JPH04293936A - 芳香族酸二無水物と塩素化芳香族ジアミンから誘導される芳香族ポリイミド - Google Patents
芳香族酸二無水物と塩素化芳香族ジアミンから誘導される芳香族ポリイミドInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1067—Wholly aromatic polyimides, i.e. having both tetracarboxylic and diamino moieties aromatically bound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1067—Wholly aromatic polyimides, i.e. having both tetracarboxylic and diamino moieties aromatically bound
- C08G73/1071—Wholly aromatic polyimides containing oxygen in the form of ether bonds in the main chain
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0313—Organic insulating material
- H05K1/032—Organic insulating material consisting of one material
- H05K1/0346—Organic insulating material consisting of one material containing N
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
- H05K3/281—Applying non-metallic protective coatings by means of a preformed insulating foil
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31721—Of polyimide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (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】
【発明の背景】本発明は低い吸水性、高い弾性率と伸び
率とを持ち、そして有害な分解を起こすことなく熱処理
することができる芳香族酸二無水物と塩素化芳香族ジア
ミンとから誘導される芳香族ホモポリイミドとコポリイ
ミドフィルムに関する。
率とを持ち、そして有害な分解を起こすことなく熱処理
することができる芳香族酸二無水物と塩素化芳香族ジア
ミンとから誘導される芳香族ホモポリイミドとコポリイ
ミドフィルムに関する。
【0002】芳香族ポリイミドとコポリイミドは顕著な
耐熱性と引張り特性を持ち、これがフィルム又は繊維の
ような成形製品として商業的に有用なものとしているこ
とは当業者によく知られている。しかし、このポリイミ
ドフィルムの吸水性は望ましくないことに極めて高い。 高い吸水性はフィルムの寸法及び熱安定性に有害な影響
を与え、機械的特性値を減少させ、そして製作許容範囲
を限定する。更にポリイミドポリマー鎖の中に堅いコポ
リマーセグメントを導入することはポリマーフィルムを
硬くしそして不都合なことに熱処理中に砕けやすくなる
。
耐熱性と引張り特性を持ち、これがフィルム又は繊維の
ような成形製品として商業的に有用なものとしているこ
とは当業者によく知られている。しかし、このポリイミ
ドフィルムの吸水性は望ましくないことに極めて高い。 高い吸水性はフィルムの寸法及び熱安定性に有害な影響
を与え、機械的特性値を減少させ、そして製作許容範囲
を限定する。更にポリイミドポリマー鎖の中に堅いコポ
リマーセグメントを導入することはポリマーフィルムを
硬くしそして不都合なことに熱処理中に砕けやすくなる
。
【0003】芳香族(コ)ポリイミドへの特定の塩素化
芳香族ジアミンの導入が相当する非塩素化(コ)ポリイ
ミドフィルムより相当低い吸水性を持つフィルムを与え
ることを見出した。更に、(コ)ポリイミドフィルムを
無水物脱水剤と第三アミン触媒とを使用して化学的変換
方法で作ると、中間フィルムは極めて柔軟であり、脆化
を起こすことなく都合よく熱処理することができる。全
く驚くべきことに、塩素化(コ)ポリイミドはまた相当
する非塩素化(コ)ポリイミドよりはるかに高い弾性率
と弾性を持つフィルムを提供し、これにより磁気記録テ
ープ用ベースフィルム、及び可撓性印刷回路とテープ自
動化結合用基体として有用なものとなる。
芳香族ジアミンの導入が相当する非塩素化(コ)ポリイ
ミドフィルムより相当低い吸水性を持つフィルムを与え
ることを見出した。更に、(コ)ポリイミドフィルムを
無水物脱水剤と第三アミン触媒とを使用して化学的変換
方法で作ると、中間フィルムは極めて柔軟であり、脆化
を起こすことなく都合よく熱処理することができる。全
く驚くべきことに、塩素化(コ)ポリイミドはまた相当
する非塩素化(コ)ポリイミドよりはるかに高い弾性率
と弾性を持つフィルムを提供し、これにより磁気記録テ
ープ用ベースフィルム、及び可撓性印刷回路とテープ自
動化結合用基体として有用なものとなる。
【0004】1985年7月23日Jinda等に交付
された米国特許第4,530,993号はピロメリット
酸二無水物と2,2′−ジクロロベンジジンとから誘導
され、高い引張り強度と弾性率と高い耐熱性とを持つポ
リイミドフィルムを開示している。本発明の(コ)ポリ
イミドフィルムは2,2′−ジクロロベンジジンを成分
として含まない。
された米国特許第4,530,993号はピロメリット
酸二無水物と2,2′−ジクロロベンジジンとから誘導
