特許第6607193号(P6607193)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6607193ポリイミド前駆体、ポリイミド、及びポリイミドフィルム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6607193
(24)【登録日】2019年11月1日
(45)【発行日】2019年11月20日
(54)【発明の名称】ポリイミド前駆体、ポリイミド、及びポリイミドフィルム
(51)【国際特許分類】
   C08G 73/10 20060101AFI20191111BHJP
   C08J 5/18 20060101ALI20191111BHJP
【FI】
   C08G73/10
   C08J5/18CFG
【請求項の数】16
【全頁数】50
(21)【出願番号】特願2016-555417(P2016-555417)
(86)(22)【出願日】2015年10月23日
(86)【国際出願番号】JP2015080020
(87)【国際公開番号】WO2016063988
(87)【国際公開日】20160428
【審査請求日】2018年8月22日
(31)【優先権主張番号】特願2014-216695(P2014-216695)
(32)【優先日】2014年10月23日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000000206
【氏名又は名称】宇部興産株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106297
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 克博
(72)【発明者】
【氏名】岡 卓也
(72)【発明者】
【氏名】小濱 幸徳
(72)【発明者】
【氏名】久野 信治
【審査官】 久保 道弘
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第2014/034760(WO,A1)
【文献】 国際公開第2014/038715(WO,A1)
【文献】 国際公開第2013/021942(WO,A1)
【文献】 特開2015−108092(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08G 73/00−73/26
C08J 5/18
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記化学式(1A)で表される繰り返し単位と、下記化学式(2A)で表される繰り返し単位とを含むことを特徴とするポリイミド前駆体。
【化1】
(式中、Aは、芳香族環を有する2価の基であり、R、Rはそれぞれ独立に水素、炭素数1〜6のアルキル基、または炭素数3〜9のアルキルシリル基である。)
【化2】
(式中、Aは、芳香族環を有する2価の基であり、R、Rはそれぞれ独立に水素、炭素数1〜6のアルキル基、または炭素数3〜9のアルキルシリル基である。)
【請求項2】
前記化学式(1A)で表される繰り返し単位と、前記化学式(2A)で表される繰り返し単位の合計含有量が、全繰り返し単位に対して、90〜100モル%であることを特徴とする請求項1に記載のポリイミド前駆体。
【請求項3】
前記化学式(1A)で表される繰り返し単位の含有量が、全繰り返し単位に対して、10〜90モル%であり、
前記化学式(2A)で表される繰り返し単位の含有量が、全繰り返し単位に対して、10〜90モル%であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のポリイミド前駆体。
【請求項4】
が下記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(1A)の繰り返し単位を少なくとも1種含み、且つ
が下記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(2A)の繰り返し単位を少なくとも1種含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリイミド前駆体。
【化3】
(式中、mは0〜3を、nは0〜3をそれぞれ独立に示す。Y、Y、Yはそれぞれ独立に水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基よりなる群から選択される1種を示し、Q、Rはそれぞれ独立に直接結合、または 式:−NHCO-、−CONH-、−COO-、−OCO-で表される基よりなる群から選択される1種を示す。)
【請求項5】
が前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(1A)で表される繰り返し単位と、Aが前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(2A)で表される繰り返し単位の合計含有量が、全繰り返し単位に対して、70〜100モル%であることを特徴とする請求項4に記載のポリイミド前駆体。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれかに記載のポリイミド前駆体を含むポリイミド前駆体組成物。
【請求項7】
下記化学式(1)で表される繰り返し単位と、下記化学式(2)で表される繰り返し単位とを含むことを特徴とするポリイミド。
【化4】
(式中、Aは、芳香族環を有する2価の基である。)
【化5】
(式中、Aは、芳香族環を有する2価の基である。)
【請求項8】
前記化学式(1)で表される繰り返し単位と、前記化学式(2)で表される繰り返し単位の合計含有量が、全繰り返し単位に対して、90〜100モル%であることを特徴とする請求項7に記載のポリイミド。
【請求項9】
前記化学式(1)で表される繰り返し単位の含有量が、全繰り返し単位に対して、10〜90モル%であり、
前記化学式(2)で表される繰り返し単位の含有量が、全繰り返し単位に対して、10〜90モル%であることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載のポリイミド。
【請求項10】
が下記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(1)の繰り返し単位を少なくとも1種含み、且つ
が下記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(2)の繰り返し単位を少なくとも1種含むことを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載のポリイミド。
【化6】
(式中、mは0〜3を、nは0〜3をそれぞれ独立に示す。Y、Y、Yはそれぞれ独立に水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基よりなる群から選択される1種を示し、Q、Rはそれぞれ独立に直接結合、または 式:−NHCO-、−CONH-、−COO-、−OCO-で表される基よりなる群から選択される1種を示す。)
【請求項11】
が前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(1)で表される繰り返し単位と、Aが前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(2)で表される繰り返し単位の合計含有量が、全繰り返し単位に対して、70〜100モル%であることを特徴とする請求項10に記載のポリイミド。
【請求項12】
請求項1〜5のいずれかに記載のポリイミド前駆体、又は請求項6に記載のポリイミド前駆体組成物から得られるポリイミド。
【請求項13】
請求項1〜5のいずれかに記載のポリイミド前駆体、又は請求項6に記載のポリイミド前駆体組成物から得られるポリイミドフィルム。
【請求項14】
請求項7〜12のいずれかに記載のポリイミドから主としてなるフィルム。
【請求項15】
請求項7〜12のいずれかに記載のポリイミド、又は請求項13又は請求項14に記載のポリイミドフィルムを含むことを特徴とするディスプレイ表示面のカバーシート。
【請求項16】
請求項7〜12のいずれかに記載のポリイミド、又は請求項13又は請求項14に記載のポリイミドフィルムを含むことを特徴とするディスプレイ用、タッチパネル用、または太陽電池用の基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、透明性に優れ、機械的特性にも優れたポリイミド、ポリイミドフィルム、及び、その前駆体に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、高度情報化社会の到来に伴い、光通信分野の光ファイバーや光導波路等、表示装置分野の液晶配向膜やカラーフィルター用保護膜等の光学材料の開発が進んでいる。特に表示装置分野で、ガラス基板の代替として軽量でフレキシブル性に優れたプラスチック基板の検討や、曲げたり丸めたりすることが可能なディスプレイの開発が盛んに行われている。また、ディスプレイ表示面を保護するカバーガラスの代替としてプラスチック製のカバーシートの検討も行われている。このため、その様な用途に用いることができる、より高性能の光学材料が求められている。
【0003】
芳香族ポリイミドは、分子内共役や電荷移動錯体の形成により、本質的に黄褐色に着色する。このため着色を抑制する手段として、例えば分子内へのフッ素原子の導入、主鎖への屈曲性の付与、側鎖として嵩高い基の導入などによって、分子内共役や電荷移動錯体の形成を阻害して、透明性を発現させる方法が提案されている。
【0004】
また、原理的に電荷移動錯体を形成しない半脂環式または全脂環式ポリイミドを用いることにより透明性を発現させる方法も提案されている。特に、テトラカルボン酸成分として芳香族テトラカルボン酸二無水物、ジアミン成分として脂環式ジアミンを用いた、透明性が高い半脂環式ポリイミド、及びテトラカルボン酸成分として脂環式テトラカルボン酸二無水物、ジアミン成分として芳香族ジアミンを用いた、透明性が高い半脂環式ポリイミドが多く提案されている。
【0005】
例えば、非特許文献1には、テトラカルボン酸成分として、ノルボルナン−2−スピロ−α−シクロペンタノン−α’−スピロ−2’’−ノルボルナン−5,5’’,6,6’’−テトラカルボン酸二無水物を、ジアミン成分として芳香族ジアミンを用いたポリイミドが開示されている。特許文献1〜5にも、テトラカルボン酸成分として、ノルボルナン−2−スピロ−α−シクロペンタノン−α’−スピロ−2’’−ノルボルナン−5,5’’,6,6’’−テトラカルボン酸二無水物を、ジアミン成分として芳香族ジアミンを用いたポリイミドが開示されている。
【0006】
特許文献6には、無色透明であると共に、線膨張係数が低く、且つ、伸度に優れたポリイミドフィルムを製造することができるポリイミド前駆体として、ジアミン由来構造として、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)に由来する構造と、酸二無水物由来構造として、ピロメリット酸二無水物(PMDA)及び4,4’−オキシジフタル酸二無水物(ODPA)に由来する構造と、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)及び/又は1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物(H−PMDA)に由来する構造と、を具備するポリイミド前駆体が開示されている。特許文献7には、テトラカルボン酸成分として1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、ジアミン成分として2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンと、特定のイミド基含有ジアミンより重合したポリ(アミド酸−イミド)共重合体が開示されている。
【0007】
しかしながら、用途によっては、優れた透明性に加え、さらに高い弾性率などの優れた機械的特性をも兼ね備えたポリイミド、ポリイミドフィルムが求められている。例えば、ディスプレイ表示面を保護するカバーシートには、高い透明性と、高い弾性率の両方が必要である。また、ディスプレイ用の基板には、高い透明性が必要であるが、特にフレキシブルタイプのディスプレイの場合、基板にも、高い透明性に加え、高い弾性率が求められることもある。
【0008】
一方、特許文献8には、テトラカルボン酸成分として1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を、ジアミン成分として4,4’−ジアミノジフェニルメタンとアニリン等の芳香族ジアミンを用いたポリイミドが、液晶配向剤の構成成分として有用であるイミド化合物として開示されている。特許文献9には、テトラカルボン酸成分として1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を用い、ジアミン成分として2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニルを用いたポリイミドを含有する液晶配向剤が開示されている。
【0009】
また一方、特許文献10には、ポリイミド前駆体(ポリアミド酸)にイミダゾリン系化合物および/またはイミダゾール系化合物を配合してなる塗液を加熱することによって形成されてなる液晶配向膜(ポリイミド皮膜)が開示されている。より具体的には、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノビフェニルエーテルから得られるポリアミド酸の溶液に2,4−ジメチルイミダゾリンを加えた溶液(実施例1)、または、ピロメリット酸二無水物と4,4’−ジアミノビフェニルエーテルから得られるポリアミド酸の溶液に2−エチルイミダゾリンおよび1,2−ジメチルイミダゾールを加えた溶液(実施例2)を基板上に塗布し、加熱して、ポリイミド皮膜を得ている。
【0010】
また、透明性が低い芳香族ポリイミドの製造方法として、特許文献11には、ポリイミド前駆体樹脂、及び、イミダゾール、N−メチルイミダゾール等のポリイミド前駆体樹脂の硬化促進剤を有機極性溶媒に溶解したポリイミド前駆体樹脂含有溶液を基材上に塗布し、続く熱処理で乾燥及びイミド化によるポリイミド樹脂層の形成を280〜380℃の範囲内で完結するポリイミド樹脂層の形成方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】国際公開第2011/099518号
【特許文献2】国際公開第2013/021942号
【特許文献3】国際公開第2014/034760号
【特許文献4】国際公開第2013/179727号
【特許文献5】国際公開第2014/046064号
【特許文献6】特開2014−139302号公報
【特許文献7】特開2005−336243号公報
【特許文献8】特開平9−71649号公報
【特許文献9】特開2004−109311号公報
【特許文献10】特開昭61−267030号公報
【特許文献11】特開2008−115378号公報
【非特許文献】
【0012】
【非特許文献1】高分子論文集,Vol.68,No.3,P.127−131(2011)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、透明性に優れ、機械的特性にも優れたポリイミド、及びポリイミドフィルムを提供することを目的とする。また、本発明は、透明性に優れ、機械的特性にも優れたポリイミドが得られるポリイミド前駆体を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明は、以下の各項に関する。
1. 下記化学式(1A)で表される繰り返し単位と、下記化学式(2A)で表される繰り返し単位とを含むことを特徴とするポリイミド前駆体。
【0015】
【化1】
(式中、Aは、芳香族環を有する2価の基であり、R、Rはそれぞれ独立に水素、炭素数1〜6のアルキル基、または炭素数3〜9のアルキルシリル基である。)
【0016】
【化2】
(式中、Aは、芳香族環を有する2価の基であり、R、Rはそれぞれ独立に水素、炭素数1〜6のアルキル基、または炭素数3〜9のアルキルシリル基である。)
【0017】
2. 前記化学式(1A)で表される繰り返し単位と、前記化学式(2A)で表される繰り返し単位の合計含有量が、全繰り返し単位に対して、90〜100モル%であることを特徴とする前記項1に記載のポリイミド前駆体。
3. 前記化学式(1A)で表される繰り返し単位の含有量が、全繰り返し単位に対して、10〜90モル%であり、
前記化学式(2A)で表される繰り返し単位の含有量が、全繰り返し単位に対して、10〜90モル%であることを特徴とする前記項1又は前記項2に記載のポリイミド前駆体。
