JPH04283236A - 可溶性ポリイミドの製造法 - Google Patents
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Landscapes
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
- 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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は有機溶媒に可溶性のポリ
イミドの製造法に関する。
イミドの製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリイミド樹脂は高い耐熱性を有し、電
気特性及び機械特性にも優れているため、構造材料とし
てあるいは電子材料として広く使われている。しかしな
がら、有機溶媒に対する溶解性に劣るため、通常はその
前駆体であるポリアミド酸溶液を基材に塗布した後、焼
成する方法が用いられる。焼成は通常250〜450℃
で行われ、溶媒の揮散とアミド酸の脱水によるイミド化
を同時に行わしめるものである。しかしながら、このよ
うに高い焼成温度が必要なため、耐熱性の劣る材料と複
合させて焼成を行うことができない。もし溶媒に可溶性
のポリイミドが得られれば、溶媒を揮散させるだけでポ
リイミドの塗布を得ることができ、このような高い温度
での焼成を避けることができ、ポリイミドの応用範囲を
広げることができる。
気特性及び機械特性にも優れているため、構造材料とし
てあるいは電子材料として広く使われている。しかしな
がら、有機溶媒に対する溶解性に劣るため、通常はその
前駆体であるポリアミド酸溶液を基材に塗布した後、焼
成する方法が用いられる。焼成は通常250〜450℃
で行われ、溶媒の揮散とアミド酸の脱水によるイミド化
を同時に行わしめるものである。しかしながら、このよ
うに高い焼成温度が必要なため、耐熱性の劣る材料と複
合させて焼成を行うことができない。もし溶媒に可溶性
のポリイミドが得られれば、溶媒を揮散させるだけでポ
リイミドの塗布を得ることができ、このような高い温度
での焼成を避けることができ、ポリイミドの応用範囲を
広げることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】通常行われている可溶
性のポリイミドの製造法は、特定の構造のポリアミド酸
溶液を100〜200℃の高温に長時間加熱し、発生す
る水を留去せしめる方法、常温近くでポリアミド酸溶液
に多量の無水酢酸などの酸無水物とピリジンなどの三級
アミンを添加する方法などがある。しかしながら、有機
溶剤を含む溶液を高温で長時間加熱することにより着色
が著しくなるし、多量の酸無水物の添加は溶液の特性を
著しく変質せしめるため、これらの方法で得られる可溶
性ポリイミドを使用するためにはポリマーの沈殿と精製
の工程が必要である。本発明の目的はこのような沈殿と
精製を行うことなく溶媒可溶性のポリイミドを容易に製
造する方法を提供することにある。
性のポリイミドの製造法は、特定の構造のポリアミド酸
溶液を100〜200℃の高温に長時間加熱し、発生す
る水を留去せしめる方法、常温近くでポリアミド酸溶液
に多量の無水酢酸などの酸無水物とピリジンなどの三級
アミンを添加する方法などがある。しかしながら、有機
溶剤を含む溶液を高温で長時間加熱することにより着色
が著しくなるし、多量の酸無水物の添加は溶液の特性を
著しく変質せしめるため、これらの方法で得られる可溶
性ポリイミドを使用するためにはポリマーの沈殿と精製
の工程が必要である。本発明の目的はこのような沈殿と
精製を行うことなく溶媒可溶性のポリイミドを容易に製
造する方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題について研究を重ねた結果、ポリイソイミドの有機溶
媒溶液に三級アミンを添加して反応させることにより容
易に可溶性ポリイミドを製造することに成功し、本発明
を完成するに至った。すなわち、本発明の可溶性ポリイ
ミドの製造法は、ポリイソイミドの有機溶媒溶液に三級
アミンを添加して反応させることからなる。ここでポリ
イソイミドの有機溶媒溶液はポリイミド酸と前記式〔化
1〕(ただし、R1 およびR2 はそれぞれ独立に炭
素数1〜8の一価の有機基である。)で示されるジヒド
ロキノリン誘導体とを有機溶媒中で反応させて得られる
溶液が好ましい。
題について研究を重ねた結果、ポリイソイミドの有機溶
媒溶液に三級アミンを添加して反応させることにより容
易に可溶性ポリイミドを製造することに成功し、本発明
を完成するに至った。すなわち、本発明の可溶性ポリイ
ミドの製造法は、ポリイソイミドの有機溶媒溶液に三級
アミンを添加して反応させることからなる。ここでポリ
イソイミドの有機溶媒溶液はポリイミド酸と前記式〔化
1〕(ただし、R1 およびR2 はそれぞれ独立に炭
素数1〜8の一価の有機基である。)で示されるジヒド
ロキノリン誘導体とを有機溶媒中で反応させて得られる
溶液が好ましい。
【0005】本発明の製造法で用いられるポリイソイミ
ドは、式〔化2〕
ドは、式〔化2〕
【化2】
で示される。(ただし、R3 は四価の有機基であり、
R4 は二価の有機基であり、nは正の整数である。)
R4 は二価の有機基であり、nは正の整数である。)
【0006】本発明の製造法で用いられるポリアミド酸
は、式〔化3〕
は、式〔化3〕
【化3】
で示される。(ただし、R3 、R4 及びnは前述の
とおりである。)ポリアミド酸は、通常、テトラカルボ
ン酸二無水物とジアミンとを有機溶媒中で反応させて得
られる。この反応溶液をそのまま、本発明の製造法にお
けるポリアミド酸有機溶媒溶液として用いることができ
る。
とおりである。)ポリアミド酸は、通常、テトラカルボ
