JP2003105259A - ポリベンゾイミダゾール被膜およびフィルムの形成方法 - Google Patents
ポリベンゾイミダゾール被膜およびフィルムの形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基材表面にポリベンゾイミダゾールの被膜を
形成させる方法、およびポリベンゾイミダゾールのフィ
ルムを形成させる方法の提供。 【解決手段】 ポリベンゾイミダゾールのプレポリマー
を含んでなる溶液を基材表面に塗布し、その塗布された
被膜を加熱することによって、前記プレポリマーを環化
させて、基材表面に硬化塗膜を形成させる方法、ならび
に形成された被膜を基材から剥離してフィルムを形成さ
せる方法。
形成させる方法、およびポリベンゾイミダゾールのフィ
ルムを形成させる方法の提供。 【解決手段】 ポリベンゾイミダゾールのプレポリマー
を含んでなる溶液を基材表面に塗布し、その塗布された
被膜を加熱することによって、前記プレポリマーを環化
させて、基材表面に硬化塗膜を形成させる方法、ならび
に形成された被膜を基材から剥離してフィルムを形成さ
せる方法。
Description
【０００１】
【発明の背景】発明の分野
本発明はポリベンゾイミダゾール被膜の形成方法に関す
るものである。さらに詳しくは、本発明は、ポリベンゾ
イミダゾールプレポリマーの溶液を基材上に塗布し、溶
液中でプレポリマーを環化させ、基材を被覆するポリベ
ンゾイミダゾール被膜を形成させる方法に関するもので
ある。
るものである。さらに詳しくは、本発明は、ポリベンゾ
イミダゾールプレポリマーの溶液を基材上に塗布し、溶
液中でプレポリマーを環化させ、基材を被覆するポリベ
ンゾイミダゾール被膜を形成させる方法に関するもので
ある。
【０００２】背景技術
ポリベンゾイミダゾールは優れた耐エネルギー性および
耐薬品性を持つものである。しかし、このような特性の
うち、優れた耐薬品性、例えば耐溶剤性、のためにポリ
ベンゾイミダゾールは溶剤への溶解性が低く、比較的濃
度の低い溶液しか得ることができない。またこの特性の
ために、濃度を高くすることによって溶液の粘度を高く
することが難しい。このため、例えば基材に塗布して塗
膜を形成させようとした時に厚い塗膜を得ることが困難
である。
耐薬品性を持つものである。しかし、このような特性の
うち、優れた耐薬品性、例えば耐溶剤性、のためにポリ
ベンゾイミダゾールは溶剤への溶解性が低く、比較的濃
度の低い溶液しか得ることができない。またこの特性の
ために、濃度を高くすることによって溶液の粘度を高く
することが難しい。このため、例えば基材に塗布して塗
膜を形成させようとした時に厚い塗膜を得ることが困難
である。
【０００３】一方、ポリベンゾイミダゾールは、その特
性から半導体製造装置などに利用することが期待され
る。すなわち、金属などで構成される製造装置の表面を
ポリベンゾイミダゾールの被膜で被覆することによっ
て、製造装置を保護すると共に、製造される半導体装置
が金属と接触することを防いで不純物の混入を防ぐこと
ができる。しかしながら、前記したようにポリベンゾイ
ミダゾールの溶液を塗布して十分な厚さの被覆を形成さ
せることは困難であった。このような問題を解決するた
めに、金属の可溶化剤を混入することも検討されている
が、そのような方法でも溶解性を大きく改良することは
不可能であり、また金属不純物の混入の原因となるため
に好ましくないことであった。
性から半導体製造装置などに利用することが期待され
る。すなわち、金属などで構成される製造装置の表面を
ポリベンゾイミダゾールの被膜で被覆することによっ
て、製造装置を保護すると共に、製造される半導体装置
が金属と接触することを防いで不純物の混入を防ぐこと
ができる。しかしながら、前記したようにポリベンゾイ
ミダゾールの溶液を塗布して十分な厚さの被覆を形成さ
せることは困難であった。このような問題を解決するた
めに、金属の可溶化剤を混入することも検討されている
が、そのような方法でも溶解性を大きく改良することは
不可能であり、また金属不純物の混入の原因となるため
に好ましくないことであった。
【０００４】
【発明の概要】＜要旨＞本発明の基材表面に硬化塗膜を
形成させる方法は、ポリベンゾイミダゾールのプレポリ
マーを含んでなる溶液を基材表面に塗布し、その塗布さ
れた被膜を加熱することによって、前記プレポリマーを
環化させることを特徴とするものである。
形成させる方法は、ポリベンゾイミダゾールのプレポリ
マーを含んでなる溶液を基材表面に塗布し、その塗布さ
れた被膜を加熱することによって、前記プレポリマーを
環化させることを特徴とするものである。
【０００５】＜効果＞本発明による被膜の形成方法によ
れば、高濃度のプレポリマー溶液を用いることによっ
て、基材上に従来得ることのできなかった厚さのポリベ
ンゾイミダゾールからなる被膜を形成させることがで
き、基材表面に、耐熱性、耐薬品性などの特性を付与す
ることができる。
れば、高濃度のプレポリマー溶液を用いることによっ
て、基材上に従来得ることのできなかった厚さのポリベ
