JPH03181511A - ポリアミドイミド重合体の製造法 - Google Patents
ポリアミドイミド重合体の製造法Info
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- JPH03181511A JPH03181511A JP1319032A JP31903289A JPH03181511A JP H03181511 A JPH03181511 A JP H03181511A JP 1319032 A JP1319032 A JP 1319032A JP 31903289 A JP31903289 A JP 31903289A JP H03181511 A JPH03181511 A JP H03181511A
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- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
(産業上の利用分野)
本発明はポリアミドイミド重合体の製造法およびそのワ
ニスに間するものであり、さらに詳しくは低温硬化可能
な有機溶媒に可溶なポリアミドイミド重合体の製造法お
よびそのワニスに関するものである。 (従来の技術) 従来、フレキシブルプリント回路基板では、湿気、汚れ
、損傷から導体面を保護する目的で回路表面にフィルム
を融着するフィルムカバーレイ法、または液状コーティ
ング剤を塗布、硬化せしめて被覆するインクカバーコー
ト法による保護を行なって使用されている。 インクカバーコート法で導体面を保護する際、コーティ
ング剤の溶媒を除去するために、高温でV、燥するが、
このフレキシブル回路基板はポリイミドと金属箔とを接
着剤で貼り合わせており、接着剤はもともと耐熱性に劣
るため、高温焼成後劣化したり、高温時での寸法変化を
生じるという欠へがある。ところが現在、一般に合成さ
れているポリアミドイミド重合体は、N−メチル−2−
ピロリドンのような高沸点非プロトン極性溶媒には溶解
するが、1,4−ジオキサンやジエチレングリコールジ
メヂルエーテル、シクロヘキサノンなどの有機溶媒には
ほとんど溶解しない。 また、ポリアミドイミド重合体骨格中にエーテル結合や
シロキサンを導入することにより溶解性を向上させる方
法が試みられているが、これらは機械特性、反応性の面
で十分とは言えない。 (発明が解決しようとする課題) 本発明は耐熱性に優れ、しかも機械特性の優れた低沸点
溶媒に可溶な低温硬化可能なポリアミドイミド重合体ワ
ニスを効率よく得ようとして研究した結果得られたもの
である。 すなわち、エーテル結合を有するジアミンを用いること
により溶解性が向上し、ジイソシアナートを用いること
により、機械特性に優れたポリアミドイミド重合体ワニ
スを効率よく製造するものである。 (課題を解決するための手段) 本発明は、芳香族トリカルボン酸無水物と一般式(T) (式中 R1は、−C(CH3)!−または一8O□−
の2価の基を表わす、)で表わされるエーテル結合を有
するシアくンとを酸成分過剰の状態で反応させる1次で
、一般式(n) OCN Rz NCO・・・(IT)(式中R2は
OcH,e。 または2,4.−トリレンダイマーに示される芳香環を
含む2価の基を表わす、)で表わされるジイソシアナ−
1・を反応させる2段階反応を特徴とするポリアミドイ
ミド重合体の製造法である。 また、本発明は、還元粘度が0.4dl!/g以とであ
る前記ポリアミドイミド重合体を沸点が170℃宋満の
溶媒に溶解してなるポリアミドイミド重合体ワニスに関
する、 (作用) 本発明で使用する芳香族トリカルボン酸無水物としては
、トリメリット酸無水物、3,4.4’−ジフヱニルエ
ーテルトリカルボン酸無水物、 3,4.4’−ベンゾ
フェノントリカルボン酸無水物、1.2.4−11.4
.5−または2,3.6−ナフタレントリカルボン酸無
水物、2,3.5−ピリジントリカルボン酸無水物など
であり、これらの1種または2種以上を混合して用いる
ことができる。特にトリメリット酸無水物が好ましく用
いられる。 本発明で使用する前記一般式(I)で表わされるエーテ