ン酸二無水物とジアミンとを有機溶媒中で反応させて得
られる。この反応溶液をそのまま、本発明の製造法にお
けるポリアミド酸有機溶媒溶液として用いることができ
る。
【0007】本発明の製造法で用いられるジヒドロキノ
リン誘導体は、式〔化1〕で示される。具体例としてN
‐メトキシカルボニル‐2‐メトキシ‐1,2‐ジヒド
ロキノリン、N‐メトキシカルボニル‐2‐エトキシ‐
1,2‐ジヒドロキノリン、N‐エトキシカルボニル‐
2‐メトキシ‐1,2‐ジヒドロキノリン、N‐エトキ
シカルボニル‐2‐エトキシ‐1,2‐ジヒドロキノリ
ン、N‐プロポキシカルボニル‐2‐プロポキシ‐1,
2‐ジヒドロキノリン、N‐イソブトキシカルボニル‐
2‐メトキシ‐1,2‐ジヒドロキノリン、N‐イソブ
トキシカルボニル‐2‐エトキシ‐1,2‐ジヒドロキ
ノリン、N‐イソブトキシカルボニル‐2‐イソブトキ
シ‐1,2‐ジヒドロキノリン、N‐ペントキシカルボ
ニル‐2‐ペントキシ‐1,2‐ジヒドロキノリンなど
をあげることができるが、必ずしもこれらに限定される
ものではない。
リン誘導体は、式〔化1〕で示される。具体例としてN
‐メトキシカルボニル‐2‐メトキシ‐1,2‐ジヒド
ロキノリン、N‐メトキシカルボニル‐2‐エトキシ‐
1,2‐ジヒドロキノリン、N‐エトキシカルボニル‐
2‐メトキシ‐1,2‐ジヒドロキノリン、N‐エトキ
シカルボニル‐2‐エトキシ‐1,2‐ジヒドロキノリ
ン、N‐プロポキシカルボニル‐2‐プロポキシ‐1,
2‐ジヒドロキノリン、N‐イソブトキシカルボニル‐
2‐メトキシ‐1,2‐ジヒドロキノリン、N‐イソブ
トキシカルボニル‐2‐エトキシ‐1,2‐ジヒドロキ
ノリン、N‐イソブトキシカルボニル‐2‐イソブトキ
シ‐1,2‐ジヒドロキノリン、N‐ペントキシカルボ
ニル‐2‐ペントキシ‐1,2‐ジヒドロキノリンなど
をあげることができるが、必ずしもこれらに限定される
ものではない。
【0008】本発明で用いられる三級アミンの具体例と
してピリジン、3‐メチルピリヂン、3‐エチルピリジ
ン、4‐メチルピリジン、キノリン、イソキノリン、2
,6‐ルチジン、3,5‐ルチジン、トリメチルアミン
、トリエチルアミン、N,N‐ジメチルベンジルアミン
、2‐メチルイミダゾール、2‐エチル‐4‐メチルイ
ミダゾール、2‐フェニルイミダゾール、1‐ベンジル
‐2‐メチルイミダゾール、2‐フェニル‐4‐メチル
イミダゾールなどをあげることができるが、必ずしもこ
れらに限定されるものではない。
してピリジン、3‐メチルピリヂン、3‐エチルピリジ
ン、4‐メチルピリジン、キノリン、イソキノリン、2
,6‐ルチジン、3,5‐ルチジン、トリメチルアミン
、トリエチルアミン、N,N‐ジメチルベンジルアミン
、2‐メチルイミダゾール、2‐エチル‐4‐メチルイ
ミダゾール、2‐フェニルイミダゾール、1‐ベンジル
‐2‐メチルイミダゾール、2‐フェニル‐4‐メチル
イミダゾールなどをあげることができるが、必ずしもこ
れらに限定されるものではない。
【0009】本発明の製造法における溶媒、およびテト
ラカルボン酸二無水物とジアミンとの反応によるポリア
ミド酸を得るための好ましい溶媒(以下反応溶媒という
こともある)として、N‐メチル‐2‐ピロリドン、N
,N‐ジメチルアセトアミド、N,N‐ジメチルフォル
ムアミド、ジメチルスルフォキシド、テトラメチル尿素
、ピリジン、ヘキサメチルホスホルアミド、メチルホル
ムアミド、N‐アセチル‐2‐ピロリドン、2‐メトキ
シエタノール、2‐エトキシエタノール、2‐ブトキシ
エタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル
、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレ
ングリコールモノブチルエーテル、シクロペンタノン、
シクロヘキサノン、クレゾール、γ‐ブチロラクトーン
、イソホロン、N,N‐ジエチルアセトアミド、N,N
‐ジエチルフォルムアミド、N,N‐ジメチルメトキシ
アセトアミド、テトラヒドロフラン、N‐アセチル‐2
‐ピロリドン、N‐アセチル‐ε‐カプロラクタム、テ
トラヒドロチオフェンジオキシド{スルフォラン(su
lforane)}などをあげることができる。 また、上記の有機溶媒の混合溶媒を用いることができる
。更に、上記の有機溶媒を、他の非プロトン性(中性)
有機溶媒、例えば芳香族、脂環式のもしくは脂肪族炭化
水素、またはそれらの塩素化誘導体(例えば、ベンゼン
、トルエン、キシレン類、シクロヘキサン、ペンタン、
ヘキサン、石油エーテル、塩化メチレンなど)、または
ジオキサンなどで希釈したものを用いることができる。
ラカルボン酸二無水物とジアミンとの反応によるポリア
ミド酸を得るための好ましい溶媒(以下反応溶媒という
こともある)として、N‐メチル‐2‐ピロリドン、N
,N‐ジメチルアセトアミド、N,N‐ジメチルフォル
ムアミド、ジメチルスルフォキシド、テトラメチル尿素
、ピリジン、ヘキサメチルホスホルアミド、メチルホル
ムアミド、N‐アセチル‐2‐ピロリドン、2‐メトキ
シエタノール、2‐エトキシエタノール、2‐ブトキシ
エタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル
、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレ
ングリコールモノブチルエーテル、シクロペンタノン、
シクロヘキサノン、クレゾール、γ‐ブチロラクトーン
、イソホロン、N,N‐ジエチルアセトアミド、N,N
‐ジエチルフォルムアミド、N,N‐ジメチルメトキシ
アセトアミド、テトラヒドロフラン、N‐アセチル‐2
‐ピロリドン、N‐アセチル‐ε‐カプロラクタム、テ
トラヒドロチオフェンジオキシド{スルフォラン(su