ンゾイミダゾールからなる被膜を形成させることがで
き、基材表面に、耐熱性、耐薬品性などの特性を付与す
ることができる。
【０００６】
【発明の具体的説明】プレポリマー
本発明による方法において、ポリベンゾイミダゾールの
プレポリマーとは、必要に応じて加熱することなどによ
り、環化してポリベンゾイミダゾール樹脂を形成するも
のをいう。その分子量などは特に限定されないが、用い
る溶剤に対する溶解性が高く、また環化によって十分に
硬化し得るように選択される。
プレポリマーとは、必要に応じて加熱することなどによ
り、環化してポリベンゾイミダゾール樹脂を形成するも
のをいう。その分子量などは特に限定されないが、用い
る溶剤に対する溶解性が高く、また環化によって十分に
硬化し得るように選択される。
【０００７】ここで、ポリベンゾイミダゾールとは、置
換または非置換のベンゾイミダゾールをモノマー単位と
して含む重合体をいう。ベンゾイミダゾールが置換基を
有する場合、その置換基は本発明の効果を損なわない範
囲で任意に選択される。好ましいポリベンゾイミダゾー
ルは、下記一般式（Ｉ）で表されるものである。
換または非置換のベンゾイミダゾールをモノマー単位と
して含む重合体をいう。ベンゾイミダゾールが置換基を
有する場合、その置換基は本発明の効果を損なわない範
囲で任意に選択される。好ましいポリベンゾイミダゾー
ルは、下記一般式（Ｉ）で表されるものである。
【化２】
ここで、Ｒ1〜Ｒ5およびＲ1’〜Ｒ5’は、それぞれ独立
に選択される置換基であり、Ｌ1は２価の連結基であ
り、Ｌ2は、Ｒ1〜Ｒ5のいずれか一つと、Ｒ1’〜Ｒ5’
のいずれか一つとを連結する２価の連結基であり、ｐお
よびｑは重合度を表す数である。ここで、Ｒ1〜Ｒ5およ
びＲ1’〜Ｒ5’は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜
10のアルキル基、炭素数６〜12のアリール基、ハロゲ
ン、水酸基、炭素数１〜10のアルコキシル基であること
が好ましく、Ｌ1およびＬ2は、それぞれ独立に、単結合
であるか、カルコゲン原子、芳香族化合物、脂肪族化合
物、脂環式化合物、または複素環化合物からなる２価の
連結基であることが好ましい。
に選択される置換基であり、Ｌ1は２価の連結基であ
り、Ｌ2は、Ｒ1〜Ｒ5のいずれか一つと、Ｒ1’〜Ｒ5’
のいずれか一つとを連結する２価の連結基であり、ｐお
よびｑは重合度を表す数である。ここで、Ｒ1〜Ｒ5およ
びＲ1’〜Ｒ5’は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜
10のアルキル基、炭素数６〜12のアリール基、ハロゲ
ン、水酸基、炭素数１〜10のアルコキシル基であること
が好ましく、Ｌ1およびＬ2は、それぞれ独立に、単結合
であるか、カルコゲン原子、芳香族化合物、脂肪族化合
物、脂環式化合物、または複素環化合物からなる２価の
連結基であることが好ましい。
【０００８】Ｌ1またはＬ2が脂肪族化合物からなる連結
基である場合は、炭素数が１〜８のアルキレンであるこ
とがより好ましく、芳香族化合物である場合は、フェニ
レン、またはナフチレンであることが好ましく、複素環
化合物からなる連結基である場合は、ピリジニレン、ピ
ラジニレン、フラニレン、キノリニレン、チオフェニレ
ン、ピラニレン、インデニレン、またはフリレニレンで
あることが好ましく、カルコゲンからなる連結基である
場合は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＳＯ2−であることが好ま
しい。
基である場合は、炭素数が１〜８のアルキレンであるこ
とがより好ましく、芳香族化合物である場合は、フェニ
レン、またはナフチレンであることが好ましく、複素環
化合物からなる連結基である場合は、ピリジニレン、ピ
ラジニレン、フラニレン、キノリニレン、チオフェニレ
ン、ピラニレン、インデニレン、またはフリレニレンで
あることが好ましく、カルコゲンからなる連結基である
場合は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＳＯ2−であることが好ま
しい。
【０００９】このような一般式（Ｉ）で示されるプレポ
リマーのうち、好ましいのは、以下の一般式（Ｉａ）で
示されるものである。
リマーのうち、好ましいのは、以下の一般式（Ｉａ）で
示されるものである。
【化３】
ここでｎは重合度を表す数である。
【００１０】このような一般式（Ｉ）で表されるプレポ
リマーを縮合させて得られるポリベンゾイミダゾール
は、一般式（ＩＩ）で表され、特に一般式（Ｉａ）で表
されるプレポリマーを縮合させて得られるポリベンゾイ
ミダゾールは、一般式（ＩＩａ）で表される。
リマーを縮合させて得られるポリベンゾイミダゾール
は、一般式（ＩＩ）で表され、特に一般式（Ｉａ）で表
されるプレポリマーを縮合させて得られるポリベンゾイ
ミダゾールは、一般式（ＩＩａ）で表される。
【化４】
ここで、Ｒ1〜Ｒ5、Ｒ1’〜Ｒ5’、Ｌ1、Ｌ2、ｐ、ｑ、
およびｎは前記したとおりである。