4. Aが下記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(1A)の繰り返し単位を少なくとも1種含み、且つ
が下記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(2A)の繰り返し単位を少なくとも1種含むことを特徴とする前記項1〜3のいずれかに記載のポリイミド前駆体。
【0018】
【化3】
(式中、mは0〜3を、nは0〜3をそれぞれ独立に示す。Y、Y、Yはそれぞれ独立に水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基よりなる群から選択される1種を示し、Q、Rはそれぞれ独立に直接結合、または 式:−NHCO-、−CONH-、−COO-、−OCO-で表される基よりなる群から選択される1種を示す。)
【0019】
5. Aが前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(1A)で表される繰り返し単位と、Aが前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(2A)で表される繰り返し単位の合計含有量が、全繰り返し単位に対して、70〜100モル%であることを特徴とする前記項4に記載のポリイミド前駆体。
6. 前記項1〜5のいずれかに記載のポリイミド前駆体を含むポリイミド前駆体組成物。
【0020】
7. 下記化学式(1)で表される繰り返し単位と、下記化学式(2)で表される繰り返し単位とを含むことを特徴とするポリイミド。
【0021】
【化4】
(式中、Aは、芳香族環を有する2価の基である。)
【0022】
【化5】
(式中、Aは、芳香族環を有する2価の基である。)
【0023】
8. 前記化学式(1)で表される繰り返し単位と、前記化学式(2)で表される繰り返し単位の合計含有量が、全繰り返し単位に対して、90〜100モル%であることを特徴とする前記項7に記載のポリイミド。
9. 前記化学式(1)で表される繰り返し単位の含有量が、全繰り返し単位に対して、10〜90モル%であり、
前記化学式(2)で表される繰り返し単位の含有量が、全繰り返し単位に対して、10〜90モル%であることを特徴とする前記項7又は前記項8に記載のポリイミド。
10. Aが下記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(1)の繰り返し単位を少なくとも1種含み、且つ
が下記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(2)の繰り返し単位を少なくとも1種含むことを特徴とする前記項7〜9のいずれかに記載のポリイミド。
【0024】
【化6】
(式中、mは0〜3を、nは0〜3をそれぞれ独立に示す。Y、Y、Yはそれぞれ独立に水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基よりなる群から選択される1種を示し、Q、Rはそれぞれ独立に直接結合、または 式:−NHCO-、−CONH-、−COO-、−OCO-で表される基よりなる群から選択される1種を示す。)
【0025】
11. Aが前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(1)で表される繰り返し単位と、Aが前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(2)で表される繰り返し単位の合計含有量が、全繰り返し単位に対して、70〜100モル%であることを特徴とする前記項10に記載のポリイミド。
【0026】
12. 前記項1〜5のいずれかに記載のポリイミド前駆体、又は前記項6に記載のポリイミド前駆体組成物から得られるポリイミド。
13. 前記項1〜5のいずれかに記載のポリイミド前駆体、又は前記項6に記載のポリイミド前駆体組成物から得られるポリイミドフィルム。
14. 前記項7〜12のいずれかに記載のポリイミドから主としてなるフィルム。
15. 前記項7〜12のいずれかに記載のポリイミド、又は前記項13又は前記項14に記載のポリイミドフィルムを含むことを特徴とするディスプレイ表示面のカバーシート。
16. 前記項7〜12のいずれかに記載のポリイミド、又は前記項13又は前記項14に記載のポリイミドフィルムを含むことを特徴とするディスプレイ用、タッチパネル用、または太陽電池用の基板。
【発明の効果】
【0027】
本発明によって、透明性に優れ、機械的特性、例えば、引張弾性率および破断点荷重などにも優れたポリイミド、及びポリイミドフィルムを提供することができる。また、本発明によって、透明性に優れ、機械的特性、例えば、引張弾性率および破断点荷重などにも優れたポリイミドが得られるポリイミド前駆体を提供することができる。
【0028】
本発明のポリイミド、及び、本発明のポリイミド前駆体から得られるポリイミド(以下、まとめて「本発明のポリイミド」と言うこともある。)は、透明性が高く、且つ引張弾性率、破断点荷重などの機械的特性にも優れる。また、本発明のポリイミドは、通常、比較的低線熱膨張係数である。そのため、本発明のポリイミドから主としてなるフィルム(本発明のポリイミドフィルム)は、例えば、ディスプレイ表示面のカバーシート(保護フィルム)として、また、ディスプレイ用、タッチパネル用、または太陽電池用の基板として好適に用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【0029】
本発明のポリイミド前駆体は、前記化学式(1A)で表される繰り返し単位と前記化学式(2A)で表される繰り返し単位とを含む。ただし、本発明のポリイミド前駆体は、全体として、前記化学式(1A)で表される繰り返し単位および前記化学式(2A)で表される繰り返し単位を含めばよく、前記化学式(1A)で表される繰り返し単位のみを含むポリイミド前駆体と、前記化学式(2A)で表される繰り返し単位のみを含むポリイミド前駆体とを含むものであってもよい。
【0030】
前記化学式(1A)で表される繰り返し単位は、テトラカルボン酸成分が1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸類等である繰り返し単位であり、前記化学式(2A)で表される繰り返し単位は、テトラカルボン酸成分がノルボルナン−2−スピロ−α−シクロペンタノン−α’−スピロ−2’’−ノルボルナン−5,5’’,6,6’’−テトラカルボン酸類等である繰り返し単位である。テトラカルボン酸成分が1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸類等である繰り返し単位[前記化学式(1A)で表される繰り返し単位]からなるポリイミド前駆体は、透明性に優れ、機械的特性にも優れたポリイミドを与えるが、テトラカルボン酸成分がノルボルナン−2−スピロ−α−シクロペンタノン−α’−スピロ−2’’−ノルボルナン−5,5’’,6,6’’−テトラカルボン酸類等である繰り返し単位[前記化学式(2A)で表される繰り返し単位]を共重合させることにより、換言すれば、テトラカルボン酸成分としてノルボルナン−2−スピロ−α−シクロペンタノン−α’−スピロ−2’’−ノルボルナン−5,5’’,6,6’’−テトラカルボン酸類等を併用することにより、十分な機械的特性や、その他の特性を保ったまま、得られるポリイミドフィルムのYI(黄色度)を低くすることができ、透明性を向上させることができる。
【0031】
前記化学式(1A)で表される繰り返し単位と、前記化学式(2A)で表される繰り返し単位の合計含有量は、全繰り返し単位に対して、90〜100モル%であることが好ましく、95〜100モル%であることがより好ましい。ある実施態様においては、本発明のポリイミド前駆体は、前記化学式(1A)で表される繰り返し単位および前記化学式(2A)で表される繰り返し単位からなることが特に好ましい。
【0032】
本発明のポリイミド前駆体は、前記化学式(1A)で表される繰り返し単位の含有量が全繰り返し単位に対して10〜90モル%であり、前記化学式(2A)で表される繰り返し単位の含有量が全繰り返し単位に対して10〜90モル%であることが好ましく、前記化学式(1A)で表される繰り返し単位の含有量が全繰り返し単位に対して30〜90モル%であり、前記化学式(2A)で表される繰り返し単位の含有量が全繰り返し単位に対して10〜70モル%であることがより好ましく、前記化学式(1A)で表される繰り返し単位の含有量が全繰り返し単位に対して50〜90モル%であり、前記化学式(2A)で表される繰り返し単位の含有量が全繰り返し単位に対して10〜50モル%であることが特に好ましい。
【0033】
なお、ポリイミド前駆体は、前記化学式(1A)で表される繰り返し単位を1種含むものであっても、Aが異なる前記化学式(1A)で表される繰り返し単位を少なくとも2種含むものであってもよく、また、前記化学式(2A)で表される繰り返し単位を1種含むものであっても、Aが異なる前記化学式(2A)で表される繰り返し単位を少なくとも2種含むものであってもよい。
【0034】
前記化学式(1A)中のA及び前記化学式(2A)中のA、すなわち、ジアミン成分は、求められる特性、用途に応じて適宜選択することができる。
【0035】
前記化学式(1A)中のA及び前記化学式(2A)中のAとしては、炭素数が6〜40の芳香族環を有する2価の基が好ましく、下記化学式(A−1)で表される基が特に好ましい。
【0036】
【化7】
(式中、mは0〜3を、nは0〜3をそれぞれ独立に示す。Y、Y、Yはそれぞれ独立に水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基よりなる群から選択される1種を示し、Q、Rはそれぞれ独立に直接結合、または 式:−NHCO−、−CONH−、−COO−、−OCO−で表される基よりなる群から選択される1種を示す。)
【0037】
前記化学式(A−1)で表される基において、芳香環同士の連結位置は特に限定されないが、芳香環同士の連結基に対して4位で結合することが好ましい。
【0038】
ある実施態様においては、前記化学式(1A)中のA及び前記化学式(2A)中のAとしては、mおよびnが0である前記化学式(A−1)で表される基、または、mおよび/またはnが1〜3であり、QおよびRが直接結合である前記化学式(A−1)で表される基がより好ましく、下記化学式(D−1)〜(D−3)のいずれかで表される基が特に好ましい。
【0039】
【化8】
【0040】
が前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(1A)で表される繰り返し単位と、Aが前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(2A)で表される繰り返し単位の合計含有量は、全繰り返し単位に対して、70〜100モル%であることが好ましく、80〜100モル%であることがより好ましく、90〜100モル%であることが特に好ましい。
【0041】
ある実施態様においては、Aが前記化学式(D−1)〜(D−3)のいずれかで表される基である前記化学式(1A)で表される繰り返し単位と、Aが前記化学式(D−1)〜(D−3)のいずれかで表される基である前記化学式(2A)で表される繰り返し単位の合計含有量は、全繰り返し単位に対して、50〜100モル%であることが好ましく、70〜100モル%であることがより好ましく、80〜100モル%であることがより好ましく、90〜100モル%であることが特に好ましい。
【0042】
本発明のポリイミド前駆体は、Aが前記化学式(A−1)で表される基(好ましくは前記化学式(D−1)〜(D−3)のいずれかで表される基)である前記化学式(1A)で表される繰り返し単位の含有量が全繰り返し単位に対して10〜90モル%であり、Aが前記化学式(A−1)で表される基(好ましくは前記化学式(D−1)〜(D−3)のいずれかで表される基)である前記化学式(2A)で表される繰り返し単位の含有量が全繰り返し単位に対して10〜90モル%であることが好ましく、Aが前記化学式(A−1)で表される基(好ましくは前記化学式(D−1)〜(D−3)のいずれかで表される基)である前記化学式(1A)で表される繰り返し単位の含有量が全繰り返し単位に対して30〜90モル%であり、Aが前記化学式(A−1)で表される基(好ましくは前記化学式(D−1)〜(D−3)のいずれかで表される基)である前記化学式(2A)で表される繰り返し単位の含有量が全繰り返し単位に対して10〜70モル%であることがより好ましく、Aが前記化学式(A−1)で表される基(好ましくは前記化学式(D−1)〜(D−3)のいずれかで表される基)である前記化学式(1A)で表される繰り返し単位の含有量が全繰り返し単位に対して50〜90モル%であり、Aが前記化学式(A−1)で表される基(好ましくは前記化学式(D−1)〜(D−3)のいずれかで表される基)である前記化学式(2A)で表される繰り返し単位の含有量が全繰り返し単位に対して10〜50モル%であることが特に好ましい。
【0043】
前記化学式(1A)で表される繰り返し単位を与えるテトラカルボン酸成分は、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸類等(テトラカルボン酸類等とは、テトラカルボン酸と、テトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸シリルエステル、テトラカルボン酸エステル、テトラカルボン酸クロライド等のテトラカルボン酸誘導体を表す)であり、前記化学式(2A)で表される繰り返し単位を与えるテトラカルボン酸成分は、ノルボルナン−2−スピロ−α−シクロペンタノン−α’−スピロ−2’’−ノルボルナン−5,5’’,6,6’’−テトラカルボン酸類等である。
【0044】
本発明のポリイミド前駆体は、換言すれば、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸類等と、ノルボルナン−2−スピロ−α−シクロペンタノン−α’−スピロ−2’’−ノルボルナン−5,5’’,6,6’’−テトラカルボン酸類等を含むテトラカルボン酸成分と、芳香環を有するジアミン(すなわち、芳香族ジアミン)1種以上を含むジアミン成分から得られるポリイミド前駆体である。
【0045】
前記化学式(1A)で表される繰り返し単位を与えるテトラカルボン酸成分としては、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸類等の、1種を単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。前記化学式(2A)で表される繰り返し単位を与えるテトラカルボン酸成分としては、ノルボルナン−2−スピロ−α−シクロペンタノン−α’−スピロ−2’’−ノルボルナン−5,5’’,6,6’’−テトラカルボン酸類等の、1種を単独で使用してもよく、複数種を組み合わせて使用することもできる。ノルボルナン−2−スピロ−α−シクロペンタノン−α’−スピロ−2’’−ノルボルナン−5,5’’,6,6’’−テトラカルボン酸類等としては、trans−endo−endo−ノルボルナン−2−スピロ−α−シクロペンタノン−α’−スピロ−2’’−ノルボルナン−5,5’’,6,6’’−テトラカルボン酸類等および/またはcis−endo−endo−ノルボルナン−2−スピロ−α−シクロペンタノン−α’−スピロ−2’’−ノルボルナン−5,5’’,6,6’’−テトラカルボン酸類等がより好ましい。
【0046】
前記化学式(1A)の繰り返し単位、及び前記化学式(2A)の繰り返し単位を与えるジアミン成分は、芳香環を有するジアミン(芳香族ジアミン)であり、Aが前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(1A)の繰り返し単位、及びAが前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(2A)の繰り返し単位を与えるジアミンを含むことが好ましい。
【0047】
が前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(1A)の繰り返し単位、及びAが前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(2A)の繰り返し単位を与えるジアミン成分は、芳香環を有し、芳香環を複数有する場合は芳香環同士をそれぞれ独立に、直接結合、アミド結合、またはエステル結合で連結したものである。芳香環同士の連結位置は特に限定されないが、アミノ基もしくは芳香環同士の連結基に対して4位で結合することで直線的な構造となり、得られるポリイミドが低線熱膨張になることがある。また、芳香環にメチル基やトリフルオロメチル基が置換されていてもよい。なお、置換位置は特に限定されない。