され、高い引張り強度と弾性率と高い耐熱性とを持つポ
リイミドフィルムを開示している。本発明の(コ)ポリ
イミドフィルムは2,2′−ジクロロベンジジンを成分
として含まない。
【0005】1987年4月11日公開された日本特許
公告第62−79227号はピロメリット酸二無水物及
び2,2′−ジクロロベンジジンのベンジジン、3,3
′−ジメチルベンジジン及び2−クロロベンジジンとの
混合物から誘導され、良好な機械的特性と高い耐熱性と
を持つ芳香族コポリイミドフィルムを開示している。本
発明の(コ)ポリイミドフィルムはジクロロベンジジン
とジメチルベンジジンとをジアミン成分として含まない
。
公告第62−79227号はピロメリット酸二無水物及
び2,2′−ジクロロベンジジンのベンジジン、3,3
′−ジメチルベンジジン及び2−クロロベンジジンとの
混合物から誘導され、良好な機械的特性と高い耐熱性と
を持つ芳香族コポリイミドフィルムを開示している。本
発明の(コ)ポリイミドフィルムはジクロロベンジジン
とジメチルベンジジンとをジアミン成分として含まない
。
【0006】1987年9月1日Numata等に交付
された米国特許第4,690,999号は少なくとも1
つの芳香族環を構造成分として含む低い熱膨張係数を持
つポリイミドを開示しており、前記芳香族環はその分子
軸の回りを回転することができるが、他の方向に可撓性
を持たず、そして少なくとも一軸方向に向けられている
。このポリイミドは種々の芳香族酸二無水物と芳香族ジ
アミンとから誘導され、芳香族フェニル環のパラ位に結
合するイミド環を持ち剛性の結晶性構造を与える。しか
しながら、これら剛性の構造中の成分として塩素化芳香
族ジアミンの使用については特別な開示はない。
された米国特許第4,690,999号は少なくとも1
つの芳香族環を構造成分として含む低い熱膨張係数を持
つポリイミドを開示しており、前記芳香族環はその分子
軸の回りを回転することができるが、他の方向に可撓性
を持たず、そして少なくとも一軸方向に向けられている
。このポリイミドは種々の芳香族酸二無水物と芳香族ジ
アミンとから誘導され、芳香族フェニル環のパラ位に結
合するイミド環を持ち剛性の結晶性構造を与える。しか
しながら、これら剛性の構造中の成分として塩素化芳香
族ジアミンの使用については特別な開示はない。
【0007】
【発明の要約】本発明は芳香族テトラカルボン酸二無水
物成分と芳香族ジアミン成分とからなる低い吸水性と高
い熱耐久性を持つ芳香族ホモポリイミド又はコポリイミ
ドフィルムを提供するものであって、前記芳香族ジアミ
ン成分はジアミン成分の総モル量に基づいて2−クロロ
−p−フェニレンジアミンと2,2′−ジクロロ−4,
4′−ジアミノジフェニルエーテルとからなる群より選
ばれる塩素化芳香族ジアミン30〜100モル%を含有
する。
物成分と芳香族ジアミン成分とからなる低い吸水性と高
い熱耐久性を持つ芳香族ホモポリイミド又はコポリイミ
ドフィルムを提供するものであって、前記芳香族ジアミ
ン成分はジアミン成分の総モル量に基づいて2−クロロ
−p−フェニレンジアミンと2,2′−ジクロロ−4,
4′−ジアミノジフェニルエーテルとからなる群より選
ばれる塩素化芳香族ジアミン30〜100モル%を含有
する。
【0008】
【発明の詳述】本発明のホモポリイミドとコポリイミド
は芳香族テトラカルボン酸二無水物を芳香族ジアミンと
を反応させることにより作られ、前記芳香族ジアミンは
ジアミン成分の総モル量に基づいて30〜100モル%
の塩素化芳香族ジアミン例えば2−クロロ−p−フェニ
レンジアミンと2,2′−ジクロロ−4,4′−ジアミ
ノジフェニルエーテルからなる。
は芳香族テトラカルボン酸二無水物を芳香族ジアミンと
を反応させることにより作られ、前記芳香族ジアミンは
ジアミン成分の総モル量に基づいて30〜100モル%
の塩素化芳香族ジアミン例えば2−クロロ−p−フェニ
レンジアミンと2,2′−ジクロロ−4,4′−ジアミ
ノジフェニルエーテルからなる。
【0009】このポリイミドは一般に米国特許第3,1
79,630号と米国特許第3,179,634号に記
述されているように作られ、その開示を参考例としてこ
こに組み入れる。
79,630号と米国特許第3,179,634号に記
述されているように作られ、その開示を参考例としてこ
こに組み入れる。
【0010】従って、芳香族ポリアミド酸は実質的に等
モル量の芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジア
ミン成分を不活性有機溶媒中で175℃より高くなく、
好ましくは90℃より高くない重合温度で約1分〜数日
間ブロック又はランダム重合させることにより作ること
ができる。芳香族酸二無水物とジアミン成分はそのまま
、混合物として、又は溶液として有機溶媒に添加するか
、又は有機溶媒を成分に添加することができる。
モル量の芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジア
ミン成分を不活性有機溶媒中で175℃より高くなく、
好ましくは90℃より高くない重合温度で約1分〜数日
間ブロック又はランダム重合させることにより作ること
ができる。芳香族酸二無水物とジアミン成分はそのまま
、混合物として、又は溶液として有機溶媒に添加するか
、又は有機溶媒を成分に添加することができる。
【0011】有機溶媒は重合させる成分の1種又はすべ
てを溶解することができ、そしてポリアミド酸重合生成
物を溶解し得ることが好ましい。溶媒はもちろん、すべ
ての重合成分及びポリアミド酸重合生成物と実質的に非
反応性でなければならない。
てを溶解することができ、そしてポリアミド酸重合生成
物を溶解し得ることが好ましい。溶媒はもちろん、すべ
ての重合成分及びポリアミド酸重合生成物と実質的に非
反応性でなければならない。
【0012】一般に好ましい溶媒は通常液体のN,N−