およびｎは前記したとおりである。
【００１１】本発明による方法では、最終的にポリベン
ゾイミダゾールが生成する。このポリベンゾイミダゾー
ルは、その構造や分子量などに応じて、広範な範囲の固
有粘度を取り得るが、本発明において、ポリベンゾイミ
ダゾールの分子量は一般に２，０００〜１，０００，０
００、好ましくは２，０００〜３００，０００、より好
ましくは５，０００〜１００，０００、である。また、
本発明に用いるポリベンゾイミダゾールは、その固有粘
度が0.2以上であることが好ましい。
ゾイミダゾールが生成する。このポリベンゾイミダゾー
ルは、その構造や分子量などに応じて、広範な範囲の固
有粘度を取り得るが、本発明において、ポリベンゾイミ
ダゾールの分子量は一般に２，０００〜１，０００，０
００、好ましくは２，０００〜３００，０００、より好
ましくは５，０００〜１００，０００、である。また、
本発明に用いるポリベンゾイミダゾールは、その固有粘
度が0.2以上であることが好ましい。
【００１２】このようなポリベンゾイミダゾールの具体
例は、下記のものである。ポリ-2,2'-(m-フェニレン)-
5,5'-ジベンゾイミダゾール（一般式(II)）、ポリ-2,2'
-(ジフェニレン-2'',2''')-5,5'-ジベンゾイミダゾー
ル、ポリ-2,2'-(ジフェニレン-4'',4''')-5,5'-ジベン
ゾイミダゾール、ポリ-2,2'-(1''、1''、3''-トリメチル
インダニレン)-3''、5''-p-フェニレン-5,5'-ジベンゾイ
ミダゾール、2,2'-(m-フェニレン)-5,5'-ジベンゾイミ
ダゾール／2,2'-(1''、1''、3''-トリメチルインダニレ
ン)-3''、5''-p-フェニレン-5,5'-ジベンゾイミダゾール
共重合体、2,2'-(m-フェニレン)-5,5'-ジベンゾイミダ
ゾール／2,2'-(ジフェニレン-2'',2''')-5,5'-ジベンゾ
イミダゾール共重合体、ポリ-2,2'-(フリレン-2'',5'')
-5,5'-ジベンゾイミダゾール、ポリ-2,2'-(ナフタレン-
1''、6'')-5,5'-ジベンゾイミダゾール、ポリ-2,2'-(ナ
フタレン-2''、6'')-5,5'-ジベンゾイミダゾール、ポリ-
2,2'-アミレン-5,5'-ジベンゾイミダゾール、ポリ-2,2'
-オクタメチレン-5,5'-ジベンゾイミダゾール、ポリ-2,
2'-シクロヘキセニル-5,5'-ジベンゾイミダゾール、ポ
リ-2,2'-(m-フェニレン)-5,5'-ジ(ベンゾイミダゾール)
エーテル、ポリ-2,2'-(m-フェニレン)-5,5'-ジ(ベンゾ
イミダゾール)サルファイド、ポリ-2,2'-(m-フェニレ
ン)-5,5'-ジ(ベンゾイミダゾール)スルフォン、ポリ-2,
2'-(m-フェニレン)-5,5'-ジ(ベンゾイミダゾール)メタ
ン、ポリ-2,2'-(m-フェニレン)-5,5'-ジ(ベンゾイミダ
ゾール)プロパン2,2、およびポリ-エチレン-1,2,2,2''-
(m-フェニレン)-5,5'-ジ(ベンゾイミダゾール)エチレン
-1,2。
例は、下記のものである。ポリ-2,2'-(m-フェニレン)-
5,5'-ジベンゾイミダゾール（一般式(II)）、ポリ-2,2'
-(ジフェニレン-2'',2''')-5,5'-ジベンゾイミダゾー
ル、ポリ-2,2'-(ジフェニレン-4'',4''')-5,5'-ジベン
ゾイミダゾール、ポリ-2,2'-(1''、1''、3''-トリメチル
インダニレン)-3''、5''-p-フェニレン-5,5'-ジベンゾイ
ミダゾール、2,2'-(m-フェニレン)-5,5'-ジベンゾイミ
ダゾール／2,2'-(1''、1''、3''-トリメチルインダニレ
ン)-3''、5''-p-フェニレン-5,5'-ジベンゾイミダゾール
共重合体、2,2'-(m-フェニレン)-5,5'-ジベンゾイミダ
ゾール／2,2'-(ジフェニレン-2'',2''')-5,5'-ジベンゾ
イミダゾール共重合体、ポリ-2,2'-(フリレン-2'',5'')
-5,5'-ジベンゾイミダゾール、ポリ-2,2'-(ナフタレン-
1''、6'')-5,5'-ジベンゾイミダゾール、ポリ-2,2'-(ナ
フタレン-2''、6'')-5,5'-ジベンゾイミダゾール、ポリ-
2,2'-アミレン-5,5'-ジベンゾイミダゾール、ポリ-2,2'
-オクタメチレン-5,5'-ジベンゾイミダゾール、ポリ-2,
2'-シクロヘキセニル-5,5'-ジベンゾイミダゾール、ポ
リ-2,2'-(m-フェニレン)-5,5'-ジ(ベンゾイミダゾール)
エーテル、ポリ-2,2'-(m-フェニレン)-5,5'-ジ(ベンゾ
イミダゾール)サルファイド、ポリ-2,2'-(m-フェニレ
ン)-5,5'-ジ(ベンゾイミダゾール)スルフォン、ポリ-2,
2'-(m-フェニレン)-5,5'-ジ(ベンゾイミダゾール)メタ
ン、ポリ-2,2'-(m-フェニレン)-5,5'-ジ(ベンゾイミダ
ゾール)プロパン2,2、およびポリ-エチレン-1,2,2,2''-
(m-フェニレン)-5,5'-ジ(ベンゾイミダゾール)エチレン
-1,2。
【００１３】溶剤