【0048】
が前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(1A)の繰り返し単位、及びAが前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(2A)の繰り返し単位を与えるジアミン成分としては、特に限定するものではないが、例えば、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル(m−トリジン)、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、ベンジジン、3,3’−ジアミノ−ビフェニル、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、4,4’−ジアミノベンズアニリド、3,4’−ジアミノベンズアニリド、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)テレフタルアミド、N,N’−p−フェニレンビス(p−アミノベンズアミド)、4−アミノフェノキシ−4−ジアミノベンゾエート、ビス(4−アミノフェニル)テレフタレート、ビフェニル−4,4’−ジカルボン酸ビス(4−アミノフェニル)エステル、p−フェニレンビス(p−アミノベンゾエート)、ビス(4−アミノフェニル)-[1,1'-ビフェニル]-4,4'-ジカルボキシレート、[1,1'-ビフェニル]-4,4'-ジイル ビス(4-アミノベンゾエート)等が挙げられ、単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。これらのうち、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、p−フェニレンジアミン、o−トリジン、4,4’−ジアミノベンズアニリド、4−アミノフェノキシ−4−ジアミノベンゾエート、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、ベンジジン、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)テレフタルアミド、ビフェニル−4,4’−ジカルボン酸ビス(4−アミノフェニル)エステルが好ましく、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、p−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノベンズアニリド、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンがより好ましい。これらのジアミンは、単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。
【0049】
なお、Aが前記化学式(D−1)で表される基である前記化学式(1A)の繰り返し単位、及びAが前記化学式(D−1)で表される基である前記化学式(2A)の繰り返し単位を与えるジアミン成分は2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニルであり、Aが前記化学式(D−2)で表される基である前記化学式(1A)の繰り返し単位、及びAが前記化学式(D−2)で表される基である前記化学式(2A)の繰り返し単位を与えるジアミン成分は2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンであり、Aが前記化学式(D−3)で表される基である前記化学式(1A)の繰り返し単位、及びAが前記化学式(D−3)で表される基である前記化学式(2A)の繰り返し単位を与えるジアミン成分はp−フェニレンジアミンである。
【0050】
前記化学式(1A)または前記化学式(2A)の繰り返し単位を与えるジアミン成分としては、AまたはAが前記化学式(A−1)の構造のものを与えるジアミン成分以外の、他の芳香族ジアミン類を使用することができる。他のジアミン成分としては、例えば、4,4’−オキシジアニリン、3,4’−オキシジアニリン、3,3’−オキシジアニリン、p−メチレンビス(フェニレンジアミン)、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、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−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)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−アミノフェニル)スルホン、3,3’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’−ビス((アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−(4−アミノフェノキシ)ジフェニル)スルホン、ビス(4−(3−アミノフェノキシ)ジフェニル)スルホン、オクタフルオロベンジジン、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジフルオロ−4,4’−ジアミノビフェニル、6,6'-ビス(3-アミノフェノキシ)-3,3,3',3'-テトラメチル-1,1'-スピロビインダン、6,6'-ビス(4-アミノフェノキシ)-3,3,3',3'-テトラメチル-1,1'-スピロビインダン等やこれらの誘導体が挙げられ、単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。これらのうち、4,4’−オキシジアニリン、3,4’−オキシジアニリン、3,3’−オキシジアニリン、p−メチレンビス(フェニレンジアミン)、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、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニルが好ましく、特に4,4’−オキシジアニリン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニルが好ましい。
【0051】
ある実施態様においては、得られるポリイミドの特性の点から、前記化学式(1A)または前記化学式(2A)の繰り返し単位を与えるジアミン成分100モル%中、前記化学式(A−1)の構造を与えるジアミン成分の割合が、合計で、例えば65モル%以下、好ましくは75モル%以下、さらには80モル%以下、特に好ましくは90モル%以下であることが好ましいことがある。例えば、4,4’−オキシジアニリン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル等のエーテル結合(−O−)を有するジアミン等の、他のジアミン類を、前記化学式(1A)または前記化学式(2A)の繰り返し単位を与えるジアミン成分100モル%中、例えば35モル%以下、好ましくは25モル%以下、さらには20モル%以下、特に10モル%以下で使用することが好ましいことがある。
【0052】
本発明のポリイミド前駆体は、前記化学式(1A)、または前記化学式(2A)で表される繰り返し単位以外の、他の繰り返し単位の1種以上を含むことができる。
【0053】
他の繰り返し単位を与えるテトラカルボン酸成分としては、他の芳香族または脂肪族テトラカルボン酸類を使用することができる。例えば、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1,2−ジカルボン酸、ピロメリット酸、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、4,4’−オキシジフタル酸、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、m−ターフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、p−ターフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、ビスカルボキシフェニルジメチルシラン、ビスジカルボキシフェノキシジフェニルスルフィド、スルホニルジフタル酸、イソプロピリデンジフェノキシビスフタル酸、シクロヘキサン−1,2,4,5−テトラカルボン酸、[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸、[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2,3,3’,4’−テトラカルボン酸、[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2,2’,3,3’−テトラカルボン酸、4,4’−メチレンビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)、4,4’−(プロパン−2,2−ジイル)ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)、4,4’−オキシビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)、4,4’−チオビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)、4,4’−スルホニルビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)、4,4’−(ジメチルシランジイル)ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)、4,4’−(テトラフルオロプロパン−2,2−ジイル)ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)、オクタヒドロペンタレン−1,3,4,6−テトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸、6−(カルボキシメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5−トリカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタ−5−エン−2,3,7,8−テトラカルボン酸、トリシクロ[4.2.2.02,5]デカン−3,4,7,8−テトラカルボン酸、トリシクロ[4.2.2.02,5]デカ−7−エン−3,4,9,10−テトラカルボン酸、9−オキサトリシクロ[4.2.1.02,5]ノナン−3,4,7,8−テトラカルボン酸、デカヒドロ−1,4:5,8−ジメタノナフタレン−2,3,6,7−テトラカルボン酸等の誘導体や、これらの酸二無水物が挙げられ、単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。
【0054】
また、組み合わせるジアミン成分が脂肪族ジアミン類の場合、他の繰り返し単位を与えるテトラカルボン酸成分として、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸、ノルボルナン−2−スピロ−α−シクロペンタノン−α’−スピロ−2’’−ノルボルナン−5,5’’,6,6’’−テトラカルボン酸等の誘導体や、これらの酸二無水物も使用することもできる。
【0055】
他の繰り返し単位を与えるジアミン成分は、Aが前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(1A)の繰り返し単位、及びAが前記化学式(A−1)で表される基である前記化学式(2A)の繰り返し単位を与えるジアミン成分として例示したジアミンであってもよい。
【0056】
他の繰り返し単位を与えるジアミン成分としては、他の芳香族または脂肪族ジアミン類を使用することができる。例えば、4,4’−オキシジアニリン、3,4’−オキシジアニリン、3,3’−オキシジアニリン、p−メチレンビス(フェニレンジアミン)、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、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−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)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−アミノフェニル)スルホン、3,3’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’−ビス((アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−(4−アミノフェノキシ)ジフェニル)スルホン、ビス(4−(3−アミノフェノキシ)ジフェニル)スルホン、オクタフルオロベンジジン、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジフルオロ−4,4’−ジアミノビフェニル、1,4−ジアミノシクロへキサン、1,4−ジアミノ−2−メチルシクロヘキサン、1,4−ジアミノ−2−エチルシクロヘキサン、1,4−ジアミノ−2−n−プロピルシクロヘキサン、1,4−ジアミノ−2−イソプロピルシクロヘキサン、1,4−ジアミノ−2−n−ブチルシクロヘキサン、1,4−ジアミノ−2−イソブチルシクロヘキサン、1,4−ジアミノ−2―sec―ブチルシクロヘキサン、1,4−ジアミノ−2―tert―ブチルシクロヘキサン、1,2−ジアミノシクロへキサン、1,3−ジアミノシクロブタン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ジアミノビシクロヘプタン、ジアミノメチルビシクロヘプタン、ジアミノオキシビシクロヘプタン、ジアミノメチルオキシビシクロヘプタン、イソホロンジアミン、ジアミノトリシクロデカン、ジアミノメチルトリシクロデカン、ビス(アミノシクロへキシル)メタン、ビス(アミノシクロヘキシル)イソプロピリデン6,6'-ビス(3-アミノフェノキシ)-3,3,3',3'-テトラメチル-1,1'-スピロビインダン、6,6'-ビス(4-アミノフェノキシ)-3,3,3',3'-テトラメチル-1,1'-スピロビインダン等やこれらの誘導体が挙げられ、単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。
【0057】
ただし、前記化学式(1A)は、シクロブタン環の1位の酸基がアミノ基と反応してアミド結合(−CONH−)を形成しており、2位の酸基ががアミド結合を形成していない−COORで表される基であるとした場合、3位または4位の一方の酸基がアミノ基と反応してアミド結合(−CONH−)を形成しており、一方がアミド結合を形成していない−COORで表される基であることを示す。すなわち、前記化学式(1A)には、2つの構造異性体が含まれる。
【0058】
前記化学式(2A)は、2つのノルボルナン環(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン)の5位または6位の一方の酸基がアミノ基と反応してアミド結合(−CONH−)を形成しており、一方がアミド結合を形成していない−COORで表される基、または−COORで表される基であることを示す。すなわち、前記化学式(2A)には、4つの構造異性体、すなわち(i)5位に−COORで表される基を、6位に−CONH−で表される基を有し、5’’位に−COORで表される基を、6’’位に−CONH−A−で表される基を有するもの、(ii)6位に−COORで表される基を、5位に−CONH−で表される基を有し、5’’位に−COORで表される基を、6’’位に−CONH−A−で表される基を有するもの、(iii)5位に−COORで表される基を、6位に−CONH−で表される基を有し、6’’位に−COORで表される基を、5’’位に−CONH−A−で表される基を有するもの、(iv)6位に−COORで表される基を、5位に−CONH−で表される基を有し、6’’位に−COORで表される基を、5’’位に−CONH−A−で表される基を有するもの全てが含まれる。
【0059】
本発明のポリイミド前駆体において、前記化学式(1A)のR、R、前記化学式(2A)のR、Rはそれぞれ独立に水素、炭素数1〜6、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基、または炭素数3〜9のアルキルシリル基のいずれかである。R及びR、R及びRは、後述する製造方法によって、その官能基の種類、及び、官能基の導入率を変化させることができる。
【0060】
及びR、R及びRが水素である場合、ポリイミドの製造が容易である傾向がある。
