JP2019151818A - ポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法及びそれにより製造されたポリ(アミド−イミド)フィルム - Google Patents

ポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法及びそれにより製造されたポリ(アミド−イミド)フィルム Download PDF

Info

Publication number
JP2019151818A
JP2019151818A JP2018228489A JP2018228489A JP2019151818A JP 2019151818 A JP2019151818 A JP 2019151818A JP 2018228489 A JP2018228489 A JP 2018228489A JP 2018228489 A JP2018228489 A JP 2018228489A JP 2019151818 A JP2019151818 A JP 2019151818A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
imide
amide
poly
film
polymer solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018228489A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7345247B2 (ja
Inventor
キム・ソンファン
Sung Hwan Kim
オ・テソン
Dae Seong Oh
イ・ジヌ
Jin Woo Lee
チョン・ダウ
Dawoo Jeong
イム・ドンジン
Dong Jin Lim
チェ・キョンウォン
Kyung Won Choi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SKC Co Ltd
Original Assignee
SKC Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SKC Co Ltd filed Critical SKC Co Ltd
Publication of JP2019151818A publication Critical patent/JP2019151818A/ja
Priority to JP2021110232A priority Critical patent/JP2021165399A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7345247B2 publication Critical patent/JP7345247B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular 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
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/14Polyamide-imides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/003Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/24Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of indefinite length
    • B29C41/28Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of indefinite length by depositing flowable material on an endless belt
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/34Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C41/46Heating or cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/34Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C41/52Measuring, controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C71/00After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
    • B29C71/02Thermal after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular 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
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1039Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors comprising halogen-containing substituents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular 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
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1067Wholly aromatic polyimides, i.e. having both tetracarboxylic and diamino moieties aromatically bound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B2013/005Degassing undesirable residual components, e.g. gases, unreacted monomers, from material to be moulded
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2079/00Use of polymers having nitrogen, with or without oxygen or carbon only, in the main chain, not provided for in groups B29K2061/00 - B29K2077/00, as moulding material
    • B29K2079/08PI, i.e. polyimides or derivatives thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0094Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped having particular viscosity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2379/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

【課題】無色透明であり、かつ機械的特性に優れるポリ(アミド−イミド)フィルムを製造するための最適な方法。【解決手段】重合装置内で有機溶媒中、ジアミン化合物、二無水物化合物、及びジカルボニル化合物を同時に又は順次混合して反応させること;ポリマー溶液をタンクに移送すること;タンクを不活性ガスでパージすること;タンク中のポリマー溶液をベルト上にキャストし、次いでそれを乾燥してゲルシートを製造すること;ゲルシートを移動させながら熱処理して硬化フィルムを製造すること;硬化フィルムを移動させながら冷却すること;及び、冷却された硬化フィルムをワインダーで巻き取ることを含むポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法の提供。【選択図】図1

