明 細 書 ポリイミドフィルムの製造法 技術分野 . Technical field Polyimide film production method Technical field.
本発明は高度に機械特性の改善されたポリイミドフィルムの製造方法おょぴそ れから得られる二軸延伸ポリイミドフィルムに関するものである。 背景技術 ' , The present invention relates to a method for producing a polyimide film with highly improved mechanical properties, and a biaxially oriented polyimide film obtained from the same. Background technology ',
全芳香族ポリィミドはその優れた耐熱性や機械物性から幅広く工業的に利用さ れ、 特にそのフィルムは電子実装用途をはじめとする薄層電子部品の基材として 重要な位置を占めるにレ、たっている。 近年電子部品の小型化への強レ、要請から、 より厚さの薄いポリイミドフィルムが要求されている力 厚みの減少にともない 高い剛性を有することがフィルムの実用上あるいはハンドリング上不可欠の条件 となる。 全芳香族ポリイミドフィルムは剛直な構造を有するものの、 例えば全芳 香族ポリアミドフィルムと比較して必ずしも高ヤング率が実現されているとはい えず、 市販される最高のヤング率のポリイミドフィルムでさえたかだか 9 G P a のレベルにとどまるのが現状である。 Totally aromatic polyimide is widely used industrially because of its excellent heat resistance and mechanical properties, and in particular its film occupies an important position as a substrate of thin layer electronic parts including electronic mounting applications. There is. In recent years, due to strong demand for miniaturization of electronic parts, demands have been made that thinner polyimide films are required. With the decrease in thickness, high rigidity becomes an indispensable condition for practical or handling of films. . Although the wholly aromatic polyimide film has a rigid structure, for example, the high Young's modulus is not necessarily realized as compared to the wholly aromatic polyamide film, and even the highest Young's modulus polyimide film commercially available The current situation is to stay at the level of 9 GP a at most.
全芳香族ポリイミドフィルムで高ヤング率を実現する方法として、 (1 ) ポリ イミドを構成する分子骨格を剛直かつ直線性の高い化学構造とすること、 (2 ) ポリイミドを物理的な方法で分子配向させること、 が考えられる。 (1 ) の化学 構造としては酸成分としてピロメリット酸あるいは 3 , 3,, 4 , 4, 一ビフエ ニルテトラカルボン酸、 ァミン成分としてパラフエ二レンジァミン、 ベンジジン あるいはそれらの核置換体のさまざまな組合せで素材検討がなされてきた。 この なかでポリパラフエ二レンピロメリットイミドは最も理論弾十生率が高く (例えば 田代ら著 「繊維学会誌 4 3卷」 1 9 8 7年、 7 8項) 力つ原料が安価である ことから高ヤング率フィルム素材として最も期待される素材である。 ·しかしその ポテンシャルにもかかわらず、 ポリパラフエ二レンピロメリットイミドフィルム
としては極めて脆いものし力 4寻られない、 またパランスのとれた高ヤング率フィ ルムとしても実現にいたっていないなどの問題があった。 As a method of achieving high Young's modulus with a wholly aromatic polyimide film, (1) making the molecular structure constituting the polyimide into a rigid and highly linear chemical structure, and (2) molecular orientation of the polyimide by a physical method You can think of The chemical structure of (1) includes pyromellitic acid or 3, 3, 4, 4, 1-biphenyl tetracarboxylic acid as the acid component, paradiendiamine as the amine component, benzidine, or various combinations of their nuclear substitutes. Material examination has been made. Among them, polyparaphenylene dimellomeritimide has the highest theoretical yield rate (for example, Tashiro et al., “The Journal of Japan Society of Textile Science 4 3rd Series” 1 8 7 8 7 8). It is the material most expected as a high Young's modulus film material. · However, despite its potential, polyparaphenylene pyromellitic imide film As a result, there were problems such as extremely fragile and not able to obtain a force of 4 and no realization as a high Young's modulus film with well-balanced.
この問題を解決する方法として、 パラフエ二レンジァミンとピロメリット酸無 水物の反応で得られたポリアミック酸溶液を化学環化することによる方法が提案 されたが、 これで得られたポリパラフヱニレンピロメリットイミドフィルムのャ ング率は高々 8 . 5 G P aにすぎなかった (特開平 1一 2 8 2 2 1 9号公報)。 また、 核置換パラフエ二レンジァミンとピロメリット酸無水物の反応で得られた ポリアミック酸溶液に無水酢酸を大量に添カ卩したドープを流延し、 低温で減圧下 に乾燥したのち熱処理することにより、 ヤング率 2 0 . l G P aのフィルムが得 られることが記載されているが、 この方法は低温で数時間の乾燥処 を必要とす ること力 ら工業的には非現実的な技術であり、 またこの技術をポリパラフエニレ ンピロメリットイミドに適用した場合には機械測定すら不可能な脆弱なフィルム し力 4导られないことが記載されており、 その効果は限定されたものであった (特 開平 6— 1 7 2 5 2 9号公報)。 As a method to solve this problem, a method was proposed by chemically cyclizing a polyamic acid solution obtained by the reaction of paradylene dipyramine and pyromellitic acid anhydride. The ring ratio of the pyromellitic imide film was at most 8.5 GP a (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1122291). In addition, a dope with a large amount of acetic anhydride added is cast on a polyamic acid solution obtained by the reaction of nucleus-substituted paradiurediamine and pyromellitic anhydride, and dried at a low temperature under reduced pressure and then heat-treated. It is described that a film with a Young's modulus of 2 0. 1 GP a can be obtained, but this method requires several hours of drying at low temperatures, and this is an industrially impractical technology. In addition, it is described that when this technology is applied to polyparaphenylene pyromellitic imide, it is not possible to measure a fragile film that can not even be measured by a machine, and its effect is limited. Japanese Patent Publication No. 6- 1 7 2 5 2 9).
したがって、 剛直な芳香族ポリイミドに広く適用可能な高ヤング率フィルムの 実現技術は未完成であり、 特に高ヤング率かつ実用的な靭性を有するポリパラフ ェニレンピロメリットイミドフィルムは知られていなかつたが、 これらを解決す る方法として、 我々はキャストしたゲル状フィルムを脱水反応剤である無水酢酸 と脱水反応触媒である有機アミン化合物と溶媒からなるィソィミド化溶液中に浸 漬し、 次に膨潤状態で二軸延伸してイミド化する製造方法、 いわゆる湿式製膜法 を開示した (WO O 1 / 8 1 4 5 6号)。 Therefore, the realization technology of high Young's modulus film widely applicable to rigid aromatic polyimide is not completed, and polyparaphenylene pyromellitic imide film having high Young's modulus and practical toughness is not known in particular. As a method to solve these problems, we immersed the cast gel-like film in an isoimidation solution consisting of acetic anhydride which is a dehydration reaction agent, an organic amine compound which is a dehydration reaction catalyst and a solvent, and then in a swollen state. And a so-called wet film forming method were disclosed (WO O 1/8 1 46).
また、 キャストして得られたゲル状フィルムを乾式製膜法によりドラムまたは ェンドレスベルト上で溶媒を飛ばしながら固化させた後、 膨潤状態で二軸延伸し てイミド化する製造方法が開示されているが (特開平 5— 2 3 7 9 2 8号公報)、 本乾式製膜方法を剛直な芳香族ホリイミド、 特にポリパラフエ二レンピロメリッ トイミドフィルムに用いると、 脆弱なフィルムし力得られず、 またはイソイミド 化反応を十分行わせるため大過剰の脱水反応剤と脱水反応触媒をポリアミック酸 溶液中に混入しなくてはならないなどの問題が残され、 現状では剛直なポリイミ
ド製造に広く適用可能な湿式製膜法より工業化に有利な乾式製膜方法は知られて いなかった。 発明の開示 Also disclosed is a manufacturing method in which a gel-like film obtained by casting is solidified by a dry film forming method while removing the solvent on a drum or an endless belt, and then biaxially stretched in a swollen state to be imidized. However, when this dry film forming method is used for a rigid aromatic polyimide, especially polyparaphenylene pyrrole imide film, a brittle film can not be obtained. In addition, problems such as having to mix a large excess of dehydrating reaction agent and dehydrating reaction catalyst into the polyamic acid solution to sufficiently perform the isoimidization reaction remain. There has not been known a dry film forming method which is more industrially advantageous than the wet film forming method which can be widely applied to the production of decal. Disclosure of the invention
本発明の目的は、 剛直なポリイミド製造に広く適用可能であり工業ィ匕に有利な ポリイミドフィルムの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for producing a polyimide film which is widely applicable to rigid polyimide production and industrially advantageous.
本発明の他の目的は、 該製造方法により高ヤング率のポリパラフエ二レンピロ メリットイミ ドフィルムを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a high Young's modulus polyparaphenylene pyromellitic imide film according to the production method.
本発明のさらに他の目的および利点は、 以下の説明から明らかになろう。 本発明の上記目的および利点は、 (1 ) ポリアミック酸溶液を調製し、 ここで ポリアミック酸は p—フエ二レンジアミン成分が 4 0モル%以上 1 0 0モル0 /0以 下そして p—フエ二レン:ジァミンとは異なる芳香族ジァミン成分が 0モル0 /0以上 6 0モル0 /0以下からなる芳香族ジァミン成分と、 ピロメリット酸成分が 8 0モル %を超えそしてピロメリット酸とは異なる芳香族テトラカルボン酸成分が 0モル %以上 2 0モル%未満からなるテトラカルボン酸成分とから実質的になり、 そし てポリアミック酸溶液の溶媒は N, N—ジメチルホルムァミド、 N, N _ジメチ ルァセトアミド、 N-メチル - 2 -ピロリドンおょぴ 1 , 3—ジメチルイミダゾリ 'ジノンょりなる群から選ばれる少なくとも一種からなり ; Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description. The above objects and advantages of the present invention, (1) a polyamic acid solution was prepared, wherein the polyamic acid is p- phenylenediamine component 4 0 mol% 1 0 0 mole 0/0 hereinafter and p- Hue two Ren: an aromatic Jiamin component different aromatic Jiamin component consists of 0 mole 0/0 or 6 0 mole 0/0 following the Jiamin, pyromellitic acid component exceeds 8 0 mol% and pyromellitic acid The different aromatic tetracarboxylic acid component substantially consists of a tetracarboxylic acid component consisting of 0 mol% or more and less than 20 mol%, and the solvent of the polyamic acid solution is N, N-dimethylformamide, N, N _ Dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone or at least one member selected from the group consisting of 1, 3-dimethylimidazole 'zinone;
( 2 ) 上記工程 ( 1 ) で調製したポリアミック酸溶液にさらに脱水反応剤として 無水酢酸、 および脱水反応触媒として有機アミン化合物を添加してなるポリアミ ック酸組成物を、 支持体上に流延して、 これに加温 ·加熱処理を施すことより脱 水反応せしめポリアミック酸の少なくとも一部がポリイミドもしくはポリイソィ ミドに変換されたゲルフィルムを形成し; (2) A polyamic acid composition prepared by adding acetic anhydride as a dehydration reaction agent and an organic amine compound as a dehydration reaction catalyst to the polyamic acid solution prepared in the above step (1) is cast on a support. Then, by subjecting this to heating and heat treatment, a dewatering reaction is carried out to form a gel film in which at least a part of the polyamic acid is converted to a polyimide or a polyimide.