本発明による方法において、溶剤は上記のポリベンゾイ
ミダゾールのプレポリマーを溶解させるためのものであ
り、そのプレポリマーが溶解し、かつそのプレポリマー
または環化後のポリマーを分解させないものであること
が好ましい。溶解性の観点からは、溶剤は極性溶剤であ
ることが好ましい。
ミダゾールのプレポリマーを溶解させるためのものであ
り、そのプレポリマーが溶解し、かつそのプレポリマー
または環化後のポリマーを分解させないものであること
が好ましい。溶解性の観点からは、溶剤は極性溶剤であ
ることが好ましい。
【００１４】このような溶媒、特に極性溶媒、として好
ましいものは、メチルピロリドン、ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルホルムアミド、ジエチルアセトアミド、ジ
メチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホン、およ
びそれらの混合物である。
ましいものは、メチルピロリドン、ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルホルムアミド、ジエチルアセトアミド、ジ
メチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホン、およ
びそれらの混合物である。
【００１５】プレポリマー溶液
本発明の方法に用いる、ポリベンゾイミダゾールのプレ
ポリマーを含んでなる溶液は、前記のポリベンゾイミダ
ゾールを前記の溶剤に溶解させたものである。このよう
な溶液を得るためには、（１）プレポリマーを溶剤に溶
解させる方法と、（２）プレポリマーの前駆体、すなわ
ちモノマー、を液相において反応させて、その反応後の
液体をそのままプレポリマー溶液とする方法とが挙げら
れる。
ポリマーを含んでなる溶液は、前記のポリベンゾイミダ
ゾールを前記の溶剤に溶解させたものである。このよう
な溶液を得るためには、（１）プレポリマーを溶剤に溶
解させる方法と、（２）プレポリマーの前駆体、すなわ
ちモノマー、を液相において反応させて、その反応後の
液体をそのままプレポリマー溶液とする方法とが挙げら
れる。
【００１６】プレポリマーを溶剤に溶解させる場合、最
終的に得られるポリベンゾイミダゾール被膜の厚さを高
くすることができ、かつ塗布性を維持するために、１〜
５０重量％とすることが好ましく、２０〜３０重量％と
することがより好ましい。
終的に得られるポリベンゾイミダゾール被膜の厚さを高
くすることができ、かつ塗布性を維持するために、１〜
５０重量％とすることが好ましく、２０〜３０重量％と
することがより好ましい。
【００１７】モノマーを液相において反応させてプレポ
リマー溶液を生成させる場合、前記のプレポリマーは、
例えば、一般式（Ｉ）のひとつめの括弧に対応するテト
ラアミノジフェニルと、一般式（Ｉ）のふたつめの括弧
に対応するジアルデヒドとを適当な溶剤中で反応させる
ことにより得ることができる。例えば、Ｒ1〜Ｒ5、
Ｒ 1’〜Ｒ5’がすべて水素であり、Ｌ１がフェニルであ
り、Ｌ２が単結合であるプレポリマーは、３，３’、
４，４’−テトラアミノジフェニルとジアルデヒドベン
ゼンとを反応させることより生成させることができる。
リマー溶液を生成させる場合、前記のプレポリマーは、
例えば、一般式（Ｉ）のひとつめの括弧に対応するテト
ラアミノジフェニルと、一般式（Ｉ）のふたつめの括弧
に対応するジアルデヒドとを適当な溶剤中で反応させる
ことにより得ることができる。例えば、Ｒ1〜Ｒ5、
Ｒ 1’〜Ｒ5’がすべて水素であり、Ｌ１がフェニルであ
り、Ｌ２が単結合であるプレポリマーは、３，３’、
４，４’−テトラアミノジフェニルとジアルデヒドベン
ゼンとを反応させることより生成させることができる。
【００１８】そして、それぞれのモノマー溶液を反応さ
せてプレポリマーを生成させる場合には、反応後にプレ
ポリマーの溶液が得られる。このプレポリマー溶液をそ
のまま基材に塗布することができれば、工程を簡便化す
ることができる。従って、モノマーの溶剤として、プレ
ポリマーの溶解性が高いものを選択することが好ましい
が、その具体的な例は前記した溶剤である。なお、この
ようにモノマーを液相で反応させる方法は、プレポリマ
ー溶液の濃度を高くしやすいため、好ましい。
せてプレポリマーを生成させる場合には、反応後にプレ
ポリマーの溶液が得られる。このプレポリマー溶液をそ
のまま基材に塗布することができれば、工程を簡便化す
ることができる。従って、モノマーの溶剤として、プレ
ポリマーの溶解性が高いものを選択することが好ましい
が、その具体的な例は前記した溶剤である。なお、この
ようにモノマーを液相で反応させる方法は、プレポリマ
ー溶液の濃度を高くしやすいため、好ましい。
【００１９】モノマー溶液からプレポリマーを生成させ
る場合、最終的に得られるプレポリマー溶液の濃度が適
当になるようにモノマー溶液の濃度を調整することが好
ましい。この場合におけるモノマー溶液の好ましい濃度
範囲は１０〜８０重量％である。このようなモノマー溶