lforane)}などをあげることができる。 また、上記の有機溶媒の混合溶媒を用いることができる
。更に、上記の有機溶媒を、他の非プロトン性(中性)
有機溶媒、例えば芳香族、脂環式のもしくは脂肪族炭化
水素、またはそれらの塩素化誘導体(例えば、ベンゼン
、トルエン、キシレン類、シクロヘキサン、ペンタン、
ヘキサン、石油エーテル、塩化メチレンなど)、または
ジオキサンなどで希釈したものを用いることができる。
【0010】本発明の可溶性ポリイミドの製造法に用い
るポリイソイミドの製造法について説明する。テトラカ
ルボン酸とジアミンを有機溶媒中で反応を行うことによ
り、前記〔化3〕で示されるポリアミド酸が得られる。 この溶液に前記式〔化1〕で示されるジヒドロキノリン
誘導体を添加することにより、前記式〔化2〕で示され
るポリイソイミドが得られる。以下にその反応式を示す
。
るポリイソイミドの製造法について説明する。テトラカ
ルボン酸とジアミンを有機溶媒中で反応を行うことによ
り、前記〔化3〕で示されるポリアミド酸が得られる。 この溶液に前記式〔化1〕で示されるジヒドロキノリン
誘導体を添加することにより、前記式〔化2〕で示され
るポリイソイミドが得られる。以下にその反応式を示す
。
【化4】
(R1 、R2 、R3 、R4 nは前記と同じであ
る。)
る。)
【0011】ここで、副生した二酸化炭素は気体
として系外に除かれ、アルコールとキノリンは溶媒に溶
解しているため、あらためて除去する必要はない。反応
温度は0〜100℃好ましくは0〜50℃である。ポリ
アミド酸に対して添加するジヒドロキノリン誘導体の量
は、アミド酸反復単位ひとつに対して二分子のジヒドロ
キノリン誘導体を添加すれば、理論上すべてのポリアミ
ド酸をポリイソイミドに転換することが可能である。し
かし、ヒドロキノリン誘導体を過剰に添加しても特に問
題はなく、また少なくてもよい。しかし、少ない場合は
イソイミド反復単位とアミド酸反復単位が混在したポリ
マーが得られる。また、反応条件によっては生成したイ
ソイミドが一部イミドに変換し、イミド、イソイミド、
およびアミド酸反復単位を含むポリマーも生成する場合
がある。この溶液中には三級アミンであるキノリンを含
むため、溶液中のイソイミドは徐々にイミドに変換して
いくが、その速度は非常に遅い場合が多いため、後述す
るように同一または異種の三級アミンを追加して反応を
行う方が好ましい。またイソイミドの別の製造法として
、ポリアミド酸に脱水剤として、N,N′‐ジヒドロカ
ルビル置換カルボジイミド、ハロゲン化低級脂肪酸無水
物、または低級脂肪酸ハロゲン化物などを添加して反応
を行う方法もある。
として系外に除かれ、アルコールとキノリンは溶媒に溶
解しているため、あらためて除去する必要はない。反応
温度は0〜100℃好ましくは0〜50℃である。ポリ
アミド酸に対して添加するジヒドロキノリン誘導体の量
は、アミド酸反復単位ひとつに対して二分子のジヒドロ
キノリン誘導体を添加すれば、理論上すべてのポリアミ
ド酸をポリイソイミドに転換することが可能である。し
かし、ヒドロキノリン誘導体を過剰に添加しても特に問
題はなく、また少なくてもよい。しかし、少ない場合は
イソイミド反復単位とアミド酸反復単位が混在したポリ
マーが得られる。また、反応条件によっては生成したイ
ソイミドが一部イミドに変換し、イミド、イソイミド、
およびアミド酸反復単位を含むポリマーも生成する場合
がある。この溶液中には三級アミンであるキノリンを含
むため、溶液中のイソイミドは徐々にイミドに変換して
いくが、その速度は非常に遅い場合が多いため、後述す
るように同一または異種の三級アミンを追加して反応を
行う方が好ましい。またイソイミドの別の製造法として
、ポリアミド酸に脱水剤として、N,N′‐ジヒドロカ
ルビル置換カルボジイミド、ハロゲン化低級脂肪酸無水
物、または低級脂肪酸ハロゲン化物などを添加して反応
を行う方法もある。
【0012】このようにして得られたポリイソイミドの
溶液に前述した三級アミンを添加して反応を行う本発明
の製造法により可溶性ポリイミドを得ることができる。 三級アミンの添加量はイソイミド基の10%以上であれ
ば良いが、好ましくは50〜300%である。反応温度
は10〜100℃、好ましくは20〜70℃である。反
応温度が低過ぎるとイミド化反応の進行が遅く、また高
すぎるとゲル化をおこし溶液が流動性をなくする場合が
あり好ましくない。反応時間は添加する三級アミンの種
類、添加量あるいは反応時間などにより一概には言えな
いが、30分以上、好ましくは2〜20時間くらいであ
る。
溶液に前述した三級アミンを添加して反応を行う本発明
の製造法により可溶性ポリイミドを得ることができる。 三級アミンの添加量はイソイミド基の10%以上であれ
ば良いが、好ましくは50〜300%である。反応温度
は10〜100℃、好ましくは20〜70℃である。反
応温度が低過ぎるとイミド化反応の進行が遅く、また高
すぎるとゲル化をおこし溶液が流動性をなくする場合が
あり好ましくない。反応時間は添加する三級アミンの種
類、添加量あるいは反応時間などにより一概には言えな
いが、30分以上、好ましくは2〜20時間くらいであ
る。
【0013】本発明の製造法におけるポリアミド酸は、
通常テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを有機溶媒
中で反応して合成する。
通常テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを有機溶媒
中で反応して合成する。
【0014】テトラカルボン酸二無水物として次の化合
物をあげることができるが、必ずしもこれらに限定され
るものではない。芳香族テトラカルボン酸二無水物とし
ては、ピロリメリット酸二無水物、3,3′,4,4′
‐ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2′,3