ル結合を有するジアミンとしては、2,2−ビス[4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[
4−(4−アミノフェノキシ)フェニルコスルホン、ビ
ス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニルコスルホン
であり、単独またはこれらを混合して用いることがで
きる。 第1段の反応で用いられる芳香族トリカルボン酸と一般
式(1)で表わされるエーテル結合を有するジアミンと
の比率(酸成分ニジアミン成分)は、+00 : 50
〜100 : 80にするのが好ましく、特に100:
80にするのが好ましい、これは、主に生成するポリア
ミドイミド重合体の溶解性に関するものであり、ジアミ
ン成分が50%以下では、溶解性が低下し、同様に、8
0%以上では機械特性が低下するためである。 さらに、本発明において、第1段階で酸過剰の状態で反
応を行なう理由としては、イソシアナート基と比較する
と反応性の劣るアミノ基を十分に反応させ、酸末端のオ
リゴマーを生成させるためである。また、第2段の反応
でイソシアナートを添加する際に、アミノ基が残存して
いるとイソシアナート基と反応し、尿素結合を形成する
ためである。これらの理由から第1段の反応では、酸過
剰の状態でアミンを十分に反応させなくてはならない、
1級アミンが残存しないことはIH−NMRにより容易
に確認することができる。 本発明で使用する#I記一般式(11)で表わされるジ
イソシアナートとしては、ジフェニルメタン−4,4’
−ジイソシアナート、2.4− トリレンジイソシアナ
ート、2.6−トリレンジイソシアナート、3.3゜ト
リレン−4,4゛−ジイソシアート、ナフタレン−l。 5−ジイソシアナート、2.41リレンダイマー、など
であり、1種または2種以上を混合して用いることがで
きる。特にジフェニルメタン−4,4゛−ジイソシアナ
ートが好ましく用いられる。一般式(I)で表わされる
エーテル結合を有するジアミンと一般式(II)で表わ
されるジイソシアナートの比率(ジアミン成分ニジイソ
シアナート成分)は、50:50〜80:20にするの
が好ましく、特に60:40が好ましい、これは、ジイ
ソシアナート成分が増加すると機械特性、反応性には優
れるが、溶解性が低下するためである。第2段階で添加
されるジイソシアナートは第1段階で生成した酸末端の
オリゴマーと速やかに反応し、ポリアミドイミド重合体
を生成する。 本発明におけるポリアミドイミド重合体は、2段階反応
による特徴から下記の一般式で表わされる(III)、
(IV)および/または(V)などの結合様式を含み得
るものである。 (式中Rは前記一般式(I)における て)○イ3− R+−Q−O<ゲ ま゛たは前記一般式(H)における−R2−を表わすも
のである。) 本発明におけるポリアミドイミド重合体は還元粘度が0
.4d9./g未満であるとその機械特性が劣るため、
0.4dfL/g以上のポリアミドイミド重合体を使用
するのが好ましい、M元粘度は溶媒にN−メチル−2−
ピロリドンを用い、0.5g/改の濃度で30℃で測定
した。 本発明で使用する沸点が170℃未満の溶媒としては、
たとえば、1.4−ジオキサン、ジエチレングリコール
ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロヘキサ
ノン、N、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチ
ルアセトアミド、ピリジンなどがある。 しか
ニスに間するものであり、さらに詳しくは低温硬化可能
な有機溶媒に可溶なポリアミドイミド重合体の製造法お
よびそのワニスに関するものである。 (従来の技術) 従来、フレキシブルプリント回路基板では、湿気、汚れ
、損傷から導体面を保護する目的で回路表面にフィルム
を融着するフィルムカバーレイ法、または液状コーティ
ング剤を塗布、硬化せしめて被覆するインクカバーコー
ト法による保護を行なって使用されている。 インクカバーコート法で導体面を保護する際、コーティ
ング剤の溶媒を除去するために、高温でV、燥するが、
このフレキシブル回路基板はポリイミドと金属箔とを接
