JP7519812B2 - Polyamic acid, polyimide and polyimide film - Google Patents
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Description
本発明は、ポリアミド酸、ポリイミド及びポリイミドフィルムに関する。 The present invention relates to polyamic acid, polyimide, and polyimide film.
近年、表示装置には、フレキシブル化の要求があり、ガラス基板をプラスチック材料に置き換える試みがなされている。プラスチック材料の中でも、ポリイミドは、耐熱性、絶縁性及び寸法性安定性等において優れた材料であり、ガラス基板の代替材料として研究が進められている。 In recent years, there has been a demand for more flexible display devices, and attempts have been made to replace glass substrates with plastic materials. Among plastic materials, polyimide is a material that excels in heat resistance, insulation properties, and dimensional stability, and research is being conducted into its use as an alternative material to glass substrates.
例えば、特許文献1では、ポリイミドにアミド結合を導入することにより、耐スクラッチ性及び機械的物性とともにUV遮蔽機能を改善することが提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes that introducing amide bonds into polyimide improves scratch resistance and mechanical properties as well as UV blocking properties.
特許文献2では、ポリイミドにシリカ微粒子を添加して、機械的強度、表面硬度、耐屈曲性を兼ね備えたフィルムを作製することが提案されている。 Patent Document 2 proposes adding silica fine particles to polyimide to produce a film that combines mechanical strength, surface hardness, and flex resistance.
特許文献3では、特定の化学構造式を有するポリイミドによって、残留応力が低く、反りが少なく、黄色度(YI値)が小さく、伸度が高い、ポリイミド樹脂フィルムを作製することが提案されている。 Patent Document 3 proposes producing a polyimide resin film with low residual stress, little warping, small yellowness index (YI value), and high elongation by using a polyimide having a specific chemical structural formula.
一方、特許文献4では、有機溶剤に対する溶解性及び溶融成形性が改善されたポリイミドを合成できるジアミンも開発されている。 Meanwhile, Patent Document 4 also describes the development of a diamine that can synthesize polyimides with improved solubility in organic solvents and melt moldability.
フレキシブルな表示装置のカバーウィンドウやタッチパネルに使用されるプラスチック材料には、高硬度であるとともに、強靭性であることが必要である。しかしながら、これらは通常トレードオフの関係にある特性であり、この必要性に十分応えるポリイミドが依然として求められている。 Plastic materials used in the cover windows and touch panels of flexible display devices need to be both highly hard and tough. However, these properties are usually in a trade-off relationship, and there is still a demand for polyimides that adequately meet this requirement.
本発明者らは、特定の化学構造を有するジアミンから誘導される残基を導入したポリイミドによって、この問題が解決されることを見出し、本発明を完成させた。 The inventors discovered that this problem could be solved by introducing a polyimide containing a residue derived from a diamine having a specific chemical structure, and thus completed the present invention.
本発明の要旨は以下のとおりである。
[1]酸二無水物残基及びジアミン残基を含むポリアミド酸であって、
ジアミン残基が、式(1):
[2]全ジアミン残基に占める、式(1)で示されるジアミンから誘導される残基と屈曲性ジアミンから誘導される残基の合計の割合が、30モル%以上である、[1]のポリアミド酸。
[3]全ジアミン残基に占める、式(1)で示されるジアミンから誘導される残基の割合が20モル%以上59モル%以下であり、屈曲性ジアミンから誘導される残基の割合が1モル%以上10モル%以下である、[1]又は[2]のポリアミド酸。
[4]屈曲性ジアミンが、式:
[5]屈曲性ジアミンが、7.10eV以上のイオン化ポテンシャルを有する、[1]~[4]のいずれかのポリアミド酸。
[6]ジアミン残基が、式:
[7]酸二無水物が、式:
[8]酸二無水物が、2.25eV以下の電子親和力を有する、[1]~[7]のいずれかのポリアミド酸。
[9][1]~[8]のいずれかのポリアミド酸のイミド化物であるポリイミド。
[10][9]のポリイミドを含むポリイミドフィルム。
[11]フィルム厚40~150μmでの全光線透過率が90%以上であり、イエローインデックスが3以下である、[10]のポリイミドフィルム。
The gist of the present invention is as follows.