Description

実施形態は、ポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法に関する。当該方法は、光学的性質及び機械的性質に優れるポリ(アミド−イミド)フィルムを製造することができる。
ポリ(アミド−イミド)(PAI)は、耐摩擦性、耐熱性、耐薬品性に優れるため、一次電気絶縁材、塗料、接着剤、押出用樹脂、耐熱塗装、耐熱板、耐熱接着剤、耐熱繊維、耐熱フィルムなどの用途に用いられている。
ポリ(アミド−イミド)は様々な分野で使用されている。例えば、ポリ(アミド−イミド)は粉末の形態で製造され、そして金属又は磁気ワイヤ用のコーティングとして使用される。用途に応じて他の添加剤と混合する。さらに、ポリ(アミド−イミド)は、装飾及び腐食防止のための塗装剤としてフルオロポリマーと一緒に使用される。それはまたフルオロポリマーを金属基材に結合させる役割も果たしている。さらに、ポリ(アミド−イミド)は、台所用品をコーティングするために使用され、その耐熱性及び耐薬品性のためにガス分離用の膜として使用され、二酸化炭素、硫化水素、及び不純物などの汚染物質の濾過のために天然ガス井戸で使用される。
近年、ポリ(アミド−イミド)はフィルムの形で開発されており、それはより安価でありそして優れた光学的、機械的及び熱的特性を有する。
一実施形態は、無色透明であり、かつ機械的特性に優れるポリ(アミド−イミド)フィルムを製造するための最適な方法を提供することを目的とする。
また、他の実施形態は、前記製造方法によって製造されたポリ(アミド−イミド)フィルム及びその使用方法を提供することを目的とする。
一実施形態において、重合装置内で有機溶媒中、ジアミン化合物、二無水物化合物、及びジカルボニル化合物を同時に又は順次混合して反応させること;ポリマー溶液をタンクに移送すること;タンクを不活性ガスでパージすること;タンク中のポリマー溶液をベルト上にキャストし、次いでそれを乾燥してゲルシートを製造すること;ゲルシートを移動させながら熱処理して硬化フィルムを製造すること;硬化フィルムを移動させながら冷却すること;及び、冷却された硬化フィルムをワインダーで巻き取ることを含むポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法が提供される。
別の実施形態では、ポリ(アミド−イミド)フィルムを製造するための上記の方法によって製造されたポリ(アミド−イミド)フィルムが提供される。
ポリ(アミド−イミド)フィルムを製造する方法は、高いプロセス効率を確保し、それによって製造されるポリ(アミド−イミド)フィルムの欠陥率を低下させ、光学的性質及び機械的性質に関して優れた性能を実現することができる。
図1は、一実施形態に係るポリ(アミド−イミド)フィルムを製造方法の概略的フローダイアグラムである。
図2は、一実施形態に係るポリ(アミド−イミド)フィルムを製造するための処理設備を概略的に示す。
以下、実施形態を参照して本発明を詳細に説明する。実施形態は以下に開示されるものに限定されない。むしろ、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。
図面中の様々な層及び領域を明確に示すために、いくつかの領域又はいくつかの厚さは拡大されている。図面において、説明の便宜上、いくつかの層及び領域の厚さは誇張されている。明細書全体を通して同じ参照番号は同じ要素を指す。
本明細書において、ある部分がある要素を「含む」と言及されている場合、その部分が他に示されていない限り同様に他の要素を含んでいてもよいことを理解されたい。
さらに、本明細書で使用される成分の量、反応条件などに関連する全ての数及び表現は、他に示さない限り、用語「約」によって修飾されると理解されるべきである。
第一、第二などの用語は、本明細書では様々な要素を説明するために使用されており、要素はこれらの用語によって限定されるべきではない。この用語は、ある要素を他の要素から区別するためにのみ使用されている。
さらに、本明細書で使用される「置換された」という用語は、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、エステル基、ケトン基、カルボキシル基、置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアルケニル基、置換もしくは非置換のアルキニル基、置換もしくは非置換のアルコキシ基、置換もしくは非置換の脂環式有機基、置換もしくは非置換の複素環基、置換もしくは非置換のアリール基、及び置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群から選択される少なくとも1つの置換基で置換されることを意味する。これらの置換基は互いに連結して環を形成してもよい。
一実施形態は、ポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法を提供する。
図1は、一実施形態に係るポリ(アミド−イミド)フィルムを製造方法の概略的フローダイアグラムである。
図1を参照すれば、ポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法は、ジアミン化合物、二無水物化合物及びジカルボニル化合物を重合装置内において有機溶媒中、同時又は順次に混合して反応させてポリマー溶液を製造する(S100)こと;ポリマー溶液をタンクに移送すること(S200);タンクを不活性ガスでパージすること(S300);タンク内のポリマー溶液をベルト上にキャストした後、乾燥させてゲルシートを製造すること(S400);ゲルシートを移動させながら熱処理して硬化フィルムを製造すること(S500);硬化フィルムを移動させながら冷却すること(S600);及び、冷却された硬化フィルムをワインダーで巻き取ること(S700)を含む。
ポリ(アミド−イミド)フィルムは、ポリ(アミド−イミド)樹脂を主成分とするフィルムである。ポリ(アミド−イミド)樹脂は、構造単位として、アミド繰り返し単位とイミド繰り返し単位とを所定のモル比で含む樹脂である。
ポリ(アミド−イミド)フィルムを製造する方法において、ポリ(アミド−イミド)樹脂を製造するためのポリマー溶液は、ジアミン化合物、二無水物化合物、及びジカルボニル化合物を重合装置中、有機溶媒中で同時に又は順次混合し反応させることによって製造される(S100)。
一実施形態において、ポリマー溶液は、ジアミン化合物、二無水物化合物、及びジカルボニル化合物を有機溶媒中で同時に混合し反応させることによって製造することができる。
別の実施形態では、ポリマー溶液を製造する工程は、ジアミン化合物及び二無水物化合物を第一混合して反応させてポリアミド酸(PAA)溶液を生成すること;及びポリアミド酸(PAA)溶液とジカルボニル化合物とを第二混合して反応させ、同時にアミド結合とイミド結合を形成させることを含み得る。ポリアミド酸溶液は、ポリアミド酸を含む溶液である。
さらに別の実施形態では、ポリマー溶液を製造する工程は、ジアミン化合物と二無水物化合物とを第一混合して反応させてポリアミド酸(PAA)溶液を生成すること;ポリアミド酸溶液を脱水してポリイミド(PI)溶液を製造すること;及び、ポリイミド(PI)溶液とジカルボニル化合物とを第二混合して反応させて、さらにアミド結合を形成させることを含む。ポリイミド溶液は、イミド繰り返し単位を有するポリマーを含む溶液である。
さらに別の実施形態では、ポリマー溶液を製造する工程は、ジアミン化合物とジカルボニル化合物とを第一混合し反応させてポリアミド(PA)溶液を製造すること;PA溶液と二無水物化合物とを第二混合して反応させ、さらにイミド結合を形成させることを含み得る。ポリアミド溶液は、アミド繰り返し単位を有するポリマーを含む溶液である。
このようにして製造されたポリマー溶液は、ポリアミド酸(PAA)繰り返し単位、ポリアミド(PA)繰り返し単位、及びポリイミド(PI)繰り返し単位からなる群から選択される少なくとも1つを含むポリマーを含む溶液であり得る。
あるいは、ポリマー溶液に含まれるポリマーは、ジアミン化合物と二無水物化合物との重合に由来するイミド繰り返し単位と、ジアミン化合物とジカルボニル化合物との重合に由来するアミド繰り返し単位とを含む。
一実施形態では、ポリマー溶液を製造する工程は、触媒を導入することをさらに含み得る。
触媒としては、例えば、ベータピコリン、無水酢酸などが挙げられるが、これらに限定されない。触媒をさらに添加することにより、反応速度を速め、繰り返し単位間又は繰り返し単位内の化学結合力を高めることができる。