液を混合する場合には、一方のモノマー溶液を撹拌しな
がら、もう一方のモノマー溶液を適当な速度で滴下する
ことが好ましい。このとき、実用的な温度であり、かつ
副反応による不純物の発生を防止するという観点から−
４０〜４０℃において反応を行うことが好ましい。この
ときの滴下速度は、滴下される溶液の初期重量を基準と
して０．０１〜１０重量％／分であることが好ましい。
る場合、最終的に得られるプレポリマー溶液の濃度が適
当になるようにモノマー溶液の濃度を調整することが好
ましい。この場合におけるモノマー溶液の好ましい濃度
範囲は１０〜８０重量％である。このようなモノマー溶
液を混合する場合には、一方のモノマー溶液を撹拌しな
がら、もう一方のモノマー溶液を適当な速度で滴下する
ことが好ましい。このとき、実用的な温度であり、かつ
副反応による不純物の発生を防止するという観点から−
４０〜４０℃において反応を行うことが好ましい。この
ときの滴下速度は、滴下される溶液の初期重量を基準と
して０．０１〜１０重量％／分であることが好ましい。
【００２０】そのほか、任意の方法でプレポリマーを生
成させることができるが、いずれの場合においても、金
属不純物の混入を防ぐという観点から、金属触媒を用い
ない方法でプレポリマーを生成させることが好ましい。
また、用いる溶剤にも金属不純物が含まれないか、金属
不純物濃度の低いものを使用することが好ましい。
成させることができるが、いずれの場合においても、金
属不純物の混入を防ぐという観点から、金属触媒を用い
ない方法でプレポリマーを生成させることが好ましい。
また、用いる溶剤にも金属不純物が含まれないか、金属
不純物濃度の低いものを使用することが好ましい。
【００２１】プレポリマー溶液は、ポリベンゾイミダゾ
ールのプレポリマーのほかに、その他の添加剤を含んで
いてもよい。このような添加剤としては、フィラーが挙
げられる。
ールのプレポリマーのほかに、その他の添加剤を含んで
いてもよい。このような添加剤としては、フィラーが挙
げられる。
【００２２】フィラーとしては、（１）無機フィラー、
具体的には、ガラスファイバー、金属ファイバー、炭化
ケイ素など、および（２）有機フィラー、具体的には、
カーボンファイバー、カーボンブラック、グラファイ
ト、ポリベンゾイミダゾール樹脂などの樹脂、が挙げら
れる。これらのフィラーを添加することによって、得ら
れるポリベンゾイミダゾール被膜の強度向上、膜厚の増
加、電気的特性、例えば絶縁性、の付与、摺動性の改
良、などの効果を得ることができることがある。
具体的には、ガラスファイバー、金属ファイバー、炭化
ケイ素など、および（２）有機フィラー、具体的には、
カーボンファイバー、カーボンブラック、グラファイ
ト、ポリベンゾイミダゾール樹脂などの樹脂、が挙げら
れる。これらのフィラーを添加することによって、得ら
れるポリベンゾイミダゾール被膜の強度向上、膜厚の増
加、電気的特性、例えば絶縁性、の付与、摺動性の改
良、などの効果を得ることができることがある。
【００２３】基材
本発明による方法においては、前記のプレポリマー溶液
を基材に塗布する。用いる基材としては、任意のものを
用いることができる。ただし、プレポリマーを加熱する
ことによって環化させるため、加熱温度に応じた適当な
耐熱性を有するべきである。具体的には、金属基材、例
えばステンレス、鉄、アルミニウム、および銅など、な
らびに無機材料基材、例えばガラス、セラミックス、例
えばアルミナ、サファイア、ムライト、およびコージラ
イトなど、が挙げられる。これらは、塗布に先立って表
面処理されていてもよい。例えば、金属材料においては
表面にアルマイト加工を施したり、粗面化処理を施した
りすることができる。また、ポリベンゾイミダゾールの
フィルムを形成させる場合にも、基材は前記のものから
適宜選択することができる。
を基材に塗布する。用いる基材としては、任意のものを
用いることができる。ただし、プレポリマーを加熱する
ことによって環化させるため、加熱温度に応じた適当な
耐熱性を有するべきである。具体的には、金属基材、例
えばステンレス、鉄、アルミニウム、および銅など、な
らびに無機材料基材、例えばガラス、セラミックス、例
えばアルミナ、サファイア、ムライト、およびコージラ
イトなど、が挙げられる。これらは、塗布に先立って表
面処理されていてもよい。例えば、金属材料においては
表面にアルマイト加工を施したり、粗面化処理を施した
りすることができる。また、ポリベンゾイミダゾールの
フィルムを形成させる場合にも、基材は前記のものから
適宜選択することができる。
【００２４】被膜の形成方法
本発明による方法においては、前記のプレポリマー溶液
を基材に塗布し、塗布済みの基材を加熱することによっ
てポリベンゾイミダゾールの被膜を形成させる。
を基材に塗布し、塗布済みの基材を加熱することによっ
てポリベンゾイミダゾールの被膜を形成させる。
【００２５】プレポリマー溶液を基材に塗布する方法は
任意であるが、例えば、スプレーコーティング、ディッ
プコーティング、ロールコーティング、カーテンコーテ