[1] A polyamic acid containing an acid dianhydride residue and a diamine residue,
The diamine residue is represented by formula (1):
[2] The polyamic acid according to [1], in which the total ratio of residues derived from the diamine represented by formula (1) and residues derived from the flexible diamine to all diamine residues is 30 mol % or more.
[3] The polyamic acid according to [1] or [2], in which the proportion of residues derived from the diamine represented by formula (1) in all diamine residues is 20 mol % or more and 59 mol % or less, and the proportion of residues derived from the flexible diamine is 1 mol % or more and 10 mol % or less.
[4] The flexible diamine has the formula:
[5] The polyamic acid according to any one of [1] to [4], wherein the flexible diamine has an ionization potential of 7.10 eV or more.
[6] The diamine residue is represented by the formula:
[7] The acid dianhydride is represented by the formula:
[8] The polyamic acid according to any one of [1] to [7], wherein the acid dianhydride has an electron affinity of 2.25 eV or less.
[9] A polyimide which is an imidized product of any one of the polyamic acids [1] to [8].
[10] A polyimide film comprising the polyimide of [9].
[11] The polyimide film according to [10], having a total light transmittance of 90% or more at a film thickness of 40 to 150 μm and a yellow index of 3 or less.
本発明のポリアミド酸によれば、高硬度であり、かつ強靭性を有するポリイミドが提供される。本発明のポリアミド酸によれば、これらの特性に加えて、高い透明性及び低い黄色度を有するポリイミドも提供することができる。 The polyamic acid of the present invention provides a polyimide having high hardness and toughness. In addition to these properties, the polyamic acid of the present invention can also provide a polyimide having high transparency and low yellowness.
本発明はポリアミド酸、このポリアミド酸のイミド化物であるポリイミド、このポリイミドを含むポリイミドフィルムに関する。ポリアミド酸は、酸二無水物とジアミンとを重合することにより得られ、酸二無水物から誘導される酸二無水物残基とジアミンから誘導されるジアミン残基を有する。 The present invention relates to polyamic acid, a polyimide which is an imidized product of this polyamic acid, and a polyimide film containing this polyimide. The polyamic acid is obtained by polymerizing an acid dianhydride and a diamine, and has an acid dianhydride residue derived from the acid dianhydride and a diamine residue derived from the diamine.
<ジアミン>
本発明のポリアミド酸は、ジアミン残基として、式(1):
The polyamic acid of the present invention has a diamine residue represented by the formula (1):
<<式(1)で示されるジアミン>>
式(1)で示されるジアミンは、エステル結合で連結されるベンゼン環2つの一方は、アミノ基が結合する以外の位置において非置換であるのに対し、他方のベンゼン環は芳香族基を含有する基によって、少なくとも1つの位置において置換されている。このような構造により、主鎖の剛直性を維持したまま溶媒への可溶性を高められるため、溶液の加工性と塗膜の熱的、機械的特性を両立させることができる。
<<Diamine represented by formula (1)>>
In the diamine represented by formula (1), one of the two benzene rings connected by an ester bond is unsubstituted at the position other than the position where the amino group is bonded, while the other benzene ring is substituted at least at one position with a group containing an aromatic group. This structure enhances the solubility in a solvent while maintaining the rigidity of the main chain, thereby achieving both the processability of the solution and the thermal and mechanical properties of the coating film.
式(1)におけるR1~R4は、少なくともいずれか1つが、炭素原子数6~10の芳香族基、炭素原子数6~10のフェノキシ基、炭素原子数6~10のベンジル基又は炭素原子数6~10のベンジルオキシ基であり、それ以外は水素原子である。ここで、芳香族基には、酸素原子、窒素原子や炭素原子を介して主骨格と結合する置換基が含まれる。さらに、芳香族基には、ピロール基等のヘテロ芳香族基が含まれる。芳香族基は、非置換であることが好ましいが、アルキル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、スルホン酸基等の置換基を1つ又は2以上有していてもよい。 At least one of R 1 to R 4 in formula (1) is an aromatic group having 6 to 10 carbon atoms, a phenoxy group having 6 to 10 carbon atoms, a benzyl group having 6 to 10 carbon atoms, or a benzyloxy group having 6 to 10 carbon atoms, and the rest are hydrogen atoms. Here, the aromatic group includes a substituent bonded to the main skeleton via an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbon atom. Furthermore, the aromatic group includes a heteroaromatic group such as a pyrrole group. The aromatic group is preferably unsubstituted, but may have one or more substituents such as an alkyl group, a halogen atom (such as a fluorine atom or a chlorine atom), an amino group, a nitro group, a hydroxyl group, a cyano group, a carboxyl group, or a sulfonic acid group.