【0061】
また、R及びR、R及びRが炭素数1〜6、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基である場合、ポリイミド前駆体の保存安定性に優れる傾向がある。この場合、R及びR、R及びRはメチル基もしくはエチル基であることがより好ましい。
【0062】
更に、R及びR、R及びRが炭素数3〜9のアルキルシリル基である場合、ポリイミド前駆体の溶解性が優れる傾向がある。この場合、R及びR、R及びRはトリメチルシリル基もしくはt−ブチルジメチルシリル基であることがより好ましい。
【0063】
官能基の導入率は、特に限定されないが、アルキル基もしくはアルキルシリル基を導入する場合、R及びR、R及びRはそれぞれ、25%以上、好ましくは50%以上、より好ましくは75%以上をアルキル基もしくはアルキルシリル基にすることができる。
【0064】
本発明のポリイミド前駆体は、R及びR、R及びRが取る化学構造によって、1)ポリアミド酸(R及びR、R及びRが水素)、2)ポリアミド酸エステル(R及びR、R及びRの少なくとも一部がアルキル基)、3)4)ポリアミド酸シリルエステル(R及びR、R及びRの少なくとも一部がアルキルシリル基)に分類することができる。そして、本発明のポリイミド前駆体は、この分類ごとに、以下の製造方法により容易に製造することができる。ただし、本発明のポリイミド前駆体の製造方法は、以下の製造方法に限定されるものではない。
【0065】
1)ポリアミド酸
本発明のポリイミド前駆体は、溶媒中でテトラカルボン酸成分としてのテトラカルボン酸二無水物とジアミン成分とを略等モル、好ましくはテトラカルボン酸成分に対するジアミン成分のモル比[ジアミン成分のモル数/テトラカルボン酸成分のモル数]が好ましくは0.90〜1.10、より好ましくは0.95〜1.05の割合で、例えば120℃以下の比較的低温度でイミド化を抑制しながら反応することによって、ポリイミド前駆体溶液組成物として好適に得ることができる。
【0066】
限定するものではないが、より具体的には、有機溶剤にジアミンを溶解し、この溶液に攪拌しながら、テトラカルボン酸二無水物を徐々に添加し、0〜120℃、好ましくは5〜80℃の範囲で1〜72時間攪拌することで、ポリイミド前駆体が得られる。80℃以上で反応させる場合、分子量が重合時の温度履歴に依存して変動し、また熱によりイミド化が進行することから、ポリイミド前駆体を安定して製造できなくなる可能性がある。上記製造方法でのジアミンとテトラカルボン酸二無水物の添加順序は、ポリイミド前駆体の分子量が上がりやすいため、好ましい。また、上記製造方法のジアミンとテトラカルボン酸二無水物の添加順序を逆にすることも可能であり、析出物が低減することから、好ましい。
【0067】
また、テトラカルボン酸成分とジアミン成分のモル比がジアミン成分過剰である場合、必要に応じて、ジアミン成分の過剰モル数に略相当する量のカルボン酸誘導体を添加し、テトラカルボン酸成分とジアミン成分のモル比を略当量に近づけることができる。ここでのカルボン酸誘導体としては、実質的にポリイミド前駆体溶液の粘度を増加させない、つまり実質的に分子鎖延長に関与しないテトラカルボン酸、もしくは末端停止剤として機能するトリカルボン酸とその無水物、ジカルボン酸とその無水物などが好適である。
【0068】
2)ポリアミド酸エステル
テトラカルボン酸二無水物を任意のアルコールと反応させ、ジエステルジカルボン酸を得た後、塩素化試薬(チオニルクロライド、オキサリルクロライドなど)と反応させ、ジエステルジカルボン酸クロライドを得る。このジエステルジカルボン酸クロライドとジアミンを−20〜120℃、好ましくは−5〜80℃の範囲で1〜72時間攪拌することで、ポリイミド前駆体が得られる。80℃以上で反応させる場合、分子量が重合時の温度履歴に依存して変動し、また熱によりイミド化が進行することから、ポリイミド前駆体を安定して製造できなくなる可能性がある。また、ジエステルジカルボン酸とジアミンを、リン系縮合剤や、カルボジイミド縮合剤などを用いて脱水縮合することでも、簡便にポリイミド前駆体が得られる。
【0069】
この方法で得られるポリイミド前駆体は、安定なため、水やアルコールなどの溶剤を加えて再沈殿などの精製を行うこともできる。
【0070】
3)ポリアミド酸シリルエステル(間接法)
あらかじめ、ジアミンとシリル化剤を反応させ、シリル化されたジアミンを得る。必要に応じて、蒸留等により、シリル化されたジアミンの精製を行う。そして、脱水された溶剤中にシリル化されたジアミンを溶解させておき、攪拌しながら、テトラカルボン酸二無水物を徐々に添加し、0〜120℃、好ましくは5〜80℃の範囲で1〜72時間攪拌することで、ポリイミド前駆体が得られる。80℃以上で反応させる場合、分子量が重合時の温度履歴に依存して変動し、また熱によりイミド化が進行することから、ポリイミド前駆体を安定して製造できなくなる可能性がある。
【0071】
ここで用いるシリル化剤として、塩素を含有しないシリル化剤を用いることは、シリル化されたジアミンを精製する必要がないため、好適である。塩素原子を含まないシリル化剤としては、N,O−ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ヘキサメチルジシラザンが挙げられる。フッ素原子を含まず低コストであることから、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ヘキサメチルジシラザンが特に好ましい。
【0072】
また、ジアミンのシリル化反応には、反応を促進するために、ピリジン、ピペリジン、トリエチルアミンなどのアミン系触媒を用いることができる。この触媒はポリイミド前駆体の重合触媒として、そのまま使用することができる。
【0073】
4)ポリアミド酸シリルエステル(直接法)
1)の方法で得られたポリアミド酸溶液とシリル化剤を混合し、0〜120℃、好ましくは5〜80℃の範囲で1〜72時間攪拌することで、ポリイミド前駆体が得られる。80℃以上で反応させる場合、分子量が重合時の温度履歴に依存して変動し、また熱によりイミド化が進行することから、ポリイミド前駆体を安定して製造できなくなる可能性がある。
【0074】
ここで用いるシリル化剤として、塩素を含有しないシリル化剤を用いることは、シリル化されたポリアミド酸、もしくは、得られたポリイミドを精製する必要がないため、好適である。塩素原子を含まないシリル化剤としては、N,O−ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ヘキサメチルジシラザンが挙げられる。フッ素原子を含まず低コストであることから、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ヘキサメチルジシラザンが特に好ましい。
【0075】
前記製造方法は、いずれも有機溶媒中で好適に行なうことができるので、その結果として、ポリイミド前駆体を含む溶液または溶液組成物を容易に得ることができる。
【0076】
ポリイミド前駆体を調製する際に使用する溶媒は、例えばN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性溶媒が好ましく、特にN,N−ジメチルアセトアミドが好ましいが、原料モノマー成分と生成するポリイミド前駆体が溶解すれば、どんな種類の溶媒であっても問題はなく使用できるので、特にその構造には限定されない。溶媒として、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン等の環状エステル溶媒、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート溶媒、トリエチレングリコール等のグリコール系溶媒、m−クレゾール、p−クレゾール、3−クロロフェノール、4−クロロフェノール等のフェノール系溶媒、アセトフェノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルスルホキシドなどが好ましく採用される。さらに、その他の一般的な有機溶剤、即ちフェノール、o−クレゾール、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールメチルアセテート、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、2−メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、ジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロへキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、ブタノール、エタノール、キシレン、トルエン、クロルベンゼン、ターペン、ミネラルスピリット、石油ナフサ系溶媒なども使用できる。なお、溶媒は、複数種を組み合わせて使用することもできる。
【0077】
ポリイミド前駆体の対数粘度は、特に限定されないが、30℃での濃度0.5g/dLのN,N−ジメチルアセトアミド溶液における対数粘度が0.2dL/g以上、より好ましくは0.3dL/g以上、特に好ましくは0.4dL/g以上であることが好ましい。対数粘度が0.2dL/g以上では、ポリイミド前駆体の分子量が高く、得られるポリイミドの機械強度や耐熱性に優れる。
【0078】
本発明のポリイミド前駆体組成物は、通常、ポリイミド前駆体と溶媒とを含む。本発明のポリイミド前駆体組成物に用いる溶媒としては、ポリイミド前駆体が溶解すれば問題はなく、特にその構造は限定されない。溶媒として、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン等の環状エステル溶媒、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート溶媒、トリエチレングリコール等のグリコール系溶媒、m−クレゾール、p−クレゾール、3−クロロフェノール、4−クロロフェノール等のフェノール系溶媒、アセトフェノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルスルホキシドなどが好ましく採用される。さらに、その他の一般的な有機溶剤、即ちフェノール、o−クレゾール、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールメチルアセテート、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、2−メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、ジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロへキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、ブタノール、エタノール、キシレン、トルエン、クロルベンゼン、ターペン、ミネラルスピリット、石油ナフサ系溶媒なども使用できる。また、これらを複数種組み合わせて使用することもできる。なお、ポリイミド前駆体組成物の溶媒は、ポリイミド前駆体を調製する際に使用した溶媒をそのまま使用することができる。
【0079】
本発明のポリイミド前駆体組成物において、テトラカルボン酸成分とジアミン成分との合計量は、溶媒とテトラカルボン酸成分とジアミン成分との合計量に対して、5質量%以上、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上の割合であることが好適である。なお、通常は、テトラカルボン酸成分とジアミン成分との合計量は、溶媒とテトラカルボン酸成分とジアミン成分との合計量に対して、60質量%以下、好ましくは50質量%以下であることが好適である。この濃度は、ポリイミド前駆体に起因する固形分濃度にほぼ近似される濃度であるが、この濃度が低すぎると、例えばポリイミドフィルムを製造する際に得られるポリイミドフィルムの膜厚の制御が難しくなることがある。
【0080】
ポリイミド前駆体組成物の粘度(回転粘度)は、特に限定されないが、E型回転粘度計を用い、温度25℃、せん断速度20sec−1で測定した回転粘度が、0.01〜1000Pa・secが好ましく、0.1〜100Pa・secがより好ましい。また、必要に応じて、チキソ性を付与することもできる。上記範囲の粘度では、コーティングや製膜を行う際、ハンドリングしやすく、また、はじきが抑制され、レベリング性に優れるため、良好な被膜が得られる。
【0081】
本発明のポリイミド前駆体組成物は、必要に応じて、イミド化促進触媒(イミダゾール系化合物など)、化学イミド化剤(無水酢酸などの酸無水物や、ピリジン、イソキノリンなどのアミン化合物)、酸化防止剤、フィラー(シリカ等の無機粒子など)、染料、顔料、シランカップリング剤などのカップリング剤、プライマー、難燃材、消泡剤、レベリング剤、レオロジーコントロール剤(流動補助剤)、剥離剤などを含有することができる。
【0082】
本発明のポリイミド前駆体組成物は、イミダゾール系化合物および/またはトリアルキルアミン化合物を含むことが好ましいことがある。イミダゾール系化合物および/またはトリアルキルアミン化合物の含有量は、合計で、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して4モル未満であることが好ましい。透明性が求められるポリイミドの場合、着色の要因となりえる添加物の使用は好まれない。しかしながら、イミダゾール系化合物および/またはトリアルキルアミン化合物を、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、好ましくは4モル未満、より好ましくは0.05モル以上1モル以下の割合で、ポリイミド前駆体組成物に加えることにより、高い透明性を保ったまま、得られるポリイミドフィルムの機械的特性を向上させることができることがある。すなわち、同一組成のポリイミド前駆体から、高い透明性を維持しながら、機械的特性がより優れたポリイミドが得られることがある。
【0083】
本発明において用いるイミダゾール系化合物は、イミダゾール骨格を有する化合物であれば特に限定されない。
【0084】
ある実施態様においては、イミダゾール系化合物として、1気圧における沸点が340℃未満、好ましくは330℃以下、より好ましくは300℃以下、特に好ましくは270℃以下の化合物を用いることが好ましい。
【0085】
本発明において用いるイミダゾール系化合物としては、特に限定されないが、1,2−ジメチルイミダゾール、1−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、イミダゾール、ベンゾイミダゾールなどが挙げられる。1,2−ジメチルイミダゾール(1気圧における沸点:205℃)、1−メチルイミダゾール(1気圧における沸点:198℃)、2−メチルイミダゾール(1気圧における沸点:268℃)、イミダゾール(1気圧における沸点:256℃)などが好ましく、1,2−ジメチルイミダゾール、1−メチルイミダゾールが特に好ましい。イミダゾール系化合物は、1種を単独で使用してもよく、複数種を組み合わせて使用することもできる。
【0086】
本発明において用いるトリアルキルアミン化合物としては、特に限定されないが、炭素数が1〜5、より好ましくは炭素数が1〜4のアルキル基を有する化合物が好ましく、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリブチルアミン、などが挙げられる。トリアルキルアミン化合物は、1種を単独で使用してもよく、複数種を組み合わせて使用することもできる。また、イミダゾール系化合物1種以上と、トリアルキルアミン化合物1種以上とを併用することができる。
【0087】
イミダゾール系化合物および/またはトリアルキルアミン化合物を用いる場合、ポリイミド前駆体組成物のイミダゾール系化合物および/またはトリアルキルアミン化合物の含有量は、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して4モル未満であることが好ましい。イミダゾール系化合物および/またはトリアルキルアミン化合物の含有量がポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して4モル以上になると、ポリイミド前駆体組成物の保存安定性が悪くなる。イミダゾール系化合物および/またはトリアルキルアミン化合物の含有量は、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して0.05モル以上であることが好ましく、また、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して2モル以下であることがより好ましく、1モル以下であることが特に好ましい。なお、ここで、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルは、テトラカルボン酸成分1モルに対応する。