一実施形態では、ポリマー溶液を製造する工程は、ポリマー溶液の粘度を調整することをさらに含み得る。
具体的には、ポリマー溶液を製造する工程は、(a)ジアミン化合物、二無水物化合物及びジカルボニル化合物を有機溶媒中で同時に又は順次混合して反応させて第一ポリマー溶液を製造すること;(b)第一ポリマー溶液の粘度を測定し、そして目標粘度に達しているかどうかを評価すること;(c)第一ポリマー溶液の粘度が目標粘度に達していない場合は、さらにジカルボニル化合物を添加して目標粘度を有する第二ポリマー溶液を製造することを含んでいてよい。
目標粘度は、室温で100,000cps〜500,000cpsであり得る。具体的には、100,000〜400,000cps、100,000〜350,000cps、100,000〜300,000cps、150,000〜300,000cps、150,000〜250,000cpsなどが挙げられるが、これらに限定されない。
他の実施形態では、ポリマー溶液に含まれる固形分の含有量は、10重量%〜20重量%の範囲である。具体的には、第二ポリマー溶液に含まれる固形分の含有量は、12〜18重量%であり得るが、これに限定されない。
ポリマー溶液に含まれる固形分の含有量が上記範囲内であると、押出し工程及びキャスト工程において、ポリ(アミド−イミド)フィルムを効率よく製造することができる。さらに、このようにして製造されたポリ(アミド−イミド)フィルムは、改良された弾性率などに関して機械的性質を有し、そして低い黄色度などに関して光学的性質を有することができる。
一実施形態において、ポリマー溶液を製造する工程は、ポリマー溶液のpHを調整することをさらに含み得る。この工程では、ポリマー溶液のpHを4〜7又は4.5〜7に調整することができる。
ポリマー溶液のpHは、pH調整剤を添加することによって調整することができる。pH調整剤としては、特に限定されないが、例えば、アルコキシアミン、アルキルアミン、アルカノールアミンなどのアミン化合物が挙げられる。
ポリマー溶液のpHを上記範囲とすることで、後工程における装置の損傷を防止し、ポリマー溶液から製造されるフィルムに欠陥が発生するのを防止し、黄色度指数とモジュラスの観点から所望の光学特性及び機械的特性を達成することができる。
pH調整剤は、ポリマー溶液中のモノマーの総モル数に基づいて0.1モル%〜10モル%の量で使用することができる。
ポリマー溶液を製造する工程は、タンクを不活性ガスでパージすることをさらに含み得る。タンクを不活性ガスでパージする工程は、水分を除去し、不純物を減少させ、反応収率を高め、そして最終的に製造されるフィルムに優れた表面外観及び機械的性質を付与することができる。
この場合、不活性ガスは、窒素、ヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)、及びラドン(Rn)からなる群から選択される少なくとも1つであってもよいが、それに限定されない。具体的には、不活性ガスは窒素であり得る。
ポリマー溶液を製造するために使用される二無水物化合物対ジカルボニル化合物のモル比は、20:80〜80:20、例えば20:80〜50:50であり得る。二無水物化合物とジカルボニル化合物が上記モル比で使用される場合、ポリマー溶液から製造されたポリ(アミド−イミド)フィルムの所望の機械的及び光学的性質を達成することが有利である。
ジアミン化合物は、二無水物化合物とイミド結合を形成し、ジカルボニル化合物とアミド結合を形成してコポリマーを形成する化合物である。
ジアミン化合物は、特に限定されないが、例えば、芳香族構造を含む芳香族ジアミン化合物であり得る。例えば、ジアミン化合物は、下記式1で表される化合物であり得る。
[式1]
Figure 2019151818
上記式1において、
Eは、置換もしくは非置換の二価のC〜C30脂肪族環基、置換もしくは非置換の二価のC〜C30ヘテロ脂肪族環基、置換もしくは非置換の二価のC〜C30芳香族環状基、置換もしくは非置換の二価のC〜C30ヘテロ芳香族環状基、置換もしくは非置換のC〜C30のアルキレン基、置換もしくは非置換のC〜C30のアルケニレン基、置換もしくは非置換のC〜C30のアルキニレン基、−O−、−S−、−C(=O)−、−CH(OH)−、−S(=O)−、−Si(CH−、−C(CH−、−C(CF−から選択され得る。
eは1〜5の整数から選ばれる。eが2以上のとき、Eは互いに同じでも異なっていてもよい。
上記式1中の(E)は、下記式1−1a〜1−14aで表される基から選択されてもよい。
Figure 2019151818
具体的には、上記式1中の(E)は、下記式1−1b〜1−13bで表される基から選択され得るが、これらに限定されない。
Figure 2019151818
より具体的には、上記式1中の(E)が上記式1−6bで表される基であってもよい。
一実施形態において、二無水物化合物は、フッ素含有置換基を有する化合物を含み得る。あるいは、二無水物化合物は、フッ素含有置換基を有する化合物から構成されてもよい。この場合、含フッ素置換基は、フッ素化炭化水素基であってもよく、具体的にはトリフルオロメチル基であってもよい。しかし、それらに限定されない。
他の実施形態では、ジアミン化合物として1種類のジアミン化合物を使用してもよい。すなわち、ジアミン化合物は単一成分から構成されていてもよい。
例えば、ジアミン化合物は、下記式で表される2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル(TFDB)を含むことができるが、これに限定されるものではない。
Figure 2019151818
二無水物化合物は、低い複屈折値を有する化合物であるため、ポリ(アミド−イミド)フィルムの透過率などの光学特性の向上に寄与し得る。
二無水物化合物としては、特に限定されないが、例えば、芳香族構造を含む芳香族二無水物化合物が挙げられる。例えば、芳香族二無水物化合物は、下記式2で表される化合物であり得る。
[式2]
Figure 2019151818
上記式2において、
Gは、置換もしくは非置換の四価のC〜C30脂肪族環基、置換もしくは非置換の四価のC〜C30ヘテロ脂肪族環基、置換もしくは非置換の四価のC〜C30芳香族環基、置換もしくは非置換の四価のC〜C30ヘテロ芳香族環基(ここで脂肪族環基、ヘテロ脂肪族環基、芳香族環基、又はヘテロ芳香族環基は単独で存在していてもよく、又は互いに結合して縮合環を形成してもよい)、置換もしくは非置換のC〜C30のアルキレン基、置換もしくは非置換のC〜C30のアルケニレン基、置換もしくは非置換のC〜C30のアルキニレン基、−O−、−S−、−C(=O)−、−CH(OH)−、−S(=O)−、−Si(CH−、−C(CH−、−C(CF−から選択される結合基によって結合していてよい。
上記式2中のGは、下記式2−1a〜2−9aで表される基から選択され得るが、これらに限定されない。
Figure 2019151818
例えば、上記式2中のGは、上記式2−8aで表される基であってもよい。
一実施形態において、二無水物化合物は、フッ素含有置換基を有する化合物を含み得る。あるいは、二無水物化合物は、フッ素含有置換基を有する化合物から構成されてもよい。この場合、含フッ素置換基は、フッ素化炭化水素基であってもよく、具体的にはトリフルオロメチル基であってもよい。しかし、それに限定されない。
別の実施形態では、二無水物化合物は単一成分又は2つの成分の混合物から構成されてもよい。
例えば、芳香族二無水物化合物は、下記式で表される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二無水物(6−FDA)を含むことができるが、これに限定されるものではない。
Figure 2019151818
ジアミン化合物及び二無水物化合物は重合してポリアミド酸を形成してもよい。
続いて、ポリアミド酸は脱水反応によりポリイミドに変換されてもよく、ポリイミドはイミド繰り返し単位を含む。
ポリイミドは、下記式Aで表される繰り返し単位を形成してもよい。
[式A]
Figure 2019151818
上記式A中、E、G及びeは上記の通りである。
例えば、ポリイミドは、下記式A−1で表される繰り返し単位を含むことができるが、これに限定されるものではない。
[式A−1]
Figure 2019151818
上記式A−1中、nは1〜400の整数である。
ジカルボニル化合物としては、特に限定されないが、例えば、下記式3で表される化合物が挙げられる。
[式3]
Figure 2019151818
上記式3において、