,3′‐ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3
,3′,4′‐ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、
3,3′,4,4′‐ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物、2,3,3′,4′‐ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸二無水物、2,2′,3,3′‐ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物、ビス‐(3,4‐ジカ
ルボキシフェニル)‐エーテル二無水物、ビス‐(3,
4‐ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,2
,5,6‐ナフタリンテトラカルボン酸二無水物、2,
3,6,7‐ナフタリンテトラカルボン酸二無水物、2
,2‐ビス(3,4‐ジカルボキシフェニル)テトラフ
ロロプロパン二無水物など、脂環式テトラカルボン酸二
無水物としては、シクロブタンテトラカルボン酸二無水
物、メチルシクロブタンテトラカルボン酸二無水物など
、脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、1,2,
3,4‐テトラカルボキシブタン二無水物などをあげる
ことができる。
物をあげることができるが、必ずしもこれらに限定され
るものではない。芳香族テトラカルボン酸二無水物とし
ては、ピロリメリット酸二無水物、3,3′,4,4′
‐ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2′,3
,3′‐ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3
,3′,4′‐ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、
3,3′,4,4′‐ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物、2,3,3′,4′‐ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸二無水物、2,2′,3,3′‐ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物、ビス‐(3,4‐ジカ
ルボキシフェニル)‐エーテル二無水物、ビス‐(3,
4‐ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,2
,5,6‐ナフタリンテトラカルボン酸二無水物、2,
3,6,7‐ナフタリンテトラカルボン酸二無水物、2
,2‐ビス(3,4‐ジカルボキシフェニル)テトラフ
ロロプロパン二無水物など、脂環式テトラカルボン酸二
無水物としては、シクロブタンテトラカルボン酸二無水
物、メチルシクロブタンテトラカルボン酸二無水物など
、脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、1,2,
3,4‐テトラカルボキシブタン二無水物などをあげる
ことができる。
【0015】ジアミンとしては次の化合物をあげること
ができるが、必ずしもこれらに限定するものではない。 芳香族ジアミンとしては、4,4′‐ジアミノジフェニ
ルエーテル、4,4′‐ジアミノジフェニルメタン、4
,4′‐ジアミノジフェニルスルホン、4,4′‐ジア
ミノジフェニルスルフィド、4,4′‐ジ(メタ‐アミ
ノフェノキシ)ジフェニルスルフォン、4,4′‐ジ(
パラ‐アミノフェノキシ)ジフェニルスルフォン、オル
ト‐フェニルレンジアミン、メタ‐フェニレンジアミン
、パラ‐フェニレンジアミン、ベンジジン、3,3′‐
ジアミノベンゾフェノン、4,4′‐ジアミノベンゾフ
ェノン、4,4′‐ジアミノジフェニル‐2,2‐プロ
パン、1,5‐ジアミノナフタレン、1,8‐ジアミノ
ナフタレン、3,4′‐ジアミノジフェニルエーテル、
4,4′‐ビス(4‐アミノフェノキシ)ビフェニル、
2,2‐ビス{4‐(4‐アミノフェノキシ)フェニル
}ヘキサフロロプロパン、1,4‐ビス(4‐アミノフ
ェノキシ)ベンゼン、1,3‐ビス(4‐アミノフェノ
キシ)ベンゼン、1,3‐ビス(3‐アミノフェノキシ
)ベンゼン、4,4′‐ジアミノ‐3,3′‐ジエチル
‐5,5′‐ジメチルジフェニルメタン、4,4′‐ジ
アミノ‐3,3′,5,5′‐テトラメチルジフェニル
メタン、1,4‐ジアミノトルエン、メタ‐キシリレン
ジアミン、2,2′‐ジメチルベンジジンなど、脂肪族
ジアミンとしては、トリメチレンジアミン、テトラメチ
レンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、2,11‐ド
デカンジアミンなど、シリコン系ジアミンとしては、ビ
ス(パラ‐アミノフェノキシ)ジメチルシラン、1,4
‐ビス‐(3‐アミノプロピルジメチルシリル)ベンゼ
ンなど、脂環式としては1,4‐ジアミノシクロヘキサ
ン、ビス(4‐アミノシクロヘキシル)メタン、イソフ
ォロンジアミンなど、グアナミン類としてはアセトグア
ナミン、ベンゾグアナミンなどをあげることができる。 また、ジアミノポリシロキサンとしては次の化合物をあ
げることができる。
ができるが、必ずしもこれらに限定するものではない。 芳香族ジアミンとしては、4,4′‐ジアミノジフェニ
ルエーテル、4,4′‐ジアミノジフェニルメタン、4
,4′‐ジアミノジフェニルスルホン、4,4′‐ジア
ミノジフェニルスルフィド、4,4′‐ジ(メタ‐アミ
ノフェノキシ)ジフェニルスルフォン、4,4′‐ジ(
パラ‐アミノフェノキシ)ジフェニルスルフォン、オル