【0088】
イミダゾール系化合物および/またはトリアルキルアミン化合物を含むポリイミド前駆体組成物は、前記製造方法により得られるポリイミド前駆体溶液または溶液組成物にイミダゾール系化合物および/またはトリアルキルアミン化合物を加えて調製することができる。また、溶媒にテトラカルボン酸成分(テトラカルボン酸二無水物等)とジアミン成分とイミダゾール系化合物および/またはトリアルキルアミン化合物を加え、イミダゾール系化合物および/またはトリアルキルアミン化合物の存在下で、テトラカルボン酸成分とジアミン成分とを反応させて、ポリイミド前駆体とイミダゾール系化合物および/またはトリアルキルアミン化合物とを含むポリイミド前駆体組成物を得ることもできる。
【0089】
本発明のポリイミドは、前記化学式(1)で表される繰り返し単位と前記化学式(2)で表される繰り返し単位とを含むものである。換言すれば、本発明のポリイミドは、本発明のポリイミド前駆体から得られるものであり、より具体的には、本発明のポリイミド前駆体を含むポリイミド前駆体組成物を加熱等して得られるものである。
【0090】
本発明のポリイミドは、前記のような本発明のポリイミド前駆体をイミド化する(すなわち、ポリイミド前駆体を脱水閉環反応する)ことで得ることができる。イミド化の方法は特に限定されず、公知の熱イミド化、または化学イミド化の方法を好適に適用することができる。得られるポリイミドの形態は、フィルム、ポリイミドフィルムと他の基材との積層体、コーティング膜、粉末、ビーズ、成型体、発泡体などを好適に挙げることができる。
【0091】
なお、本発明のポリイミドは、本発明のポリイミド前駆体を得るために使用した、前記のテトラカルボン酸成分とジアミン成分を使用して得られるものであり、好ましいテトラカルボン酸成分とジアミン成分も前記の本発明のポリイミド前駆体と同様である。
【0092】
本発明のポリイミド前駆体から得られるポリイミド(本発明のポリイミド)からなるフィルムの厚さは、用途にもよるが、通常、好ましくは5〜200μm、より好ましくは10〜150μmである。ディスプレイ用途等、ポリイミドフィルムを光が透過する用途に使用する場合、ポリイミドフィルムが厚すぎると光透過率が低くなる恐れがあり、薄すぎると破断点荷重等が低下してフィルムとして好適に用いることができなくなる恐れがある。
【0093】
特にディスプレイ用途などのポリイミドフィルムを光が透過する用途に使用する場合、ポリイミドフィルムは透明性が高い方が望ましい。本発明のポリイミド前駆体から得られるポリイミド(本発明のポリイミド)は、特に限定されないが、フィルムにしたときのYI(黄色度)は、好ましくは4以下、より好ましくは3.5以下であり、より好ましくは3以下であり、さらに好ましくは2.8以下であり、特に好ましくは2.5以下であることができる。
【0094】
本発明のポリイミド前駆体から得られるポリイミド(本発明のポリイミド)は、特に限定されないが、フィルムにしたときのヘイズは、好ましくは3%以下であり、より好ましくは2%以下であり、さらに好ましくは1.5%以下であり、特に好ましくは1%未満であることができる。例えばディスプレイ用途で使用する場合、ヘイズが3%を超えて高いと、光が散乱して画像がぼやけることがある。
【0095】
本発明のポリイミド前駆体から得られるポリイミド(本発明のポリイミド)は、特に限定されないが、フィルムにしたときの波長400nmにおける光透過率は、好ましくは80%以上、より好ましくは82%以上、特に好ましくは82%超であることができる。ディスプレイ用途等で使用する場合、光透過率が低いと光源を強くする必要があり、エネルギーがかかるといった問題等を生じることがある。
【0096】
ポリイミドフィルムには通常、機械的特性が求められるが、本発明のポリイミド前駆体から得られるポリイミド(本発明のポリイミド)は、特に限定されないが、フィルムにしたときの引張弾性率は、好ましくは4GPa以上、より好ましくは4.5GPa以上であり、より好ましくは5GPa以上であり、より好ましくは5.3GPa以上であり、さらに好ましくは5.5GPa以上であり、特に好ましくは5.8GPa以上であることができる。
【0097】
本発明のポリイミド前駆体から得られるポリイミド(本発明のポリイミド)は、特に限定されないが、フィルムにしたときの破断点荷重は、好ましくは10N以上、より好ましくは15N以上であることができる。
【0098】
本発明のポリイミド前駆体から得られるポリイミド(本発明のポリイミド)は、特に限定されないが、フィルムにしたときの破断点伸度は、好ましくは2.5%以上であり、より好ましくは3%以上であることができる。
【0099】
本発明のポリイミド前駆体から得られるポリイミド(本発明のポリイミド)は、特に限定されないが、フィルムにしたときの100℃から250℃までの線熱膨張係数は、好ましくは45ppm/K以下、より好ましくは40ppm/K以下、さらに好ましくは35ppm/K以下、特に好ましくは30ppm/K以下であることができる。線熱膨張係数が大きいと、金属などの導体との線熱膨張係数の差が大きく、例えば回路基板を形成する際に反りが増大するなどの不具合が生じることがある。
【0100】
本発明のポリイミド前駆体から得られるポリイミド(本発明のポリイミド)は、特に限定されないが、ポリイミドフィルムの耐熱性の指標である5%重量減少温度が、好ましくは375℃以上、より好ましくは380℃以上、さらに好ましくは400℃以上、特に好ましくは420℃以上であることができる。ポリイミド上にトランジスタを形成する等で、ポリイミド上にガスバリア膜等を形成する場合、耐熱性が低いと、ポリイミドとバリア膜との間で、ポリイミドの分解に伴うアウトガスにより膨れが生じることがある。
【0101】
本発明のポリイミド前駆体から得られるポリイミド(本発明のポリイミド)は、透明性が高く、且つ引張弾性率、破断点荷重などの機械的特性にも優れ、また、低線熱膨張係数であり、耐熱性にも優れることから、例えば、ディスプレイ表示面のカバーシート(保護フィルム)の用途において、また、ディスプレイ用透明基板、タッチパネル用透明基板、または太陽電池用基板の用途において、好適に用いることができる。
【0102】
以下では、本発明のポリイミド前駆体を用いた、ポリイミドフィルム/基材積層体、もしくはポリイミドフィルムの製造方法の一例について述べる。ただし、以下の方法に限定されるものではない。
【0103】
例えばセラミック(ガラス、シリコン、アルミナなど)、金属(銅、アルミニウム、ステンレスなど)、耐熱プラスチックフィルム(ポリイミドフィルムなど)等の基材に、本発明のポリイミド前駆体を含む組成物(ワニス)を流延し、真空中、窒素等の不活性ガス中、或いは空気中で、熱風もしくは赤外線を用いて、20〜180℃、好ましくは20〜150℃の温度範囲で乾燥する。次いで、得られたポリイミド前駆体フィルムを基材上で、もしくはポリイミド前駆体フィルムを基材上から剥離し、そのフィルムの端部を固定した状態で、真空中、窒素等の不活性ガス中、或いは空気中で、熱風もしくは赤外線を用い、例えば200〜500℃、より好ましくは250〜450℃程度の温度で加熱イミド化することでポリイミドフィルム/基材積層体、もしくはポリイミドフィルムを製造することができる。なお、得られるポリイミドフィルムが酸化劣化するのを防ぐため、加熱イミド化は、真空中、或いは不活性ガス中で行うことが望ましい。加熱イミド化の温度が高すぎなければ空気中で行なっても差し支えない。
【0104】
また、ポリイミド前駆体のイミド化反応は、前記のような加熱処理による加熱イミド化に代えて、ポリイミド前駆体をピリジンやトリエチルアミン等の3級アミン存在下、無水酢酸等の脱水環化試薬を含有する溶液に浸漬するなどの化学的処理によって行うことも可能である。また、これらの脱水環化試薬をあらかじめ、ポリイミド前駆体組成物(ワニス)中に投入・攪拌し、それを基材上に流延・乾燥することで、部分的にイミド化したポリイミド前駆体を作製することもでき、得られた部分的にイミド化したポリイミド前駆体フィルムを基材上で、もしくはポリイミド前駆体フィルムを基材上から剥離し、そのフィルムの端部を固定した状態で、更に前記のような加熱処理することで、ポリイミドフィルム/基材積層体、もしくはポリイミドフィルムを得ることができる。
【0105】
この様にして得られたポリイミドフィルム、もしくはポリイミドフィルム/基材積層体は、前記のとおり、ディスプレイのカバーシート(カバーフィルム)に好適に用いることができ、また、ディスプレイ用、タッチパネル用、太陽電池用などの基板にも好適に用いることができる。一例として、本発明のポリイミドフィルムを用いた基板について述べる。
【0106】
前記の様にして得られたポリイミドフィルム/基材積層体、もしくはポリイミドフィルムは、その片面もしくは両面に導電性層を形成することによって、フレキシブルな導電性基板を得ることができる。
【0107】
フレキシブルな導電性基板は、例えば次の方法によって得ることができる。すなわち、第一の方法としては、ポリイミドフィルム/基材積層体を基材からポリイミドフィルムを剥離せずに、そのポリイミドフィルム表面に、スパッタ、蒸着、印刷などによって、導電性物質(金属もしくは金属酸化物、導電性有機物、導電性炭素など)の導電層を形成させ、導電性層/ポリイミドフィルム/基材の導電性積層体を製造する。その後必要に応じて、基材より導電性層/ポリイミドフィルム積層体を剥離することによって、導電性層/ポリイミドフィルム積層体からなる透明でフレキシブルな導電性基板を得ることができる。
【0108】
第二の方法としては、ポリイミドフィルム/基材積層体の基材からポリイミドフィルムを剥離して、ポリイミドフィルムを得、そのポリイミドフィルム表面に、導電性物質(金属もしくは金属酸化物、導電性有機物、導電性炭素など)の導電層を、第一の方法と同様にして形成させ、導電性層/ポリイミドフィルム積層体、または導電性層/ポリイミドフィルム積層体/導電性層からなる透明でフレキシブルな導電性基板を得ることができる。
【0109】
なお、第一、第二の方法において、必要に応じて、ポリイミドフィルムの表面に導電層を形成する前に、スパッタ、蒸着やゲル−ゾル法などによって、水蒸気、酸素などのガスバリヤ層、光調整層などの無機層を形成しても構わない。
【0110】
また、導電層は、フォトリソグラフィ法や各種印刷法、インクジェット法などの方法によって、回路が好適に形成される。
【0111】
このようにして得られる本発明の基板は、本発明のポリイミドによって構成されたポリイミドフィルムの表面に、必要に応じてガスバリヤ層や無機層を介し、導電層の回路を有するものである。この基板は、フレキシブルであり、透明性が高く、機械的特性、折り曲げ性、耐熱性にも優れ、低線熱膨張係数であり、優れた耐溶剤性も併せ有するので微細な回路の形成が容易である。したがって、この基板は、ディスプレイ用、タッチパネル用、または太陽電池用の基板として好適に用いることができる。
【0112】
すなわち、この基板に、蒸着、各種印刷法、或いはインクジェット法などによって、さらにトランジスタ(無機トランジスタ、有機トランジスタ)が形成されてフレキシブル薄膜トランジスタが製造され、そして、表示デバイス用の液晶素子、EL素子、光電素子として好適に用いられる。
【実施例】
【0113】
以下、実施例及び比較例によって本発明を更に説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0114】
以下の各例において評価は次の方法で行った。
【0115】
<ポリイミドフィルムの評価>
[400nm光透過率]
紫外可視分光光度計/V−650DS(日本分光製)を用いて、ポリイミドフィルムの波長400nmにおける光透過率を測定した。
【0116】
[YI]
紫外可視分光光度計/V−650DS(日本分光製)を用いて、ASTEM E313の規格に準拠して、ポリイミドフィルムのYIを測定した。光源はD65、視野角は2°とした。
【0117】
[ヘイズ]
濁度計/NDH2000(日本電色工業製)を用いて、JIS K7136の規格に準拠して、ポリイミドフィルムのヘイズを測定した。
【0118】
[引張弾性率、破断点伸度、破断点荷重]
ポリイミドフィルムをIEC−540(S)規格のダンベル形状に打ち抜いて試験片(幅:4mm)とし、ORIENTEC社製TENSILONを用いて、チャック間長30mm、引張速度2mm/分で、初期の引張弾性率、破断点伸度、破断点荷重を測定した。
【0119】
[線熱膨張係数(CTE)]
ポリイミドフィルムを幅4mmの短冊状に切り取って試験片とし、TMA/SS6100 (エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を用い、チャック間長15mm、荷重2g、昇温速度20℃/分で500℃まで昇温した。得られたTMA曲線から、100℃から250℃までの線熱膨張係数を求めた。
【0120】
[5%重量減少温度]
ポリイミドフィルムを試験片とし、TAインスツルメント社製 熱重量測定装置(Q5000IR)を用い、窒素気流中、昇温速度10℃/分で25℃から600℃まで昇温した。得られた重量曲線から、5%重量減少温度を求めた。
【0121】
[耐溶剤性試験]
ポリイミドフィルムを試験片とし、N−メチル−2−ピロリドン中に1時間浸漬させ、ポリイミドフィルムの溶解や白濁等の変化が無かったものを○、変化があったものを×とした。
【0122】
以下の各例で使用した原材料の略称、純度等は、次のとおりである。
【0123】
[ジアミン成分]
m−TD:2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル〔純度:99.85%(GC分析)〕
TFMB:2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン〔純度:99.83%(GC分析)〕
PPD: p−フェニレンジアミン〔純度:99.9%(GC分析)〕
4,4’−ODA: 4,4’−オキシジアニリン〔純度:99.9%(GC分析)〕
BAPB: 4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル〔純度:99.93%(HPLC分析)〕
TPE−Q: 1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン
TPE−R: 1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン
[テトラカルボン酸成分]
CBDA: 1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物〔純度:99.9%(GC分析)〕
CpODA:ノルボルナン−2−スピロ−α−シクロペンタノン−α’−スピロ−2’’−ノルボルナン−5,5’’,6,6’’−テトラカルボン酸二無水物
PMDA:ピロメリット酸二無水物
ODPA:4,4’−オキシジフタル酸無水物
【0124】
[イミダゾール化合物]
1,2−ジメチルイミダゾール
1−メチルイミダゾール
イミダゾール
【0125】
[溶媒]
DMAc: N,N−ジメチルアセトアミド
【0126】
表1−1に実施例、比較例で使用したテトラカルボン酸成分、表1−2に実施例、比較例で使用したジアミン成分、表1−3に実施例、比較例で使用したイミダゾール化合物の構造式を記す。
【0127】
【表1-1】
【0128】
【表1-2】
【0129】
【表1-3】
【0130】
〔実施例1〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の22.43gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0131】
PTFE製メンブレンフィルターでろ過したポリイミド前駆体溶液をガラス基板に塗布し、窒素雰囲気下(酸素濃度200ppm以下)、そのままガラス基板上で室温から300℃まで加熱して熱的にイミド化を行い、無色透明なポリイミドフィルム/ガラス積層体を得た。次いで、得られたポリイミドフィルム/ガラス積層体を水に浸漬した後剥離し、乾燥して、膜厚が50μmのポリイミドフィルムを得た。
【0132】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−1に示す。
【0133】
〔実施例2〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の24.41gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.37g(7ミリモル)とCpODA 1.15g(3ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0134】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が55μmのポリイミドフィルムを得た。