Jは、置換もしくは非置換の二価のC〜C30脂肪族環基、置換もしくは非置換の二価のC〜C30ヘテロ脂肪族環基、置換もしくは非置換の二価のC〜C30芳香環基、置換もしくは非置換の二価のC〜C30ヘテロ芳香環基、置換もしくは非置換のC〜C30のアルキレン基、置換もしくは非置換のC〜C30のアルケニレン基、置換もしくは非置換のC〜C30のアルキニレン基、−O−、−S−、−C(=O)−、−CH(OH)−、−S(=O)、−Si(CH−、−C(CH−、及びC(CFから選択され得る。
jは1〜5の整数から選択される。jが2以上のとき、Jは互いに同一でも異なっていてもよい。
Xはハロゲン原子である。具体的には、Xは、F、Cl、Br、Iなどであり得る。より具体的には、XはClであり得るが、これに限定されない。
上記式3中の(J)は、下記式3−1a〜3−14aで表される基から選択され得るが、これらに限定されない。
Figure 2019151818
具体的には、上記式3中の(J)は、下記式3−1b〜3−8bで表される基から選択され得るが、これらに限定されない。
Figure 2019151818
より具体的には、上記式3中の(J)は、上記式3−2b又は3−3bで表される基であってもよい。
一実施形態において、ジカルボニル化合物として、互いに異なる少なくとも2種類のジカルボニル化合物の混合物を用いてもよい。2種以上のジカルボニル化合物を用いる場合、ジカルボニル化合物として、上記式3中の(J)が上記式3−1b〜3−8bで表される基から選ばれる少なくとも2種のジカルボニル化合物を用いればよい。
他の実施形態では、ジカルボニル化合物は、芳香族構造を含む芳香族ジカルボニル化合物であり得る。
例えば、ジカルボニル化合物は、第一ジカルボニル化合物及び/又は第二ジカルボニル化合物を含み得る。
第一ジカルボニル化合物及び第二ジカルボニル化合物は、それぞれ芳香族ジカルボニル化合物であり得る。
第一ジカルボニル化合物と第二ジカルボニル化合物は、互いに異なる化合物であってもよい。
例えば、第一ジカルボニル化合物と第二ジカルボニル化合物は、互いに異なる芳香族ジカルボニル化合物であり得るが、これらに限定されない。
第一ジカルボニル化合物及び第二ジカルボニル化合物がそれぞれ芳香族ジカルボニル化合物である場合、それらはベンゼン環を含む。したがって、それらは、このようにして製造されたポリ(アミド−イミド)フィルムの表面硬度及び引張強度などの機械的性質の向上に寄与し得る。
ジカルボニル化合物は、以下の式で表されるように、塩化テレフタロイル(TPC)、1,1'−ビフェニル−4,4'−ジカルボニルジクロリド(BPDC)、又はそれらの組み合わせを含むことができる。しかし、それに限定されない。
Figure 2019151818
例えば、前記第一ジカルボニル化合物はBPDCを含み、前記第二ジカルボニル化合物はTPCを含むことができるが、これらに限定されない。
具体的には、第一ジカルボニル化合物としてBPDCを用い、第二ジカルボニル化合物としてTPCを適切に組み合わせて用いると、得られるポリ(アミド−イミド)フィルムの耐酸化性が高くなる。
ジアミン化合物とジカルボニル化合物とを重合して下記式Bで表される繰り返し単位を形成してもよい。
[式B]
Figure 2019151818
上記式B中、E、J、e、及びjは上記の通りである。
例えば、ジアミン化合物とジカルボニル化合物とを重合して、下記式B−1及び式B−2で表されるアミド繰り返し単位を形成してもよい。
[式B−1]
Figure 2019151818
上記式B−1中、xは1〜400の整数である。
[式B−2]
Figure 2019151818
上記式B−2において、yは1〜400の整数である。
別の実施形態において、ポリマー溶液は、ジアミン化合物、二無水物化合物、及びジカルボニル化合物を重合することによって形成されたポリ(アミド−イミド)ポリマーを含み得る。この場合、ジアミン化合物は一種類のジアミン化合物を含み、二無水物化合物は一種類の二無水物化合物を含み、そしてジカルボニル化合物は二種類のジカルボニル化合物を含み得る。
あるいは、ジアミン化合物は1種のジアミン化合物から構成されてもよく、二無水物化合物は1種の二無水物化合物から構成されてもよく、ジカルボニル化合物は2種のジカルボニル化合物から構成されてもよい。
上述したように、ポリ(アミド−イミド)フィルムの主成分であるポリ(アミド−イミド)樹脂は、構造単位としてアミド繰り返し単位とイミド繰り返し単位とを所定のモル比で含む樹脂である。
イミド繰り返し単位及びアミド繰り返し単位の含有量を適切に制御することにより、複雑な工程を経ることなく、光学特性、機械的特性及び柔軟性がバランスよく向上したポリ(アミド−イミド)フィルムを製造することができる。また、沈殿、濾過、乾燥、再溶解などの従来技術で採用されている工程を経ることなく、光学特性、機械的特性及び柔軟性がバランスよく改善されたポリ(アミド−イミド)フィルムを提供することができる。イミド繰り返し単位及びアミド繰り返し単位の含有量は、それぞれ芳香族二無水物及びジカルボニル化合物の量によって制御することができる。
ポリ(アミド−イミド)樹脂中のイミド繰り返し単位とアミド繰り返し単位とのモル比は、20:80〜80:20、例えば20:80〜50:50であり得る。この場合、イミド繰り返し単位は上記式Aで表される繰り返し単位であり、アミド繰り返し単位は上記式Bで表される繰り返し単位であり得る。
ポリ(アミド−イミド)樹脂のモル比が上記範囲を満足する場合、それを製造するために上記のようなモノマーを使用することによってポリマー溶液の粘度を制御することは容易である。その結果、ゲルシート及び硬化フィルムから表面に欠陥のない均一なフィルムを容易に製造することができる。
有機溶媒は、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、m−クレゾール、テトラヒドロフラン(THF)、及びクロロホルムからなる群から選択される少なくとも1つであり得る。具体的には、一実施形態において、重合溶液に使用される有機溶媒は、ジメチルアセトアミド(DMAc)であり得るが、これに限定されない。
次に、ポリマー溶液を製造する工程の後、ポリマー溶液をタンクに移す(S200)。
図2は、一実施形態に係るポリ(アミド−イミド)フィルムを製造するための処理設備を概略的に示す。図2を参照すると、重合装置(10)で上記のようなポリマー溶液を製造し、製造したポリマー溶液をタンク(20)に移して貯蔵する。
ここで、一旦ポリマー溶液が製造されると、ポリマー溶液をタンクに移すステップは、追加のステップなしで実行される。具体的には、重合装置内で製造されたポリマー溶液は、不純物を除去するために別の沈殿工程及び再溶解工程なしでタンクに移送され、そこで貯蔵される。従来の方法では、ポリマー溶液の製造中に発生した塩酸(HCl)のような不純物を除去するために、このように製造されたポリマー溶液を別の工程で精製して不純物を除去し、精製したポリマー溶液を溶媒中に再溶解する。しかしながら、この場合、不純物を除去する工程において有効成分の損失が増大し、結果として収率が低下するという問題があった。
したがって、本発明の製造方法は、一定量の不純物が存在しても、最終的にポリマー溶液を製造する工程で発生する不純物の量を最小化するか、又は後の工程で不純物を適切に制御し、最終フィルムの物性を劣化させない。このように、この方法は、フィルムを別々の沈殿又は再溶解工程なしに製造するという利点を有する。
タンク(20)は、ポリマー溶液を製フィルムする前に貯留する場所であり、その内部温度は−20℃〜20℃であり得る。
具体的には、−20℃〜15℃、−20℃〜10℃、−20℃〜5℃、又は−20℃〜0℃であり得るが、これらに限定されない。
タンク(20)の温度を上記範囲に制御すると、貯蔵中にポリマー溶液が劣化するのを防止することができ、含水量を低下させてそれから製造されるフィルムの欠陥を防止することができる。
ポリ(アミド−イミド)フィルムを製造する方法は、タンク(20)に移送されたポリマー溶液の減圧脱気を実施することをさらに含み得る。
真空脱ガスは、タンクの内圧を0.1バール〜0.7バールに減圧した後、30分〜3時間実施することができる。これらの条件下での真空脱ガスはポリマー溶液中の気泡を減少させるかもしれない。その結果、製造されたフィルムの表面欠陥を防止し、ヘイズなどの優れた光学特性を達成することができる。
また、ポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法は、タンク(20)に移送されたポリマー溶液を不活性ガスでパージすることをさらに含むことができる(S300)。