ジアルキルカルボキシルアミドを含む。特に好ましい溶
媒はそのようなカルボキシルアミドの低分子量の一員特
にN,N−ジメチルホルムアミドとN,N−ジメチルア
セトアミドを含む。この種類の溶媒の他の有用な化合物
はN,N−ジエチルホルムアミドとN,N−ジエチルア
セトアミドである。使用することができる他の溶媒はジ
メチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、N
−シクロヘキシル−2−ピロリドン、テトラメチルウレ
ア、ジメチルスルホン、ヘキサメチルホスホラミド、テ
トラメチレンスルホン、ジグリメ、ピリジンなどである
。この溶媒は単独で、相互に組み合わせるか又は他の溶
媒例えばベンゼン、ベンゾニトリル、ジオキサンなどと
組み合わせて使用することができる。使用する溶媒の量
は好ましくはポリアミド酸溶液の75〜90重量%の範
囲であり、これはこの濃度が最適の分子量を与えること
が分ったからである。
ジアルキルカルボキシルアミドを含む。特に好ましい溶
媒はそのようなカルボキシルアミドの低分子量の一員特
にN,N−ジメチルホルムアミドとN,N−ジメチルア
セトアミドを含む。この種類の溶媒の他の有用な化合物
はN,N−ジエチルホルムアミドとN,N−ジエチルア
セトアミドである。使用することができる他の溶媒はジ
メチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、N
−シクロヘキシル−2−ピロリドン、テトラメチルウレ
ア、ジメチルスルホン、ヘキサメチルホスホラミド、テ
トラメチレンスルホン、ジグリメ、ピリジンなどである
。この溶媒は単独で、相互に組み合わせるか又は他の溶
媒例えばベンゼン、ベンゾニトリル、ジオキサンなどと
組み合わせて使用することができる。使用する溶媒の量
は好ましくはポリアミド酸溶液の75〜90重量%の範
囲であり、これはこの濃度が最適の分子量を与えること
が分ったからである。
【0013】芳香族テトラカルボン酸二無水物とジアミ
ン成分は絶対に等モル量で使用する必要はない。分子量
を調節するため芳香族テトラカルボン酸二無水物成分の
芳香族ジアミン成分に対するモル比は0.90〜1.1
0の範囲とすることができる。
ン成分は絶対に等モル量で使用する必要はない。分子量
を調節するため芳香族テトラカルボン酸二無水物成分の
芳香族ジアミン成分に対するモル比は0.90〜1.1
0の範囲とすることができる。
【0014】上述のようにして作った芳香族ポリアミド
酸溶液は5〜40重量%好ましくは10〜25重量%の
ポリアミド酸ポリマーを含む。
酸溶液は5〜40重量%好ましくは10〜25重量%の
ポリアミド酸ポリマーを含む。
【0015】本発明に使用するのに適当な芳香族テトラ
カルボン酸二無水物にはピロメリット酸二無水物、2,
3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3
,3′,4,4′−ビフェニル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、2,2′,3,3′−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、2,2−ビス(3,4−ジカル
ボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジ
カルボキシフェニル)スルホン二無水物、3,4,9,
10−ペリレ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)プロパン二無水物、1,1
−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水
物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エ
タン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)
メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル
)メタン二無水物、オキシジフタル酸二無水物、ビス(
3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物など
がある。
カルボン酸二無水物にはピロメリット酸二無水物、2,
3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3
,3′,4,4′−ビフェニル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、2,2′,3,3′−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、2,2−ビス(3,4−ジカル
ボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジ
カルボキシフェニル)スルホン二無水物、3,4,9,
10−ペリレ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)プロパン二無水物、1,1
−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水
物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エ
タン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)
メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル
)メタン二無水物、オキシジフタル酸二無水物、ビス(
3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物など