ト‐フェニルレンジアミン、メタ‐フェニレンジアミン
、パラ‐フェニレンジアミン、ベンジジン、3,3′‐
ジアミノベンゾフェノン、4,4′‐ジアミノベンゾフ
ェノン、4,4′‐ジアミノジフェニル‐2,2‐プロ
パン、1,5‐ジアミノナフタレン、1,8‐ジアミノ
ナフタレン、3,4′‐ジアミノジフェニルエーテル、
4,4′‐ビス(4‐アミノフェノキシ)ビフェニル、
2,2‐ビス{4‐(4‐アミノフェノキシ)フェニル
}ヘキサフロロプロパン、1,4‐ビス(4‐アミノフ
ェノキシ)ベンゼン、1,3‐ビス(4‐アミノフェノ
キシ)ベンゼン、1,3‐ビス(3‐アミノフェノキシ
)ベンゼン、4,4′‐ジアミノ‐3,3′‐ジエチル
‐5,5′‐ジメチルジフェニルメタン、4,4′‐ジ
アミノ‐3,3′,5,5′‐テトラメチルジフェニル
メタン、1,4‐ジアミノトルエン、メタ‐キシリレン
ジアミン、2,2′‐ジメチルベンジジンなど、脂肪族
ジアミンとしては、トリメチレンジアミン、テトラメチ
レンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、2,11‐ド
デカンジアミンなど、シリコン系ジアミンとしては、ビ
ス(パラ‐アミノフェノキシ)ジメチルシラン、1,4
‐ビス‐(3‐アミノプロピルジメチルシリル)ベンゼ
ンなど、脂環式としては1,4‐ジアミノシクロヘキサ
ン、ビス(4‐アミノシクロヘキシル)メタン、イソフ
ォロンジアミンなど、グアナミン類としてはアセトグア
ナミン、ベンゾグアナミンなどをあげることができる。 また、ジアミノポリシロキサンとしては次の化合物をあ
げることができる。
【化5】
【化6】
【化7】
【化8】
【化9】
【化10】
【化11】
【化12】
【化13】
(ただし、上記のpは1〜100である)。
【0016】次に本発明の方法で得られた可溶性ポリイ
ミドの使用方法について説明する。本発明の製造法で得
られたポリイミドは、ほとんどの場合溶媒に溶解した状
態で得られるのでそのまま使用できる。反応溶液をその
ままもしくは濃縮し、または溶媒で希釈して使用するの
が良い。希釈溶媒としては反応溶媒と同じものを使用す
ることができる。本発明の製造法で得られた可溶性ポリ
イミドを含む溶液から、ポリイミド硬化膜を形成させる
場合、公知のどのような方法で行ってもよい。例えばガ
ラス板、銅板、アルミニウム板あるいはシリコンウエハ
ーなどの基板上に本発明の方法で得られた可溶性ポリイ
ミドを含む溶液を塗布した後、100〜400℃の温度
で焼成することにより、硬化膜を得ることができる。し
かしながら、本発明の方法で得られた可溶性のポリイミ
ドは、すでにイミド化されたポリマーであるため溶液中
の溶媒を揮散せしめるだけで良く、100〜200℃の
比較的低温で数分〜数時間焼成を行うことにより硬化膜
を得ることができる。このような低温焼成を可能にする
ためには可溶性ポリイミドを構成する繰り返し単位がす
べてイミド化されている必要はなく、若干のアミド酸単
位あるいはイソイミド単位を含んでいてもよい。塗布方
法はいかなる方法でも良いが、通常、スピンコート方、
印刷法、スプレーコート法、ブレードコート法、ディッ
ピング法あるいはロールコーター法などから選択される
。
ミドの使用方法について説明する。本発明の製造法で得
られたポリイミドは、ほとんどの場合溶媒に溶解した状
態で得られるのでそのまま使用できる。反応溶液をその
ままもしくは濃縮し、または溶媒で希釈して使用するの
が良い。希釈溶媒としては反応溶媒と同じものを使用す
ることができる。本発明の製造法で得られた可溶性ポリ
イミドを含む溶液から、ポリイミド硬化膜を形成させる
場合、公知のどのような方法で行ってもよい。例えばガ
ラス板、銅板、アルミニウム板あるいはシリコンウエハ
ーなどの基板上に本発明の方法で得られた可溶性ポリイ
ミドを含む溶液を塗布した後、100〜400℃の温度
で焼成することにより、硬化膜を得ることができる。し
かしながら、本発明の方法で得られた可溶性のポリイミ
ドは、すでにイミド化されたポリマーであるため溶液中
の溶媒を揮散せしめるだけで良く、100〜200℃の
比較的低温で数分〜数時間焼成を行うことにより硬化膜
を得ることができる。このような低温焼成を可能にする
ためには可溶性ポリイミドを構成する繰り返し単位がす
べてイミド化されている必要はなく、若干のアミド酸単
位あるいはイソイミド単位を含んでいてもよい。塗布方
法はいかなる方法でも良いが、通常、スピンコート方、
印刷法、スプレーコート法、ブレードコート法、ディッ
ピング法あるいはロールコーター法などから選択される
。
【0017】本発明の製造法で得られる可溶性ポリイミ
ドの用途として半導体用の各種保護膜、絶縁膜、液晶用
の配向膜、カラーフィルター用基材、その保護膜、ある
いはフィルム、成型用材料などが考えられる。
ドの用途として半導体用の各種保護膜、絶縁膜、液晶用
の配向膜、カラーフィルター用基材、その保護膜、ある
いはフィルム、成型用材料などが考えられる。
【0018】以下、実施例および比較例によって、本発
明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例
によって限定されるものではない。
明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例
によって限定されるものではない。
【0019】(実施例1)かくはん装置、滴下漏斗、温
度計、コンデンサーおよび窒素置換装置を付した1リッ
トルのフラスコの系内を窒素ガスにより置換した後、脱
水精製したN‐メチル‐2‐ピロリドン(以下NMPと
略記する)の500g、1,1‐ビス{4‐(4‐アミ
ノフェノキシフェニル)}シクロブタンの85.08g
、(0.189モル)および1‐メチル,1,2,3,
4‐テトラカルボキシシクロヘキサン二無水物の39.