具体的には、パージは、内圧1気圧〜2気圧の不活性ガスでタンクをパージすることにより行われる。これらの条件下での窒素パージは、ポリマー溶液中の水分を除去し、不純物を減少させ、それによって反応収率を高め、そして曇り度及び機械的性質などの優れた光学的性質を達成することができる。
減圧脱気工程と窒素ガスによるタンクのパージ工程は、それぞれ別工程で行われる。
例えば、減圧脱気工程を行った後に、タンク内を窒素ガスで置換する工程を行ってもよいが、これに限定されない。
減圧脱気工程及び/又は窒素ガスでタンクをパージする工程は、このようにして製造されたポリ(アミド−イミド)フィルムの表面の物理的性質を改良することができる。
その後、本方法は、ポリマー溶液をタンク(20)に12時間〜360時間貯蔵することをさらに含んでもよい。ここで、タンク内の温度は−20℃〜20℃に保たれる。
ポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法は、タンク中にポリマー溶液をキャストし、次いでそれを乾燥させてゲルシートを製造することをさらに含み得る(S400)。
ポリマー溶液は、キャスティングロール又はキャスティングベルトなどのキャスティング本体上にキャスティングすることができる。
図2を参照すると、一実施形態では、ポリマー溶液を注型体としての注型ベルト(30)上に塗布し、移動させながら乾燥させてゲル状のシートとすることができる。
ポリマー溶液がベルト(30)上に注入されるとき、注入量は300g/分〜700g/分であり得る。高分子溶液の注入量が上記範囲を満たすと、ゲルシートを適切な厚さに均一に形成することができる。
また、ポリマー溶液のキャスト厚さは、200μm〜700μmとすることができる。ポリマー溶液が上記範囲内の厚さにキャスティングされる場合、乾燥及び熱処理後に製造される最終フィルムは適切かつ均一な厚さを有し得る。
このポリマー溶液をキャストした後、60℃〜150℃の温度で5分〜60分間乾燥してゲルシートを製造する。ポリマー溶液の溶媒は、乾燥中に部分的又は全体的に揮発してゲルシートを製造する。
上記のように、室温でのポリマー溶液の粘度は、100,000cps〜500,000cps、例えば、100,000cps〜400,000cps、100,000cps〜350,000cps、100,000cps〜300,000cps、又は150,000cps〜350,000cpsであり得る。粘度が上記範囲を満たすと、ポリマー溶液をベルト上に欠陥なく均一な厚さにキャストすることができる。
ポリ(アミド−イミド)フィルムを製造する方法は、ゲルシートを移動させながらゲルシートを熱処理して硬化フィルムを製造することを含む(S500)。
図2を参照すると、ゲルシートの熱処理は、それを熱硬化装置(40)に通すことによって実施することができる。
ゲルシートの熱処理は、80℃〜500℃の温度範囲で2℃/分〜80℃/分の昇温速度で5分〜40分間行うことができる。具体的には、ゲルシートの熱処理は、80℃〜470℃の温度範囲で10℃/分〜80℃/分の昇温速度で5分〜30分実施すればよい。
この場合、ゲルシートの熱処理の初期温度は80℃以上であり、熱処理の最高温度は300℃〜500℃であり得る。例えば、熱処理における最高温度は、350℃〜500℃、380℃〜500℃、400℃〜500℃、410℃〜480℃、410℃〜470℃、又は410℃〜450℃であり得る。
すなわち、図2を参照すると、熱硬化装置(40)の入口温度は熱処理の初期温度であり、熱硬化装置(40)の内側のある領域の温度は、熱処理における最高温度であり得る。
これらの条件下での熱処理は、適切な表面硬度及び弾性率を有するようにゲルシートを硬化させ、同時に硬化フィルムの高い光透過率及び低いヘイズを確保することができる。
ポリ(アミド−イミド)フィルムを製造する方法は、硬化フィルムを移動させながら冷却することを含む(S600)。
図2を参照すると、硬化フィルムの冷却は、熱硬化装置(40)を通過した後に行われる。それは、別個の冷却室(図示せず)を使用することによって、又は別個の冷却室なしで適切な温度雰囲気を形成することによって実行することができる。
硬化フィルムを移動させながら冷却する工程は、100℃/分〜1000℃/分の速度で降温する第一降温工程と、40℃/分〜400℃/分の速度で降温する第二降温工程とを含んでもよい。
この場合、具体的には、第一降温工程の後に第二降温工程が行われる。第一降温工程の降温速度は、第二降温工程の降温速度より速くてもよい。
例えば、第一降温工程の最大速度は、第二降温工程の最大速度よりも速い。あるいは、第一降温工程の最低速度は、第二降温工程の最低速度よりも速い。
このように多段階で硬化フィルムを冷却する工程を行えば、硬化フィルムの物性をより一層安定化させることができ、硬化工程中に達成されるフィルムの光学特性及び機械特性を長期間より安定に保つことができる。
ゲルシートの移動速度と硬化フィルムの移動速度は同じである。
ポリ(アミド−イミド)フィルムを製造するためのプロセスは、ワインダーを使用して冷却された硬化フィルムを巻き取ることを含む(S700)。
図2を参照すると、冷却された硬化フィルムは、ロール状ワインダー(50)を使用することによって巻き取られ得る。
この場合、乾燥時のベルト上のゲルシートの移動速度と巻き取り時の硬化フィルムの移動速度との比は、1:0.95〜1:1.40である。具体的には、移動速度の比は、1:0.99〜1:1.20、1:0.99〜1:1.10、又は1:1.10〜1:1.05であってもよいが、これに限定されない。
移動速度の比が上記範囲外であると、硬化フィルムの機械的特性が損なわれ、柔軟性や弾性が低下するおそれがある。
具体的には、乾燥時におけるベルト上のゲルシートの移動速度は、0.1m/min〜15m/min、例えば、0.5m/min〜10m/minとすればよい。
ポリ(アミド−イミド)フィルムを製造する方法において、下記数式1による厚さ変動(%)は、3%〜30%、例えば5%〜20%であり得る。
[数式1]
厚さばらつき(%)=(M1−M2)/M2×100
上記数式1において、M1はゲルシートの厚さ(μm)、M2は巻き取り時の冷却された硬化フィルムの厚さ(μm)である。
上記製造方法により製造されたポリ(アミド−イミド)フィルムは、高い耐酸化性を有し、高い光透過率、低いヘイズ、及び低い黄色指数(YI)などの優れた光学特性を確保することができる。さらに、モジュラス、伸び、引張特性、及び弾性復元力の点で柔軟性を必要とする基材上で長期間安定した機械的性質を達成することが可能である。
さらに、ポリ(アミド−イミド)フィルムを製造するための従来の方法では、塩酸(HCl)のような副生成物が重合反応時に発生する。このような副生成物を除去するための別々の沈殿、濾過、及び乾燥工程の後、得られたものを溶媒中に再度溶解して、フィルム形成用組成物を製造する。しかしながら、このような沈殿、濾過、乾燥、再溶解工程を行うと、収率が著しく低下するという問題がある。対照的に、一実施形態に係る製造方法では、ポリマー溶液を別々の沈殿、濾過、乾燥、及び再溶解工程にかけるべきではない。重合工程で生成したポリマー溶液を直接キャスト工程に供することができるので、収率を著しく向上させることができる。
また、従来のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法では、フィルムの透明性を確保し、黄変を防止するために、フィルム形成のための熱処理において窒素ガスでパージする工程が採用されている。これに対し、本実施形態に係る製造方法では、成フィルム工程及び熱処理工程において窒素パージを行わなくても、優れた光学特性を得ることができる。したがって、製造過程で不純物が混ざっている可能性や、光学的特性以外の他の物理的特性が損なわれる可能性を排除することが可能である。
別の実施形態では、ポリ(アミド−イミド)フィルムを製造するための上記の方法によって製造されたポリ(アミド−イミド)フィルムが提供される。
上記のような製造方法によって製造されたポリ(アミド−イミド)フィルムは、光学的性質及び機械的性質に優れる。ポリ(アミド−イミド)フィルムは、可撓性及び透明性を必要とする様々な用途に適用可能であり得る。例えば、ポリ(アミド−イミド)フィルムは、太陽電池、ディスプレイ、半導体デバイス、センサーなどに適用することができる。
ポリ(アミド−イミド)フィルムは、80%以上の全光線透過率を有することができる。具体的には、ポリ(アミド−イミド)フィルムの全光線透過率は80%〜99%であり得る。例えば、85%〜99%又は88%〜99%であり得る。