着剤で貼り合わせており、接着剤はもともと耐熱性に劣
るため、高温焼成後劣化したり、高温時での寸法変化を
生じるという欠へがある。ところが現在、一般に合成さ
れているポリアミドイミド重合体は、N−メチル−2−
ピロリドンのような高沸点非プロトン極性溶媒には溶解
するが、1,4−ジオキサンやジエチレングリコールジ
メヂルエーテル、シクロヘキサノンなどの有機溶媒には
ほとんど溶解しない。 また、ポリアミドイミド重合体骨格中にエーテル結合や
シロキサンを導入することにより溶解性を向上させる方
法が試みられているが、これらは機械特性、反応性の面
で十分とは言えない。 (発明が解決しようとする課題) 本発明は耐熱性に優れ、しかも機械特性の優れた低沸点
溶媒に可溶な低温硬化可能なポリアミドイミド重合体ワ
ニスを効率よく得ようとして研究した結果得られたもの
である。 すなわち、エーテル結合を有するジアミンを用いること
により溶解性が向上し、ジイソシアナートを用いること
により、機械特性に優れたポリアミドイミド重合体ワニ
スを効率よく製造するものである。 (課題を解決するための手段) 本発明は、芳香族トリカルボン酸無水物と一般式(T) (式中 R1は、−C(CH3)!−または一8O□−
の2価の基を表わす、)で表わされるエーテル結合を有
するシアくンとを酸成分過剰の状態で反応させる1次で
、一般式(n) OCN Rz NCO・・・(IT)(式中R2は
OcH,e。 または2,4.−トリレンダイマーに示される芳香環を
含む2価の基を表わす、)で表わされるジイソシアナ−
1・を反応させる2段階反応を特徴とするポリアミドイ
ミド重合体の製造法である。 また、本発明は、還元粘度が0.4dl!/g以とであ
る前記ポリアミドイミド重合体を沸点が170℃宋満の
溶媒に溶解してなるポリアミドイミド重合体ワニスに関
する、 (作用) 本発明で使用する芳香族トリカルボン酸無水物としては
、トリメリット酸無水物、3,4.4’−ジフヱニルエ
ーテルトリカルボン酸無水物、 3,4.4’−ベンゾ
フェノントリカルボン酸無水物、1.2.4−11.4
.5−または2,3.6−ナフタレントリカルボン酸無
水物、2,3.5−ピリジントリカルボン酸無水物など
であり、これらの1種または2種以上を混合して用いる
ことができる。特にトリメリット酸無水物が好ましく用
いられる。 本発明で使用する前記一般式(I)で表わされるエーテ
ル結合を有するジアミンとしては、2,2−ビス[4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[
4−(4−アミノフェノキシ)フェニルコスルホン、ビ
ス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニルコスルホン
であり、単独またはこれらを混合して用いることがで
きる。 第1段の反応で用いられる芳香族トリカルボン酸と一般
式(1)で表わされるエーテル結合を有するジアミンと
の比率(酸成分ニジアミン成分)は、+00 : 50
〜100 : 80にするのが好ましく、特に100:
80にするのが好ましい、これは、主に生成するポリア
ミドイミド重合体の溶解性に関するものであり、ジアミ
ン成分が50%以下では、溶解性が低下し、同様に、8
0%以上では機械特性が低下するためである。 さらに、本発明において、第1段階で酸過剰の状態で反
応を行なう理由としては、イソシアナート基と比較する
と反応性の劣るアミノ基を十分に反応させ、酸末端のオ
リゴマーを生成させるためである。また、第2段の反応
でイソシアナートを添加する際に、アミノ基が残存して
いるとイソシアナート基と反応し、尿素結合を形成する
ためである。これらの理由から第1段の反応では、酸過
剰の状態でアミンを十分に反応させなくてはならない、
1級アミンが残存しないことはIH−NMRにより容易
に確認することができる。 本発明で使用する#I記一般式(11)で表わされるジ
イソシアナートとしては、ジフェニルメタン−4,4’
−ジイソシアナート、2.4− トリレンジイソシアナ
ート、2.6−トリレンジイソシアナート、3.3゜ト
リレン−4,4゛−ジイソシアート、ナフタレン−l。 5−ジイソシアナート、2.41リレンダイマー、など