ィング、およびその他の方法が挙げられる。
任意であるが、例えば、スプレーコーティング、ディッ
プコーティング、ロールコーティング、カーテンコーテ
ィング、およびその他の方法が挙げられる。
【００２６】加熱に先立って、必要に応じて塗膜から溶
媒の一部を除去することができる。この溶媒除去は、環
化反応や副反応が起こらない、または起こりにくい温度
に加熱したり、減圧を印加することにより行うことがで
きる。このように過剰の溶媒を加熱に先立って除去する
ことによって、加熱時に発生する気泡などを抑制するこ
とができ、被覆に生じる欠陥を低減させることができ
る。
媒の一部を除去することができる。この溶媒除去は、環
化反応や副反応が起こらない、または起こりにくい温度
に加熱したり、減圧を印加することにより行うことがで
きる。このように過剰の溶媒を加熱に先立って除去する
ことによって、加熱時に発生する気泡などを抑制するこ
とができ、被覆に生じる欠陥を低減させることができ
る。
【００２７】その後、塗膜を加熱して、プレポリマーを
環化させる。加熱は、任意の方法により行うことができ
るが、通常、加熱炉、ホットプレート、赤外線照射など
を用いて行う。温度は徐々に上昇させることが好まし
い。具体的には、温度上昇は１〜２０度／分であること
が好ましく、１〜５度／分であることがより好ましい。
最終的な到達温度は、通常３００〜４００℃である。必
要に応じて、到達温度に達した後で、一定温度で加熱を
続けることもできる。
環化させる。加熱は、任意の方法により行うことができ
るが、通常、加熱炉、ホットプレート、赤外線照射など
を用いて行う。温度は徐々に上昇させることが好まし
い。具体的には、温度上昇は１〜２０度／分であること
が好ましく、１〜５度／分であることがより好ましい。
最終的な到達温度は、通常３００〜４００℃である。必
要に応じて、到達温度に達した後で、一定温度で加熱を
続けることもできる。
【００２８】必要に応じて、塗布および加熱を繰り返
し、さらに厚い被膜を形成させることもできる。
し、さらに厚い被膜を形成させることもできる。
【００２９】フィルムの形成方法
ポリベンゾイミダゾールのフィルムは、前記したフィル
ムの形成方法に従って、基材表面に被膜を形成させた
後、硬化した被膜を基材から剥離することにより形成さ
せることができる。剥離は任意の方法によって行うこと
ができるが、一般的には機械的に剥離する。このとき、
剥離を容易にするためにポリベンゾイミダゾールのプレ
ポリマー溶液を塗布する前に、基材表面に剥離を容易に
する処理をすることもできる。このような手段として
は、基材表面の鏡面処理や剥離剤の塗布などが挙げられ
る。
ムの形成方法に従って、基材表面に被膜を形成させた
後、硬化した被膜を基材から剥離することにより形成さ
せることができる。剥離は任意の方法によって行うこと
ができるが、一般的には機械的に剥離する。このとき、
剥離を容易にするためにポリベンゾイミダゾールのプレ
ポリマー溶液を塗布する前に、基材表面に剥離を容易に
する処理をすることもできる。このような手段として
は、基材表面の鏡面処理や剥離剤の塗布などが挙げられ
る。
【００３０】
【実施例】実施例
６０ｇのジメチルアセトアミドに４．２８ｇの３，
３’、４，４’−テトラアミノジフェニルを溶解させた
溶液に、４０ｇのジメチルアセトアミドに２．６８ｇの
ジアルデヒドベンゼンを溶解させた溶液を、混合しなが
ら０℃で滴下速度０．１重量％／分で滴下を行い、プレ
ポリマーを生成させた。この粘性液体をアルマイト加工
されたステンレス基材上にディッピング法により塗布し
た。塗布済みの基材を、室温から３８０℃まで３時間か
けて昇温させることによって焼成を行った。この結果、
２０μｍの厚さのポリベンゾイミダゾール被膜を形成す
ることができた。さらに、この操作を繰り返すことによ
り、最終的に２００μｍの厚さのポリベンゾイミダゾー
ルからなる被膜を形成することができた。
３’、４，４’−テトラアミノジフェニルを溶解させた
溶液に、４０ｇのジメチルアセトアミドに２．６８ｇの
ジアルデヒドベンゼンを溶解させた溶液を、混合しなが
ら０℃で滴下速度０．１重量％／分で滴下を行い、プレ
ポリマーを生成させた。この粘性液体をアルマイト加工
されたステンレス基材上にディッピング法により塗布し
た。塗布済みの基材を、室温から３８０℃まで３時間か
けて昇温させることによって焼成を行った。この結果、
２０μｍの厚さのポリベンゾイミダゾール被膜を形成す
ることができた。さらに、この操作を繰り返すことによ
り、最終的に２００μｍの厚さのポリベンゾイミダゾー
ルからなる被膜を形成することができた。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
// Ｂ２９Ｋ 79:00 Ｂ２９Ｋ 79:00
Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｂ２９Ｌ 7:00
Ｆターム(参考） 4D075 BB26Z BB93Z BB95Z CA18
CA32 CA44 DA06 DB02 DB04