【0135】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−1に示す。
【0136】
〔実施例3〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の26.38gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 0.98g(5ミリモル)とCpODA 1.92g(5ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0137】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が54μmのポリイミドフィルムを得た。
【0138】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−1に示す。
【0139】
〔実施例4〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の28.36gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 0.59g(3ミリモル)とCpODA 2.69g(7ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0140】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が55μmのポリイミドフィルムを得た。
【0141】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−1に示す。
【0142】
〔比較例1〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 14質量%となる量の25.09gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.96g(10ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0143】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が50μmのポリイミドフィルムを得た。
【0144】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−1に示す。
【0145】
〔実施例5〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の22.43gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスA)を得た。
【0146】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスAにその溶液を全量(ワニスA中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0147】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が50μmのポリイミドフィルムを得た。
【0148】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−1に示す。
【0149】
〔実施例6〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の24.41gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.37g(7ミリモル)とCpODA 1.15g(3ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスB)を得た。
【0150】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスBにその溶液を全量(ワニスB中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0151】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が60μmのポリイミドフィルムを得た。
【0152】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−1に示す。
【0153】
〔実施例7〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の26.38gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 0.98g(5ミリモル)とCpODA 1.92g(5ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスC)を得た。
【0154】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスCにその溶液を全量(ワニスC中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0155】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が61μmのポリイミドフィルムを得た。
【0156】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−1に示す。
【0157】
〔実施例8〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の28.36gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 0.59g(3ミリモル)とCpODA 2.69g(7ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスD)を得た。
【0158】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスDにその溶液を全量(ワニスD中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0159】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が55μmのポリイミドフィルムを得た。
【0160】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−1に示す。
【0161】
〔実施例9〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の30.34gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 0.20g(1ミリモル)とCpODA 3.46g(9ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスE)を得た。
【0162】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスEにその溶液を全量(ワニスE中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0163】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が61μmのポリイミドフィルムを得た。
【0164】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−1に示す。
【0165】
〔実施例10〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.49g(7ミリモル)とTFMB 0.96g(3ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の24.13gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0166】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が57μmのポリイミドフィルムを得た。
【0167】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−2に示す。
【0168】
〔実施例11〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.49g(7ミリモル)とPPD 0.32g(3ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の20.79gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0169】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が62μmのポリイミドフィルムを得た。
【0170】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−2に示す。
【0171】
〔実施例12〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.96g(9ミリモル)と4,4’−ODA 0.20g(1ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の22.37gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0172】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が50μmのポリイミドフィルムを得た。
【0173】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−2に示す。
【0174】
〔実施例13〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.49g(7ミリモル)とTFMB 0.96g(3ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の24.13gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスF)を得た。
【0175】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスFにその溶液を全量(ワニスF中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0176】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が68μmのポリイミドフィルムを得た。
【0177】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−2に示す。
【0178】
〔実施例14〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.49g(7ミリモル)とPPD 0.32g(3ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の20.79gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスG)を得た。
【0179】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスGにその溶液を全量(ワニスG中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0180】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が72μmのポリイミドフィルムを得た。
【0181】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−2に示す。
【0182】
〔実施例15〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.96g(9ミリモル)と4,4’−ODA 0.20g(1ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の22.37gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスH)を得た。
【0183】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスHにその溶液を全量(ワニスH中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0184】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が66μmのポリイミドフィルムを得た。
【0185】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−2に示す。
【0186】
〔実施例16〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の22.43gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスI)を得た。
【0187】
1−メチルイミダゾール 0.16gとDMAc 0.16gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスIにその溶液を全量(ワニスI中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1−メチルイミダゾールは0.2モルである。
【0188】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が56μmのポリイミドフィルムを得た。
【0189】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−2に示す。
【0190】
〔実施例17〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の22.43gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスJ)を得た。
【0191】
イミダゾール 0.14gとDMAc 0.14gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスJにその溶液を全量(ワニスJ中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、イミダゾールは0.2モルである。
【0192】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が57μmのポリイミドフィルムを得た。
【0193】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−2に示す。
【0194】
〔実施例18〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の22.43gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスK)を得た。
【0195】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.10gとDMAc 0.10gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスKにその溶液を全量(ワニスK中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、1ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.1モルである。
【0196】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が57μmのポリイミドフィルムを得た。
【0197】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−2に示す。
