数)
 温度範囲60℃~220℃の平均熱膨張係数(CTE)を、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製熱機械分析装置TMA/SS6100を使用して測定した。なお、サンプル形状は幅4mm、チャック間距離20mmとし、昇温速度10℃/minで昇温させた。
 (フィルムのリタデーション値)
 フィルムのリタデーション値(Rth)は、大塚電子社製位相差フィルム・光学材料検査装置RETS-100を用いて、膜厚10μmの膜に対しての、波長460nmの値として算出した。
 (フィルムのヘイズ率)
 フィルムのヘイズ率は、スガ試験機社製TMダブルビーム自動ヘイズコンピュータHZ-2を用いて測定した。今回用いたヘイズ率は、D65光に対する値である。
 (フィルムの貯蔵弾性率)
 樹脂複合材フィルムの各温度における貯蔵弾性率を、JIS K-7244法に記載の動的粘弾性測定法により、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製動的粘弾性装置DMS6100を用いて、両持ち引張モードで測定した(測定温度範囲:-100℃から150℃、周波数:1Hz、昇温速度:5℃/分)。表1に示す弾性率は、測定温度25℃における弾性率である。
 <ゼオライトの合成方法>
 (合成例1:ゼオライトC1の合成方法)
 容器内に、キシダ化学社製水酸化ナトリウム、構造規定剤(SDA)として、セイケム社製N,N,N-トリメチル-1-アダマンタアンモニウム水酸化物(TMAdaOH)、アルドリッチ社製水酸化アルミニウム、日揮触媒化成社製Cataloid SI-30を順次加えた。得られた混合物の組成は、1.0SiO/0.033Al/0.1NaOH/0.06KOH/0.07TMAdaOH/20HOであった。その後、種結晶として、SiOに対して2質量%のCHA型ゼオライトを混合物に加えて、よく混合した後、得られた混合物を耐圧容器に入れ、160℃のオーブン中で、15rpmで回転させながら、48時間水熱合成を行った。吸引濾過、洗浄した後に、乾燥することで、CHA型ゼオライト(as-made)である、ゼオライトC1を得た。
 得られたゼオライトC1をSEM観察したところ、平均一次粒子径は、1000nmであった。また、ゼオライトC1の60~220℃における平均熱膨張係数を測定した結果、ゼオライトC1の平均熱膨張係数は-10ppm/Kであった。
 (合成例2:ゼオライトC2の合成方法)
 容器内に、水、キシダ化学社製水酸化カリウム、触媒化成工業社製FAU型ゼオライトUSY7を順次加えた。得られた混合物の組成は、1.0SiO2/0.143Al2O3/0.582KOH/36.2H2Oであった。よく混合した後、得られた混合物を耐圧容器に入れ、100℃のオーブン中で、静置させておいて、7日間水熱合成を行った。吸引濾過、洗浄した後に、乾燥することで、CHA型ゼオライトである、ゼオライトC2を得た。
 得られたゼオライトC2をSEM観察したところ、平均一次粒子径は、200nmであった。また、ゼオライトC2の60~220℃における平均熱膨張係数を測定した結果、ゼオライトC2の平均熱膨張係数は-10ppm/Kであった。
 (合成例3:ゼオライトT1の合成方法)
 Chemical Engineering Journal、 230、380、2013を参考にして、以下の合成を行った。容器内に、水、キシダ化学社製水酸化ナトリウム、キシダ化学社製水酸化カリウム、構造規定剤(SDA)として、セイケム社製テトラメチルアンモニウム水酸化物(TMAOH)、浅田化学工業社製アルミン酸ソーダ(酸化アルミニウム20.13%、酸化ナトリウム18.9%)、アルドリッチ社製 AS-40コロイダルシリカを順次加えた。得られた混合物の組成は、1.0SiO/0.025Al/0.3NaOH/0.3KOH/0.06TMAOH/10HOであった。良く混合した後、得られた混合物を耐圧容器に入れ、130℃のオーブン中で、15rpmで回転させながら、5日間水熱合成を行った。吸引濾過、洗浄した後に、乾燥することで、OFF型とERI型の連晶である、Linde T型ゼオライト(as―made)を得た。この粉末を600℃、6時間、空気流通下で焼成することにより、ゼオライトT1を得た。
 得られたゼオライトT1をSEM観察したところ、平均一次粒子径は、300nmであった。また、ゼオライトT1の60~220℃における平均熱膨張係数を測定した結果、ゼオライトT1の平均熱膨張係数は-12ppm/Kであった。
 (合成例4:アルミノフォスフェートA1の合成方法)
 容器内で、キシダ化学社製85%リン酸69gと水130gを混合した。これに、擬ベーマイト(75% Al2O3)40.8gを加えて撹拌させた。2時間撹拌後、トリエチルアミン27.3gと水120gの混合物を加えて、さらに1時間撹拌させた。良く混合した後、得られた混合物を耐圧容器に入れ、190℃のオーブンで、15rpmで回転させながら、12時間水熱合成を行った。吸引濾過、洗浄した後に、乾燥することで、APC型アルミノフォスフェートを得た。得られたAPC型アルミノフォスフェートを600℃、6時間、空気流通下で焼成することにより、アルミノフォスフェートA1を得た。