がある。
【0016】芳香族酸二無水物成分としてピロメリット
酸二無水物(PMDA)又は3,3′,4,4′−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)及び芳香
族ジアミン成分として2−クロロ−p−フェニレンジア
ミン(ClPPD)又は2,2′−ジクロロ−4,4′
−ジアミノジフェニルエーテル(DClODA)から誘
導されるホモポリイミドがここでは特に好ましい。
酸二無水物(PMDA)又は3,3′,4,4′−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)及び芳香
族ジアミン成分として2−クロロ−p−フェニレンジア
ミン(ClPPD)又は2,2′−ジクロロ−4,4′
−ジアミノジフェニルエーテル(DClODA)から誘
導されるホモポリイミドがここでは特に好ましい。
【0017】1種又はそれより多い前述の芳香族テトラ
カルボン酸二無水物とClPPD又はDClODA及び
追加の芳香族ジアミンモノマーとから誘導されるコポリ
イミドも本発明に包含される。
カルボン酸二無水物とClPPD又はDClODA及び
追加の芳香族ジアミンモノマーとから誘導されるコポリ
イミドも本発明に包含される。
【0018】適当な追加の芳香族ジアミンは4,4′−
ジアミノジフェニルプロパン、4,4′−ジアミノジフ
ェニルメタン、ベンジジン、4,4′−ジクロロベンジ
ジン、4,4′−ジアミノジフェニルスルフィド、3,
3′−ジアミノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミ
ノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノジフェニル
エーテル、1,5−ジアミノナフタレン、4,4′−ジ
アミノジフェニルジエチルシラン、4,4′−ジアミノ
ジフェニルシラン、4,4′−ジアミノジフェニルエチ
ルホスフィンオキシド、4,4′−ジアミノジフェニル
N−メチルアミン、4,4′−ジアミノジフェニル−N
−フェニルアミン、1,4−ジアミノベンゼン(p−フ
ェニレンジアミン)、1,3−ジアミノベンゼン、1,
2−ジアミノベンゼンなどである。
ジアミノジフェニルプロパン、4,4′−ジアミノジフ
ェニルメタン、ベンジジン、4,4′−ジクロロベンジ
ジン、4,4′−ジアミノジフェニルスルフィド、3,
3′−ジアミノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミ
ノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノジフェニル
エーテル、1,5−ジアミノナフタレン、4,4′−ジ
アミノジフェニルジエチルシラン、4,4′−ジアミノ
ジフェニルシラン、4,4′−ジアミノジフェニルエチ
ルホスフィンオキシド、4,4′−ジアミノジフェニル
N−メチルアミン、4,4′−ジアミノジフェニル−N
−フェニルアミン、1,4−ジアミノベンゼン(p−フ
ェニレンジアミン)、1,3−ジアミノベンゼン、1,
2−ジアミノベンゼンなどである。
【0019】本発明の好ましいポリイミドはアミン成分
に基づいて30〜70モル%の2−クロロ−p−フェニ
レンジアミン又は2,2′−ジクロロ−4,4′−ジア
ミノジフェニルエーテル、30〜70モル%の4,4′
−ジアミノジフェニルエーテル及び酸二無水物に基づい
て25〜75モル%のピロ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及
び3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン
酸二無水物から選ばれる少なくとも1種の芳香族テトラ
カルボン酸二無水物を含有するものである。特に好まし
い本発明のコポリイミドは40%と50モル%の間の3
,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二
無水物又は3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物及び50%と70モル%の間の塩素化芳
香族ジアミン例えば2−クロロ−p−フェニレンジアミ
ンを含む。
に基づいて30〜70モル%の2−クロロ−p−フェニ
レンジアミン又は2,2′−ジクロロ−4,4′−ジア
ミノジフェニルエーテル、30〜70モル%の4,4′
−ジアミノジフェニルエーテル及び酸二無水物に基づい
て25〜75モル%のピロ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及
び3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン
酸二無水物から選ばれる少なくとも1種の芳香族テトラ
カルボン酸二無水物を含有するものである。特に好まし
い本発明のコポリイミドは40%と50モル%の間の3
,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二
無水物又は3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物及び50%と70モル%の間の塩素化芳
香族ジアミン例えば2−クロロ−p−フェニレンジアミ
ンを含む。
【0020】その後芳香族ポリアミド酸を化学的変換方
法によりポリイミドに変換し、この場合ポリアミド酸溶
液を変換用化学薬品に浸漬するか又はそれと混合する。 ポリアミド酸変換用化学薬品は第三アミン触媒と無水物
脱水剤である。好ましい無水物脱水剤は無水酢酸であり
、そしてしばしばポリアミド酸のアミド酸基の量のわず
かに過剰モル量、典型的にはポリアミド酸の当量当たり
約2〜2.4モルを使用する。
法によりポリイミドに変換し、この場合ポリアミド酸溶