【0198】
〔実施例19〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の22.43gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスL)を得た。
【0199】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.38gとDMAc 0.38gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスLにその溶液を全量(ワニスL中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、4ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.4モルである。
【0200】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が54μmのポリイミドフィルムを得た。
【0201】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−2に示す。
【0202】
〔参考例1〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の31.33gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCpODA 3.84g(10ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスM)を得た。
【0203】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスMにその溶液を全量(ワニスM中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0204】
PTFE製メンブレンフィルターでろ過したポリイミド前駆体溶液をガラス基板に塗布し、窒素雰囲気下(酸素濃度200ppm以下)、そのままガラス基板上で室温から330℃まで加熱して熱的にイミド化を行い、無色透明なポリイミドフィルム/ガラス積層体を得た。次いで、得られたポリイミドフィルム/ガラス積層体を水に浸漬した後剥離し、乾燥して、膜厚が58μmのポリイミドフィルムを得た。
【0205】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−3に示す。
【0206】
〔参考例2〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の31.33gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCpODA 3.84g(10ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0207】
PTFE製メンブレンフィルターでろ過したポリイミド前駆体溶液をガラス基板に塗布し、窒素雰囲気下(酸素濃度200ppm以下)、そのままガラス基板上で室温から330℃まで加熱して熱的にイミド化を行ったが、ポリイミド層に割れが発生し、特性評価が行えるほどのサイズのポリイミドフィルムは得られなかった。得られたポリイミドフィルムの厚みは50μmであった。
【0208】
〔参考例3〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の31.33gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCpODA 3.84g(10ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0209】
PTFE製メンブレンフィルターでろ過したポリイミド前駆体溶液をガラス基板に塗布し、窒素雰囲気下(酸素濃度200ppm以下)、そのままガラス基板上で室温から420℃まで加熱して熱的にイミド化を行い、無色透明なポリイミドフィルム/ガラス積層体を得た。次いで、得られたポリイミドフィルム/ガラス積層体を水に浸漬した後剥離し、乾燥して、膜厚が10μmのポリイミドフィルムを得た。
【0210】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−3に示す。
【0211】
〔参考例4〕
窒素ガスで置換した反応容器中にTFMB 3.20g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 20質量%となる量の28.16gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCpODA 3.84g(10ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスN)を得た。
【0212】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスNにその溶液を全量(ワニスN中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0213】
PTFE製メンブレンフィルターでろ過したポリイミド前駆体溶液をガラス基板に塗布し、窒素雰囲気下(酸素濃度200ppm以下)、そのままガラス基板上で室温から330℃まで加熱して熱的にイミド化を行ったが、ポリイミド層に割れが発生し、特性評価が行えるほどのサイズのポリイミドフィルムは得られなかった。得られたポリイミドフィルムの厚みは50μmであった。
【0214】
〔参考例5〕
窒素ガスで置換した反応容器中にTFMB 3.20g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 20質量%となる量の28.16gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCpODA 3.84g(10ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0215】
PTFE製メンブレンフィルターでろ過したポリイミド前駆体溶液をガラス基板に塗布し、窒素雰囲気下(酸素濃度200ppm以下)、そのままガラス基板上で室温から330℃まで加熱して熱的にイミド化を行ったが、ポリイミド層に割れが発生し、特性評価が行えるほどのサイズのポリイミドフィルムは得られなかった。得られたポリイミドフィルムの厚みは50μmであった。
【0216】
〔参考例6〕
窒素ガスで置換した反応容器中にTFMB 3.20g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 20質量%となる量の28.16gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCpODA 3.84g(10ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0217】
PTFE製メンブレンフィルターでろ過したポリイミド前駆体溶液をガラス基板に塗布し、窒素雰囲気下(酸素濃度200ppm以下)、そのままガラス基板上で室温から420℃まで加熱して熱的にイミド化を行い、無色透明なポリイミドフィルム/ガラス積層体を得た。次いで、得られたポリイミドフィルム/ガラス積層体を水に浸漬した後剥離し、乾燥して、膜厚が10μmのポリイミドフィルムを得た。
【0218】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−3に示す。
【0219】
〔実施例20〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の22.43gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスO)を得た。
【0220】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスOにその溶液を全量(ワニスO中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0221】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が12μmのポリイミドフィルムを得た。
【0222】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−3に示す。
【0223】
〔実施例21〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の22.43gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスP)を得た。
【0224】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスPにその溶液を全量(ワニスP中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0225】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が38μmのポリイミドフィルムを得た。
【0226】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−3に示す。
【0227】
〔実施例22〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 0.85g(4ミリモル)とTFMB 1.92(6ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の25.78gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0228】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が40μmのポリイミドフィルムを得た。
【0229】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−4に示す。
【0230】
〔実施例23〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 0.85g(4ミリモル)とPPD 0.65(6ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の19.11gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0231】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が55μmのポリイミドフィルムを得た。
【0232】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−4に示す。
【0233】
〔実施例24〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 0.85g(4ミリモル)とTFMB 1.92(6ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の25.78gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスQ)を得た。
【0234】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスQにその溶液を全量(ワニスQ中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0235】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が51μmのポリイミドフィルムを得た。
【0236】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−4に示す。
【0237】
〔実施例25〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 0.85g(4ミリモル)とPPD 0.65(6ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の19.11gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスR)を得た。
【0238】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスRにその溶液を全量(ワニスR中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0239】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が56μmのポリイミドフィルムを得た。
【0240】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−4に示す。
【0241】
〔比較例2〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 14質量%となる量の28.57gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 0.20g(1ミリモル)とPMDA 1.09g(5ミリモル)とODPA 1.24g(4ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0242】
PTFE製メンブレンフィルターでろ過したポリイミド前駆体溶液をガラス基板に塗布し、窒素雰囲気下(酸素濃度200ppm以下)、そのままガラス基板上で室温から330℃まで加熱して熱的にイミド化を行い、無色透明なポリイミドフィルム/ガラス積層体を得た。次いで、得られたポリイミドフィルム/ガラス積層体を水に浸漬した後剥離し、乾燥して、膜厚が21μmのポリイミドフィルムを得た。
【0243】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−4に示す。
【0244】
〔比較例3〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 2.12g(10ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 14質量%となる量の26.89gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 0.98g(5ミリモル)とPMDA 0.65g(3ミリモル)とODPA 0.62g(2ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0245】
PTFE製メンブレンフィルターでろ過したポリイミド前駆体溶液をガラス基板に塗布し、窒素雰囲気下(酸素濃度200ppm以下)、そのままガラス基板上で室温から330℃まで加熱して熱的にイミド化を行い、無色透明なポリイミドフィルム/ガラス積層体を得た。次いで、得られたポリイミドフィルム/ガラス積層体を水に浸漬した後剥離し、乾燥して、膜厚が19μmのポリイミドフィルムを得た。
【0246】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−4に示す。
【0247】
〔比較例4〕
窒素ガスで置換した反応容器中にTFMB 3.14g(9.8ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の29.50gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 0.20g(1ミリモル)とPMDA 1.09g(5ミリモル)とODPA 1.24g(4ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
【0248】
PTFE製メンブレンフィルターでろ過したポリイミド前駆体溶液をガラス基板に塗布し、窒素雰囲気下(酸素濃度200ppm以下)、そのままガラス基板上で室温から330℃まで加熱して熱的にイミド化を行い、無色透明なポリイミドフィルム/ガラス積層体を得た。次いで、得られたポリイミドフィルム/ガラス積層体を水に浸漬した後剥離し、乾燥して、膜厚が20μmのポリイミドフィルムを得た。
【0249】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−4に示す。
【0250】