( 3 ) 得られたゲルフィルムを支持体から分離し、 必要に応じ洗浄した後、 二軸 延伸し; (3) Separate the obtained gel film from the support, wash it if necessary, and biaxially stretch it;
( 4 ) 得られた二軸延伸ゲルフィルムを、 熱処理に付して二軸配向ポリイミドフ イルムを形成するポリイミ ドフィルムの製造方法であって、 工程 (2 ) の反応雰 囲気における水の濃度が 1〜2 0 0 0 p p mであることを特^ [とするポリイミド
フィルムの製造方法によつて達成される。 本方法により脱水反応剤と脱水反応触 媒の使用量を各固化温度で最小化できる乾式製膜製造方法を提供することができ る。 図面の簡単な説明 (4) A method for producing a polyimide film, comprising subjecting the obtained biaxially stretched gel film to a heat treatment to form a biaxially oriented polyimide film, wherein the concentration of water in the reaction atmosphere in step (2) is Polyimide having a concentration of 1 to 200 ppm It is achieved by the method of producing a film. According to the present method, it is possible to provide a dry film-forming manufacturing method which can minimize the use amount of the dehydration reaction agent and the dehydration reaction catalyst at each solidification temperature. Brief description of the drawings
図 1 Figure 1
反応凝固槽の一例の概略図である 符号の説明 It is the schematic of an example of a reaction coagulation tank.
1 . 反応凝固槽 (斜線部) 1. Reaction coagulation tank (shaded area)
2 . シール槽 2. Sealing tank
3 . Tダイ 3. T die
4 . 支持体 4. Support
5 . 口ール 5.
6 . ポリイミドフィルム 6. Polyimide film
7 . 大気圧露点一 8 °C以下の気体 発明の好ましい実施態様 7. Atmospheric pressure dew point <1 ° C 8 ° C. Preferred embodiment of the invention
本発明のポリイミドの製造法は ) ポリアミック酸溶液を調製 、 ここでポ リアミック酸は p—フエ二レンジアミン成分が 4 0モル%以上 1 0 0モル%以下 そして p—フエ二レンジァミンとは異なる芳香族ジァミン成分が 0モル%以上 6 0モル0 /0以下からなる芳香族ジァミン成分と、 ピロメリット酸成分が 8 0モル0 /0 を超えそしてピロメリット酸とは異なる芳香族テトラカルボン酸成分が 0モル% 以上 2 0モル%未満からなるテトラカルボン酸成分とから実質的になり、 そして ポリアミック酸溶液の溶媒は N, N—ジメチルホルムアミド、 N, N—ジメチル ァセトアミド、 N-メチル- 2-ピロリ ドンおよび 1 , 3ージメチルイミダゾリジ ノンよりなる群から選ばれる少なくとも一種からなり ; The method for producing the polyimide of the present invention) prepares a polyamic acid solution, wherein the polyamic acid has a p-phenylidenediamine component in an amount of 40% to 100% by mol and an aroma different from p-phenirendiamine. aromatic Jiamin component family Jiamin component consists 6 0 mole 0/0 following 0 mol% or more, pyromellitic acid component exceeds 8 0 mole 0/0, and an aromatic tetracarboxylic acid component different from pyromellitic The solvent of the polyamic acid solution is substantially N, N-dimethylformamide, N, N-dimethyl acetoamide, N-methyl-2-pylori, consisting essentially of a tetracarboxylic acid component consisting of at least 0 mol% and at most 20 mol%. At least one member selected from the group consisting of don and 1,3-dimethylimidazolidinone;
( 2 ) 上記工程 ( 1 ) で調製したポリアミック酸溶液にさらに脱水反応剤として
無水酢酸および脱水反応触媒として有機ァミン化合物を添加してなるポリアミッ ク酸組成物を、 支持体上に流延して、 これに加温 ·加熱処理を施すことより脱水 反応せしめポリアミック酸の少なくとも一部がポリイミドもしくはポリイソイミ ドに変換されたゲルフィ /レムを形成し; (2) The polyamic acid solution prepared in the above step (1) is further added as a dehydration reaction agent A polyamic acid composition formed by adding acetic anhydride and an organic amine compound as a dehydration reaction catalyst is cast on a support, and this is subjected to heating and heat treatment to cause dehydration reaction, resulting in at least one of polyamic acids. Form a gelfi / rem where part is converted to polyimide or polyisoimide;
( 3 ) 得られたゲルフィルムを支持体から分離し、 必要に応じ洗浄した後、 二軸 延伸し; (3) Separate the obtained gel film from the support, wash it if necessary, and biaxially stretch it;
( 4 ) 得られた二軸延伸ゲルフィルムを、 熱処理に付して二軸配向ポリイミドフ イルムを形成するポリイミドフィルムの製造方法であって、 工程 (2 ) の反応雰 囲気の水の濃度を 1〜2 0 0 0 p p mとすることを特徴とする。 (4) A method for producing a polyimide film, comprising subjecting the obtained biaxially stretched gel film to a heat treatment to form a biaxially oriented polyimide film, wherein the concentration of water in the reaction atmosphere of step (2) is 1 It is characterized in that it is set to .about.200 ppm.
本発明のポリイミドを構成するジァミン成分は p—フエ二レンジァミンおょぴ それとは異なる芳香族ジァミンである。 The diamine component constituting the polyimide of the present invention is p-phenydiamine, an aromatic diamine different from that.
p—フエ-レンジァミンと異なる芳香族ジァミン成分としては、 例えば m—フ ェニレンジァミン、 1, 4ージァミノナフタレン、 1, 5—ジァミノナフタレン、 1 , 8—ジァミノナフタレン、 2, 6—ジァミノナフタレン、 2, 7—ジァミノ ナフタレン、 2 , 6—ジァミノアントラセン、 2, 7—ジァミノアントラセン、 1, 8—ジァミノアントラセン、 2, 4ージァミノ トルエン、 2, 5—ジァミノ (m—キシレン)、 2 , 5—ジァミノピリジン、 2, 6—ジァミノピリジン、 3 , 5—ジァミノピリジン、 2, 4ージァミノ トルエンベンジジン、 3, 3 ' ージァ ミノビフエ二ノレ、 3 , 3 ' ージクロ口べンジジン、 3 , 3, 一ジメチノレべンジジ ン、 3 , 3, ージメトキシベンジジン、 2 , 2, 一ジァミノべンゾフエノン、 4 , 4 ' —ジァミノべンゾフエノン、 3, 3, 一ジアミノジフエニノレエ一テ^/、 4, 4, ージアミノジフエ二ノレエーテル、 3, 4, ージアミノジフエ-ノレエーテノレ、 3, 3, 一ジアミノジフエニルメタン、 4, 4 ' ージアミノジフエニルメタン、 4, 4, ージアミノジフェニ^/メタン、 3, 4 ' ージアミノジフエニノレスノレホン、 4, 4 ' ージアミノジフェニ^/ス ホン、 3, 3 ' ージアミノジフエニノレス/レフ イ ド、 3 , 4, ージアミノジフエニルスルフイ ド、 4 , 4, ージアミノジフエ二 ルスルフイド、 4, 4, ージアミノジフエ二ルチオエーテル、 4, 4, —ジアミ ノー 3 , 3,, 5, 5 ' ーテトラメチルジフエニルエーテル、 4 , 4, 一ジアミ
ノ一 3, 3 ', 5, 5, ーテトラエチノレジフエエノレエーテノレ、 4, 4, ージアミ ノー 3, 3', 5, 5, ーテトラメチルジフエニルメタン、 1, 3_ビス (3— アミノフエノキシ) ベンゼン、 1, 3—ビス (4—アミノフエノキシ) ベンゼン、 1, 4一ビス (3—アミノフエノキシ) ベンゼン、 1, 4一ビス (4—アミノフ エノキシ) ベンゼン、 2, 6_ビス (3—アミノフエノキシ) ピリジン、 1, 4 一ビス (3—ァミノフエニルスルホニノレ) ベンゼン、 1, 4一ビス (4ーァミノ フエニノレスノレホ ノレ) ベンゼン、 1, 4一ビス (3—ァミノフエニノレチォエーテ ノレ) ベンゼン、 1, 4—ビス (4ーァミノフエ二ルチオエーテル) ベンゼン、 4, 4, 一ビス (3—アミノフエノキシ) ジフエニノレスノレホン、 4, 4' —ビス (4 一アミノフエノキシ) ジフエニルスルホン、 ビス (4—ァミノフエ二ル) ァミン ビス (4ーァミノフエニル) 一 Ν—メチルァミンビス (4ーァミノフエ二ノレ) - ' Ν—フエニノレアミンビス (4ーァミノフエェノレ) ホスフィンォキシド、 1, 1― ビス (3—ァミノフエニル) ェタン、 1, 1一ビス (4ーァミノフエェノレ) エタ ン、 2, 2—ビス (3—ァミノフエ-ノレ) プロパン、 2, 2一ビス (4—ァミノ フエニル) プロパン、 2, 2—ビス (4—アミノー 3, 5—ジメチノレフエ二ノレ) プロパン、 4, 4, 一ビス (4—アミノフエノキシ) ビフエニル、 ビス [4— (3—アミノフエノキシ) フエ二ノレ] スノレホン、 ビス [4— (4一アミノフエノ キシ) フエニル] スルホシ、 ビス [4一 (4一アミノフエノキシ) フエニル] ェ 一テル、 ビス [4— (4一アミノフエノキシ) フエ-ル] メタン、 ビス [3—メ チルー 4— (4—アミノフエノキシ) フエ二ノレ] メタン、 ビス [3—クロ口一 4 ― (4 _アミノフエノキシ) フエエル] メタン、 ビス [3, 5—ジメチノレー 4— (4一アミノフエノキシ) フエニル] メタン、 1, 1一ビス [4一 (4—ァミノ フエノキシ) フエニル] ェタン、 1, 1_ビス [3—メチル一4— (4—ァミノ フエノキシ) フエニル] ェタン、 1, 1 -ビス [3—クロ口一 4一 (4ーァミノ フエノキシ) フエニル] ェタン、 1, 1一ビス [3, 5—ジメチル一 4一 (4- ァミノフエノキシ) フエ二ノレ] ェタン、 2, 2一ビス [4- (4一アミノフエノ キシ) フエニル] プロパン、 2, 2—ビス [3—メチノレー 4一 (4ーァミノフエ ノキシ) フエ二ノレ] プロパン、 2, 2—ビス [3—クロロー 4一 (4一アミノフ
エノキシ) フエ二ノレ] プロパン、 2, 2—ビス [3, 5 _ジメチルー 4一 (4— アミノフエノキシ) フエ二ノレ] プロパン、 2, 2—ビス [4一 (4ーァミノフエ ノキシ) フエニル] ブタン、 2, 2—ビス [3—メチルー 4ー (4ーァミノフエ ノキシ) フエニル] プタン、 2, 2—ビス [3, 5—ジメチノレ一 4一 (4一アミ ノフエノキシ) フエニル] ブタン、 2, 2一ビス [3, 5—ジブ口モー 4〜 (4 一アミノフエノキシ) フエニル] ブタン、 1, 1, 1, 3, 3, 3—へキサフル ォロ一2, 2—ビス (4ーァミノフエ二ノレ) プロパン、 1, 1, 1, 3, 3, 3 一へキサフルォロ一 2, 2一ビス [3—メチルー 4一 (4一アミノフエノキシ) フエニル] プロパン等およびそれらのハロゲン原子あるいはアルキル基による芳 香核置換体が挙げられる。 ' Examples of the aromatic diamine component different from p-phenylenediamine include, for example, m-phenylidenediamine, 1,4-diaminonaphthalene, 1,5-diaminonaphthalene, 1,8-diaminonaphthalene, 2,6 —Diaminonaphthalene, 2,7-Diamino naphthalene, 2,6-Diamino anthracene, 2,7-Diamino anthracene, 1,8-Diamino anthracene, 2,4 Diamino Toluene, 2,5— Diamino (m-xylene), 2,5-diaminopyridine, 2,6-diaminopyridine, 3,5-diaminopyridine, 2, 4-diamino toluene benzidine, 3,3 'diamino biphenyl dinore, 3,3' dichloro benzene di, 3, 3, 1-dimethynolbenzidine, 3, 3,-dimethoxy benzidine, 2, 2, 1-diamino benzophenone, 4, 4 '-diamino benzophenone, 3, 3, 1 di. 4, 4, Diaminodiphenyl dinore ether, 3, 4, Diaminodiphenyle noree tenore, 3, 3, monodiaminodiphenylmethane, 4, 4 'diaminodiphenylmethane, 4, 4, Diaminodiphenyne ^ / methane, 3, 4 'Diaminodiphenynoles nolefon, 4, 4' Diaminodiphenyone ^ / sphone, 3, 3 'Diaminodipheninoles / Reid, 3, 4, dimethylaminodiphenyl sulfide, 4, 4, diaminodiphenyl sulfide, 4, 4, diaminodiphenyl thioether, 4, 4, 4-diamino 3,3,5,5'-tetramethyldiphenyl ether, Four, four, one diami No. 3,3 ', 5,5 -Tetraethinoresiphenone oleate, 4,4, Diamino no 3,3', 5,5-Tetramethyldiphenylmethane, 1,3 bis (3 — Aminophenoxy) benzene, 1, 3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1, 4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1, 4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 2, 6-bis (3- Aminophenoxy) pyridine, 1,4-bis (3-aminophenylsulfoninole) benzene, 1,4-bis (4-amino-phenolenoles norefonole) benzene, 1,4-bis- (3-aminophenolenolethioate Nore Benzene, 1,4-bis (4-aminophenol thioether) benzene, 2,4-bis (3-aminophenoxy) diphenenores nolephon, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) diphenyls Ruphon, bis (4-aminophenyl) -amine (1-amino-phenyl) -methylamino-bis- (4-amino-phenol-no-le) -'- pheneno-leamine bis (4-amino-phenol-no-le) phosphinoxide, 1, 1- Bis (3-aminophenyl) ethane, 1, 1 bis (4-aminophenol) ethanol, 2, 2- bis (3- aminophorene) propane, 2, 2- bis (4-aminophenyl) propane 2, 2-bis (4-amino-3, 5-dimethynolefinole) propane, 4, 4-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) -phen-2-ol] snolephon, bis [4 4-(4 amino amino phenyl) phenyl] sulfoshi, bis [4 (4 amino amino phenyl) phenyl] ether, bis [4 (4 amino amino phenyl) phenyl] methane, bis [3-Methlyol 4- (4-aminophenoxy) phenoxy] methane, bis [3- cro- 4-(4 _ aminophenoxy) fuel] methane, bis [3, 5- dimethinole 4-(4- aminophenoxy) Phenyl] methane, 1,1-bis [4-amino-phenyloxy] phenyl] ethane, 1,1-bis- [3-methyl-4- (4-amino-phenyloxy) phenyl] ethane, 1,1-bis- [phenyl] methane 3-Black Mouth 1 1 1 (4-amino-phenoxy) phenyl] ethane, 1, 1 bis [3, 5-dimethyl 1 4 1 (4- phaminophenoxy) phenylene] ether, 2, 1 bis [4- ( 4 1-aminophenoxy) phenyl] propane, 2, 2-bis [3- methinolee 4 1 (4-amino-phenoxy) phenone] propane, 2, 2- bis [3- chloro-4 1 (4 amino amino acid) Enoxy) 二 f ノ nore] propane, 2,2-bis [3,5 ジ メ チ ル dimethyl-4 ((4-aminophenoxy) 二 finore] propane, 2, 2-bis [4 一 (4-amino phenoxy) phenyl] butane, 2 2, 2-bis [3-methyl-4- (4-amino-phenyloxy) phenyl] putane, 2,2-bis [3,5-dimethynole-4l (4-aminoaminophenoxy) phenyl] butane, 2,2-bis [3 4-(4 amino amino phenoxy) phenyl] butane, 1, 1, 1, 3, 3, 3-Hexafluoro 1 2, 2-bis (4-aminophenol 2) propane, 1, 1 1, 3, 3, 3 1-hexafluoro-2-, 2-bis [3-methyl- 4-(1-aminophenoxy) phenyl] propane, etc. and aromatic ring substitutes with their halogen atoms or alkyl groups. '
ジァミン成分は、 p—フエ-レンジァミン単独からなるかあるいは p—フエ- レンジアミンぉよび上記の如きそれと異なる芳香族ジァミンとの組合せからなる。 後者の糸且合せの場合、 p—フエ-レンジアミンは、 全ジァミン成分に基づき、 4 0モル%以上の割合、 好ましくは 60モル%以上の割合であり、 それと異なる芳 香族ジァミンが 60モル%以下、 好ましくは 40モル%以下からなる。 The diamine component may consist of p-phenylenediamine alone or in combination with p-phenylenediamine and a combination of aromatic diamines different from those mentioned above. In the latter case, p-phenylenediamine is in a proportion of at least 40 mol%, preferably at least 60 mol%, based on the total diamine component, and 60 mol% of another aromatic diamine different therefrom. % Or less, preferably 40 mol% or less.
また、 ポリイミ ドを構成するテトラカルボン酸成分は、 ピロメリット酸および それと異なる芳香族テトラカルボン酸である。 Further, the tetracarboxylic acid component constituting the polyimide is pyromellitic acid and an aromatic tetracarboxylic acid different therefrom.
ピロメリット酸と異なる芳香族テトラカルボン酸成分としては、 例えば 1, 2, 3, 4 _ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、 2, 3, 5, 6—ピリジンテトラ カルボン酸二無水物、 2, 3, 4, 5—チォフエンテトラカルボン酸二無水物、 2, 2,, 3, 3, 一べンゾフエノンテトラカルボン酸二無水物、 2, 3,, 3, 4' —ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無水物、 3, 3,, 4, 4, 一ベンゾ フエノンテトラカルボン酸二無水物、 3, 3,, 4, 4, 一ビフエニルテトラ力 ルボン酸二無水物、 2 , 2', 3, 3, 一ビフエニルテトラカルボン酸二無水物、 2, 3, 3,, 4' —ビフエ-ルテトラカルボン酸二無水物、 3, 3 4, 4' 一 p—テルフエニルテトラカルボン酸二無水物、 2, 2,, 3, 3, 一p—テル フエ-ルテトラカルボン酸二無水物、 2, 3, 3,, 4, 一 p—テルフエ-ルテ トラカルボン酸二無水物、 1, 2, 4, 5—ナフタレンテトラカルボン酸二無水
物、 1, 2, 5, 6—ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、 1, 2, 6, 7- ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、 1, 4, 5, 8—ナフタレンテトラ力ノレ ボン酸二無水物、 2, 3, 6, 7—ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、 2, 3, 6, 7—アントラセンテトラカルボン酸二無水物、 1, 2, 5, 6—アント ラセンテトラカルボン酸二無水物、 1, 2, 6, 7—フエナンスレンテトラカル ボン酸二無水物、 1, 2, 7, 8—フエナンスレンテトラカルボン酸二無水物、 1, 2, 9, 10—フエナンスレンテトラ力ノレボン酸二無水物、 3, 4, 9, 1 0—ペリレンテトラカルボン酸二無水物、 2, 6—ジクロロナフタレン _ 1, 4, 5, 8—テトラカルボン酸二無水物、 2, 7—ジクロ口ナフ.タレン一 1, 4, 5, 8—テトラカルボン酸二無水物、 2, 3, 6, 7—テトラクロロナフタレン一 1, 4, 5, 8—テトラカルボン酸二無水物、 1, 4, 5, 8—テトラクロロナフタ レン一 2, 3, 6, 7—テトラカルボン酸二無水物、 ビス (2, 3—ジカルボキ シフエニル) エーテノレニ無水物、 ビス (3, 4—ジカノレボキシフエ二ノレ) エーテ ルニ無水物、 ビス (2, 3 -ジカルポキシフエニル) メタンニ無水物、 ビス (3, 4ージカルポキシフエニル) メタンニ無水物、 ビス (2, 3—ジカルボキシフエ ニル) スルホン二無水物、 ビス (3, 4—ジカルボキシフエニル) スルホン二無 水物、 1, 1—ビス (2, 3—ジカルボキシフエニル) エタンニ無水物、 1, 1 —ビス (3, 4—ジカノレボキシラエ二ノレ) エタンニ無.水物、 2, 2 -ビス (2, 3—ジカルボキシフエ-ル) プロパン二無水物、 2, 2—ビス (3, 4—ジカル ボキシフエエル) プロパン二無水物、 2, 6—ビス (3, 4—ジカノレボキシフエ ノキシ) ピリジン二無水物、 1 , 1 , 1, 3, 3, 3 _へキサフノレオロー 2, 2 一ビス (3, 4—ジ力^/ボキシフエ二ノレ) プロパン二無水物、 ビス (3, 4ージ 力ルポキシフエニル) ジメチルシランニ無水物等が挙げられる。 Examples of the aromatic tetracarboxylic acid component different from pyromellitic acid include, for example, 1, 2, 3, 4_ benzenetetracarboxylic acid dianhydride, 2, 3, 5, 6-pyridinetetracarboxylic acid dianhydride, 2, 3 , 4,5-Thiophene tetracarboxylic dianhydride, 2, 2, 3, 3, monobenzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2, 3, 3, 4, 4'-benzophenone tetracarboxylic acid Acid dianhydride, 3, 3, 4, 4, 1 -benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride, 3, 3, 4, 4, 1-biphenyl tetrabasic rubonic acid dianhydride, 2, 2 ', 3, 3, 1-biphenyl tetracarboxylic dianhydride, 2, 3, 3, 4 '-biphenyl tetracarboxylic dianhydride, 3, 3, 4 4' 1 p-terphenyl tetracarboxylic dianhydride 2, 2, 3, 3, 1 p-terphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 2, 3, 3, 4, 1 p-terphenyl Te tetracarboxylic acid dianhydride, 1, 2, 4, 5-naphthalene tetracarboxylic dianhydride , 1,2,5,6-Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,6,7-Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-Naphthalene tetranohydride dianhydride , 2, 3, 6, 7-Naphthalenetetracarboxylic acid dianhydride, 2, 3, 6, 7-Anthracenetetracarboxylic acid dianhydride, 1, 2, 5, 6-Anthracene tetracarboxylic acid dianhydride 1,2,6,7-phenanthrenetetracarbanoic acid dianhydride, 1,2,7,8-phenenthrenetetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,9,10-phenanthrenetetra Norebonic acid dianhydride, 3, 4, 9, 10-perylene tetracarboxylic acid dianhydride, 2, 6-dichloronaphthalene 1, 4, 5, 8-tetracarboxylic acid dianhydride, 2, 7- Dichloroethene naphtha-thalene 1 1,4,5,8-tetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,6,7-tetrachloronaphthalene 1,4,5,8-tetracarboxylic acid dianhydride, 1,4,5,8-tetrachloronaphthalenone 2,3,6,7-tetracarboxylic acid dianhydride, bis (2,3-dicarboxylic acid dianhydride Shifenyl) ethenoreny anhydride, bis (3, 4-dicanorexoxie finchone) etheri anhydride, bis (2, 3-dicarpoxyphenyl) methane dianhydride, bis (3, 4- dicarpoxyphenyl) ) Methane dianhydride, bis (2, 3-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, bis (3, 4- dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1, 1- bis (2, 3- dicarboxy) Phenyl) ethane dianhydride, 1,1-bis (3, 4-di kanore boxila e dinore) ethane di anhydride, water, 2, 2- bis (2, 3- dicarboxyphenyl) propane dianhydride 2, 2-bis (3, 4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride 2, 6-bis (3,4-dioroleboxyphenoxy) pyridine dianhydride, 1, 1, 1, 1, 3, 3, 3 _ hexafanololaro 2, 2 1 bis (3, 4-diforce ^ / boxyphee ii Nore) propane dianhydride, bis (3, 4-disulfoxyphenyl) dimethylsilane dianhydride, etc. may be mentioned.