であり、1種または2種以上を混合して用いることがで
きる。特にジフェニルメタン−4,4゛−ジイソシアナ
ートが好ましく用いられる。一般式(I)で表わされる
エーテル結合を有するジアミンと一般式(II)で表わ
されるジイソシアナートの比率(ジアミン成分ニジイソ
シアナート成分)は、50:50〜80:20にするの
が好ましく、特に60:40が好ましい、これは、ジイ
ソシアナート成分が増加すると機械特性、反応性には優
れるが、溶解性が低下するためである。第2段階で添加
されるジイソシアナートは第1段階で生成した酸末端の
オリゴマーと速やかに反応し、ポリアミドイミド重合体
を生成する。 本発明におけるポリアミドイミド重合体は、2段階反応
による特徴から下記の一般式で表わされる(III)、
(IV)および/または(V)などの結合様式を含み得
るものである。 (式中Rは前記一般式(I)における て)○イ3− R+−Q−O<ゲ ま゛たは前記一般式(H)における−R2−を表わすも
のである。) 本発明におけるポリアミドイミド重合体は還元粘度が0
.4d9./g未満であるとその機械特性が劣るため、
0.4dfL/g以上のポリアミドイミド重合体を使用
するのが好ましい、M元粘度は溶媒にN−メチル−2−
ピロリドンを用い、0.5g/改の濃度で30℃で測定
した。 本発明で使用する沸点が170℃未満の溶媒としては、
たとえば、1.4−ジオキサン、ジエチレングリコール
ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロヘキサ
ノン、N、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチ
ルアセトアミド、ピリジンなどがある。 しか
【ノながら、N、N−ジメチルホルムアミド、N、
N−ジメチルアセトアミド、ピリジンなどについては毒
性の面での問題があるので、溶媒としては、1.4−ジ
オキサン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テ
トラヒドロフラン、シクロヘキサノンが好ましい。 これらは、単独または混合して用いてもよいが成膜性を
考慮するとN−メチル−2−ピロリドンを10〜30%
混合した溶媒を用いるのが好ましい、これは、1.4−
ジオキサンまたはシクロヘキサノン単独では、乾燥条件
によっては発泡を伴い、成膜性に劣るためである。しか
しN−メチル−2−ピロリドンの含量が30%以上とな
ると沸点が170℃未満の混合溶媒を得ることが困難と
なる。これらのことを考慮すると混合溶媒の比率(N−
メチル−2−ピロリドン:シクロへキサノン:1.4−
ジオキサン)が20: 50 : 30であるものが特
に好ましい。 〈実施例1) トリメリット酸無水物 2.2−ビス[4−(4−アミノフェ ノキシ)フェニル]プロパン N−メチル−2−ピロリドン リン酸水溶M(85%) ジフェニルメタン−4,4゛−ジ イソシアナート 10.6重量部 13.1債部 69.8重局部 0.3重量部 5.6重量部 ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアナートとN−
メチル−2−ピロリドン の一部を除く上記成分を攪拌
機、温度計、窒素導入管、水分定量器を備えた四つロフ
ラスコへ入れ、窒素気流下190℃まで昇温した。fl
出する水を系外に除去しながら 200℃までさらに温
度を上げ200℃で5時間攪拌した。 室温まで冷却後、ジフェニルメタン−4,4゛−ジイソ
シアナートと残りのN−メチル−2−ピロリドンを加え
、再び加熱した。80℃で1時間200℃で18時間反
応を行ない還元粘度0.50のポリアミドイミド重合体
を得た。得られたポリアミドイミド重合体溶液を N−
メチル−2−ピロリドンで約3倍に希釈し、メタノール
中に再沈澱しポリアミドイミド重合体の粉末を得た。こ
のポリアミドイミド重合体粉末の溶解性を調べたところ
1.4−ジオキサン、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノンに溶解
した。 (比較例1) トリメリット酸無水物 13.0重量部N−