DB06 DB07 DB13 DB14 DC22
EA07 EB44 EB47 EB56 EC30
4F205 AA36 AB11 AC05 AG01 GA06
GB01 GE22 GN13
4J038 DJ001 KA06 NA04 NA14
PA19 PC02 PC03 PC04
4J043 PA15 PA19 QB15 QB44 RA42
SA08 TA09 UA122 UA131
UB401 XA16 XA19 YA06
ZB03
Claims (10)
- 【請求項１】ポリベンゾイミダゾールのプレポリマーを
含んでなる溶液を基材表面に塗布し、その塗布された被
膜を加熱することによって、前記プレポリマーを環化さ
せて、基材表面に硬化塗膜を形成させる方法。 - 【請求項２】ポリベンゾイミダゾールのプレポリマー
が、下記一般式（Ia）で表される、請求項１に記載の方
法。 【化１】 ここで、ｎは重合度を表す数である。 - 【請求項３】溶液の濃度が１〜５０重量％である、請求
項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】溶液の溶剤が極性溶媒である、請求項１〜
３のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５】溶剤が、メチルピロリドン、ジメチルアセ
トアミド、ジメチルホルムアミド、ジエチルアセトアミ
ド、ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホ
ン、およびそれらの混合物からなる群から選択される、
請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】ポリベンゾイミダゾールのプレポリマーの
合成が、金属触媒を使用せずに行われる、請求項１〜５
のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項７】溶液がフィラーを含んでなる、請求項１〜
６のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項８】温度を昇温速度１〜２０度／分で、３００
〜４００℃まで上昇させることで加熱を行う、請求項１
〜７のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項９】請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法
で形成された被膜を具備してなる物品。 - 【請求項１０】ポリベンゾイミダゾールのプレポリマー
を含んでなる溶液を基材表面に塗布し、その塗布された
被膜を加熱することによって、前記プレポリマーを環化
させて、基材表面に硬化塗膜を形成させ、形成された被
膜を基材から剥離することによってフィルムを形成させ
る方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001303323A JP2003105259A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | ポリベンゾイミダゾール被膜およびフィルムの形成方法 |
| KR10-2003-7007063A KR20040044388A (ko) | 2001-09-28 | 2002-09-30 | 폴리벤즈이미다졸 피막 및 필름의 형성방법 |
| PCT/JP2002/010195 WO2003029374A1 (fr) | 2001-09-28 | 2002-09-30 | Procede de formation d'un film de revetement a base de polybenzimidazole et de formation d'un film |
| EP02800289A EP1441015A4 (en) | 2001-09-28 | 2002-09-30 | METHOD FOR POLYBENZIMIDAZOLE LACQUER FILMING AND FILM FORMING |
| US10/432,556 US6896931B2 (en) | 2001-09-28 | 2002-09-30 | Methods of forming polybenzimidazole coating film and of forming film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001303323A JP2003105259A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | ポリベンゾイミダゾール被膜およびフィルムの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003105259A true JP2003105259A (ja) | 2003-04-09 |
| JP2003105259A5 JP2003105259A5 (ja) | 2008-01-31 |
Family