液を変換用化学薬品に浸漬するか又はそれと混合する。 ポリアミド酸変換用化学薬品は第三アミン触媒と無水物
脱水剤である。好ましい無水物脱水剤は無水酢酸であり
、そしてしばしばポリアミド酸のアミド酸基の量のわず
かに過剰モル量、典型的にはポリアミド酸の当量当たり
約2〜2.4モルを使用する。
【0021】無水酢酸の他に別の使用可能な低級脂肪酸
無水物としてはプロピオン酸、酪酸、吉草酸、これらの
相互の混合酸無水物及び芳香族モノカルボン酸例えば安
息香酸、ナフトエ酸などの無水物、及びカルボン酸とギ
酸の無水物との混合物、並びに脂肪族ケテン(ケテンと
ジメチルケテン)がある。ケテンは酸の過激な脱水で誘
導されるカルボン酸の無水物と見なすことができる。
無水物としてはプロピオン酸、酪酸、吉草酸、これらの
相互の混合酸無水物及び芳香族モノカルボン酸例えば安
息香酸、ナフトエ酸などの無水物、及びカルボン酸とギ
酸の無水物との混合物、並びに脂肪族ケテン(ケテンと
ジメチルケテン)がある。ケテンは酸の過激な脱水で誘
導されるカルボン酸の無水物と見なすことができる。
【0022】好ましい第三アミン触媒はピリジンとβ−
ピコリンであり、それらは無水物脱水剤の1モル当たり
0〜数モルの変動する量で使用される。好ましいピリジ
ン及びβ−ピコリンとほぼ同じ活性を持つ第三アミンも
使用することができる。これらにはα−ピコリン、3,
4−ルチジン、3,5−ルチジン、4−メチルピリジン
、4−イソプロピルピリジン、N,N−ジメチルベンジ
ルアミン、イソキノリン、4−ベンジルピリジン、N,
N−ジメチルドデシルアミン及びトリエチルアミンがあ
る。トリメチルアミンは上述のアミンより一層活性であ
り、より少量で使用することができる。
ピコリンであり、それらは無水物脱水剤の1モル当たり
0〜数モルの変動する量で使用される。好ましいピリジ
ン及びβ−ピコリンとほぼ同じ活性を持つ第三アミンも
使用することができる。これらにはα−ピコリン、3,
4−ルチジン、3,5−ルチジン、4−メチルピリジン
、4−イソプロピルピリジン、N,N−ジメチルベンジ
ルアミン、イソキノリン、4−ベンジルピリジン、N,
N−ジメチルドデシルアミン及びトリエチルアミンがあ
る。トリメチルアミンは上述のアミンより一層活性であ
り、より少量で使用することができる。
【0023】ポリアミド酸の変換化学薬品は約室温又は
それ以上で反応し、ポリアミド酸をポリイミドに変換す
る。化学変換反応は15〜120℃で起こるのが好まし
く、反応はより高い温度で極めて速く、より低い温度で
極めて遅い。
それ以上で反応し、ポリアミド酸をポリイミドに変換す
る。化学変換反応は15〜120℃で起こるのが好まし
く、反応はより高い温度で極めて速く、より低い温度で
極めて遅い。
【0024】化学的に処理したポリアミド酸溶液は加熱
変換表面上に流延させるか又は押し出し、そこで幾分溶
媒が溶液から蒸発し、ポリアミド酸の一部分がポリイミ
ドに化学的に変換され、そして溶液がポリアミド酸−ポ
リイミドゲルの形態を取る。もしくはポリアミド酸溶液
を無水物成分と第三アミン成分からなり、希釈溶媒を含
むか又は含まない変換用化学薬品の浴に押し出すことが
できる。アミド酸基のイミド基への変換は接触時間と温
度によるが、通常は約25〜75%で完了する。ゲルは
その高い溶媒含量にもかかわらず自己支持性である。
変換表面上に流延させるか又は押し出し、そこで幾分溶
媒が溶液から蒸発し、ポリアミド酸の一部分がポリイミ
ドに化学的に変換され、そして溶液がポリアミド酸−ポ
リイミドゲルの形態を取る。もしくはポリアミド酸溶液
を無水物成分と第三アミン成分からなり、希釈溶媒を含
むか又は含まない変換用化学薬品の浴に押し出すことが
できる。アミド酸基のイミド基への変換は接触時間と温
度によるが、通常は約25〜75%で完了する。ゲルは
その高い溶媒含量にもかかわらず自己支持性である。
【0025】ゲルは更に抽出、被覆、又はいくつかの他
の方法で処理することができる。引き続き乾燥させて水
、残留溶媒、及び残存する変換用化学薬品を除去し、そ
してポリアミド酸をポリイミドに完全に変換させる。 乾燥はその時点でポリアミド酸をポリイミドへ完全に変
換させることなく比較的穏和な条件で実行することがで
き、又は高温を用いて乾燥と変換を同時に実行すること
もできる。ゲルは多量の液体を有しこれを乾燥と変換工
程の間に除かなければならないため、乾燥の間望ましく
ない収縮を避けるためゲルを抑制しなければならない。 連続生産においては、フィルムを例えばテンター中で抑
制用テンタークリップ又はピンを使用して端部を保持す
ることができる。
の方法で処理することができる。引き続き乾燥させて水
、残留溶媒、及び残存する変換用化学薬品を除去し、そ
してポリアミド酸をポリイミドに完全に変換させる。 乾燥はその時点でポリアミド酸をポリイミドへ完全に変
換させることなく比較的穏和な条件で実行することがで
き、又は高温を用いて乾燥と変換を同時に実行すること
もできる。ゲルは多量の液体を有しこれを乾燥と変換工
程の間に除かなければならないため、乾燥の間望ましく
ない収縮を避けるためゲルを抑制しなければならない。 連続生産においては、フィルムを例えばテンター中で抑
制用テンタークリップ又はピンを使用して端部を保持す
ることができる。
【0026】好ましくは短時間でフィルムを乾燥し、同
一工程でそれをポリイミドに変換するため高温を使用す
る。フィルムを200〜500℃の温度で少なくとも1
秒間加熱するのが好ましい。もちろん、薄いフィルムで
は厚いフィルムより少ない加熱と時間でよい。この乾燥
と変換の間過度の収縮が抑制され、そして事実上乾燥と
変換が完了する前その最初の寸法の200%ほどに延ば
すことができる。任意の寸法に延伸することもできる。 フィルム製造においては延伸を縦方向又は横方向のいず
れでも行うことができる。所望により、ある程度の収縮
を見込んで抑制を加えることもできる。