92g(0.189モル)を添加し、常法にしたがって
ポリアミド溶液を得た。この溶液にN‐エトキシカルボ
ニル,2‐エトキシ,1,2‐ジヒドロキノリン(以下
EEDQと略称する)の93.39g(0.378モル
)を添加し、20℃で10時間反応を行いポリイソイミ
ド溶液を得た。更にこの溶液にイソキノリンの48.7
8g(0.378モル)を添加し、20℃で10時間反
応を行い淡褐色の透明な液体を得た。この溶液をシリコ
ンウエハー上にスピンコートした後、50℃で減圧下2
4時間乾燥して薄膜を得た。この膜をウエハーからはが
し赤外線吸収スペクトルを測定した結果1780cm−
1にイミド基に基づく吸収が認められた(図1)。
度計、コンデンサーおよび窒素置換装置を付した1リッ
トルのフラスコの系内を窒素ガスにより置換した後、脱
水精製したN‐メチル‐2‐ピロリドン(以下NMPと
略記する)の500g、1,1‐ビス{4‐(4‐アミ
ノフェノキシフェニル)}シクロブタンの85.08g
、(0.189モル)および1‐メチル,1,2,3,
4‐テトラカルボキシシクロヘキサン二無水物の39.
92g(0.189モル)を添加し、常法にしたがって
ポリアミド溶液を得た。この溶液にN‐エトキシカルボ
ニル,2‐エトキシ,1,2‐ジヒドロキノリン(以下
EEDQと略称する)の93.39g(0.378モル
)を添加し、20℃で10時間反応を行いポリイソイミ
ド溶液を得た。更にこの溶液にイソキノリンの48.7
8g(0.378モル)を添加し、20℃で10時間反
応を行い淡褐色の透明な液体を得た。この溶液をシリコ
ンウエハー上にスピンコートした後、50℃で減圧下2
4時間乾燥して薄膜を得た。この膜をウエハーからはが
し赤外線吸収スペクトルを測定した結果1780cm−
1にイミド基に基づく吸収が認められた(図1)。
【0020】(実施例2)実施例1と同様の装置と方法
により、NMPの500g、4,4′‐ジアミノジフェ
ニルエーテルの28.34g(0.142モル)、3,
3′,4′‐ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
(以下BTDAと略称する)の52.13g(0.16
2モル)および4‐アミノフェニルトリメトキシシラン
(以下APMSと略称する)の7.76g(0.364
モル)を添加し、常法にしたがってポリアミド酸溶液を
得た。この溶液にジシクロヘキシルカルボジイミド(D
CCと略称する)の62.66g(0.304モル)を
添加し、25℃で3時間反応を行ったのち副生したジシ
クロヘキシル尿素をろ過により除去しポリイソイミド溶
液を得た。更にこの溶液にイソキノリンの36.63g
(0.284モル)を添加し、40℃で4時間反応を行
い淡褐色の透明な溶液を得た。この溶液中のポリマーを
同様に処理し、赤外線吸収スペクトルを測定した結果、
可溶性ポリイミドが得られたことが確認された。
により、NMPの500g、4,4′‐ジアミノジフェ
ニルエーテルの28.34g(0.142モル)、3,
3′,4′‐ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
(以下BTDAと略称する)の52.13g(0.16
2モル)および4‐アミノフェニルトリメトキシシラン
(以下APMSと略称する)の7.76g(0.364
モル)を添加し、常法にしたがってポリアミド酸溶液を
得た。この溶液にジシクロヘキシルカルボジイミド(D
CCと略称する)の62.66g(0.304モル)を
添加し、25℃で3時間反応を行ったのち副生したジシ
クロヘキシル尿素をろ過により除去しポリイソイミド溶
液を得た。更にこの溶液にイソキノリンの36.63g
(0.284モル)を添加し、40℃で4時間反応を行
い淡褐色の透明な溶液を得た。この溶液中のポリマーを
同様に処理し、赤外線吸収スペクトルを測定した結果、
可溶性ポリイミドが得られたことが確認された。
【0021】(実施例3)実施例1と同様の装置と方法
により、N,N‐ジメチルアセトアミド(以下DMAC
と略称する)の500g、エチレングリコール‐ビス‐
無水トリメリット酸エステルの53.43g(0.13
0モル)およびビス{4‐(3‐アミノフェノキシフェ
ニル)}スルフォンの56.32g(0.130モル)
を混合し、常法にしたがって反応を行い、ポリアミド酸
を得た。この溶液にEEDQの70.85g(0.28
7モル)を添加し25℃で15時間反応を行いポリイソ
イミド溶液を得た。更にこの溶液に1‐ベンジル,2‐
メチルイミダゾールの34.81g(0.195モル)