R1~R4の1つ又は2つが上記のいずれか1つ又は2つが芳香族基であることが好ましく、より好ましくはR1及び/又はR3が芳香族基であり、さらに好ましくはR1又はR3が芳香族基であり、特に好ましくはR3が芳香族基である。 It is preferable that one or two of R 1 to R 4 are aromatic groups, more preferably R 1 and/or R 3 are aromatic groups, even more preferably R 1 or R 3 are aromatic groups, and particularly preferably R 3 is an aromatic group.
炭素原子数6~10の芳香族基としては、フェニル基、トリル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基、ジエチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、クロルフェニル基、ブロモフェニル基、メトキシフェニル基、ジメトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ジエトキシフェニル基、メトキシベンジル基、ジメトキシベンジル基、エトキシベンジル基、ジエトキシベンジル基、アミノフェニル基、アミノベンジル基、ニトロフェニル基、ニトロベンジル基、シアノフェニル基、シアノベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ビフェニル基及びナフチル基等が挙げられる。
炭素原子数6~10のフェノキシ基としては、メチルフェノキシ基、エチルフェノキシ基、プロピルフェノキシ基、ジメチルフェノキシ基、ジエチルフェノキシ基、メトキシフェノキシ基、エトキシフェノキシ基及びジメトキシフェノキシ基等が挙げられる。
炭素原子数6~10のベンジル基としては、ベンジル基、メチルベンジル基、エチルベンジル基、プロピルベンジル基、ジメチルベンジル基、メトキシベンジル基、エトキシベンジル基及びメトキシベンジル基等が挙げられる。
炭素原子数6~10のベンジルオキシ基としては、メチルベンジルオキシ基としては、ベンジルオキシ基、ベチルベンジルオキシ基、エチルベンジルオキシ基、プロピルベンジルオキシ基、ジメチルベンジルオキシ基、メトキシベンジルオキシ基及びエトキシベンジルオキシ基等が挙げられる。
上記した中でも、透明性という観点からは、炭素原子数6~10の芳香族基がより好ましく、フェニル基、トリル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基及びジエチルフェニル基がさらに好ましく、フェニル基が特に好ましい。
Examples of the aromatic group having 6 to 10 carbon atoms include a phenyl group, a tolyl group, a methylphenyl group, a dimethylphenyl group, an ethylphenyl group, a diethylphenyl group, a propylphenyl group, a butylphenyl group, a fluorophenyl group, a pentafluorophenyl group, a chlorophenyl group, a bromophenyl group, a methoxyphenyl group, a dimethoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a diethoxyphenyl group, a methoxybenzyl group, a dimethoxybenzyl group, an ethoxybenzyl group, a diethoxybenzyl group, an aminophenyl group, an aminobenzyl group, a nitrophenyl group, a nitrobenzyl group, a cyanophenyl group, a cyanobenzyl group, a phenethyl group, a phenylpropyl group, a phenylamino group, a diphenylamino group, a biphenyl group, and a naphthyl group.
Examples of the phenoxy group having 6 to 10 carbon atoms include a methylphenoxy group, an ethylphenoxy group, a propylphenoxy group, a dimethylphenoxy group, a diethylphenoxy group, a methoxyphenoxy group, an ethoxyphenoxy group, and a dimethoxyphenoxy group.
Examples of the benzyl group having 6 to 10 carbon atoms include a benzyl group, a methylbenzyl group, an ethylbenzyl group, a propylbenzyl group, a dimethylbenzyl group, a methoxybenzyl group, an ethoxybenzyl group, and a methoxybenzyl group.