 (合成例5:シリカライト1の合成方法)
 容器内に、水、構造規定剤(SDA)として、セイケム社製テトラプロピルアンモニウム水酸化物(TPAOH)、日産化学社製スノーテックス-40コロイダルシリカを順次加えた。得られた混合物の組成は、1.0SiO/0.4TPAOH/11.8HOであった。良く混合した後、得られた混合物を耐圧容器に入れ、100℃のオーブン中で、15rpmで回転させながら、20時間水熱合成を行った。吸引濾過、洗浄した後に、乾燥することで、MFI型の結晶を持つ、シリカライト―1型ゼオライトを得た。得られたシリカライト-1型ゼオライトを600℃、6時間、空気流通下で焼成することにより、シリカライト1を得た。
 (合成例6:ゼオライトR1の合成方法)
 容器内で、クラウンエーテル(18-クラウンー6)0.93gを水6.3gに溶解させ、これにキシダ化学社製水酸化ナトリウム0.45g、70%アルミン酸ソーダ1.74g、キシダ化学社製水酸化セシウム1水和物0.71gを加えて、80℃3h加熱撹拌させた。これに日産化学社製スノーテックス-40コロイダルシリカ10.5gを加えて、良く混合した後、室温で1日放置した。得られた混合物を耐圧容器に入れ、110℃96時間静置で水熱合成し、ろ過、水洗して、RHO型ゼオライトを得た。得られたRHO型を600℃、6時間、空気流通下で焼成することによりゼオライトR1を得た。
 <樹脂組成物の製造方法>
 (樹脂組成物製造例1:ポリイミド前駆体含有組成物M1の製造方法)
 窒素ガス導入管、冷却器、攪拌機を備えた4つ口フラスコに、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物 311g(1.06mol)、3,3’,4,4’-ビシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物 324g(1.06mol)2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン 340g(1.06mol)、4,4’-ビス(ジアミノジフェニル)スルホン 263g(1.06mol)、N-メチルピロリドン 2890gを加え、80℃で8時間加熱撹拌することで、ポリイミド前駆体を30質量%含むポリイミド前駆体含有組成物M1を得た。該ポリイミド前駆体は、核水素化(水添)された芳香族化合物を有する。
 <実施例1:ポリイミド前駆体含有組成物M1を使用した樹脂複合材フィルムの製造>
 (比較例1-1:ポリイミド樹脂フィルム1の製造方法)
 ポリイミド前駆体含有組成物M1を、N-メチルピロリドンで希釈し、ポリイミド前駆体が20質量%となるように調整した。得られたインクをアルカリガラス(コーニング社製)上に、テスター産業社製アプリケーターを用いて塗布し、330℃で30分間、乾燥・焼成を行うことで、ポリイミド樹脂フィルム1を得た。東洋精機製作所社製THICKNESS METER B-1により膜厚を測定した結果、フィルムの膜厚は、10μmであった。なお、フィルムの平均熱膨張係数を測定した時の変曲点から求めた、ポリイミド樹脂フィルム1のガラス転移温度(Tg)は、320℃であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数、リタデーション値、ヘイズ率、及び弾性率を表1に示す。
 (実施例1-1:ポリイミド樹脂複合材フィルム1の製造方法)
N-メチルピロリドンに、ゼオライトC1を加え、アシザワ・ファインテック社製ラボスターミニで、ビーズミルすることによって、ゼオライトC1の含有量が、4質量%であるゼオライト分散液D1を得た。
 次に、得られたゼオライト分散液D1約20gを、日立工機製日立微量高速遠心機CF15RNを用いて5000rpmで、30分間遠心分離し、上澄みを取ることで、遠心分離後のゼオライト分散液を得た。遠心分離後のゼオライト分散液中のゼオライト量は、2.5質量%であった。また、動的光散乱式粒子径分布測定装置(マイクロトラック・ベル社Nanotrac WaveII-EX150)で測定したD50値は、35nmであった。
 次に、得られた遠心分離後のゼオライト分散液19.2gと4gのポリイミド前駆体含有組成物M1とを混合し、撹拌子で撹拌することで、ゼオライトとポリイミド前駆体含有組成物M1とを混合したインクを得た。得られたインクを、テスター産業社製アプリケーターによって塗布し、330℃で30分間、乾燥・焼成を行うことでポリイミド樹脂複合材フィルム1を得た。なお、フィルムの膜厚は、19μmであり、得られたフィルム中のゼオライトの含有量は、フィルム質量に対して28.6質量%であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数、リタデーション値、ヘイズ率、及び弾性率を表1に示す。
 (実施例1-2:ポリイミド樹脂複合材フィルム2の製造方法)