テトラカルボン酸成分は、 ピロメリット酸単独からなるかあるいはピロメリッ ト酸およぴ上記の如きそれと異なる芳香族テトラ力ルポン醴との組合せからなる。 後者の組合せの場合、 ピロメリット酸は、 全テトラカルボン酸成分に基づき、 8 0モル0 /0を超える割合すなわちそれと異なる芳香族テトラカルボン酸が 20モ ル%未満からなる。
とくに p—フエ二レンジァミン成分が 1 0 0モル0 /0からなるジァミン成分と、 ピロメリット酸成分 1 0 0モル0 /0からなるポリイミドからなる本発明のフィルム は、 より好ましいヤング率を発現する。 (ポリイミドフィルム製造方法) The tetracarboxylic acid component may consist of pyromellitic acid alone or a combination of pyromellitic acid and an aromatic tetrabasic rubber different from that as described above. In the latter case the combination, pyromellitic acid, based on the total tetracarboxylic acid component, the ratio i.e. the aromatic tetracarboxylic acid which is different from that exceeds 8 0 mole 0/0 made from less than 20 molar%. Especially p- and phenylene Renjiamin component Jiamin component comprising 1 0 0 mole 0/0, the film of the present invention is made of polyimide consisting of pyromellitic acid component 1 0 0 mole 0/0, express more preferable Young's modulus . (Polyimide film manufacturing method)
本発明のポリイミドフィルムを製造する方法を詳述する。 The method for producing the polyimide film of the present invention will be described in detail.
本発明の第 1製造法は下言己の工程 ( 1 ) 〜 (4 ) 力 らなる。 The first production method of the present invention comprises the following steps (1) to (4).
( 1 ) ポリアミック酸溶液を調製し、 ここでポリアミック酸は p—フエ二レンジ ァミン成分が 4 0モル%以上 1 0 0モル0 /0以下そして p—フエ二レンジァミンと は異なる芳香族ジァミン成分が◦モル%以上 6 0モル0 /0以下からなる芳香族ジァ ミン成分と、 ピロメリット酸成分が 8 0モル0 /0を超えそしてピロメリット酸とは 異なる芳香族テトラ力ルポン酸成分が 0モル%以上 2 0モル%未満からなるテト ラ力ルボン酸成分とから実質的になり、 そしてポリアミック酸溶液の溶媒は N , N—ジメチルホルムアミド、 N, N—ジメチルァセトアミド、 N-メチノレ- 2 -ピ 口リ ドンおよび 1 , 3ージメチルイミダゾリジノンよりなる群から選ばれる少な くとも一種からなり ; (1) a polyamic acid solution was prepared, wherein the polyamic acid is p- phenylenediamine Amin different aromatic Jiamin component and component 4 0 mol% 1 0 0 mole 0/0 or less and p- phenylene Renjiamin is ◦ aromatic di § amine component consisting mol% 6 0 mole 0/0 or less, than the pyromellitic acid component 8 0 mole 0/0, and an aromatic tetracarboxylic force Rupon acid component different from the pyromellitic 0 And the solvent of the polyamic acid solution is N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetoamide, N-methynore At least one member selected from the group consisting of 2-piperidine riddon and 1,3-dimethylimidazolidinone;
( 2 ) 上記工程 ( 1 ) で調製したポリアミック酸溶液にさらに脱水反応剤として 無水酢酸、 および脱水反応触媒として有機アミン化合物を添加してなるポリアミ ック酸組成物を、 支持体上に流延して、 これに水の濃度が:!〜 2 0 0 0 p p mの 反応雰囲気において加温 ·加熱処理を施すことより脱水反応せしめポリアミック 酸の少なくとも一部がポリイミドもしくはポリイソィミ.ドに変換されたゲルフィ ルムを形成し; ' (2) A polyamic acid composition prepared by adding acetic anhydride as a dehydration reaction agent and an organic amine compound as a dehydration reaction catalyst to the polyamic acid solution prepared in the above step (1) is cast on a support. Then the concentration of water on this:! Dehydration reaction is carried out by heating and heat treatment in a reaction atmosphere of ~ 200 ppm to form a gel film in which at least a portion of the polyamic acid is converted to polyimide or polyimide;
( 3 ) 得られたゲルフィルムを支持体から分離し、 必要に応じ洗浄した後、 二軸 延伸し; (3) Separate the obtained gel film from the support, wash it if necessary, and biaxially stretch it;
( 4 ) 得られた二軸延伸ゲルフィルムを、 熱処理に付して二軸配向ポリイミドフ イルムを形成する。 ' (4) The obtained biaxially stretched gel film is subjected to a heat treatment to form a biaxially oriented polyimide film. '
工程 ( 1 ) では、 まずポリアミック酸の溶液が調製.される。 ポリアミック酸は、 上記の如きジァミン成分とテトラカルボン酸成分からなる。 ジァミン成分を構成
する p—フエ二レンジァミンと異なる芳香族ジァミンおょぴピロメリット酸と異 なる芳香族テトラカルボン酸としては、 ポリイミドについて前記したと同じ具体 例を挙げることができる。 ポリアミック酸のジァミン成分は、 p—フエ-レンジ ァミン単独からなるかあるいは p—フエ二レンジァミンおよぴ上記の如きそれと 異なる芳香族ジァミンとの組合せからなる。 後者の組合せの場合、 p—フエ-レ ンジァミンは、 全ジァミン成分に基づき、 4 0モル%以上の割合、 好ましくは 6 0モル0 /0以上の割合であり、 それと異なる芳香族ジァミンが 6 0モル%以下、 好 ましくは 4 0モル%以下からなる。 In step (1), a solution of polyamic acid is first prepared. The polyamic acid comprises the diamine component and the tetracarboxylic acid component as described above. Compose the jammin ingredient Specific examples of the aromatic tetracarboxylic acid different from the aromatic diamine different from p-phenylidenediamine and the aromatic tetracarboxylic acid to be added may include the same specific examples as described above for the polyimide. The diamine component of the polyamic acid may consist of p-ferendiamine alone or in combination with p-phenylidenediamine and an aromatic diamine different from that as described above. In the latter case the combination, p- Hue - Les Njiamin, based on the total Jiamin component 4 0 mol% ratio, preferably the ratio of 6 0 mole 0/0 above, aromatic Jiamin 6 0 differs from that It consists of not more than mol%, preferably not more than 40 mol%.
また、 ポリアミック酸のテトラカルボン酸成分は、 ピロメリット酸単独からな るかあるいはピロメリット酸および上記の如きそれと異なる芳香族テトラカルボ ン酸との組合せからなる。 後者の組合せの場合、 ピロメリット酸は、 全テトラ力 ルボン酸成分に基づき、 8 0モル%を超える割合であり、 それと異なる芳香族テ トラ力ルポン酸が 2 0モル%未満からなる。 Also, the tetracarboxylic acid component of the polyamic acid consists of pyromellitic acid alone or a combination of pyromellitic acid and an aromatic tetracarboxylic acid different from that as described above. In the case of the latter combination, pyromellitic acid is in a proportion of more than 80 mol%, based on the total tetrabasic acid component, and is composed of less than 20 mol% of different aromatic tetrabasic acids.
また、 ポリアミック酸を製造する際、 これらのジァミンと酸無水物は、 ジアミ ン対酸無水物のモル比として好ましくは 0 . 9 0〜1 . 1 0、 より好ましくは 0 . 9 5〜1 . 0 5で、 用いることが好ましい。 Further, when producing a polyamic acid, these diamines and acid anhydrides preferably have a molar ratio of diamine to acid anhydride of 0.90-0.10, more preferably 0.9-1. It is preferable to use at 0 5.
このポリアミック酸の末端は封止される'ことが好まし 、。 末端封止剤を用!/、て 封止する場合、 その末端封止剤としては、 例えば無水フタル酸およびその置換体、 へキサヒドロ無水フタル酸およびその置換体、 無水コハク酸おょぴその置換体、 ァミン成分としてはァ-リンおよびその置換体が げられる。 · The ends of this polyamic acid are preferably sealed. In the case of using an end capping agent, for example, as the end capping agent, for example, phthalic anhydride and its substitution product, hexahydrophthalic anhydride and its substitution product, succinic anhydride and its substitution, As a body and an ingredient of amin, a-phosphorin and its substitution products are mentioned. ·
溶媒としては、 N, N—ジメチルホルムアミド、 N, N—ジメチルァセトアミ ド、 N—メチルピロリドンおよび 1, 3—ジメチルイミダゾリジノンがらなる群 力、ら選ばれる少なくとも一種が用いられる。 これらの溶媒は、 単独であるいは 2 種以上組合せて使用することができる。 用いられる溶媒は可能な限り乾燥されて いることが好ましい。 溶媒中に水分が多く含まれている場合、 所望の重合度のポ リアミック酸を得ることが困難となる場合がある。 具体的には、 溶媒に含まれる 水分率として 0 . 1〜1 0 0 0 p p mであることが好ましい。 好ましくは 5 0 0 p p m以下であり、 更に好ましくは 1 0 0 p p m以下であり、 5 0 p p mである
ことが特に好ましい。 溶媒に含まれる水分率が 0 . l p p m未満の場合、 このよ うな水分率を維持管理するには設備的負荷が大きくなる。 As the solvent, at least one selected from the group consisting of N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetoamide, N-methylpyrrolidone and 1,3-dimethylimidazolidinone is used. These solvents can be used alone or in combination of two or more. The solvent used is preferably as dry as possible. When the solvent contains a large amount of water, it may be difficult to obtain a polyamic acid having a desired degree of polymerization. Specifically, the water content in the solvent is preferably 0.1 to 100 ppm. Preferably it is 500 ppm or less, More preferably, it is 100 ppm or less, and it is 50 ppm Is particularly preferred. If the water content in the solvent is less than 0.1 ppm, the equipment load will be large to maintain and manage such water content.
工程 ( 1 ) によれば、 好ましくは、 固形分濃度 0 · 5〜3 0重量%、 より好ま しくは 2〜 1 5重量%のポリアミック酸の溶媒中溶液が調製される。 According to the step (1), preferably, a solution of a solid concentration of 0.5 to 30% by weight, more preferably 2 to 15% by weight of a polyamic acid in a solvent is prepared.
次いで工程 ( 2 ) において、 上記工程 ( 1 ) で調製したポリアミック酸溶液に 脱水反応剤として無水酢酸、 および脱水反応触媒として有機アミン化合物を連続 またはバッチで添加混合する。 無水酢酸は脱水反応剤として用いられる。 有機ァ ' ミン化合物は無水酢酸とポリアミック酸の反応触媒として働くものであり、 例え ばトリメチノレアミン、 トリェチルァミン、 トリブチノレアミン、 ジイソプロピルェ チルァミン、 トリエチレンジァミンといった三級脂肪族ァミン; N, N—ジメチ ルァニリン、 1 , 8一ビス (N, N—ジメチノレアミノ) ナフタレンの如き芳香'族 ァミン、 ピリジンおよびその誘導体、 .ピコリンおよびその誘導体、 ルチジン、 キ ノリン、 イソキノリン、 1 , 8—ジァザビシクロ [ 5 · 4. 0 ] ゥンデセン、 N, N—ジメチルァミノピリジンの如き複素環式化合物を用いることができる。 この なかで経済性からはピリジンおよびピコリンが好ましい。 またトリエチレンジァ ミンおよび N, N—ジメチルァミノピリジンは無水酢酸との糸且合せにおいて、 極 めて高いイミド基分率が実現可能であり、 水に対する耐性の高いゲルフィルムを 与えることから好ましく用いられる。 これらのなかでもピリジンが好ましい。 ポリアミック酸溶液への添加の順番は特に限定されないが、 添加順序が、 まず、 有機ァミン化合物を添加 ·混合し、 次いで無水酢酸を添加 ·混合する順序である ことが好ましい。 Next, in the step (2), acetic anhydride as a dehydration reaction agent and an organic amine compound as a dehydration reaction catalyst are continuously or batchwise mixed with the polyamic acid solution prepared in the step (1). Acetic anhydride is used as a dehydrating agent. The organoamine compound acts as a reaction catalyst for the reaction of acetic anhydride and polyamic acid, and examples thereof include tertiary aliphatic amines such as trimethinoleamine, tolytilamine, toribitoleamine, diisopropylethamine, and triethylenediamine; N, N-dimethylamine, aromatic diamine such as bis (N, N- dimethinoleamino) naphthalene, pyridine and derivatives thereof, picoline and derivatives thereof, lutidine, quinolin, isoquinoline, 1, 8-diazabicyclo Heterocyclic compounds such as [5 · 4.0] undecene, N, N-dimethylaminopyridine can be used. Of these, pyridine and picoline are preferred from the economic viewpoint. Also, triethylenediamine and N, N-dimethylaminopyridine are preferably used because a very high imido group fraction can be realized in threading with acetic anhydride and a gel film having high resistance to water can be obtained. . Among these, pyridine is preferred. The order of addition to the polyamic acid solution is not particularly limited, but the order of addition is preferably the order of first adding and mixing an organoamine compound and then adding and mixing acetic anhydride.