ポリ(アミド−イミド)フィルムは、3%以下の曇り度を有し得る。例えば、ヘイズは2%以下、又は1%以下であり得る。
ポリ(アミド−イミド)フィルムは、室温で測定したときに5GPa〜10GPaのMD方向の弾性率を有することができる。例えば、弾性率は、6GPa〜10GPa又は7GPa〜10GPaであり得る。また、TD方向の弾性率は、5GPa〜10GPa又は6GPa〜10GPaであってもよい。
UTM圧縮モードで2.5mmの球状先端を用いて10mm/分の速度でポリ(アミド−イミド)フィルムを穿孔するとき、亀裂を含む穿孔の最大直径(mm)は60mm以下である。具体的には、最大穿孔径は、5〜60mm、10〜60mm、15〜60mm、20〜60mm、25〜60mm、又は25〜58mmであり得るが、これらに限定されない。
ポリ(アミド−イミド)フィルムは、0.4kgf/μm以上の圧縮強度を有する。具体的には、圧縮強度は、0.45kgf/μm以上、又は0.46kgf/μm以上であってもよいが、これに限定されない。
ポリ(アミド−イミド)フィルムは5以下の黄色度指数を有する。具体的には、黄色度指数は、3以下、2.9以下、2.7以下、2.5以下、2.3以下、2.2以下、又は2.1以下であり得るが、これらに限定されない。
ポリ(アミド−イミド)フィルムは、表面硬度がHB以上である。具体的には、表面硬度がH以上、2H以上であってもよいが、これに限定されない。
ポリ(アミド−イミド)フィルムは、15kgf/mm以上の引張強度を有する。具体的には、18kgf/mm以上、20kgf/mm以上、21kgf/mm以上、22kgf/mm以上であってもよいが、これらに限定されない。
ポリ(アミド−イミド)フィルムは15%以上の伸びを有する。具体的には、伸びは、16%以上、17%以上、又は17.5%以上であってもよいが、これらに限定されない。
上述のようなポリ(アミド−イミド)フィルムの様々な特性を組み合わせることができる。
上記のポリ(アミド−イミド)フィルムの物理的性質は、40μm〜60μmの厚さに基づく。例えば、ポリ(アミド−イミド)フィルムの物理的性質は50μmの厚さに基づいている。また、「MD方向」とは、フィルムを製造する際にベルトが移動する方向をいい、「TD方向」とは、MD方向に対して垂直な方向をいう。
上記のポリ(アミド−イミド)フィルムの特性は、ポリ(アミド−イミド)フィルムを構成する成分の化学的及び物理的特性と、上記のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法の各工程における条件との組み合わせによって実現される結果である。
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。ただし、下記実施例は本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲が下記実施例に限定されることはない。
実施例1〜6及び比較例1については、表1に示す組成で各原料成分を製造した。
Figure 2019151818
実施例 1
温度制御可能なダブルジャケットを備えた1,000リットルの重合装置に、有機溶媒としてジメチルアセトアミド(DMAc)を窒素雰囲気下、20℃で装入した。その後、芳香族ジアミンとして2,2'−ビス(トリフルオロメチル)−4,4'−ジアミノビフェニル(TFDB)をゆっくり添加して溶解させた。
続いて、芳香族二無水物である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二無水物(6−FDA)をゆっくり加えながら1時間攪拌した。
次に、第一ジカルボニル化合物として1,1'−ビフェニル−4,4'−ジカルボニルジクロリド(BPDC)を加え、1時間攪拌した。そして、第二ジカルボニル化合物としてのテレフタロイルクロライド(TPC)を添加して1時間攪拌して第一ポリマー溶液を製造した。
このようにして製造した第一ポリマー溶液の粘度を測定した。測定された粘度が目標粘度に達しなかった場合、10重量%の濃度のDMAc有機溶媒中のTPC溶液を製造し、そして1mlのTPC溶液を第一ポリマー溶液に添加し、続いて混合物を攪拌した。30分間粘度が200,000cpsになるまでこの操作を繰り返し、第二ポリマー溶液を製造した。
第二ポリマー溶液をタンクに移し、−10℃で貯蔵した。タンク内の圧力が0.3バールとなるように、タンクを1.5時間脱気した。その後、1.5気圧の内圧で窒素ガスをパージした。パージ時に、第二ポリマー溶液をタンク内に30時間貯蔵した。
続いて、第二ポリマー溶液をキャストした後、80℃の熱風で30分間乾燥してゲルシートを製造した。その後、ゲルシートを移動させながら、80℃〜500℃の温度範囲で昇温速度2℃/分〜80℃/分で30分間熱処理した。その後、800℃/分の速度で降温して第一降温工程を行い、続いて100℃/分の速度で降温して第二降温工程を行い、ポリ(アミド−イミド)フィルムを得た。ワインダーを使用してフィルムを巻き取った。このとき、乾燥時のベルト上のゲルシートの移動速度は1m/sであった。乾燥時のベルト上のゲルシートの移動速度と巻き取り時のフィルムの移動速度との比が1:1.01〜1:1.10の範囲内になるようにワインダーの速度を制御した。
実施例 2
製造した第二ポリマー溶液を0℃に保たれたタンクに移して貯蔵することを除いては、同じ方法でフィルムを製造した。
実施例 3
製造した第二ポリマー溶液を30℃に保たれたタンクに移して貯蔵することを除いては、同じ方法でフィルムを製造した。
実施例 4
第二ポリマー溶液をパージした後、「第二ポリマー溶液をタンクに30時間貯蔵する工程」を行ってなかった以外は、実施例1と同様にフィルムを作った。
実施例 5
「タンク内の圧力を0.3 barとなるように5時間脱気する工程」として、「タンク内の圧力を0.3バールの圧力となるように1.5時間脱気する工程」に代えたこと以外は実施例1と同様にしてフィルムを製造した。
実施例 6
第二ポリマー溶液のパージ後に「タンク内の圧力が0.3バールになるように1.5時間脱ガスする工程」を行わなかった以外は、実施例1と同じ様式でフィルムを製造した。
比較例1
第二ポリマー溶液をタンクに移した後に「タンクを窒素ガスでパージする工程」を行わなかった以外は、実施例1と同様にしてフィルムを製造した。
評価例
実施例1〜6及び比較例1に係るフィルムについて、以下の特性を測定し、評価した。
評価例 1: フィルムの厚みの測定
厚さは、ミツトヨ製デジタルマイクロメーター547−401を用いて幅方向5点で測定した。それらの平均値を厚さとして採用した。
評価例 2: 光透過率の測定
550nmにおける透過率は、日本電色工業社製ヘイズメーターNDH−5000Wを用いて測定した。
評価例 3: ヘイズの測定
ヘイズの測定は、日本電色工業製のヘイズメーターNDH−5000Wを用いて行った。
評価例4:黄色度指数の測定
黄色度指数(YI)は、CIE表色系を用いて分光光度計(UltraScan PRO、Hunter Associates Laboratory)で測定した。
評価例5:モジュラスの測定
フィルムの主収縮方向に垂直な方向に少なくとも5cm、主収縮方向に10cmだけ試料を切り出した。インストロンの万能試験機UTM5566Aに5cm間隔で配置したクリップで固定した。試料を室温で5mm/分の速度で延伸しながら破断するまで応力−ひずみ曲線を得た。応力−ひずみ曲線における初期ひずみに対する荷重の傾きをモジュラス(GPa)とした。
評価例6:伸びの測定
フィルムの主収縮方向に垂直な方向に少なくとも5cm、主収縮方向に10cmだけ試料を切り出した。インストロンの万能試験機UTM5566Aに5cm間隔で配置したクリップで固定した。試料を室温で5mm/分の速度で延伸しながら破断するまで応力−ひずみ曲線を得た。応力−歪曲線における破断時の最大伸び率を伸び率(%)とした。
評価例7:引張強度の測定
フィルムの主収縮方向に垂直な方向に少なくとも5cm、主収縮方向に10cmだけ試料を切り出した。インストロンの万能試験機UTM5566Aに5cm間隔で配置したクリップで固定した。試料を室温で5mm/分の速度で延伸しながら破断するまで応力−ひずみ曲線を得た。応力−歪曲線における破壊時の最大出力を引張強度(kgf/mm)とした。
[表2]
Figure 2019151818
上記表2から分かるように、実施例1〜6の製造方法は、比較例1の製造方法と比較して、光学特性及び機械特性に優れるポリ(アミド−イミド)フィルムを製造することができた。
10: 重合装置
20: タンク
30: ベルト
40: 熱硬化装置
50: ワインダー