 ゼオライト分散液D1 4.8g と、ポリイミド前駆体含有組成物M1 4g を混合した以外は、実施例1と同様にして、ポリイミド樹脂複合材フィルム2を得た。フィルムの膜厚は6μmであり、得られたフィルム中のゼオライトの含有量は、フィルム質量に対して9.1質量%であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数、リタデーション値、ヘイズ率、及び弾性率を表1に示す。
 (実施例2-1:ポリイミド樹脂複合材フィルム3の製造方法)
 ゼオライトC1の代わりにゼオライトC2を用いる以外は実施例1-1と同様にして、ポリイミド樹脂複合材フィルム3を得た。フィルムの膜厚は21μmであり、得られたフィルム内のゼオライトの含有量は、フィルム質量に対して28.6質量%であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数、リタデーション値、ヘイズ率、及び弾性率を表1に示す。
 (実施例2-2:ポリイミド樹脂複合材フィルム4の製造方法)
 ゼオライトC1の代わりにゼオライトC2を用いる以外は実施例1-2と同様にして、ポリイミド樹脂複合材フィルム4を得た。フィルムの膜厚は21μmであり、得られたフィルム内のゼオライトの含有量は、フィルム質量に対して9.1質量%であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数、リタデーション値、ヘイズ率、および弾性率を表1に示す。
 (実施例3-1:ポリイミド樹脂複合材フィルム5の製造方法)
 ゼオライトT1を0.24g、ポリイミド前駆体0.6g、NMP2.4g、となるよう混合し、撹拌子で撹拌することでインクを得た。得られたインクを、テスター産業社製アプリケーターによって塗布し、330℃で30分間、乾燥・焼成を行うことでポリイミド樹脂複合材フィルム1を得た。なお、フィルムの膜厚は、44μmであり、得られたフィルム中のゼオライトの含有量は、フィルム質量に対して28.6質量%であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数、及びヘイズ率を表1に示す。
 (実施例3-2:ポリイミド樹脂複合材フィルム6の製造方法)
 ゼオライトT1を0.06g、ポリイミド前駆体0.6g、NMP2.4g、となるよう混合し、撹拌子で撹拌することでインクを得た。得られたインクを、テスター産業社製アプリケーターによって塗布し、330℃で30分間、乾燥・焼成を行うことでポリイミド樹脂複合材フィルム6を得た。なお、フィルムの膜厚は、21μmであり、得られたフィルム中のゼオライトの含有量は、フィルム質量に対して9.1質量%であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数、リタデーション値、及びヘイズ率を表1に示す。
(実施例4-1:ポリイミド樹脂複合材フィルム7の製造方法)
 ゼオライトT1の代わりに、触媒化成工業社製FAU型ゼオライトHY(5)(シリカ/アルミナモル比=40)を用いた以外は、実施例3-2と同様の方法によりポリイミド樹脂複合材フィルム7を作製した。得られたフィルム中のゼオライトの含有量は、フィルム質量に対して9.1質量%であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数、及びヘイズ率を表1に示す。
 (実施例5-1:ポリイミド樹脂複合材フィルム8の製造方法)
 ゼオライトT1の代わりに、東ソー社製プロトン型BEA型ゼオライト HSZ-940HOA(シリカ/アルミナモル比=40)を用いた以外は、実施例3-2と同様の方法によりポリイミド樹脂複合材フィルム8を作製した。得られたフィルム中のゼオライトの含有量は、フィルム質量に対して9.1質量%であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数を表1に示す。
 (比較例1-2:ポリイミド樹脂複合材フィルム9の製造方法)
 ゼオライトT1の代わりに、アドマテックス社製シリカ SC2500-SQ(平均一次粒子径200nm)を用いた以外は、実施例1-1と同様の方法によりポリイミド樹脂複合材フィルム9を作製した。なお、フィルムの膜厚は、18μmであり、得られたフィルム中のゼオライトの含有量は、フィルム質量に対して9.1質量%であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数、ヘイズ率、及び弾性率を表1に示す。
 (比較例1-3:ポリイミド樹脂複合材フィルム10の製造方法)
 ゼオライトC1の代わりに、負膨張材であるフルウチ株式会社製タングステン酸ジルコニウム ファインZWO-01を用いた以外は、実施例1-1と同様の方法によりポリイミド樹脂複合材フィルム10を作製した。得られたフィルム中のゼオライトの含有量は、フィルム質量に対して9.1質量%であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数、リタデーション値、ヘイズ率、及び弾性率を表1に示す。