またポリアミック酸組成物に酢酸を含むことが好ましレ、。 ポリアミック酸溶液 に含まれる酢酸は、 有機アミンィ匕合物と錯塩を形成し、 存在することで有機アミ ン化合物の揮発を抑制する効果がある。 ポリアミック酸溶液に含まれる酢酸の量 としては、 特に限定するものではないが、 有機アミン化合物 1モルに対して好ま しくは 0. 0 0 0 1モル以上 4. 0モル以下、 好ましくは 0. 0 0 1モル以上 1 . 0モル以下である。 It is also preferred to include acetic acid in the polyamic acid composition. The acetic acid contained in the polyamic acid solution forms a complex salt with the organic amine complex and, when present, has the effect of suppressing the volatilization of the organic amine compound. The amount of acetic acid contained in the polyamic acid solution is not particularly limited, but is preferably not less than 0. 0 0 0 1 mol and not more than 4.0 mol, preferably not more than 0. 0 mol, per 1 mol of the organic amine compound. It is more than 0 mole and less than 1.0 mole.
添加量は、 無水酢酸がポリアミック酸繰り返し単位 1モルに対して 1〜 3 0倍
モル、 好ましくは 1〜 8倍モル、 -さらに好ましくは 2〜 4倍モル、 有機ァミンィ匕 合物がポリアミック酸繰り返し単位 1モルに対して 0 . 0 1〜 2 5倍モル、 好ま しくは 0 . 0 1〜8倍モル、 さらに好ましくは 0. 0 4〜4倍モルである。 添加 の順番は特に規定しないが、 有機アミン化合物、 無水酢酸の順で行うことが好ま しい。 Acetic anhydride is added in an amount of 1 to 30 times per 1 mol of polyamic acid repeating unit. Mol, preferably 1 to 8 times mol, more preferably 2 to 4 times mol, and the organic compound is 0.01 to 25 times mol, preferably 0. 1 to 25 times mol per mol of the polyamic acid repeating unit. The molar ratio is 0 to 1 to 8 moles, more preferably 0.4 to 4 moles. The order of addition is not particularly limited, but it is preferable to carry out in the order of organic amine compound and acetic anhydride.
添加方法としては、 ニーダ一などの回転式混合機、 スタティックミキサ一など の静的混合機により連続的に添加混合する方法や混合釜内でアンカー翼、 ヘリ力 ルリボン翼などによりバッチで添加混合する方法があげられる。 また、 無水酢酸 および有機アミン化合物混合後は、 安定した送液を確保するために速やかに支持 体上に流延することが好ましく、 また、 ポリアミック酸の閉環反応による著しい 粘度増加が原因で起こる配管内での閉塞およぴ流延時の閉塞 ·流延不良を防ぐた めに溶液温度を室温以下にすることが好ましく、 一 2 0〜0 °Cに保つことがさら 'に好ましい。 , 次いで、 脱水反応剤を添加して調製したポリアミック酸組成物を支持体上に流 延してフィルムを得る。 支持体上に流延する製膜方法としては、.ダイ押し出しに よる工法、 アプリケーターを用いたキャスティング、 コーターを用いる方法など が例示される。 ポリアミック酸の流延に際して支持体として金属性のベルト、 キ ヤスティングドラムなどを用いることができる。 またポリエステノレやポリプロピ レンのような有機高分子フィルム上に流延しそのまま反応凝固槽に送ることもで きる。 As the addition method, a method of continuously adding and mixing by a static mixer such as a kneader or a static mixer, or adding and mixing in a batch by an anchor blade, a helicopter ribbon blade or the like in a mixing kettle There is a way. In addition, after mixing of acetic anhydride and organic amine compound, it is preferable to cast it on a support immediately to ensure stable liquid transfer, and piping caused by a marked increase in viscosity due to a ring closure reaction of polyamic acid. It is preferable to keep the solution temperature at room temperature or lower, and more preferably 1 ° C. to 0 ° C., to prevent internal blocking and blocking during casting · casting defects. Then, a polyamic acid composition prepared by adding a dehydration reaction agent is spread on a support to obtain a film. As a film forming method of casting on a support, a method by die extrusion, casting using an applicator, a method using a coater, etc. are exemplified. When casting a polyamic acid, a metallic belt, casting drum, etc. can be used as a support. It can also be cast on an organic polymer film such as polyesterol and polypropylene and sent as it is to a reaction coagulation tank.
これらの工程は低湿度雰囲気下で行うことが好ましく、 工程 (2 ) 中の流延処 理において、 ポリアミック酸組成物を水の濃度 1〜4 0 0 0 p p mの雰囲気下に て、 支持体上に流延することが好ましい。 . It is preferable to carry out these steps under a low humidity atmosphere, and in the casting treatment in the step (2), the polyamic acid composition is placed on a support in an atmosphere with a water concentration of 1 to 400 ppm. It is preferable to cast on .
流延する際のポリアミック酸溶液の温度は一 3 0〜4 0 °Cの範囲であることが 好ましい。 一 3 '0 °C未満の場合、 ポリアミック酸の粘性が著しく高くなつたり、 溶液が固化したりする為に、 著しく成形加工性が低下したり、 流延できなくなる 場合がある。 4 0。Cより高 、場合、 ポリアミック酸溶液の化学的安定性が失われ、 流延前に一部ゲルイ匕したり、 成型加工性が低下したりして、 流延できなくなる場
合がある。 好ましくは、 一 2 5〜3 0 °Cであり、 更に好ましくは一 2 0〜2 0 °C の範囲である。 ー1 5〜1 5 °Cの範囲が特に好ましい。 The temperature of the polyamic acid solution at the time of casting is preferably in the range of 1 to 40 ° C. If the temperature is less than 3 ° C., the viscosity of the polyamic acid becomes extremely high or the solution solidifies, so that the formability may be significantly reduced or the film may not be castable. 4 0. When it is higher than C, the chemical stability of the polyamic acid solution is lost, and some casting occurs before casting, or the molding processability decreases, making casting impossible. There is a case. The temperature is preferably in the range of 25 ° to 30 ° C., and more preferably in the range of 1 ° to 20 ° C. The range of −15 to 15 ° C. is particularly preferred.
工程 ( 2 ) のゲルフィルム形成を水分濃度が特定範囲である雰囲気下において 行い、 ポリアミック酸の少なくとも一部がポリイミドもしくはポリイソイミドに 変換されたゲルフィルムを形成する。 この反応雰囲気の水の濃度は 1〜2 0 0 0 p p m、 より好ましくは、 水の濃度が 1〜3 0 0 pi p mとする。 水の濃度 1〜2 0 0 0 p p mとはすなわち、 大気圧露点が一 8 °C以下である。 水の濃度 1〜 3 0 0 p p mとはすなわち、 大気圧露点が一 3 0 °C以下である。 これより水分濃度が 高い雰囲気となると化学イミド化反応が十分進まなくなり、 得られるフィルムは 脆くなることがある。 The gel film formation of the step (2) is carried out under an atmosphere in which the water concentration is in a specific range to form a gel film in which at least a part of the polyamic acid is converted to a polyimide or a polyisoimide. The concentration of water in this reaction atmosphere is 1 to 200 p p m, more preferably the concentration of water is 1 to 300 p p m. That is, the atmospheric pressure dew point is 18 ° C. or less as the concentration of water is 1 to 200 p p m. That is, the atmospheric pressure dew point is not more than 130 ° C. as the concentration of water is 1 to 300 p p m. If the atmosphere is higher than this, the chemical imidation reaction does not proceed sufficiently, and the resulting film may become brittle.
ゲル状フィルムの形成反応における温度条件としては、 ポリイソイミド化反応 の活性の観点からできる限り高温に設定することが望ましレ、が、 好ましくは 1 5 0 °C以下、 さらに好ましくは 1 1 0 °C以下である。 1 5 0 °Cより高いと設備負荷 が増すだけでなく、 無水酢酸および有機ァミン化合物の蒸発が顕著になるため無 水酢酸および有機アミン化合物が反応に十分寄与できなくなることがある。 工程 ( 2 ) のゲル状フィルム形成温度は好ましくは 2 0〜: 1 5 0 °C、 より好ましくは 2 0〜; 1 1 0 °C、 さらに好ましくは 3 5〜6 0 °Cである。 It is desirable to set the temperature as high as possible from the viewpoint of the activity of the polyisoimidization reaction as the temperature condition in the formation reaction of the gel-like film, but it is preferably 150 ° C. or less, more preferably 110 ° C. C or less. When the temperature is higher than 150 ° C., not only facility load increases, but also acetic anhydride and organic amine compounds may not be able to sufficiently contribute to the reaction due to remarkable evaporation of acetic anhydride and organic amine compounds. The gel film formation temperature in step (2) is preferably 20 to 150 ° C, more preferably 20 to 120 ° C, and still more preferably 3 to 60 ° C.
ゲル状フィルムを反応凝固槽において形成させる場合の反応凝固槽としては、 槽内の気体が槽外に漏れること'を防ぐ機構を施したものであることが好ましい。 槽内の気体力槽外に漏れることを防ぐ機構を施した反応凝固槽を用いることによ り、 各固化温度で、 とくに高温の反応条件下でも反応凝固させることが可能とな り、 反応時間を短縮できる。 In the case of forming a gel-like film in a reaction coagulation tank, it is preferable that a reaction coagulation tank has a mechanism for preventing gas in the tank from leaking out of the tank. By using a reaction coagulation tank equipped with a mechanism to prevent leakage to the outside of the gas pressure tank inside the tank, it is possible to solidify the reaction even under high temperature reaction conditions, especially at each solidification temperature. Can be shortened.
また、 特に限定されるものではないが、 反応凝固槽内に揮発し得る各成分、 例えば脱水反応剤である無水酢酸、 有機アミンィ匕合物や有機溶媒の反応凝固槽内 の分圧は飽和状態圧近くに保たれている方が好ましい。 特にゲル状フィルムの形 成反応温度が高い場合、 反応脱水剤の揮発を最小限に抑え、 ゲル状フィルムの形 成反応効率低下を防止し、 反応率の安定化といった効果がある。 In addition, although not particularly limited, the partial pressure of each component which can be volatilized in the reaction coagulating tank, for example, acetic anhydride which is a dehydration reaction agent, organic amine compound or organic solvent in the reaction coagulating tank is saturated It is preferred that the pressure be maintained close to the pressure. In particular, when the formation reaction temperature of the gel-like film is high, the volatilization of the reaction dehydrating agent is minimized, the reduction of the formation reaction efficiency of the gel-like film is prevented, and the reaction rate is stabilized.