ID=19123423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001303323A Pending JP2003105259A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | ポリベンゾイミダゾール被膜およびフィルムの形成方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6896931B2 (ja) |
| EP (1) | EP1441015A4 (ja) |
| JP (1) | JP2003105259A (ja) |
| KR (1) | KR20040044388A (ja) |
| WO (1) | WO2003029374A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007262160A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Osaka Prefecture | ポリイミダゾール又はその前駆体の微粒子及びその製造方法 |
| JP2016521781A (ja) * | 2013-06-04 | 2016-07-25 | ピービーアイ・パフォーマンス・プロダクツ・インコーポレーテッド | ポリベンゾイミダゾールの製造方法 |
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| US8475925B2 (en) * | 2010-06-22 | 2013-07-02 | Pbi Performance Products, Inc. | PBI/epoxy coatings |
| EP3684846B1 (de) * | 2017-09-20 | 2026-01-14 | Technische Universität Wien | Verfahren zur herstellung von polybenzimidazolen |
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| JPH09237525A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Sumitomo Wiring Syst Ltd | 平角電線及び平角電線の使用方法、製造方法 |
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| JPH11158275A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-15 | Toray Ind Inc | 耐熱性ポリマー前駆体の脱水閉環方法、およびそれを用いた耐熱性コーティング剤 |
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| DE1645124A1 (de) * | 1965-04-22 | 1970-09-24 | Du Pont | Aldehyd-Amin-Kondensationsharze und Verfahren zu ihrer Herstellung |
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-
2001
- 2001-09-28 JP JP2001303323A patent/JP2003105259A/ja active Pending
-
2002
- 2002-09-30 KR KR10-2003-7007063A patent/KR20040044388A/ko not_active Abandoned
- 2002-09-30 US US10/432,556 patent/US6896931B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-30 WO PCT/JP2002/010195 patent/WO2003029374A1/ja not_active Ceased
- 2002-09-30 EP EP02800289A patent/EP1441015A4/en not_active Withdrawn
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Also Published As
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|---|---|
| EP1441015A1 (en) | 2004-07-28 |
| US6896931B2 (en) | 2005-05-24 |
| KR20040044388A (ko) | 2004-05-28 |
| WO2003029374A1 (fr) | 2003-04-10 |
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