 (比較例1-4:ポリイミド樹脂複合材フィルム11の製造方法)
 ゼオライトT1の代わりに、ゼオライトA1を用いた以外は、実施例3-1と同様の方法によりポリイミド樹脂複合材フィルム11を作製した。得られたフィルム中のゼオライトの含有量は、フィルム質量に対して9.1質量%であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数を表1に示す。
 (比較例1-5:ポリイミド樹脂複合材フィルム12の製造方法)
 ゼオライトT1の代わりに、シリカライト1を用いた以外は、実施例3-1と同様の方法によりポリイミド樹脂複合材フィルム12を作製した。得られたフィルム中のゼオライトの含有量は、フィルム質量に対して9.1質量%であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数、リタデーション値、ヘイズ率、及び弾性率を表1に示す。
 (比較例1-6:ポリイミド樹脂複合材フィルム13の製造方法)
 ゼオライトT1の代わりに、中村超硬社製ZeoalZ4A-005(平均一次粒子径50nm、LTA型ゼオライト)を用いた以外は、実施例3-1と同様の方法によりポリイミド樹脂複合材フィルム13を作製した。得られたフィルム中のゼオライトの含有量は、フィルム質量に対して9.1質量%であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数を表1に示す。
 (比較例1-7:ポリイミド樹脂複合材フィルム14の製造方法)
 ゼオライトT1の代わりに、ゼオライトR1を用いた以外は、実施例3-1と同様の方法によりポリイミド樹脂複合材フィルム14を作製した。得られたフィルム中のゼオライトの含有量は、フィルム質量に対して9.1質量%であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数を表1に示す。
 (樹脂組成物製造例2:非水添ポリイミド前駆体含有組成物M2の製造方法)
 窒素ガス導入管、冷却器、攪拌機を備えた4つ口フラスコに、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物 635g(2.16mol)、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル 445g(2.22mol)、N,N-ジメチルアセトアミド 3240gを加え、80℃で6時間加熱撹拌することで、ポリイミド前駆体を25質量%含むポリイミド前駆体含有組成物M2を得た。該ポリイミド前駆体は、核水素化(水添)された芳香族化合物を有さない。
(比較例1-8:ポリイミド樹脂フィルム2の製造方法)
 ポリイミド前駆体含有組成物M1の代わりに、M2を用いた以外は、比較例1-1と同様の方法によりポリイミド樹脂フィルム2を作製した。得られたフィルムの平均熱膨張係数を表1に示す。
(実施例6-1:ポリイミド樹脂複合材フィルム15の製造方法)
ゼオライトC1とポリイミド前駆体含有物M2を使う以外は実施例1-1と同様にして、ポリイミド樹脂複合材フィルム15を得た。得られたフィルム中のゼオライトの含有量は、フィルム質量に対して9.1質量%であった。得られたフィルムの平均熱膨張係数を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1において、本発明の実施形態に係るゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材は、該樹脂複合材の平均熱膨張係数が、50ppm未満であり、該樹脂複合材のリタデーション値は、150nm以下で、かつポリイミド樹脂並みに低く、該樹脂複合材のヘイズ率は、5%以下で、ポリイミド樹脂並みに低いことがわかる。
 一般的な無機フィラーであるシリカや、負の熱膨張係数を有するフィラーであるタングステン酸ジルコニウムを含有するポリイミド樹脂複合材に比べ、本発明の実施形態に係るゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材は平均熱膨張係数の低下量が大きい。正の熱膨張係数を有するシリカと、負の熱膨張係数を有するタングステン酸ジルコニウムをそれぞれ含むポリイミド樹脂複合材の平均熱膨張係数が同じであり、フィラーそのものの平均熱膨張係数が樹脂複合材の平均熱膨張係数を決定づけるものではない。
 特定のゼオライトを含有するポリイミド樹脂複合材は平均熱膨張係数が大きく低下している。d6rを含むゼオライト(CHA、ERI)、及び/又はmtwを含むゼオライト(BEA)を含有するポリイミド樹脂複合体の平均熱膨張係数は、これらを含まないゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材と比べて大きく、これらのCBUを含んでいるために平均熱膨張係数がより小さくなったと推測される。