Examples of the benzyloxy group having 6 to 10 carbon atoms include a methylbenzyloxy group, a benzyloxy group, an ethylbenzyloxy group, a propylbenzyloxy group, a dimethylbenzyloxy group, a methoxybenzyloxy group, and an ethoxybenzyloxy group.
Among the above, from the viewpoint of transparency, aromatic groups having 6 to 10 carbon atoms are more preferred, with a phenyl group, a tolyl group, a methylphenyl group, a dimethylphenyl group, an ethylphenyl group and a diethylphenyl group being even more preferred, and a phenyl group being particularly preferred.
式(1)のジアミン残基は1種でも、2種以上の組み合わせであってもよい。 The diamine residue of formula (1) may be one type or a combination of two or more types.
<<屈曲性ジアミン>>
屈曲性ジアミンは、-O-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-C(=O)-、-S(=O)2-、-S-等の屈曲基を主鎖中に含むジアミンであるか、屈曲基を有さない場合、2個のアミノ基の窒素原子とそれらと結合する炭素原子が一直線に並ばない構造を有するジアミンをいう。ただし、屈曲性ジアミンには、式(1)で示されるジアミンは包含されないこととする。このような構造のジアミンを配合することにより、フィルム中の複数の秩序領域間に跨って位置する結束分子鎖を増加させ、機械的柔軟性を向上させることができる。
<<Flexible diamine>>
The flexible diamine is a diamine containing a bending group such as -O-, -CH2- , -C( CH3 ) 2- , -C( CF3 ) 2- , -C(=O)-, -S(=O) 2- , -S-, etc. in the main chain, or a diamine having a structure in which the nitrogen atoms of the two amino groups and the carbon atoms bonded thereto are not aligned in a straight line if the diamine does not have a bending group. However, the flexible diamine does not include the diamine represented by formula (1). By blending a diamine having such a structure, it is possible to increase the number of binding molecular chains located across a plurality of ordered regions in the film, thereby improving the mechanical flexibility.
屈曲基を主鎖中に含むジアミンとしては、屈曲基が環状構造(例えばベンゼン環)と環状構造(例えばベンゼン環)に直接結合した構造を有するジアミンが好ましく、この場合、屈曲基と2つの環状構造が形成する結合角は180度未満であり、好ましくは160度以下、より好ましくは130度以下であり、通常は90度以上である。結合角は、公知の計算方法で求めることができ、例えば、ヒュッケル法、拡張ヒュッケル法等の経験的分子軌道法、ハートリーフォック法、配置換相互作用法、多配置SCF法等の非経験的分子軌道法、PPP近似、CNDO/2、INDO、MNDO、AM1、PM3等の半経験的分子軌道法、MM2等の分子動力学法、BLYP、B3LYP等の密度汎関数法等が挙げられる。 As a diamine containing a bending group in the main chain, a diamine having a structure in which the bending group is directly bonded to a ring structure (e.g., a benzene ring) and a ring structure (e.g., a benzene ring) is preferred. In this case, the bond angle formed by the bending group and the two ring structures is less than 180 degrees, preferably 160 degrees or less, more preferably 130 degrees or less, and usually 90 degrees or more. The bond angle can be determined by a known calculation method, for example, empirical molecular orbital methods such as the Huckel method and the extended Huckel method, ab initio molecular orbital methods such as the Hartree-Fock method, the conformational substitution interaction method, and the multi-configuration SCF method, PPP approximation, semi-empirical molecular orbital methods such as CNDO/2, INDO, MNDO, AM1, and PM3, molecular dynamics methods such as MM2, and density functional methods such as BLYP and B3LYP.
屈曲性ジアミンとしては、式:
上記において、化学構造式の下の数値は、イオン化ポテンシャル(eV)である。イオン化ポテンシャルは、Gaussian16Wを用いたDFT法により、汎関数としてB3LYP、分子軌道を構成する基底関数として6-311++G(d,p)を用い、各ジアミンの構造パラメータとしてB3LYP/6-311G(d)基底で最適化したものを用いて求めた値である。
The flexible diamine includes a diamine having the formula:
In the above, the numerical value under the chemical structural formula is the ionization potential (eV). The ionization potential is a value obtained by the DFT method using Gaussian16W, B3LYP as the functional, 6-311++G(d,p) as the basis function constituting the molecular orbital, and optimizing the structural parameters of each diamine with the B3LYP/6-311G(d) basis.