一工程でそれをポリイミドに変換するため高温を使用す
る。フィルムを200〜500℃の温度で少なくとも1
秒間加熱するのが好ましい。もちろん、薄いフィルムで
は厚いフィルムより少ない加熱と時間でよい。この乾燥
と変換の間過度の収縮が抑制され、そして事実上乾燥と
変換が完了する前その最初の寸法の200%ほどに延ば
すことができる。任意の寸法に延伸することもできる。 フィルム製造においては延伸を縦方向又は横方向のいず
れでも行うことができる。所望により、ある程度の収縮
を見込んで抑制を加えることもできる。
【0027】塩素化芳香族ジアミンをモノマー成分とし
て含み、化学変換方法により作られる本発明のホモポリ
イミドとコポリイミドフィルムは約500〜1200K
psiの高い弾性率、約5〜90%の伸び率、3.50
%未満の吸水率を含む独特の性質の組合わせを持ち、そ
して有害な分解を伴うことなく熱硬化させることができ
る。
て含み、化学変換方法により作られる本発明のホモポリ
イミドとコポリイミドフィルムは約500〜1200K
psiの高い弾性率、約5〜90%の伸び率、3.50
%未満の吸水率を含む独特の性質の組合わせを持ち、そ
して有害な分解を伴うことなく熱硬化させることができ
る。
【0028】塩素化ジアミン成分を含むホモ及びコポリ
イミドフィルムは塩素化芳香族ジアミン成分を含まない
相当するホモ及びコポリイミドフィルムより著しく低い
吸湿性を持つ(実施例1〜4及び比較例1C〜4C参照
)。低い湿分含有ポリイミドフィルムを銅クラッドの製
造に使用するのはハンダ浴中におけるふくれを防ぐのに
極めて望ましい。
イミドフィルムは塩素化芳香族ジアミン成分を含まない
相当するホモ及びコポリイミドフィルムより著しく低い
吸湿性を持つ(実施例1〜4及び比較例1C〜4C参照
)。低い湿分含有ポリイミドフィルムを銅クラッドの製
造に使用するのはハンダ浴中におけるふくれを防ぐのに
極めて望ましい。
【0029】塩素含有ポリイミドはフィルムの熱硬化の
間に起こるフィルムの破断が少ないため化学変換の間に
処理することがはるかに容易であるため特に有利である
。一定のモジュラスにおける伸びの増加も有利であるが
、それはフィルムの屈曲寿命を増加し、より薄いフィル
ムのシートを処理に適当なフィルムの剛さを維持しなが
ら使用することを可能にするからである。
間に起こるフィルムの破断が少ないため化学変換の間に
処理することがはるかに容易であるため特に有利である
。一定のモジュラスにおける伸びの増加も有利であるが
、それはフィルムの屈曲寿命を増加し、より薄いフィル
ムのシートを処理に適当なフィルムの剛さを維持しなが
ら使用することを可能にするからである。
【0030】本発明のポリイミドフィルムの特別な適用
には磁気記録テープ又はFPC板用ベースフィルムとし
てテープ自動接合、耐熱性絶縁、半導体、並びに可撓性
で剛性のプリント配線回路用カバーレイ又はカバーコー
トが含まれる。
には磁気記録テープ又はFPC板用ベースフィルムとし
てテープ自動接合、耐熱性絶縁、半導体、並びに可撓性
で剛性のプリント配線回路用カバーレイ又はカバーコー
トが含まれる。
【0031】本発明の有利な性質は次の実施例を参照し
て認識することができるが、これらは本発明を説明する
ものであって限定するものではない。すべての部とパー
セントは特記しない限り重量で示す。
て認識することができるが、これらは本発明を説明する
ものであって限定するものではない。すべての部とパー
セントは特記しない限り重量で示す。
【0032】実施例1〜10(比較例1C〜4C)これ
らの実施例はジアミン成分として2−クロロ−p−フェ
ニレンジアミンと2,2′−ジクロロ−4,4′−ジア
ミノジフェニルエーテルを含有し、塩素化芳香族ジアミ
ン成分を含有しない相当するポリイミドフィルムより低
い吸水率及び高いモジュラスと伸び率を持つ本発明のホ
モポリイミドとコポリイミドフィルムの製造を示す。
らの実施例はジアミン成分として2−クロロ−p−フェ
ニレンジアミンと2,2′−ジクロロ−4,4′−ジア
ミノジフェニルエーテルを含有し、塩素化芳香族ジアミ
ン成分を含有しない相当するポリイミドフィルムより低
い吸水率及び高いモジュラスと伸び率を持つ本発明のホ
モポリイミドとコポリイミドフィルムの製造を示す。
【0033】ポリアミド酸をジメチルアセトアミド(D
MAC)溶媒に表1に明記したモル量のClPPD、D
ClODA、ODA及びPPD芳香族ジアミンを溶解し
て調製した。次いで芳香族テトラカルボン酸二無水物(
PMDA、BPDA及びBTDA)を周囲温度で撹拌し
ながら記載したモル量で添加した。ある場合にはDMA
C中PMDAの6%溶液を添加して表1に明記したモノ
マーの約100%モル理論量を含み、1.00〜2.0
0の範囲の固有粘度を持つポリアミド酸ポリマー溶液が
得られた。
MAC)溶媒に表1に明記したモル量のClPPD、D
ClODA、ODA及びPPD芳香族ジアミンを溶解し
て調製した。次いで芳香族テトラカルボン酸二無水物(
PMDA、BPDA及びBTDA)を周囲温度で撹拌し
ながら記載したモル量で添加した。ある場合にはDMA
C中PMDAの6%溶液を添加して表1に明記したモノ
マーの約100%モル理論量を含み、1.00〜2.0
0の範囲の固有粘度を持つポリアミド酸ポリマー溶液が
得られた。
【0034】ポリアミド酸溶液をガラス板上に流延し、
次いで流延フィルムを無水酢酸とβ−ピコリンの容量で
50:50の混合物中にゲル化したフィルムがガラスか
ら離れて浮くまでの間(約5分)浸漬することによりポ
リアミド酸をポリイミドフィルムに化学的に変換した。 ゲルフィルムをフレーム上にピンで拘束し、最初に27
0℃で1/2時間次いで400℃で5分間硬化させた。
次いで流延フィルムを無水酢酸とβ−ピコリンの容量で
50:50の混合物中にゲル化したフィルムがガラスか
ら離れて浮くまでの間(約5分)浸漬することによりポ
