JPH0656992A - ポリイミドフィルム - Google Patents

ポリイミドフィルム

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JPH0656992A
JPH0656992A JP23144892A JP23144892A JPH0656992A JP H0656992 A JPH0656992 A JP H0656992A JP 23144892 A JP23144892 A JP 23144892A JP 23144892 A JP23144892 A JP 23144892A JP H0656992 A JPH0656992 A JP H0656992A
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JP
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film
polyimide film
formula
polyamic acid
polyimide
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JP23144892A
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English (en)
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Yoshiaki Iwaya
嘉昭 岩屋
Toshiro Ikeda
俊郎 池田
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Unitika Ltd
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Unitika Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/032Organic insulating material consisting of one material
    • H05K1/0346Organic insulating material consisting of one material containing N

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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高強度,高弾性率であり,かつ耐熱性にも優
れた,汎用の有機溶媒から成形可能な芳香族複素環含有
のポリイミドフィルムを提供する。 【構成】 下記一般式(1)で示される繰り返し単位を
有するポリイミドから構成されてなるポリイミドフィル
ム。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,高強度,高弾性率であ
り,かつ耐熱性にも優れた芳香族複素環ポリイミドフィ
ルムに関するものであり,さらに詳しくは,主鎖中にベ
ンゾオキサゾール骨格を含有することを特徴とするポリ
イミドフィルムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】テトラカルボン酸二無水物とジアミンを
原料として製造されるポリイミドフィルムが,耐熱性,
耐薬品性,電気絶縁耐性,機械的強度,耐放射線耐性等
の点で優れた特性を有していることは従来からよく知ら
れており,このような諸特性に基づいて,近年,フレキ
シブルプリント回路用基板(FPC)やTABのベース
フィルムまたは各種電気絶縁材料等に広範囲に利用され
ている〔J.Polymer Sci.,1373(1965),プラスチック
エージ,34(5),187(1988)〕。
【0003】しかしながら,上記ポリイミドフィルム
は,耐熱性,柔軟性に優れているものの,引張強度や引
張弾性率等の剛性については十分ではなく,さらに,熱
膨張係数が比較的大きいこと,誘電率も高いといった点
で,エレクトロニクス向け材料としては必ずしも満足さ
れるものではない。
【0004】他方,PETフィルムは,特性バランスが
よく,安価で汎用性も大きいので,磁気テープやFPC
用ベースフィルム等,工業的に大量に使用されている
が,耐熱性の点で十分でなく,信頼性の要求されるエレ
クトロニクス分野では使用上限界がある。
【0005】また,これらの中間的工業用フィルムとし
て,近年,ポリエチレンナフタレート,ポリエーテルイ
ミド,ポリパラバン酸,アラミドフィルム等が開発さ
れ,その中でも特にアラミドフィルムは,その高い剛性
と耐熱性のバランスのよさから注目されているが,従来
のポリイミドフィルムに較べて耐熱性,寸法安定性,吸
湿性の点で劣るという問題点がある〔Polym.Eng.Sci,2
9,1237(1989) 〕。
【0006】さらに,高強度,高弾性率かつ高耐熱性を
示す芳香族複素環ポリマーとして開発されたポリ−p−
フェニレンベンゾビスチアゾール(PBT)やポリ−p
−フェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)は,こ
れまで既存の有機ポリマー中では最高レベルの高弾性率
繊維が得られているが,これらは,一般に異方性ドープ
を形成するので,等方性の要求されるフィルムについて
は,ほとんど報告されていないのが実状である〔Polyme
r,29,1354(1988) 〕。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は,ポリイミド
フィルムが本来有する耐熱性や電気絶縁特性等の諸特性
に加えて,アラミドフィルムに発現されている高弾性率
化を付与することができるベンゾオキサゾール環を含有
するポリイミドフィルムを提供することを目的とするも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは,上記課題
を解決するために,鋭意検討を行った結果,ベンゾオキ
サゾール環を主鎖に有するポリイミドフィルムが上記課
題を解決することができるという知見を得,この知見に
基づいて本発明に到達した。
【0009】すなわち,本発明は,下記一般式(1)で
示される繰り返し単位を有するポリイミドから構成され
てなるポリイミドフィルムを要旨とするものである。
【0010】
【化2】
【0011】以下,本発明について詳細に説明する。本
発明において,一般式(1)で示される繰り返し単位を
有するポリイミドから構成されてなるポリイミドフィル
ムは,下記式(2)で示されるベンゾオキサゾール環を
含有するジアミンと下記一般式(3)で示されるテトラ
カルボン酸二無水物とを窒素下に極性有機溶媒中で反応
しめてポリアミド酸とし,この溶液をガラス板もしくは
金属板上にキャストした後,さらに,熱または化学閉環
剤によりイミド閉環することにより得ることができる。
【0012】
【化3】
【0013】
【化4】
【0014】本発明に用いられるベンゾオキサゾール環
含有ジアミンの製造方法は,特に制限はなく,各種公知
の製造方法を用いることができる。例えば,Hetrocychi
c Chem. ,119(1969)に記載された方法に従
って,2,4−ジアミノフェノール・二塩酸塩(慣用名:
アミドール)とp−アミノ安息香酸とをポリリン酸中,
160〜200℃の温度下で反応させた後,これを5倍
量の水で沈殿させ,中和後,析出したケーキ状物を濾
別,乾燥することにより得ることができる。
【0015】また,本発明において用いられるテトラカ
ルボン酸二無水物としては,前記一般式(3)で示され
る化合物があげられ,具体例としては,ピロメリット酸
二無水物,3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物があげられる。
【0016】本発明において前記ポリアミド酸を製造す
る際の式(2)で示されるジアミンと一般式(3)で示
されるテトラカルボン酸二無水物との仕込み比率は,1.