〔実施例26〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.45g(6.85ミリモル)と4,4’−ODA 0.63g(3.15ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の22.23gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスS)を得た。
【0251】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.10gとDMAc 0.10gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスSにその溶液を全量(ワニスS中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、1ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.1モルである。
【0252】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が42μmのポリイミドフィルムを得た。
【0253】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−5に示す。
【0254】
〔実施例27〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.45g(6.85ミリモル)と4,4’−ODA 0.63g(3.15ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の22.23gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスT)を得た。
【0255】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスTにその溶液を全量(ワニスT中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0256】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が42μmのポリイミドフィルムを得た。
【0257】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−5に示す。
【0258】
〔実施例28〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.45g(6.85ミリモル)と4,4’−ODA 0.63g(3.15ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の22.23gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスU)を得た。
【0259】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.38gとDMAc 0.38gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスUにその溶液を全量(ワニスU中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、4ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.4モルである。
【0260】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が50μmのポリイミドフィルムを得た。
【0261】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−5に示す。
【0262】
〔実施例29〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.77g(8.00ミリモル)とBAPB 0.74g(2.00ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の24.07gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスV)を得た。
【0263】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.10gとDMAc 0.10gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスVにその溶液を全量(ワニスV中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、1ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.1モルである。
【0264】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が42μmのポリイミドフィルムを得た。
【0265】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−5に示す。
【0266】
〔実施例30〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.77g(8.00ミリモル)とBAPB 0.74g(2.00ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の24.07gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスW)を得た。
【0267】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスWにその溶液を全量(ワニスW中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0268】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が42μmのポリイミドフィルムを得た。
【0269】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−5に示す。
【0270】
〔実施例31〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.77g(8.00ミリモル)とBAPB 0.74g(2.00ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の24.07gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスX)を得た。
【0271】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.38gとDMAc 0.38gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスXにその溶液を全量(ワニスX中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、4ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.4モルである。
【0272】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が52μmのポリイミドフィルムを得た。
【0273】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−5に示す。
【0274】
〔実施例32〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.61g(7.60ミリモル)とTPE−Q 0.70g(2.40ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の23.44gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスY)を得た。
【0275】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.10gとDMAc 0.10gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスYにその溶液を全量(ワニスY中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、1ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.1モルである。
【0276】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が44μmのポリイミドフィルムを得た。
【0277】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−5に示す。
【0278】
〔実施例33〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.61g(7.60ミリモル)とTPE−Q 0.70g(2.40ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の23.44gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスZ)を得た。
【0279】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスZにその溶液を全量(ワニスZ中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0280】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が42μmのポリイミドフィルムを得た。
【0281】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−5に示す。
【0282】
〔実施例34〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.61g(7.60ミリモル)とTPE−Q 0.70g(2.40ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の23.44gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスa)を得た。
【0283】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.38gとDMAc 0.38gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスaにその溶液を全量(ワニスa中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、4ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.4モルである。
【0284】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が42μmのポリイミドフィルムを得た。
【0285】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−5に示す。
【0286】
〔実施例35〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.61g(7.60ミリモル)とTPE−R 0.70g(2.40ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の23.44gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスb)を得た。
【0287】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.10gとDMAc 0.10gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスbにその溶液を全量(ワニスb中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、1ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.1モルである。
【0288】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が44μmのポリイミドフィルムを得た。
【0289】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−5に示す。
【0290】
〔実施例36〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.61g(7.60ミリモル)とTPE−R 0.70g(2.40ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の23.44gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスc)を得た。
【0291】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.19gとDMAc 0.19gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスcにその溶液を全量(ワニスc中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、2ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.2モルである。
【0292】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が42μmのポリイミドフィルムを得た。
【0293】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−5に示す。
【0294】
〔実施例37〕
窒素ガスで置換した反応容器中にm−TD 1.61g(7.60ミリモル)とTPE−R 0.70g(2.40ミリモル)を入れ、DMAcを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が 16質量%となる量の23.44gを加え、室温で1時間攪拌した。この溶液にCBDA 1.76g(9ミリモル)とCpODA 0.38g(1ミリモル)を徐々に加えた。室温で12時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液(ワニスd)を得た。
【0295】
1,2−ジメチルイミダゾール 0.38gとDMAc 0.38gを反応容器に加え均一な溶液を得た。ワニスdにその溶液を全量(ワニスd中のポリイミド前駆体の繰返しユニットの分子量に対して、4ミリモル)加え、室温で30分間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。仕込み量から計算すると、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、1,2−ジメチルイミダゾールは0.4モルである。
【0296】
実施例1と同様にして、このポリイミド前駆体溶液をガラス基板上でイミド化、得られたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、乾燥して、膜厚が40μmのポリイミドフィルムを得た。
【0297】
このポリイミドフィルムの特性を測定した結果を表2−5に示す。
【0298】
【表2-1】
【0299】
【表2-2】
【0300】
【表2-3】
【0301】
【表2-4】
【0302】
【表2-5】
【産業上の利用可能性】
【0303】
本発明によって、透明性に優れ、機械的特性、例えば、引張弾性率および破断点荷重などにも優れたポリイミド、ポリイミドフィルム、及び、その前駆体を提供することができる。本発明のポリイミド、及び本発明のポリイミド前駆体から得られるポリイミドは、透明性が高く、且つ引張弾性率、破断点荷重などの機械的特性にも優れ、低線熱膨張係数でもあるので、例えば、ディスプレイ表示面のカバーシート(保護フィルム)に、また、ディスプレイ用、タッチパネル用、太陽電池用などの基板に好適に用いることができる。