メチル−2−ピロリドン 70,0重量部ジ
フェニルメタン−4,4゛−ジ 17,0重量部
イソシアナート 上記成分を攪拌機、温度計、窒素導入管、還流冷却管を
備えた四つロフラスコへ入れ、窒素気流下、80℃1時
間160℃2時間反応を行ない還元粘度0.50のポリ
アミドイミド重合体を得た。得られたポリアミドイミド
重合体溶液をN−メチル−2−ピロリドンで約3倍に希
釈し、メタノール中に再沈澱しポリアミドイミド重合体
の粉末を得た。このポリアミドイミド重合体粉末の溶解
性を調べたところ1.4−ジオキサン、ジエチレングリ
コールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロ
ヘキサノンのいずれにも溶解しなかった。 (比較例2) トリメリット酸無水物 9.5重量部2.2
−ビス[4−(4−アミノフェ 20.41i量
部ノキシ)フェニル]プロパン N−メチル−2−ピロリドン 69.8重量
部リン酸水溶液(85%) 0.311
量部上記成分を攪拌機、温度計、窒素導入管、水分定量
器を備えた四つロフラスコへ入れ、窒素気流下 190
℃まで昇温した。流出する水を系外に除去しながら 2
10℃までさらに温度を上げ210℃で24時間反応を
行ない還元粘度0.49のポリアミドイミド重合体を得
た。得られたポリアジドイミド重合体溶液をN−メチル
−2−ピロリドンで約3ffjに希釈し、メタノール中
に再沈澱しポリアミドイミド重合体の粉末を得た。この
粉末15gをH−メチル−2−ビロリドン/シクロヘキ
サノン71.4−ジオキサン= 20/ 50/ 30
(TL t 比) (1) 混合溶媒35gニ溶Mシ
ボリアミドイミド重合体ワニスとした。 (実施例2) 実施例1で得られたポリアジドイミド重合体の粉末15
gを N−メチル−2−ピロリドン/シクロヘキサノン
/l、4−ジオキサン= 20/ 50/ 30 (重
量比)の混合溶媒35gに溶解しポリアミドイミド重合
体ワニスとした。 実施例2および比較例2で調整したポリアミドイミド重
合体ワニスを用い、回路基板上へ塗布し】00℃1時間
、170℃1時間で乾燥後、耐折性試験を行なった。結
果を第1表に示す。 実施例2のワニスを用いたものは、 比較例2の ワニスを用いたものに比べ約2倍の耐折性能を有してい
た。 第 表 (効果〉 本発明により、 低温効果可能な機械特性に優れ たポリアミドイミ ド重合体ワニスを得ることが可 能となった。
N−ジメチルアセトアミド、ピリジンなどについては毒
性の面での問題があるので、溶媒としては、1.4−ジ
オキサン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テ
トラヒドロフラン、シクロヘキサノンが好ましい。 これらは、単独または混合して用いてもよいが成膜性を
考慮するとN−メチル−2−ピロリドンを10〜30%
混合した溶媒を用いるのが好ましい、これは、1.4−
ジオキサンまたはシクロヘキサノン単独では、乾燥条件
によっては発泡を伴い、成膜性に劣るためである。しか
しN−メチル−2−ピロリドンの含量が30%以上とな
ると沸点が170℃未満の混合溶媒を得ることが困難と
なる。これらのことを考慮すると混合溶媒の比率(N−
メチル−2−ピロリドン:シクロへキサノン:1.4−
ジオキサン)が20: 50 : 30であるものが特
に好ましい。 〈実施例1) トリメリット酸無水物 2.2−ビス[4−(4−アミノフェ ノキシ)フェニル]プロパン N−メチル−2−ピロリドン リン酸水溶M(85%) ジフェニルメタン−4,4゛−ジ イソシアナート 10.6重量部 13.1債部 69.8重局部 0.3重量部 5.6重量部 ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアナートとN−
メチル−2−ピロリドン の一部を除く上記成分を攪拌
機、温度計、窒素導入管、水分定量器を備えた四つロフ
ラスコへ入れ、窒素気流下190℃まで昇温した。fl
出する水を系外に除去しながら 200℃までさらに温
度を上げ200℃で5時間攪拌した。 室温まで冷却後、ジフェニルメタン−4,4゛−ジイソ
シアナートと残りのN−メチル−2−ピロリドンを加え