反応凝固槽内の気体が槽外に漏れることを防ぐ機構として、 例えば、 槽内と槽
外の間に、 フィルム面に垂直に気体を吹付ける気体カーテンを設置する方法ゃフ イルム上限面に接触するようにロールやプレートを設置する方法が挙げられる力 反応凝固槽において、 水の濃度が l〜2000 p p mである気体を反応凝固槽内 に向かって流し、 力ゝっ該気体が反応凝固槽に入る近傍に該気体を排気するシール 槽を設置することが好ましい。 As a mechanism for preventing the gas in the reaction coagulation tank from leaking out of the tank, for example, the inside of the tank and the tank There is a method of installing a gas curtain that blows a gas perpendicularly to the film surface between the outside and a method of installing a roll or a plate so as to contact the film upper limit surface. It is preferable to flow a gas having 1 to 2000 ppm into the reaction coagulation tank, and install a seal tank for exhausting the gas in the vicinity where the gas enters the reaction coagulation tank.
水の濃度が l〜2000 p p mの気体としては乾燥窒素または乾燥空気などが 挙げられる。 該気体のより好ましい水の濃度は 1〜 300 p p mである。 Examples of the gas having a concentration of water of 1 to 2000 ppm include dry nitrogen and dry air. The more preferred water concentration of the gas is 1 to 300 ppm.
さらに水の濃度が 1〜2000 p pmの気体を反応凝固槽 ¾に向かってフィル ム進行方向に平行に、 すなわちフィルム進行方向垂直面に対して平均流速 0. 0 :!〜 1. Om/sで流すことが好ましい。 Further, a gas having a water concentration of 1 to 2000 ppm is made parallel to the film advancing direction toward the reaction coagulation tank 3⁄4, that is, an average flow velocity 0.! It is preferable to use
またフィルム進行方向垂直面での平均流速と吹込み距離の積が 1 0 cm2/s 以上、 さらに 5000 cm2/ s以下で流すことが好ましい。 ここで吹込み距離 とはシール槽外側入口面と排気口中央の流れに対する垂直面の面間距離である。 シール槽を設置することにより、 反応凝固槽内は脱水反応剤およぴ脱水反応触媒 の飽和蒸気圧下または飽和蒸気圧下に近い状態となる。 また、 該平均流速が上記 範囲を外れるまたは該平均流速と吹込み距離の積が 1 O cmVsより小さレヽと 出来上がるフィルムはィソィミド化溶液を過剰に入れない限り脆弱になることが ある。 該流速と吹込み距離の積が 5000 cmVsより大きいと、 設備が冗長 化するため好ましくない。 In addition, it is preferable that the product of the average flow velocity and the blowing distance in the plane perpendicular to the film traveling direction be 10 cm 2 / s or more, and more preferably 5000 cm 2 / s or less. Here, the blowing distance is the distance between the seal tank outer inlet surface and the surface perpendicular to the flow at the center of the exhaust port. By installing the sealing tank, the inside of the reaction coagulating tank is brought into a state close to or near the saturated vapor pressure of the dehydration reaction agent and the dehydration reaction catalyst. In addition, the film obtained when the average flow rate is out of the above range or the product of the average flow rate and the blowing distance is smaller than 1 O cmVs may become fragile unless it is incorporated with an excess of the imidization solution. If the product of the flow velocity and the blowing distance is larger than 5000 cmVs, it is not preferable because the equipment becomes redundant.
反応凝固橹内に向かって気体を流す該シール槽の設置は、 図 1に示すように該 シール槽はフィルム面の上下に排気口を持ち力つ反応凝固槽の両端に設置する方 法が採用され得る。 両端に設置する場合は、 両端シール槽排気口が均圧であるこ とが好ましい。 キャスティングドラムを工程 (2) に使用する場合は、 図 1とは 異なりシール槽は反応凝固槽からのフィルム出側のみで良い。 同様に、 キャステ イング後のフィルムを反応凝固槽内でリターンして反応凝固槽の入側と出側を同 じにする場合もシール槽は一ヶ所で良い。 The sealing tank is made to flow gas toward the inside of the reaction coagulation tank. As shown in Figure 1, the sealing tank has an exhaust port above and below the film surface and it is installed by both ends of the reaction coagulation tank. It can be done. When installed at both ends, it is preferable that both end seal tank exhaust port be equal pressure. When a casting drum is used in step (2), unlike in Figure 1, the sealing tank only needs to have the film outlet from the reaction coagulation tank. Similarly, when the casted film is returned within the reaction coagulation tank to make the inlet and outlet sides of the reaction coagulation tank identical, only one seal tank may be used.
さらに、 反応凝固槽およびシール槽の幅および高さは最小限にすることが好ま しい。 幅および高さが不必要に大きいとイソィミド化溶液が無駄に蒸発 ·拡散し
てしまう。 Furthermore, it is preferred to minimize the width and height of the reaction coagulation and sealing baths. When the width and height are unnecessarily large, the isoimidation solution is wasted and diffused It will
また工程 (2) の反 凝固槽において、,水の濃度が 1〜2000 p pmである 気体を反応凝固槽外に向かって流すガスシールを設置することが好ましい。 この ような機構により反応凝固槽内の気体が槽外に漏れるばかり力、 槽外からの水分 の進入を防ぐことが可能となる。 上記の水の濃度が l〜2000 p p mである気 体を反応凝固槽内に向かって流し、 力、っ該気体が反応凝固槽に入る近傍に該気体 を排気するシール槽と、 水の濃度が 1〜2000 p pmである気体を反応凝固槽 外に向かつて流すガスシールとは併用することがさらに好ましレ、。 In addition, in the anticoagulation tank of step (2), it is preferable to install a gas seal that allows a gas having a water concentration of 1 to 2000 ppm to flow toward the outside of the reaction coagulation tank. Such a mechanism makes it possible to prevent the gas in the reaction coagulation tank from leaking out of the tank and to prevent the entry of water from the outside of the tank. A gas having a concentration of water of 1 to 2000 ppm is flowed into the reaction coagulating tank, and a seal tank for exhausting the gas to the vicinity where the gas enters the reaction coagulating tank; It is further preferable to use in combination with a gas seal for flowing a gas of 1 to 2000 ppm toward the outside of the reaction coagulating tank.
ガスシールにおける流速等の条件は反応凝固槽内への気体流入と実質同等で良 い。 すなわち水の濃度が l〜2000 p p mの気体を反応凝固槽内に向かってフ ィルム進行方向垂直面に対して平均流速 0. 01〜 1. 0 m/ sで流すことが好 ましい。 The conditions such as the flow velocity at the gas seal may be substantially the same as the gas inflow into the reaction solidification tank. That is, it is preferable to flow a gas having a water concentration of 1 to 2000 ppm toward the inside of the reaction coagulating tank at an average flow velocity of 0.1 to 1.0 m / s with respect to a plane perpendicular to the film traveling direction.
またフィルム進行方向垂直面での平均流速と吹込み距離の積が 10 cmVs 以上、 さらに 5000 c m2/s以下で流すことが好ましい。 該ガスシールは反 応槽凝固槽の水濃度雰囲気と異なる雰囲気にフィルムが露出される境界に設置す ることが好ましい。 In addition, it is preferable that the product of the average flow velocity and the blowing distance in the plane perpendicular to the film traveling direction be 10 cmVs or more, more preferably 5000 cm 2 / s or less. The gas seal is preferably installed at the boundary where the film is exposed to an atmosphere different from the water concentration atmosphere of the reaction tank coagulation tank.
また、 本工程で得られるゲル状フィルムのイソイミ ド基分率は 0 %を超え 8 0 %以下であるとき高レ、延伸倍率が得られ好ましく、 さらに好ましくは、 3 %以 上 50 %以下である。 イソイミド基分率が 0 %では十分な延伸を行うことができ ず、 イソイミド基分率が 80 %を超えると自己支持性が悪くなりかつ延伸による 配向効果が小さくなる。 Also, when the isoimido group fraction of the gel-like film obtained in this step is more than 0% and 80% or less, high coverage and a draw ratio are preferably obtained, and more preferably 3% or more and 50% or less. is there. When the isoimide group fraction is 0%, sufficient stretching can not be performed, and when the isoimide group fraction exceeds 80%, the self-supporting property is deteriorated and the orientation effect by the stretching is reduced.
工程 (3) では、 工程 (2) で得られた未延伸ゲル状フィルムを支持体から分 離したのち二軸延伸に付す。 二軸延伸は、 未延伸フィルムを支持体から分離した のち、 洗浄してから行っても、 未洗浄のまま行ってもよい。 洗浄には、 例えばェ 程 (1) で用いられた溶媒と同様の溶媒が用いられる。 In step (3), the unstretched gel-like film obtained in step (2) is separated from the support and subjected to biaxial stretching. The biaxial stretching may be carried out after separation of the unstretched film from the support and after washing or may be carried out without washing. For the washing, for example, the same solvent as used in the step (1) is used.
延伸は、 縦横それぞれの方向に 1. 1〜6. 0倍の倍率で行うことができる。 延伸温度は、 特に限定するものではないが、 溶剤が揮発し延伸性が低下しない程 度であればよく、 例えば一 20°C〜十 80°Cが好ましい。 なお、 延伸は逐次ある
いは同時二軸延伸のいずれの方式で行ってもよレヽ。 延伸は溶剤中、 空気中、 不活 个生雰囲気中、 また低温加熱した状態でもよい。 Stretching can be performed at a magnification of 1. 1 to 60 in each of the longitudinal and lateral directions. Although the stretching temperature is not particularly limited, it may be a temperature at which the solvent is volatilized and the stretchability is not reduced, and, for example, preferably 120 ° C. to 180 ° C. In addition, there is an extension one after another Or either method of simultaneous biaxial stretching may be used. Stretching may be in a solvent, in air, in an inert atmosphere, or at a low temperature.
工程 ( 3 ) で二軸延伸に付すゲル状フイルムは 1 0 0〜 5 , 0 0 0 %の膨潤度 を持つことが好ましい。 これにより高い延伸倍率が得られる。 1 0 0 %以下では 延伸性が不十分となり延伸過程でフィルムが破断し易く、 5, 0 0 0 %以上では ゲルの強度が低下しハンドリングが困難となる。 . It is preferable that the gel-like film subjected to biaxial stretching in step (3) has a swelling degree of 100 to 5,00%. This provides a high draw ratio. If the content is less than 100%, the stretchability is insufficient and the film tends to break in the process of stretching. If the content is more than 5,00%, the strength of the gel decreases and the handling becomes difficult. .
最後に、 工程 (4 ) では、 工程 (3 ) で得られた二軸延伸フィルムを熱処理に 付して二軸配向ポリイミドフィルムを形成する。 Finally, in step (4), the biaxially stretched film obtained in step (3) is subjected to a heat treatment to form a biaxially oriented polyimide film.
工程 (4 ) において、 フィルムは最後まで定長ないし緊張下の拘束条件下で処 理されても良い。 また、 途中まで拘束下にて処理し、 その後非拘束下で処理され ても良く、 さらには、 途中まで縦横両方向拘束下にて処理し、 その後、 例えば縦 のみ拘束下といった片側拘束下で処理されても良い。 このような場合、 拘束下で フィルムに残存する溶媒量がポリマー重量に対し 1 0 %以下となるまで乾燥した 後、 非拘束下又は片側拘束下で熱処理することが好ましレ、。 In the step (4), the film may be processed under fixed or tensioned restraint conditions until the end. In addition, it may be processed partially under restraint, and then may be processed under non-restraint, or may be processed partially under restraint in both the vertical and horizontal directions, and then processed under one-sided restraint such as, for example, only vertical restraint. It is good. In such a case, it is preferable to heat-treat under restraint or under one-sided restraint after drying until the amount of solvent remaining in the film under restraint becomes 10% or less with respect to the weight of the polymer.