を添加し、25℃で5時間反応を行い淡褐色の透明な液
体を得た。この溶液中のポリマーを同様に処理し、赤外
線吸収スペクトルを測定した結果、可溶性ポリイミドが
得られたことが確認された。
により、N,N‐ジメチルアセトアミド(以下DMAC
と略称する)の500g、エチレングリコール‐ビス‐
無水トリメリット酸エステルの53.43g(0.13
0モル)およびビス{4‐(3‐アミノフェノキシフェ
ニル)}スルフォンの56.32g(0.130モル)
を混合し、常法にしたがって反応を行い、ポリアミド酸
を得た。この溶液にEEDQの70.85g(0.28
7モル)を添加し25℃で15時間反応を行いポリイソ
イミド溶液を得た。更にこの溶液に1‐ベンジル,2‐
メチルイミダゾールの34.81g(0.195モル)
を添加し、25℃で5時間反応を行い淡褐色の透明な液
体を得た。この溶液中のポリマーを同様に処理し、赤外
線吸収スペクトルを測定した結果、可溶性ポリイミドが
得られたことが確認された。
【0022】(実施例4)実施例1と同様の装置と方法
により、DMACの500g、3,3′‐ジアミノフェ
ニルスルフォン(以下DDSと略称する)の17.16
g(0.069モル)、BTDAの44.54g(0.
138モル)およびAPMSの26.53g(0.12
4モル)を混合し、常法にしたがって反応を行い、ポリ
アミド酸溶液を得た。この溶液にDCCの51.34g
(0.249モル)を添加し、30℃で10時間反応を
行いポリイソイミド溶液を得た。更にこの溶液に4‐メ
チルピリジンの11.59g(0.124モル)を添加
し、25℃で10時間反応を行い淡褐色の透明な液体を
得た。この溶液中のポリマーを同様に処理し、赤外線吸
収スペクトルを測定した結果、可溶性ポリイミドが得ら
れたことが確認された。
により、DMACの500g、3,3′‐ジアミノフェ
ニルスルフォン(以下DDSと略称する)の17.16
g(0.069モル)、BTDAの44.54g(0.
138モル)およびAPMSの26.53g(0.12
4モル)を混合し、常法にしたがって反応を行い、ポリ
アミド酸溶液を得た。この溶液にDCCの51.34g
(0.249モル)を添加し、30℃で10時間反応を
行いポリイソイミド溶液を得た。更にこの溶液に4‐メ
チルピリジンの11.59g(0.124モル)を添加
し、25℃で10時間反応を行い淡褐色の透明な液体を
得た。この溶液中のポリマーを同様に処理し、赤外線吸
収スペクトルを測定した結果、可溶性ポリイミドが得ら
れたことが確認された。
【0023】(実施例5)実施例1と同様の装置と方法
により、ジエチレングリコールジメチルエーテルの25
0g、DDSの12.84g(0.052モル)、ω,
ω‐ビス(3‐アミノプロピル)ポリジメチルシロキサ
ンの42.08g(0.052モル)およびBTDAの
33.32g(0.103モル)を混合し、常法にした
がって反応を行い、ポリアミド酸溶液を得た。この溶液
にEEDQの51.14g(0.207モル)を添加し
、20℃で8時間反応を行いポリイソイミド溶液を得た
。更にこの溶液にイソキノリンの33.39g(0.2
58モル)を添加し、40℃で3時間反応を行い淡褐色
の透明な液体を得た。この溶液中のポリマーを同様に処
理し、赤外線吸収スペクトルを測定した結果、可溶性ポ
リイミドが得られたことが確認された。
により、ジエチレングリコールジメチルエーテルの25
0g、DDSの12.84g(0.052モル)、ω,
ω‐ビス(3‐アミノプロピル)ポリジメチルシロキサ
ンの42.08g(0.052モル)およびBTDAの
33.32g(0.103モル)を混合し、常法にした
がって反応を行い、ポリアミド酸溶液を得た。この溶液
にEEDQの51.14g(0.207モル)を添加し
、20℃で8時間反応を行いポリイソイミド溶液を得た
。更にこの溶液にイソキノリンの33.39g(0.2
58モル)を添加し、40℃で3時間反応を行い淡褐色
の透明な液体を得た。この溶液中のポリマーを同様に処
理し、赤外線吸収スペクトルを測定した結果、可溶性ポ
リイミドが得られたことが確認された。
【0024】(実施例6)実施例1と同様の装置と方法
により、NMPの500g、2,2‐ビス‐{4‐(4
‐アミノフェノキシフェニル)}ヘキサフロロプロパン
の43.31g(0.084モル)、3‐アミノプロピ
ルトリエトキシシラン(以下APS−Eと略称する)の
3.70g(0.017モル)および4,4′‐(ヘキ
サフロロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物の41.