ポリイミドの無色透明性の点からは、イオン化ポテンシャルが7.10eV以上の屈曲性ジアミンを用いることが好ましく、例えば、tCHDA、3,3’-DDS、6F-ODA、3FMDA、6FAP、6FAPB、HFBAPP、BIS-A-AS等である。溶解性の点から6F-ODA、3FMDA、6FAP、6FAPB、HFBAPP、BIS-A-AS等がより好ましい。 From the viewpoint of colorless transparency of polyimide, it is preferable to use a flexible diamine with an ionization potential of 7.10 eV or more, such as tCHDA, 3,3'-DDS, 6F-ODA, 3FMDA, 6FAP, 6FAPB, HFBAPP, BIS-A-AS, etc. From the viewpoint of solubility, 6F-ODA, 3FMDA, 6FAP, 6FAPB, HFBAPP, BIS-A-AS, etc. are more preferable.
屈曲性ジアミン残基は1種でも、2種以上の組み合わせでもよい。 The flexible diamine residue may be one type or a combination of two or more types.
<<ジアミン残基の割合>>
全ジアミン残基に占める、式(1)のジアミン残基と屈曲性ジアミン残基の合計の割合は、ポリイミドにおける高硬度と強靭性の両立の点から、30モル%以上であることが好ましく、より好ましくは35モル%以上である。式(1)のジアミン残基と屈曲性ジアミン残基の合計の割合は100モル%であってもよいが、溶解性、必要粘度に応じて、その他のジアミンから誘導される残基(「その他のジアミン残基」ともいう。)を導入することができる。例えば、式(1)のジアミン残基と屈曲性ジアミンの合計が30モル%以上60モル%以下であり、その他のジアミン残基が40モル%以上70モル%以下であることができ、好ましくは式(1)のジアミン残基と屈曲性ジアミンの合計が35モル%以上55モル%以下であり、その他のジアミン残基が45モル%以上65モル%以下である。
<<Proportion of diamine residues>>
The total ratio of the diamine residue of formula (1) and the flexible diamine residue to the total diamine residue is preferably 30 mol% or more, more preferably 35 mol% or more, from the viewpoint of achieving both high hardness and toughness in the polyimide. The total ratio of the diamine residue of formula (1) and the flexible diamine residue may be 100 mol%, but residues derived from other diamines (also referred to as "other diamine residues") can be introduced depending on the solubility and required viscosity. For example, the total of the diamine residue of formula (1) and the flexible diamine can be 30 mol% or more and 60 mol% or less, and the other diamine residue can be 40 mol% or more and 70 mol% or less, and preferably the total of the diamine residue of formula (1) and the flexible diamine can be 35 mol% or more and 55 mol% or less, and the other diamine residue can be 45 mol% or more and 65 mol% or less.
全ジアミン残基に占める、式(1)のジアミン残基は、20モル%以上であることが好ましく、より好ましくは27モル%以上であり、また、59モル%以下が好ましく、より好ましくは53モル%以下である。また、全ジアミン残基に占める、屈曲性ジアミン残基の割合は、1モル%以上であることが好ましく、より好ましくは2モル%以上であり、また、10モル%以下であることが好ましく、より好ましくは8モル%以下である。式(1)のジアミン残基及び屈曲性ジアミンが上記の範囲であれば、ポリイミドに高硬度と強靭性の両方を十分にもたらすことができる。 The proportion of the diamine residues of formula (1) in the total diamine residues is preferably 20 mol% or more, more preferably 27 mol% or more, and preferably 59 mol% or less, more preferably 53 mol% or less. The proportion of the flexible diamine residues in the total diamine residues is preferably 1 mol% or more, more preferably 2 mol% or more, and preferably 10 mol% or less, more preferably 8 mol% or less. If the diamine residues of formula (1) and the flexible diamine are in the above ranges, the polyimide can be sufficiently provided with both high hardness and toughness.