 ゼオライト9.1質量%含有時による平均熱膨張係数の減少率は、非水添のポリイミドを用いた際の12.0%に比べて、水添ポリイミドを用いた際は14.0%であり、水添ポリイミドの方が、効果がより顕著にみられた。この原因は定かではないが、水添することで樹脂同士のπ-πスタックが弱るとともに、ゼオライトとの間の相互作用が強まった結果だと考えられる。
 以上の結果より、本発明の一実施形態に係るゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材により、反り等の変形に対する高い抑制性、良好な画像明瞭性、及び高い透明性を全て兼ね備えた、電子デバイス等の部材に相応しいゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材を安価に提供することができることがわかる。
 本発明の一実施形態に係るポリイミド樹脂複合材により、反り等の変形に対する高い抑制性、高い画像明瞭性、及び高い透明性を全て兼ね備えた、電子デバイス等の部材に相応しいゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材を安価に提供することができる。
1  樹脂複合材
2  ゼオライト
3  樹脂
11 半導体層
12 絶縁体層
13、14 ソース電極及びドレイン電極
15 ゲート電極
16 基材
17 FET素子
31 基材
32 陽極
33 正孔注入層
34 正孔輸送層
35 発光層
36 電子輸送層
37 電子注入層
38 陰極
39 電界発光素子
51 カソード
52 電子取り出し層
53 活性層
54 正孔取り出し層
55 アノード
56 基材
57 光電変換素子
101 耐候性保護フィルム
102 紫外線カットフィルム
103、109 ガスバリアフィルム
104、108 ゲッター材フィルム
105、107 封止材
106 太陽電池素子
110 バックシート
111 薄膜太陽電池
112 基材
113 太陽電池モジュール

Claims (11)

  1.  構造単位 Composite Building Unit(CBU)としてd6r及びmtwのいずれかを少なくとも含むゼオライトと、ポリイミド樹脂と、を含有し、電子材料デバイス用である、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
  2.  ゼオライトと、ポリイミド樹脂と、を含有するゼオライト含有ポリイミド複合材であって、
     0℃以上前記ポリイミド樹脂のガラス転移温度以下における平均熱膨張係数が50ppm/K未満であり、
     リタデーション値が150nm以下であり、かつ、
     ヘイズ率が5%以下である、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
  3.  構造単位 Composite Building Unit(CBU)としてd6r及びmtwのいずれかを少なくとも含むゼオライトと、ポリイミド樹脂と、を含有し、透明である、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
  4.  前記ゼオライトが、AEI、AFT、AFX、CHA、ERI、KFI、SAT、SAV、SFW、及びTSC構造のいずれかを有する、請求項1~3のいずれか一項に記載のゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
  5.  25℃における弾性率が4.5GPa以上である請求項1~4のいずれか一項に記載のゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
  6.  ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材前記ゼオライトが、に対し1質量%以上80質量%以下含まれる請求項1~5のいずれか一項に記載のゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
  7.  前記ポリイミド樹脂が、核水素化された芳香族化合物を有するポリイミド樹脂である、請求項1~6のいずれか一項に記載のゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
  8.  構造単位 Composite Building Unit(CBU)としてd6r及びmtwのいずれかを少なくとも含むゼオライトと、ポリイミド樹脂前駆体と、を含有する、ゼオライト含有ポリイミド樹脂前駆体組成物。
  9.  請求項8に記載の組成物の硬化物である、ゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材。
  10.  請求項1~7、又は9のいずれか一項に記載のゼオライト含有ポリイミド樹脂複合材を含有するフィルム。
  11.  請求項1~7、又は9のいずれか一項に記載のオライト含有ポリイミド樹脂複合材を含有する電子デバイス。
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