23g(0.093モル)を混合し、常法にしたがって
反応を行い、ポリアミド酸溶液を得た。この溶液にEE
DQの50.50g(0.204モル)を添加し、25
℃で10時間反応を行いポリイソイミド溶液を得た。更
にこの溶液にイソキノリンの11.99g(0.093
モル)を添加し、25℃で3時間反応を行い淡褐色の透
明な液体を得た。この溶液中のポリマーを同様に処理し
、赤外線吸収スペクトルを測定した結果、可溶性ポリイ
ミドが得られたことが確認された。
により、NMPの500g、2,2‐ビス‐{4‐(4
‐アミノフェノキシフェニル)}ヘキサフロロプロパン
の43.31g(0.084モル)、3‐アミノプロピ
ルトリエトキシシラン(以下APS−Eと略称する)の
3.70g(0.017モル)および4,4′‐(ヘキ
サフロロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物の41.
23g(0.093モル)を混合し、常法にしたがって
反応を行い、ポリアミド酸溶液を得た。この溶液にEE
DQの50.50g(0.204モル)を添加し、25
℃で10時間反応を行いポリイソイミド溶液を得た。更
にこの溶液にイソキノリンの11.99g(0.093
モル)を添加し、25℃で3時間反応を行い淡褐色の透
明な液体を得た。この溶液中のポリマーを同様に処理し
、赤外線吸収スペクトルを測定した結果、可溶性ポリイ
ミドが得られたことが確認された。
【0025】(実施例7)実施例1と同様の装置と方法
により、NMPの500g、DDSの46.39g(0
.187モル)、APS−Sの16.55g(0.07
5モル)および4,4′‐(ヘキサフロロイソプロピリ
デン)ジフタル酸無水物の103.73g(0.234
モル)を混合し、常法にしたがって反応を行い、ポリア
ミド酸溶液を得た。この溶液にEEDQの127.05
g(0.514モル)を添加し30℃で10時間反応を
行いポリイソイミド溶液を得た。更にこの溶液にイソキ
ノリンの60.33g(0.467モル)を添加し、2
5℃で5時間反応を行い淡褐色の透明な液体を得た。こ
の溶液中のポリマーを同様に処理し、赤外線吸収スペク
トルを測定した結果、可溶性ポリイミドが得られたこと
が確認された。
により、NMPの500g、DDSの46.39g(0
.187モル)、APS−Sの16.55g(0.07
5モル)および4,4′‐(ヘキサフロロイソプロピリ
デン)ジフタル酸無水物の103.73g(0.234
モル)を混合し、常法にしたがって反応を行い、ポリア
ミド酸溶液を得た。この溶液にEEDQの127.05
g(0.514モル)を添加し30℃で10時間反応を
行いポリイソイミド溶液を得た。更にこの溶液にイソキ
ノリンの60.33g(0.467モル)を添加し、2
5℃で5時間反応を行い淡褐色の透明な液体を得た。こ
の溶液中のポリマーを同様に処理し、赤外線吸収スペク
トルを測定した結果、可溶性ポリイミドが得られたこと
が確認された。
【0026】(比較例1)イソキノリンを添加しない以
外は実施例7と同様に反応を行い淡褐色の溶液を得た。 この溶液中のポリマーを同様に処理し、赤外線吸収スペ
クトルを測定した結果、イミド基の吸収は見られず、1
800cm−1にイソイミドの吸収が認められた。
外は実施例7と同様に反応を行い淡褐色の溶液を得た。 この溶液中のポリマーを同様に処理し、赤外線吸収スペ
クトルを測定した結果、イミド基の吸収は見られず、1
800cm−1にイソイミドの吸収が認められた。
【0027】
【発明の効果】本発明の可溶性ポリイミドの製造法は、
イミド化反応に使われる触媒も危険性が少なく、沈殿精
製の工程が必要ないため、得られた溶液はそのまま実用
に供することができその効果は大きい。また得られた可
溶性ポリイミドは溶媒を揮散させるだけでポリイミド膜
を形成することができるため、耐熱性の劣る基板上にも
塗膜を形成できるため、その実用上の効果は大きい。
イミド化反応に使われる触媒も危険性が少なく、沈殿精
製の工程が必要ないため、得られた溶液はそのまま実用
に供することができその効果は大きい。また得られた可
溶性ポリイミドは溶媒を揮散させるだけでポリイミド膜
を形成することができるため、耐熱性の劣る基板上にも
塗膜を形成できるため、その実用上の効果は大きい。
【図1】本発明の可溶性ポリイミドの赤外線吸収スペク
トルである。
トルである。
Claims (2)
- 【請求項1】 ポリイソイミドの有機溶媒溶液に三級
アミンを添加して反応させることからなる可溶性ポリイ
ミドの製造法。 - 【請求項2】 ポリイソイミドの有機溶媒溶液がポリ
アミド酸と下記式(化1)で示されるジヒドロキノリン
誘導体とを有機溶媒中で反応させて得られた溶液である
請求項1記載の可溶性ポリアミドの製造法。 【化1】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070313A JP3006802B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 可溶性ポリイミドの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070313A JP3006802B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 可溶性ポリイミドの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04283236A true JPH04283236A (ja) | 1992-10-08 |
| JP3006802B2 JP3006802B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=13427842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3070313A Expired - Lifetime JP3006802B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 可溶性ポリイミドの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3006802B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP3070313A patent/JP3006802B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3006802B2 (ja) | 2000-02-07 |
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