また、 拘束方法としては、 従来公知の方法を用いることが可能であり、 特に 限定するものではないが、 例えば、 縦方向拘束には、 クローパーロール、 ニップ ロール、 真空吸引式サクションロール、 巻取りロールなどによりフィルムに張力 を発生させて拘束する方法、 縦横両方向拘束または横方向拘束にはフィルムエツ ジ部分をクリップにより固定する方法や、 ピンを突き刺すことにより拘束する方 法が挙げられる。 また、 カレンダロールなどによりそのニップ圧力で縦横同時に 拘束する方法も挙げられる。 カレンダロールなどにより拘束する場合は、 拘束と 同時に極短時間で、 ロール加熱温度にて、 熱処理も施される。 Also, as a restraining method, it is possible to use a conventionally known method, and there is no particular limitation. For example, for longitudinal restraining, a clawper roll, a nip roll, a vacuum suction type suction roll, and winding There are a method of generating tension by restraining the film by a roll or the like, a method of fixing the film edge portion with a clip, and a method of restraining by piercing a pin for both longitudinal and lateral restraint or lateral restraint. In addition, there is also a method in which the nip pressure is simultaneously and horizontally constrained by a calender roll or the like. When constraining with a calender roll etc., heat treatment is also performed at the roll heating temperature in a very short time simultaneously with the restraint.
熱処理方法としては熱風加熱、 真空加熱、 赤外線加熱、 マイクロ波加熱の他、 熱板を用いた接触 ·非接触加熱、 ホットロールを用いた接触加熱などが例示され、 これらの方法を段階的にまたは同時に組み合わせて用いることもできる。 Examples of the heat treatment method include hot air heating, vacuum heating, infrared heating, microwave heating, contact using a hot plate, non-contact heating using a hot roll, contact heating using a hot roll, etc. It can also be used in combination at the same time.
熱処理温度は少なくとも 2段階で、 最初に 6 0〜 3 0 0 °C、 より好ましくは 1 0 0〜2 5 0 °C、 最後に 3 0 0〜5 5 0 °C、 より好ましくは 4 5 0〜5 5 0。Cの 温度で段階的に温度を上げて実施する。 これにより配向緩和を抑制して 9 5 %を
超えるィミド基分率を実現しうる。 The heat treatment temperature is at least two steps, first at 60 to 300 ° C., more preferably at 100 to 250 ° C., and finally at 300 to 50 ° C., more preferably at 45 0 ~ 5 50. The temperature is raised stepwise at a temperature of C. This suppresses the orientation relaxation and gives 95% An imido group fraction can be realized.
なお、 熱処理前に二軸延伸フィルムを洗净して溶媒を除去することができる。 洗浄には、 溶媒を溶解しうる例えばィソプロノ ノ一ルの如き低級アルコール、 ォ クチルアルコールの如き高級アルコール、 トルエン、 キシレンの如き芳香族炭化. 水素、 ジォキシサンの如きエーテル系溶媒おょぴアセトン、 メチルェチルケトン の如きケトン系溶媒等を挙げることができる。 In addition, the biaxially stretched film can be washed to remove the solvent before the heat treatment. For washing, the solvent may be dissolved, for example, lower alcohol such as isopronol, higher alcohol such as octyl alcohol, aromatic hydrocarbon such as toluene and xylene, hydrogen, ether solvents such as dioxasan, acetone, methyl Ketone solvents such as ethyl ketone can be mentioned.
上記の如くして得られた二軸配向ポリイミドフィルムは、 分子鎖がフィルム面 、 内に強く配向し、 面内のパランスに優れた高ヤング率ポリイミド: イルムとなる。 本発明の二軸配向ポリイミドフィルムは、 面内の直交する二方向に測定したヤン グ率の値が 5 GP a、 好ましくは 8 G P a、 さらに好ましくは l O G P aを超え、 かつ延伸配向により特殊な微細構造が形成されることにより強度の改善されたフ イルムである。 このような高ヤング率ポリイミドフィルムは剛性の高さから厚み が 1 0 m以下の薄いフィルムであっても電子用途、 例えば銅薄が積層された電 気配線板の支持体などに好適に用いることができる。 またフレキシブル回路基板、 T A B (テープオートメイテッドボンディング) 用テープ、 L O C (リードオン チップ) 用テープの支持体としても用いることができる。 また磁気記録テープの ベースフィルムとして用いることができる。 実施例 In the biaxially oriented polyimide film obtained as described above, the molecular chains are strongly oriented in the film plane, and a high Young's modulus polyimide: film having excellent in-plane balance is obtained. The biaxially oriented polyimide film of the present invention is characterized in that the in-plane two-way perpendicular measurement has a Yang ratio of 5 GPa, preferably 8 GPa, more preferably 1 OGP a, and a special orientation. It is a film whose strength is improved by forming a fine structure. Even if such a high Young's modulus polyimide film is a thin film having a thickness of 10 m or less due to high rigidity, it should be suitably used for electronic applications, for example, a support of an electric wiring board on which a copper thin film is laminated. Can. It can also be used as a support for flexible circuit boards, tapes for tape automated bonding (TAB), and tapes for LOC (lead-on-chip). Moreover, it can be used as a base film of a magnetic recording tape. Example
以下、 実施例により本発明方法をさらに詳しく具体的に説明する。 ただしこれ らの実施例は本発明の範囲を何ら限定するものではない。 分析方法 Hereinafter, the method of the present invention will be described in more detail by way of examples. However, these examples do not limit the scope of the present invention. Analysis method
1 ) ポリアミック酸の対数粘度 1) Logarithmic viscosity of polyamic acid
NM P中ポリマー濃度 0 . 5 g / 1 0 O m 1を 3 5 °Cで測定した。 The polymer concentration in NMP was measured at 35 ° C. at a polymer concentration of 0.50 g / 10 0 m 1.
2 ) 膨潤度 2) Swelling degree
膨潤した状態と乾燥した状態の重量の比から算出しだ。 すなわち、 乾燥状態の重 さを W 1、 膨潤時の重さを W 2とした場合
膨潤度 = ( W2 / Wl 一 1) X 100 として算出した。 It is calculated from the ratio of the weight in the swollen and dried states. That is, when the dry weight is W 1 and the swelling weight is W 2 The swelling degree was calculated as (W 2 / W 1 1) × 100.
3) 強伸度 3) Strength and elongation
測定は 5 OmmX 1 Ommのサンプルを用い、 引張り速度 5mmZm i nで行 いオリエンテック UCT— 1 Tによって測定を行った。 The measurement was performed using an Orientech UCT-1 T at a tensile speed of 5 mm Zmin using a sample of 5 OmmX 1 Omm.
4) イソイミド基分率おょぴィミド基分率 4) Fraction of isoimide group fraction
フーリェ変換赤外分光計 (N i c o l e t Ma g n a 750) を使用し、 吸 収法により測定したピーク強度比から以下のように決定した。 It was determined as follows from the peak intensity ratio measured by the absorption method using a Fourier transform infrared spectrometer (Nic o l t Ma g n a 750).
イソイミド基分率 (%) = (A920/A1024) 3 X 100 , A92。:サンプルの 920 c π 1イソイミド結合由来ピークの吸収強度 Isoimido groups ratio (%) = (A 920 / A 1024) 3 X 100, A 92. : Absorption intensity of the peak derived from 920 c π 1 isoimide bond of the sample
Α1024:サンプルの 1024 c m—1ベンゼン環由来ピークの吸収強度 1024 1024 : Absorption intensity of the peak derived from 1024 cm- 1 benzene ring of the sample
イミド基分率 (%) = (A720/A1024) /5. 1 X 100 Imido group fraction (%) = (A 720 / A 1024 ) / 5. 1 X 100
A72。:サンプルの 720 cm一1イミド結合由来ピークの吸収強度 A 72 . : Absorption intensity of peak from 720 cm 1 imide bond of sample
A1024:サンプルの 1024 cm— 1ベンゼン環由来ピークの吸収強度A 1024 : Absorption intensity of the peak derived from 1024 cm- 1 benzene ring of the sample
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実施例 1 Example 1
一 15 °Cに冷却した反応容器に、 窒素雰囲気下モレキュラーシ一ブスで水分率 In a reaction vessel cooled to 15 ° C, the moisture content is controlled with a molecular sieve under a nitrogen atmosphere.
32 p pmに脱水し N—メチルー 2_ピロリ ドン (NMP) 20 Lを入れ、 さら にパラフエ二レンジァミン (水分率は 3370 p p m) 276 gをカロえ完全に溶· 解した後、 無水ピロメリット酸二無水物 557 gを添加し 1時間反応させ、 さら に約 5 °Cで 2時間反応させた後、 無水フタル酸 0. 76 gを添加して反応を終了 させた。 得られたポリアミック酸溶液の対数粘度は 4. 10であった。 次にこの ァミック酸溶液をギアポンプにより 26. 8 ml Z分で一 10°Cに冷却された 配管内を送液し、 反応容器と Tダイ間の送液配管途中に設置したエレメント数 4 8段の 6. 5のスタティックミキサーに対して反応容器側を 0段、 Tダイ側をAfter dehydration to 32 ppm, add 20 L of N-methyl-2_pyloridone (NMP), and then completely dissolve and dissolve 276 g of paradiendiamine (water content: 3370 ppm), and then pyromellitic anhydride After 557 g of dianhydride was added and allowed to react for 1 hour, and then allowed to react at about 5 ° C. for 2 hours, 0.76 g of phthalic anhydride was added to complete the reaction. The logarithmic viscosity of the obtained polyamic acid solution was 4.10. Next, the fluid was cooled to 110 ° C. in 28.6 ml Z minutes by the gear pump, and the number of elements installed in the middle of the liquid transfer piping between the reaction vessel and the T die was 48 stages. For the static mixer of 6.5, the reaction vessel side is 0 stage, T die side
48段として、 0段目にピリジン (水分率 19 p pm) を 1. 1 m 1ノ分で添加 し、 次いで 24段目に無水酢酸を 1. 9ml 分で添加混合し (モル比: ドープ 中ポリアミック酸繰り返し単位/無酢 Zピリジン 1/6/4), — 10 °Cの本
混合液を水分濃度 40 p p mの窒素雰囲気の流延槽内にてリップ開度 1500 μ、 幅 32 Ommの Τダイより、 P ETフィルム上に流延しフィルムを得た。 As step 48, add pyridine (water content 19 ppm) to the 0th step in 1.1 ml, then add and mix acetic anhydride on the 24th step in 1.9 ml (molar ratio: in the dope) Polyamic acid repeating unit / no vinegar Z-pyridine 1/6/4), — book at 10 ° C The mixed solution was cast on a PET film from a chisel die with a lip opening of 1500 μ and a width of 32 Omm in a casting tank with a nitrogen concentration of 40 ppm, to obtain a film.
次に本フィルムを PETフィルムとともに 0.05 mZ分で反応凝固槽内に導 入した。 反応凝固槽内温度は 40°Cであり、 水の濃度 40 p pm (大気圧露点一 50°C) の乾燥窒素を反応凝固槽の両端外側から反応凝固槽両端に取り付けた該 乾燥窒素の吹込み距離が 7. 5 cmの排気口に向かって同一の流速で、 かつ、 フ イルム進行方向垂直面に対して平均流速が 20 cmZ秒で流した。 該乾燥窒素流 速と吹込み距離の積は 150 cm2/秒である。 また、 反応時間は 30分である。 凝固反応雰囲気における水分濃度は 40 p pmであった。 得 れたゲル状フィル ムのィソィミド基分率は 95 %であり、 イミド基は検出できなかった。 Next, this film was introduced into the reaction coagulating tank in 0.05 mZ with PET film. The temperature in the reaction coagulation tank is 40 ° C, and dry nitrogen with a water concentration of 40 ppm (atmospheric pressure dew point-50 ° C) is attached to both ends of the reaction coagulation tank from both ends outside the reaction coagulation tank The same flow rate was applied to the exhaust port with a penetration distance of 7.5 cm, and an average flow rate of 20 cm Z seconds was applied to the vertical surface in the film traveling direction. The product of the dry nitrogen flow rate and the blowing distance is 150 cm 2 / s. The reaction time is 30 minutes. The water concentration in the coagulation reaction atmosphere was 40 ppm. The imide group fraction of the obtained gel-like film was 95%, and no imide group could be detected.