、再び加熱した。80℃で1時間200℃で18時間反
応を行ない還元粘度0.50のポリアミドイミド重合体
を得た。得られたポリアミドイミド重合体溶液を N−
メチル−2−ピロリドンで約3倍に希釈し、メタノール
中に再沈澱しポリアミドイミド重合体の粉末を得た。こ
のポリアミドイミド重合体粉末の溶解性を調べたところ
1.4−ジオキサン、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノンに溶解
した。 (比較例1) トリメリット酸無水物 13.0重量部N−
メチル−2−ピロリドン 70,0重量部ジ
フェニルメタン−4,4゛−ジ 17,0重量部
イソシアナート 上記成分を攪拌機、温度計、窒素導入管、還流冷却管を
備えた四つロフラスコへ入れ、窒素気流下、80℃1時
間160℃2時間反応を行ない還元粘度0.50のポリ
アミドイミド重合体を得た。得られたポリアミドイミド
重合体溶液をN−メチル−2−ピロリドンで約3倍に希
釈し、メタノール中に再沈澱しポリアミドイミド重合体
の粉末を得た。このポリアミドイミド重合体粉末の溶解
性を調べたところ1.4−ジオキサン、ジエチレングリ
コールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロ
ヘキサノンのいずれにも溶解しなかった。 (比較例2) トリメリット酸無水物 9.5重量部2.2
−ビス[4−(4−アミノフェ 20.41i量
部ノキシ)フェニル]プロパン N−メチル−2−ピロリドン 69.8重量
部リン酸水溶液(85%) 0.311
量部上記成分を攪拌機、温度計、窒素導入管、水分定量
器を備えた四つロフラスコへ入れ、窒素気流下 190
℃まで昇温した。流出する水を系外に除去しながら 2
10℃までさらに温度を上げ210℃で24時間反応を
行ない還元粘度0.49のポリアミドイミド重合体を得
た。得られたポリアジドイミド重合体溶液をN−メチル
−2−ピロリドンで約3ffjに希釈し、メタノール中
に再沈澱しポリアミドイミド重合体の粉末を得た。この
粉末15gをH−メチル−2−ビロリドン/シクロヘキ
サノン71.4−ジオキサン= 20/ 50/ 30
(TL t 比) (1) 混合溶媒35gニ溶Mシ
ボリアミドイミド重合体ワニスとした。 (実施例2) 実施例1で得られたポリアジドイミド重合体の粉末15
gを N−メチル−2−ピロリドン/シクロヘキサノン
/l、4−ジオキサン= 20/ 50/ 30 (重
量比)の混合溶媒35gに溶解しポリアミドイミド重合
体ワニスとした。 実施例2および比較例2で調整したポリアミドイミド重
合体ワニスを用い、回路基板上へ塗布し】00℃1時間
、170℃1時間で乾燥後、耐折性試験を行なった。結
果を第1表に示す。 実施例2のワニスを用いたものは、 比較例2の ワニスを用いたものに比べ約2倍の耐折性能を有してい
た。 第 表 (効果〉 本発明により、 低温効果可能な機械特性に優れ たポリアミドイミ ド重合体ワニスを得ることが可 能となった。
Claims (2)
- (1)芳香族トリカルボン酸無水物と 一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼…( I ) (式中R_1は、−C(CH_3)_2−または−SO
_2−の2価の基を表わす。)で表わされるエーテル結
合を有するジアミンとを酸成分過剰の状態で反応させ、
次で、一般式(II) OCN−R_2−NCO…(II) (式中R_2は▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
、▲数式、化学式、表等があります▼ または、2,4−トリレンダイマーに示される芳香環を
含む2価の基を表わす。)で表わされるジイソシアナー
トを反応させる2段階反応を特徴とするポリアミドイミ
ド重合体の製造法。 - (2)還元粘度が0.4dl/g以上である特許請求の
範囲第1項記載のポリアミドイミド重合体を沸点が17
0℃未満の溶媒に溶解してなるポリアミドイミド重合体
ワニス。
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