1 :1〜0.9 :1が好ましく,特に1.05 :1〜0.95 :1
が好ましく,化学量論的には1:1のモル比であるのが
最適であるが,これらの成分のうち一方を他方に対して
5モル%まで過剰に用いてもよい。
【0017】本発明で使用する極性有機溶剤としては,
原料モノマーおよび生成するポリアミド酸のいずれをも
溶解するものであれば特に限定されないが,例えば,N
−メチル−2−ピロリドン,N−アセチル−2−ピロリ
ドン,N,N−ジメチルホルムアミド,N,N−ジエチ
ルホルムアミド,N,N−ジメチルアセトアミド,ジメ
チルスルホキシド,ヘキサメチルホスホリックアミド,
エチルセロソルブアセテート,ジエチレングリコールジ
メチルエーテル,スルホラン,ハロゲン化フェノール類
等があげられ,これらの溶媒は,単独あるいは混合して
使用することができる。極性有機溶媒の使用量は,仕込
みモノマーを溶解するのに十分な量であればよく,通常
は5〜50重量%であり,好ましくは10〜20重量%
の固形分を含むものであればよい。
【0018】また,ポリアミド酸の製造段階において
は,反応温度は0〜100℃,好ましくは10〜50
℃,反応時間は1〜24時間の範囲とすればよく,反応
の終点は,IRによる酸無水物の特性吸収ピークの消失
により決定できる。
【0019】このようにして得られたポリアミド酸は,
その還元比粘度(N−メチル−2−ピロリドン中,30
℃,ポリマー濃度0.5g/デシリットルの条件下で測定
した値,ηsp/C)が通常1.0〜3.0の範囲で得られ
る。そして,このポリアミド酸の状態でガラスもしくは
金属基板上に塗布した後乾燥し,基板よりフィルムを剥
離し,加熱処理するか,もしくは化学閉環剤処理するこ
とによりポリイミドに変換することができる。ここで加
熱処理する場合には,窒素下で200〜350℃の温度
範囲とするのがよく,また,化学閉環剤としては,ピリ
ジン,無水酢酸,安息香酸等を用いるのがよい。
【0020】上記のイミド閉環反応の一実施態様を以下
に具体的に示す。すなわち,上記の方法により得られた
ポリアミド酸溶液をガラス板上に塗布し,80℃で1時
間乾燥した後,ガラス板上からフィルムを剥離する。か
くして得られたフィルムを,窒素雰囲気中,200〜3
50℃で数分〜数時間,好ましくは250〜350℃で
1〜数時間加熱処理を行うことによりイミド閉環せしめ
る。このようにして褐色のポリイミドフィルムが得られ
る。このようにして得られたポリイミドフィルムの厚さ
としては,ポリアミド酸の固形分濃度,フィルムアプリ
ケーターのゲージ厚により異なるが,一般的には10〜
50μmの厚さのものが得られる。
【0021】
【実施例】以下,本発明を実施例により具体的に説明す
る。
【0022】参考例1 2−(4−アミノフェニル)−5−アミノベンゾオキサ
ゾール(以下,APABOと略す。)を次のようにして
合成した。2,4−ジアミノフェノール・二塩酸塩(アミ
ドール)9.85g(50ミリモル)をポリリン酸100
g中に加え,窒素下,55℃で30分,さらに80℃で
15時間攪拌を続け,脱塩化水素反応を行うと,溶液は
透明となった。次いで,p−アミノ安息香酸6.86g
(50ミリモル)を加え,130℃で2時間,175℃
で10時間反応させた。反応後,水中に投入し,10重
量%カセイソーダ水溶液で中和し,析出した沈殿物を濾
別,減圧乾燥することにより淡褐色粉末状物を得た。こ
のときの収率は84%であった。
【0023】参考例2 まず,2,4−ジアミノフェノール・二塩酸塩(アミドー
ル)9.85g(50ミリモル)をポリリン酸100g中
に加え,窒素下,55℃で1.5時間,さらに80℃で1
0時間攪拌を続け,脱塩化水素反応を行うと,溶液は透
明となった。次いで,p−アミノ安息香酸7.54g(5
5ミリモル)を加え,130℃で2時間,175℃で2
0時間反応させた。反応後,水中に投入し,10重量%
カセイソーダ水溶液で中和し,析出した沈殿物を濾別,
減圧乾燥することにより淡褐色粉末状物を得た。このと
きの収率は90%であった。
【0024】実施例1 窒素導入管,温度計,攪拌棒を備えた100ミリリット
ルの4つ口フラスコ内を窒素置換した後,参考例1で合