リアミド酸をポリイミドフィルムに化学的に変換した。 ゲルフィルムをフレーム上にピンで拘束し、最初に27
0℃で1/2時間次いで400℃で5分間硬化させた。
【0035】吸水率をフィルムのストリップを100%
の相対湿度のチェンバーに室温で48時間置いて測定し
た。引き続きフィルム試料の水含量を35°〜250℃
の温度範囲で10℃/分で熱重量分析により求めた。
の相対湿度のチェンバーに室温で48時間置いて測定し
た。引き続きフィルム試料の水含量を35°〜250℃
の温度範囲で10℃/分で熱重量分析により求めた。
【0036】熱膨張係数(CTE)をフィルムのストリ
ップ(幅5mm×長さ30mm)をメトラー熱機械装置
中の石英フックの上に置いて測定した。0.005ニュ
ートンの一定の力を試料に加え、そして温度を窒素ガス
下で10℃/分の速さで350℃まで上げた。試料を弛
めながら冷却し、そして同じ加熱条件を再度適用した。 CTEを40°と250℃の間で測定した。
ップ(幅5mm×長さ30mm)をメトラー熱機械装置
中の石英フックの上に置いて測定した。0.005ニュ
ートンの一定の力を試料に加え、そして温度を窒素ガス
下で10℃/分の速さで350℃まで上げた。試料を弛
めながら冷却し、そして同じ加熱条件を再度適用した。 CTEを40°と250℃の間で測定した。
【0037】引張りモジュラスと伸びを標準インストロ
ン試験装置を使用して測定した。数値は3つの試験の平
均値である。
ン試験装置を使用して測定した。数値は3つの試験の平
均値である。
【0038】表1に示す結果は塩素化芳香族ジアミンを
モノマー成分として含むポリイミドが塩素化ジアミンモ
ノマーを含まない同じポリイミドと比較して低い吸水率
及び高いモジュラスと伸び率を持つことを示している(
実施例1〜4及び比較例1C〜4C)。
モノマー成分として含むポリイミドが塩素化ジアミンモ
ノマーを含まない同じポリイミドと比較して低い吸水率
及び高いモジュラスと伸び率を持つことを示している(
実施例1〜4及び比較例1C〜4C)。
【0039】更に驚くべきことに塩素化ジアミンモノマ
ーを含有するポリイミドフィルムは最初の270℃硬化
後極めて柔軟であったが、一方塩素化モノマーを含有し
ないフィルムは極めて脆かった。この性質は本発明のポ
リイミドフィルムが硬化工程の間に破損することがなく
、そしてフレーム上にピンで止めたフィルムのビーズが
脆くなり、フレームから離脱しないことを保証する。
ーを含有するポリイミドフィルムは最初の270℃硬化
後極めて柔軟であったが、一方塩素化モノマーを含有し
ないフィルムは極めて脆かった。この性質は本発明のポ
リイミドフィルムが硬化工程の間に破損することがなく
、そしてフレーム上にピンで止めたフィルムのビーズが
脆くなり、フレームから離脱しないことを保証する。
【0040】
【表1】
【0041】1) “C”は塩素化ジアミンをモノマー
成分として含有しない比較例を表す。 2) PMDA=ピロメリット酸二無水物;BPDA=
3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物; BTDA=3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸二無水物; PPD=p−フェニレンジアミン; ODA=4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;Cl
PPD=2−クロロ−p−フェニレンジアミン;DCl
ODA=2,2′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジフ
ェニルエーテル。
成分として含有しない比較例を表す。 2) PMDA=ピロメリット酸二無水物;BPDA=
3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物; BTDA=3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸二無水物; PPD=p−フェニレンジアミン; ODA=4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;Cl
PPD=2−クロロ−p−フェニレンジアミン;DCl
ODA=2,2′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジフ
ェニルエーテル。
Claims (13)
- 【請求項1】 芳香族ジアミン成分が、存在するジア
ミンの総モル量に基づいて2−クロロ−p−フェニレン
ジアミンと2,2′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジ
フェニルエーテルとからなる群より選ばれる塩素化芳香
族ジアミン30〜100モル%を含有する芳香族テトラ
カルボン酸二無水物成分と芳香族ジアミン成分とからな
る低い吸水性と高い熱耐久性を持つ芳香族ホモポリイミ
ド又はコポリイミドフィルム。 - 【請求項2】 芳香族テトラカルボン酸二無水物成分
がピロメリット酸二無水物であり、そして芳香族ジアミ
ン成分が2−クロロ−p−フェニレンジアミンである請
求項1記載の芳香族ホモポリイミドフィルム。 - 【請求項3】 芳香族テトラカルボン酸二無水物成分
が3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物であり、そして芳香族ジアミン成分が2−クロロ
−p−フェニレンジアミンである請求項1記載の芳香族
ホモポリイミドフィルム。 - 【請求項4】 芳香族テトラカルボン酸二無水物成分
がピロメリット酸二無水物であり、そして芳香族ジアミ
ン成分が2,2′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジフ
ェニルエーテルである請求項1記載の芳香族ホモポリイ