Claims (17)

  1. 重合装置内でジアミン化合物、二無水物化合物及びジカルボニル化合物を有機溶媒中で同時又は順次混合して反応させてポリマー溶液を製造すること;
    ポリマー溶液をタンクに移送すること;
    タンクを不活性ガスでパージすること;
    タンク中のポリマー溶液をベルト上にキャストし、次いでそれを乾燥してゲルシートを製造すること;
    ゲルシートを移動させながら熱処理して硬化フィルムを製造すること;
    硬化フィルムを移動させながら冷却すること;及び
    冷却した硬化フィルムをワインダーで巻き取ること、
    を含む、ポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法。
  2. ポリマー溶液を製造する工程が以下:
    (a)ジアミン化合物、二無水物化合物及びジカルボニル化合物を有機溶媒中で同時に又は順次混合して反応させて第一ポリマー溶液を製造すること;
    (b)第一ポリマー溶液の粘度を測定し、目標粘度に達しているかどうかを評価すること;及び
    (c)第一ポリマー溶液の粘度が目標粘度に達していない場合は、さらにジカルボニル化合物を加えて目標粘度を有する第二ポリマー溶液を製造すること、
    を含み得る、請求項1に記載のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法。
  3. 目標粘度は室温で100,000cps〜300,000cpsである、請求項2に記載のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法。
  4. ポリマー溶液を製造する工程において、タンクを不活性ガスでパージする工程をさらに含む、請求項1に記載のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法。
  5. 一旦ポリマー溶液が製造されると、ポリマー溶液をタンクに移す工程はいかなる追加工程もなしに実施される、請求項1に記載のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法。
  6. タンクの内部温度は−20℃〜20℃である、請求項1に記載のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法。
  7. ポリマー溶液がタンクに移された後に減圧脱気を行うことをさらに含む、請求項1に記載のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法。
  8. 減圧脱気は、タンクの内圧を0.1〜0.7バールに減圧した後、30分〜3時間行われる、請求項7に記載の耐熱性樹脂組成物。
  9. パージは、1気圧〜2気圧の内圧の不活性ガスでタンクをパージすることによって行われる、請求項1に記載のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法。
  10. パージ工程の後に、ポリマー溶液をタンク内に12時間〜360時間貯蔵することをさらに含む、請求項1に記載のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法。
  11. 前記ポリマー溶液をキャストした後、60℃〜150℃の温度で5分〜60分間乾燥してゲルシートを製造する、請求項1に記載のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法。
  12. 熱処理は、2℃/分〜80℃/分の昇温速度で5〜40分間、80℃〜500℃の温度範囲で行われる、請求項1に記載のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法。
  13. ゲルシートの熱処理の初期温度が80℃以上であり、熱処理の最高温度が300℃〜500℃である、請求項12に記載のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法。
  14. 硬化フィルムを移動させながら冷却するステップは、
    100℃/分〜1,000℃/分の速度で降温する第一降温工程及び、40℃/分〜400℃/分の速度で降温する第二降温工程;
    第二降温工程は、第一降温工程の後に行われ;かつ
    第一降温工程の降温速度は、第二降温工程の降温速度よりも速い、
    請求項1に記載のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法。
  15. 乾燥時のベルト上のゲルシートの移動速度と巻き取り時の硬化フィルムの移動速度との比が1:0.95〜1:1.40である、請求項1に記載のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法。
  16. 下記数式1の厚さ変動(%)が3%〜30%である、
    [数式1]
    厚さばらつき(%)=(M1−M2)/M2×100
    (数式1において、M1はゲルシートの厚さ(μm)、M2は巻き取り時の冷却された硬化フィルムの厚さ(μm)である)、
    請求項1に記載のポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法。
  17. 請求項1に記載の製造方法によって製造されたポリ(アミド−イミド)フィルム。
JP2018228489A 2017-12-28 2018-12-05 ポリ(アミド-イミド)フィルムの製造方法及びそれにより製造されたポリ(アミド-イミド)フィルム Active JP7345247B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021110232A JP2021165399A (ja) 2017-12-28 2021-07-01 ポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法及びそれにより製造されたポリ(アミド−イミド)フィルム