成したAPABO5.00g(22.2ミリモル)を仕込ん
だ。次いで,N−メチル−2−ピロリドン50ミリリッ
トルを加えて完全に溶解させた後,ピロメリット酸二無
水物4.85g(22.2ミリモル)を加え,25℃の反応
温度で15時間攪拌すると,褐色で粘調なポリアミド酸
溶液が得られた。このもののηsp/Cは2.0であっ
た。
【0025】続いて,このポリアミド酸溶液をそのまま
ガラス板上にフィルムアプリケーターを用いてキャスト
し,80℃で1時間乾燥した後,ガラス板より剥離し,
固定枠に挟んで減圧下,300℃で2時間加熱すること
により褐色のポリイミドフィルムを得た。
【0026】実施例2 窒素導入管,温度計,攪拌棒を備えた100ミリリット
ルの4つ口フラスコ内を窒素置換した後,参考例2で合
成したAPABO5.00g(22.2ミリモル)を仕込ん
だ。次いで,N,N-ジメチルアセトアミド50ミリリット
ルを加えて完全に溶解した後,ピロメリット酸二無水物
4.90g(22.2ミリモル)を加え,20℃の反応温度
で10時間攪拌すると,褐色で粘調なポリアミド酸溶液
が得られた。このもののηsp/Cは2.9であり,実施
例1と同様にして褐色のポリイミドフィルムを得た。
【0027】実施例3 テトラカルボン酸二無水物として3,3',4,4'−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物6.53g(22.2ミリ
モル)を用いる以外は,実施例1と同様にしてポリアミ
ド酸溶液を得た。このもののηsp/Cは1.5であり,
実施例1と同様にして褐色のポリイミドフィルムを得
た。
【0028】実施例4 テトラカルボン酸二無水物として3,3',4,4'−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物6.62g(22.5ミリ
モル)を用いる以外は,実施例2と同様にしてポリアミ
ド酸溶液を得た。このもののηsp/Cは2.1であり,
実施例1と同様にして褐色のポリイミドフィルムを得
た。
【0029】比較例1 ジアミン成分として4,4'−ジアミノジフェニルエーテ
ル4.45g( 22.2ミリモル)を用いる以外は,実施例
1と同様にしてポリアミド酸溶液を得た。このもののη
sp/Cは2.6であり,実施例1と同様にして褐色のポ
リイミドフィルムを得た。
【0030】比較例2 ポリイミドフィルムとして市販のカプトンフィルムを比
較サンプルとして用いた。
【0031】以上,得られたフィルムにつき,次に記述
した方法により性能を測定し,得られた結果を表1に示
した。 (1)引張強さ,引張弾性率および伸度 JIS K−7327に伴い,所定サイズの試料を作製
し,インテスコ社製の精密万能材料試験機2020型を
用いて測定した。 (2)熱分解開始温度(Td) パーキン・エルマー社製TGAを用いて,N2 気流下,
20℃/分で昇温し,熱分解開始温度を測定することに
より耐熱性を評価した。
【0032】
【表1】
【0033】表1より本発明のポリイミドフィルムは,
引張強度,引張弾性率に優れていることは明らかであ
る。
【0034】
【発明の効果】以上述べたように,本発明のポリイミド
フィルムは,ベンゾオキサゾール環を主鎖に有している
ので,ポリイミドフィルムが本来有する耐熱性や電気絶
縁特性等の特性を損なうことなく,高弾性率化を付与し
た優れた特性を有する。そのため,本発明のポリイミド
フィルムは,電気,電子分野において,フレキシブルプ
リント配線基板(FPC), フィルムキャリア, 高密度磁気
テープ素材, 電線被覆材,フィルムコンデンサーなどに
用いられる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で示される繰り返し単
    位を有するポリイミドから構成されてなるポリイミドフ
    ィルム。 【化1】
JP23144892A 1992-08-05 1992-08-05 ポリイミドフィルム Pending JPH0656992A (ja)

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