ミドフィルム。 - 【請求項5】 酸二無水物の総モル量に基づいて25
〜75モル%の芳香族テトラカルボン酸二無水物成分が
存在し、そしてジアミンの総モル量に基づいて30〜7
0モル%の芳香族ジアミン成分が存在し、そして30〜
70モル%の2−クロロ−p−フェニレンジアミンが存
在する請求項1記載の芳香族コポリイミドフィルム。 - 【請求項6】 酸二無水物の総モル量に基づいて25
〜75モル%の芳香族テトラカルボン酸二無水物成分が
存在し、そしてジアミンの総モル量に基づいて30〜7
0モル%の芳香族ジアミン成分が存在し、そして30〜
70モル%の2,2′−ジクロロ−4,4′−ジアミノ
ジフェニルエーテルが存在する請求項1記載の芳香族コ
ポリイミドフィルム。 - 【請求項7】 芳香族テトラカルボン酸二無水物がピ
ロメリット酸無水物、3,3′,4,4′−ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物からなる群より選ばれ、
そして芳香族ジアミンがp−フェニレンジアミンと4,
4′−ジアミノジフェニルエーテルとからなる群より選
ばれる請求項5記載の芳香族コポリイミドフィルム。 - 【請求項8】 芳香族テトラカルボン酸二無水物がピ
ロメリット酸無水物、3,3′,4,4′−ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物、及び3,3′,4,4′−
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物からなる群よ
り選ばれ、そして芳香族ジアミンがp−フェニレンジア
ミンと4,4′−ジアミノジフェニルエーテルとからな
る群より選ばれる請求項6記載の芳香族コポリイミドフ
ィルム。 - 【請求項9】 ピロメリット酸二無水物及びジアミン
の総モル量に基づいて60モル%の4,4′−ジアミノ
ジフェニルエーテルと40モル%の2−クロロ−p−フ
ェニレンジアミンとからなる請求項7記載の芳香族コポ
リイミドフィルム。 - 【請求項10】 酸二無水物の総モル量に基づいて6
0モル%のピロメリット酸二無水物と40モル%の3,
3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
、及びジアミンの総モル量に基づいて30モル%の4,
4′−ジアミノジフェニルエーテルと70モル%の2−
クロロ−p−フェニレンジアミンとからなる請求項7記
載の芳香族コポリイミドフィルム。 - 【請求項11】 酸二無水物の総モル量に基づいて3
0モル%のピロメリット酸二無水物と70モル%の3,
3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物、及びジアミンの総モル量に基づいて30モル%の
4,4′−ジアミノジフェニルエーテルと70モル%の
2−クロロ−p−フェニレンジアミンからなる請求項7
記載の芳香族コポリイミドフィルム。 - 【請求項12】 酸二無水物の総モル量に基づいて5
0モル%のピロメリット酸二無水物と50モル%の3,
3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物、及びジアミンの総モル量に基づいて50モル%の
4,4′−ジアミノジフェニルエーテルと50モル%の
2−クロロ−p−フェニレンジアミンからなる請求項7
記載の芳香族コポリイミドフィルム。 - 【請求項13】 酸二無水物の総モル量に基づいて7
0モル%のピロメリット酸二無水物と30モル%の3,
3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物、及びジアミンの総モル量に基づいて70モル%の
4,4′−ジアミノジフェニルエーテルと30モル%の
2−クロロ−p−フェニレンジアミンからなる請求項7
記載の芳香族コポリイミドフィルム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US628234 | 1990-12-17 | ||
| US07/628,234 US5175240A (en) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | Aromatic homopolyimide or copolyimide films having low water absorption and high thermal durability |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04293936A true JPH04293936A (ja) | 1992-10-19 |
Family
ID=24518047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3331947A Pending JPH04293936A (ja) | 1990-12-17 | 1991-12-16 | 芳香族酸二無水物と塩素化芳香族ジアミンから誘導される芳香族ポリイミド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5175240A (ja) |
| EP (2) | EP0722969A1 (ja) |
| JP (1) | JPH04293936A (ja) |
| CA (1) | CA2057408A1 (ja) |
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| JP2011074257A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Ube Industries Ltd | 新規なポリイミド |
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