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0182861 2017-12-28
KR1020170182861A KR102091559B1 (ko) 2017-12-28 2017-12-28 폴리(아마이드-이미드) 필름의 제조방법 및 이에 의해 제조된 폴리(아마이드-이미드) 필름

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021110232A Division JP2021165399A (ja) 2017-12-28 2021-07-01 ポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法及びそれにより製造されたポリ(アミド−イミド)フィルム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019151818A true JP2019151818A (ja) 2019-09-12
JP7345247B2 JP7345247B2 (ja) 2023-09-15

Family

ID=64665555

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018228489A Active JP7345247B2 (ja) 2017-12-28 2018-12-05 ポリ(アミド-イミド)フィルムの製造方法及びそれにより製造されたポリ(アミド-イミド)フィルム
JP2021110232A Pending JP2021165399A (ja) 2017-12-28 2021-07-01 ポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法及びそれにより製造されたポリ(アミド−イミド)フィルム

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021110232A Pending JP2021165399A (ja) 2017-12-28 2021-07-01 ポリ(アミド−イミド)フィルムの製造方法及びそれにより製造されたポリ(アミド−イミド)フィルム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11365287B2 (ja)
EP (1) EP3505558B1 (ja)
JP (2) JP7345247B2 (ja)
KR (1) KR102091559B1 (ja)
CN (2) CN113801323B (ja)
TW (1) TWI710588B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019214705A (ja) * 2018-06-08 2019-12-19 住友化学株式会社 ポリアミドイミド前駆体の製造方法
WO2020137872A1 (ja) * 2018-12-26 2020-07-02 住友化学株式会社 ポリイミド系樹脂の製造方法
JP7495788B2 (ja) 2018-12-26 2024-06-05 住友化学株式会社 ポリイミド系樹脂の製造方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102036227B1 (ko) * 2018-01-31 2019-10-24 에스케이씨 주식회사 폴리아마이드-이미드 필름 및 이의 제조방법
US20200407520A1 (en) * 2019-06-28 2020-12-31 Skc Co., Ltd. Polyimide-based film and preparation method thereof
KR102147278B1 (ko) * 2019-07-05 2020-08-24 에스케이이노베이션 주식회사 폴리이미드계 필름, 커버윈도우용 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR102507133B1 (ko) * 2021-03-09 2023-03-07 에스케이마이크로웍스 주식회사 폴리아마이드계 필름, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 커버 윈도우 및 디스플레이 장치
KR102634466B1 (ko) * 2021-08-20 2024-02-06 에스케이마이크로웍스 주식회사 폴리아마이드-이미드계 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 커버 윈도우 및 디스플레이 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59204518A (ja) * 1983-05-09 1984-11-19 Mitsui Toatsu Chem Inc 共重合体フイルムの製造方法
JPH09227697A (ja) * 1996-02-21 1997-09-02 Toho Rayon Co Ltd ゲルを経由した耐熱性ポリイミドフィルムの製造方法
JP2015127111A (ja) * 2013-12-27 2015-07-09 コニカミノルタ株式会社 導電性シート、その製造方法および画像形成装置
JP2017067824A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 富士フイルム株式会社 組成物、組成物の製造方法、膜、近赤外線カットフィルタ、固体撮像素子、カメラモジュールおよび画像表示装置
JP2017113938A (ja) * 2015-12-22 2017-06-29 大日精化工業株式会社 高分子膜の製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5729425A (en) * 1980-07-31 1982-02-17 Nippon Carbide Ind Co Ltd Manufacture of polyimide film or polyamide-imide film
JP2003306560A (ja) 2002-04-12 2003-10-31 Toyobo Co Ltd 光学用ポリアミドイミドフイルム、透明導電性フイルムおよび透明タッチパネル
US20070085234A1 (en) * 2005-10-19 2007-04-19 Boyle Timothy J Method and apparatus for solution casting film with secondary component
CN102443264A (zh) * 2011-10-14 2012-05-09 宁波今山电子材料有限公司 可成型聚酰亚胺薄膜的生产方法
KR20130071650A (ko) 2011-12-21 2013-07-01 코오롱인더스트리 주식회사 투명 폴리아마이드―이미드 필름 및 그 제조방법
KR101968258B1 (ko) 2012-02-07 2019-04-12 삼성전자주식회사 폴리(아미드-이미드) 블록 코폴리머, 이를 포함하는 성형품 및 상기 성형품을 포함하는 디스플레이 장치
KR102110520B1 (ko) * 2013-08-26 2020-05-14 삼성전자주식회사 폴리(이미드-아미드) 코폴리머, 및 폴리(이미드-아미드) 코폴리머를 포함하는 조성물
KR102232009B1 (ko) * 2014-12-30 2021-03-25 코오롱인더스트리 주식회사 폴리아마이드-이미드 전구체, 폴리아마이드-이미드 필름 및 이를 포함하는 표시소자
TWI683837B (zh) * 2015-06-26 2020-02-01 南韓商可隆股份有限公司 聚醯胺醯亞胺前驅物組成物、聚醯胺醯亞胺薄膜及顯示裝置
KR20170076171A (ko) * 2015-12-24 2017-07-04 삼성전자주식회사 폴리(아미드-이미드) 코폴리머 필름, 및 이를 포함하는 표시 장치
US10316145B2 (en) 2016-05-20 2019-06-11 Sk Innovation Co., Ltd. Polyamic acid composition, polyamideimide film thereof and method for preparing polyamideimide film
JP7220025B2 (ja) 2017-06-09 2023-02-09 三星電子株式会社 ポリイミドまたはポリ(アミド-イミド)コポリマーを含むフィルム、該フィルムを含む表示装置、および該フィルムの製造方法
CN107400251A (zh) 2017-07-27 2017-11-28 浙江清和新材料科技有限公司 柔性印刷线路板用聚酰亚胺薄膜的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59204518A (ja) * 1983-05-09 1984-11-19 Mitsui Toatsu Chem Inc 共重合体フイルムの製造方法
JPH09227697A (ja) * 1996-02-21 1997-09-02 Toho Rayon Co Ltd ゲルを経由した耐熱性ポリイミドフィルムの製造方法
JP2015127111A (ja) * 2013-12-27 2015-07-09 コニカミノルタ株式会社 導電性シート、その製造方法および画像形成装置
JP2017067824A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 富士フイルム株式会社 組成物、組成物の製造方法、膜、近赤外線カットフィルタ、固体撮像素子、カメラモジュールおよび画像表示装置
JP2017113938A (ja) * 2015-12-22 2017-06-29 大日精化工業株式会社 高分子膜の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019214705A (ja) * 2018-06-08 2019-12-19 住友化学株式会社 ポリアミドイミド前駆体の製造方法
WO2020137872A1 (ja) * 2018-12-26 2020-07-02 住友化学株式会社 ポリイミド系樹脂の製造方法
JP7495788B2 (ja) 2018-12-26 2024-06-05 住友化学株式会社 ポリイミド系樹脂の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190080426A (ko) 2019-07-08
JP2021165399A (ja) 2021-10-14
EP3505558A1 (en) 2019-07-03
JP7345247B2 (ja) 2023-09-15
TWI710588B (zh) 2020-11-21
US11365287B2 (en) 2022-06-21
EP3505558B1 (en) 2020-07-15
CN113801323B (zh) 2023-09-01
KR102091559B1 (ko) 2020-03-20
CN113801323A (zh) 2021-12-17
CN109575286B (zh) 2021-11-09
CN109575286A (zh) 2019-04-05
TW201930418A (zh) 2019-08-01
US20190202990A1 (en) 2019-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7080366B2 (ja) ポリアミドイミドフィルムおよびその製造方法
JP7345247B2 (ja) ポリ(アミド-イミド)フィルムの製造方法及びそれにより製造されたポリ(アミド-イミド)フィルム
TWI668249B (zh) 聚醯胺-醯亞胺膜及其製備方法
CN112225898B (zh) 聚酰胺-酰亚胺膜、其制备方法以及包含其的显示前面板和显示装置
KR102464794B1 (ko) 폴리이미드계 필름 및 이의 제조 방법
CN112142999B (zh) 基膜、其制备方法以及包括该基膜的覆盖窗和显示装置
KR20200082203A (ko) 폴리이미드 필름 및 이를 포함한 디스플레이 장치
CN112225923A (zh) 聚酰亚胺基膜及其制备方法
KR102252331B1 (ko) 폴리(아마이드-이미드) 필름의 제조방법 및 이에 의해 제조된 폴리(아마이드-이미드) 필름

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191211

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200402

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200609

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200908

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210302

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210701

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20210701

C11 Written invitation by the commissioner to file amendments

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C11

Effective date: 20210713

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20210816

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20210817

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20211008

C211 Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211

Effective date: 20211012

C22 Notice of designation (change) of administrative judge

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22

Effective date: 20230110

C13 Notice of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C13

Effective date: 20230411

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20230427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230707

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230905

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7345247

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150