次に得られたゲルフィルムの両端をチャックで固定し; 室温 (25°C) 下、 二 軸方向に各 1. 8倍に 5 mmZ秒の速度で同時-軸延伸した。 延伸開始時のゲル フィルムの膨潤度は 1110%であった。 Next, both ends of the obtained gel film were fixed by chucks; co-axial stretching was performed biaxially at room temperature (25 ° C.) in a biaxial direction at a rate of 5 mm for Z seconds at a rate of 5 mm. The swelling degree of the gel film at the start of stretching was 1110%.
延伸後のゲルフィルムを枠固定し 160°Cで 30分乾燥し、 次いで 450°Cま で段階的に を上げ熱処理を行レ、、 ポリイミドフィルムを得た。 得られたポリ イミドフィルムの厚みは 15μπι、 面内の直交する二方向に測定した引張り弾性 率は 17. 9GPaおよび 16. 0 G P a、 引張り強度は 0. 39GPaおよび 0. 35GPa、 伸度は 5. 1%および 4. 9%であった。 また、 厚み方向の屈 折率 η ζ = 1· 573、 密度は 1. 508 gノ c m3であった。 またイミド基分 率は 100。/。であった。 結果を表 1にも示す。 実施例 2 . The stretched gel film was fixed on a frame and dried at 160 ° C. for 30 minutes, and then gradually raised up to 450 ° C. to obtain a polyimide film. The thickness of the obtained polyimide film is 15 μπι, the tensile elastic modulus measured in two directions orthogonal to each other in the plane is 17.9 GPa and 16.0 GPa, the tensile strength is 0.39 GPa and 0.35 GPa, and the elongation is 5 1% and 4.9%. In addition, the refractive index in the thickness direction was η ζ = 1 · 573, and the density was 1. 508 g · cm 3 . The imide group fraction is 100. /. Met. The results are also shown in Table 1. Example 2.
反応凝固槽内へ流入する乾燥窒素を水の濃度 1000 p pmの乾燥空気とする 以外は実施例 1と全く同様の方法でポリイミドフィルムを製造得た。 結果を表 1 に示す。 実施例 3 A polyimide film was produced in the same manner as in Example 1 except that the dry nitrogen flowing into the reaction coagulating tank was changed to a dry air having a concentration of 1000 ppm of water. The results are shown in Table 1. Example 3
乾燥窒素を反応凝固槽の両端外側から反応凝固槽両端に取り付けた排気口に向
かって 0 . 5 m/sで流すこと以外は実施例 1と全く同様の方法でポリイミドフィ ルムを得た。 該乾燥窒素流速と吹込み距離の積は 3 7 5 c m2/ sである。 結果を 表 1に示す。 比較例 1 Dry nitrogen is directed from the outside of both ends of the reaction coagulation tank to the exhaust port attached to both ends of the reaction coagulation tank A polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the flow was performed at 0.5 m / s. The product of the dry nitrogen flow rate and the blowing distance is 3 7 5 cm 2 / s. The results are shown in Table 1. Comparative example 1
反応凝固槽内へ流入する乾燥窒素を水の濃度 3 7 0 O p p mの空気とする以外 は実施例 1と全く同様の方法でポリイミドフィルムを製造した。 ただし、 本条件 では反応凝固槽での反応が不十分のため乾燥中 ·熱処理中にフィルムが破断して フィルムを得られなかつた。 実施例 4 A polyimide film was produced in the same manner as in Example 1 except that the dry nitrogen flowing into the reaction coagulating tank was changed to air having a water concentration of 370O ppm. However, under these conditions, the film was broken during drying and heat treatment because the reaction in the reaction coagulation tank was insufficient, and a film could not be obtained. Example 4
製膜前に反応凝固槽内を窒素で置換し、 製膜中は乾燥窒素を反応凝固槽の両端 外側から反応凝固槽両端に取り付けた排気口に向かって流さない、 すなわち実質 的にシール槽のない条件で反応凝固させること以外は実施例 1と全く同様の方法 でポリイミドフィルムを得た。 得られたフィルムは、 機械強度測定は可能であつ たが、 伸度が低く脆いものであった。 結果を表 1に示す。 実施例 5 Before film formation, the inside of the reaction coagulation tank is replaced with nitrogen, and during film formation, dry nitrogen is not flowed from the outside of both ends of the reaction coagulation tank to the exhaust ports attached to both ends of the reaction coagulation tank, that is, substantially. A polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the reaction was coagulated under the absence of conditions. The obtained film was able to measure mechanical strength but was low in elongation and brittle. The results are shown in Table 1. Example 5
乾燥窒素を反応凝固槽の両端外側から反応凝固槽両端に取り付けた排気口に向 かって 0 . 0 0 9 m/sで流すこと以外は実施例 1と全く同様の方法でポリイミド フィルムを得た。 該乾燥窒素流速と吹込み距離の積は 6 7 . 5 c m 2/ sである。 得られたフィルムは、 機械強度測定は可能であつたが、 伸度が低くやや脆いもの であった。 結果を表 1に示す。 実施例 6 A polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that dry nitrogen was flowed from the outside of both ends of the reaction coagulation tank to exhaust ports attached to both ends of the reaction coagulation tank at 0.90 m / s. The product of the dry nitrogen flow rate and the blowing distance is 67.5 cm 2 / s. The obtained film was capable of measuring mechanical strength but was low in elongation and somewhat brittle. The results are shown in Table 1. Example 6
乾燥窒素を反応凝固槽の両端外側から反応凝固槽両端に取り付けた排気口に向 かって 1 . 2 m/sで流すこと以外は実施例 1と全く同様の方法でポリイミドフィ ルムを得た。 該乾燥窒素流速と吹込み距離の積は 9 0 0 c m2/ sである。 得られ
たフィルムは、 機械強度測定は可能であつたが、 伸度が低く脆いものであった。 結果を表 1に示す。 実施例 7 A polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that dry nitrogen was flowed from the outside of both ends of the reaction coagulation tank to exhaust ports attached to both ends of the reaction coagulation tank at a flow rate of 1.2 m / s. The product of the dry nitrogen flow rate and the blowing distance is 900 cm 2 / s. Obtained The film was able to measure mechanical strength, but it had low elongation and was brittle. The results are shown in Table 1. Example 7
乾燥窒素を反応凝固槽の両端外側から反応凝固槽両端に取り付けた排気口に向 かって 0 . 0 6 m/sで流すこと以外は実施例 1と全く同様の方法でポリイミ ドフ イルムを得た。 該乾燥窒素流速と吹込み距離の積は 4 5 c m2/ sである。 結果を 表 1に示す。 実施例 8 A polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that dry nitrogen was flowed from the outside of both ends of the reaction coagulation tank to the exhaust ports attached to both ends of the reaction coagulation tank at a flow rate of 0.60 m / s. The product of the dry nitrogen flow rate and the blowing distance is 45 cm 2 / s. The results are shown in Table 1. Example 8
反応凝固槽両端に取り付けた該乾燥窒素の吹込み距離が 1 . 5 c mであること 以外は実施例 7と全く同様の方法でポリイミドフィルムを製造した。 吹込み距離 の積は 9 c m2/ sである。 本条件で得られたフィルムは伸度の低いものであった。 結果を表 2に示す。 A polyimide film was manufactured in exactly the same manner as in Example 7 except that the blowing distance of the dry nitrogen attached to both ends of the reaction coagulation tank was 1.5 cm. The product of the blowing distance is 9 cm 2 / s. The film obtained under these conditions had a low elongation. The results are shown in Table 2.
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実施例 9 Example 9
ピリジンを 4 . 4ml/minで添加し、 無水酢酸を 3 . 8 ml/minで添加混合 (モ ル比: ドープ中ポリアミック酸繰り返し単位 Z無酢 Zピリジン = 1ノ 1 2 1 6 ) すること以外は実施例 4と全く同様の方法でポリイミドフィルムを撙た。 結 果を表 2に示す。 実施例 1 0 Pyridine is added at 4.4 ml / min and acetic anhydride is added and mixed at 3.8 ml / min (molar ratio: polyamic acid repeating unit in dope Z non-vinegar Z pyridine = 1 1 126). The polyimide film was spread in the same manner as in Example 4. The results are shown in Table 2. Example 1 0
反応凝固槽内温度を 6 0 °Cにすること以外は実施例 1と全く同様の方法でポリ イミドフイノレムを得た。 結果を表 2に示す。 実施例 1 1 A polyimide colloid was obtained by the same method as Example 1 except that the temperature in the reaction coagulating tank was set to 60 ° C. The results are shown in Table 2. Example 1 1
リップ開度を 3 5 0 ^、 延伸倍率を 1 . 6倍にすること以外は実施例 1と全く 同様の方法でポリイミドフィルムを得た。 延伸開始時のゲルフィルムの膨潤度は
1 , 150 %であった。 結果を表 2に示す。 実施例 12 A polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the opening degree of the lip was changed to 3 5 0 0 5 and the stretching ratio was increased to 1.6 times. The degree of swelling of the gel film at the start of stretching is It was 1 and 150%. The results are shown in Table 2. Example 12
反応凝固槽内温度を 90°Cにすること、 リップ開度を 350 / ^こすることおよ び PETフィルムの搬送速度を 0. lm/minにして反応時間を 5分にすること以 外は実施例 1と全く同様の方法でポリィミ,ドフィルムを得た。 結果を表 2に示す。 実施例 13 The temperature in the reaction coagulation tank is 90 ° C, the lip opening is 350 / ^, and the transport speed of PET film is 0. lm / min, and the reaction time is 5 minutes. A polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. Example 13
反応凝固槽内温度を 140 °Cにし、 ピリジンを 5. 4 ml/minで添加し、 無水 酢酸を 8. 2 ml/minで添加混合 (モル比: ドープダ無酢 Zピリジン = 1/25 /20) すること、 および PETフィルムの搬送速度を 0.5m/minにして反応 時間を 1分にすること以外は実施例 1と全く同様の方法でポリイミドフィルムを 得た。 結果を表 2に示す。
The temperature in the reaction coagulation tank is brought to 140 ° C., pyridine is added at 5.4 ml / min, acetic anhydride is added at 8.2 ml / min, and mixed (molar ratio: vinegar without doped Z pyridine = 1/25 / 20 ), And a polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the transfer time of the PET film was 0.5 m / min and the reaction time was 1 minute. The results are shown in Table 2.
3008845 3008845
23 twenty three
* 1 : フィルム進行方向垂直面に対するシール槽内気体の平均流速
* 1: Average flow velocity of gas in the seal tank with respect to the vertical surface
表 2 Table 2
* 1 :フィルム進行方向に垂直な面内でのシール槽内気体の平均流速 実施例 1 4 * 1: Average flow velocity of the gas in the sealing tank in the plane perpendicular to the film traveling direction Example 1 4
流延槽内および反応凝固槽内へ流入する気体を水の濃度 4 0 p p mの窒素から 水の濃度 1 0 2 0 p p mの乾燥空気へと変更した以外は実施例 1と全く同様の方 法でポリイミドフィルムを製造得た。 結果を表 3に示す。 実施例 1 5 The procedure is exactly the same as in Example 1 except that the gas flowing into the casting tank and the reaction coagulation tank is changed from nitrogen of water concentration 40 ppm to dry air of water concentration 100 ppm. A polyimide film was obtained. The results are shown in Table 3. Example 1 5
Tダイの温度を制御することにより、 流延時のポリアミック酸溶液の温度を 2 0 °Cにすること以外は実施例 1と全く同様の方法でポリイミドフィルムを得た。 結果を表 3に示す。
A polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the polyamic acid solution at the time of casting was set to 20 ° C. by controlling the temperature of the T die. The results are shown in Table 3.