<<その他のジアミン>>
その他のジアミン残基を誘導するジアミンとしては、ポリイミドの主鎖剛直性と無色透明性向上の点から、非屈曲性ジアミンであり、かつイオンポテンシャルが7.10eV以上のものが好ましい。例えば、式:
As the diamine from which the other diamine residue is derived, from the viewpoint of improving the main chain rigidity and colorless transparency of the polyimide, it is preferable to use a non-flexible diamine having an ion potential of 7.10 eV or more. For example, a diamine represented by the formula:
その他のジアミン残基が存在する場合、その他のジアミン残基は1種でも、2種以上の組み合わせでもよい。 When other diamine residues are present, the other diamine residues may be one type or a combination of two or more types.
<酸二無水物>
本発明のポリアミド酸は、酸二無水物から誘導される残基である酸二無水物残基を含む。酸二無水物残基は、特に限定されず、公知の酸二無水物から誘導される残基であることができる。
<Acid dianhydride>
The polyamic acid of the present invention contains an acid dianhydride residue, which is a residue derived from an acid dianhydride. The acid dianhydride residue is not particularly limited and can be a residue derived from a known acid dianhydride.
酸二無水物としては、溶解性と剛直性の点から、式:
ポリイミドの無色透明性の点からは、電子親和力が2.25eV以下の酸二無水物を用いることが好ましく、例えば、CBDA、BPAF、6FDA等である。溶解性の点から、CBDAと、BPAF及び/又は6FDAを併用することが好ましい。 From the viewpoint of colorless transparency of polyimide, it is preferable to use an acid dianhydride having an electron affinity of 2.25 eV or less, such as CBDA, BPAF, 6FDA, etc. From the viewpoint of solubility, it is preferable to use CBDA in combination with BPAF and/or 6FDA.
酸二無水物残基は1種でも、2種以上の組み合わせでもよい。 The acid dianhydride residue may be one type or a combination of two or more types.
<ポリアミド酸>
本発明のポリアミド酸は、酸二無水物とジアミンとを重合させることにより、得ることができる。反応に用いる酸二無水物とジアミンは、高分子化の点から、モル比で、0.95:1~1.05:1とすることができ、好ましくは0.97:1~1.03:1である。
<Polyamic acid>
The polyamic acid of the present invention can be obtained by polymerizing an acid dianhydride and a diamine. The molar ratio of the acid dianhydride and the diamine used in the reaction can be 0.95:1 to 1.05:1, preferably 0.97:1 to 1.03:1, from the viewpoint of polymerization.
反応は有機溶媒中で行うことができ、有機溶媒は、反応に不活性な有機溶媒であれば、特に限定されない。ポリアミド酸の重合溶液をそのままイミド化工程に使用する点からは、有機溶媒は、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、m-クレゾール、γ-ブチロラクトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン等が挙げられ、中でも溶解性の点から、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン等が好ましい。有機溶媒は1種であっても、2種以上の組み合わせであってもよい。 The reaction can be carried out in an organic solvent, and the organic solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent inert to the reaction. In order to use the polyamic acid polymerization solution as is in the imidization step, examples of the organic solvent include N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, dimethylsulfoxide, m-cresol, γ-butyrolactone, cyclopentanone, cyclohexanone, and tetrahydrofuran. Among these, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and γ-butyrolactone are preferred in terms of solubility. The organic solvent may be one type or a combination of two or more types.
反応の際、酸二無水物及びジアミンの固形分濃度は、反応速度を高める点から、5質量%以上とすることができ、好ましくは10質量%以上であり、また、40質量%以下とすることができ、好ましくは25質量%以下である。
反応温度は、反応速度向上の点から、20℃以上とすることができ、好ましくは60℃以上であり、また、100℃以下とすることができ、好ましくは80℃以下である。
反応時間は、反応の完結と作業効率の点から、1時間以上とすることができ、好ましくは2時間以上であり、また、10時間以下とすることができ、好ましくは8時間以下である。
During the reaction, the solids concentration of the acid dianhydride and the diamine can be 5% by mass or more, and preferably 10% by mass or more, in order to increase the reaction rate, and can be 40% by mass or less, and preferably 25% by mass or less.
From the viewpoint of improving the reaction rate, the reaction temperature can be set to 20° C. or higher, and preferably 60° C. or higher, and can be set to 100° C. or lower, and preferably 80° C. or lower.
From the viewpoints of completion of the reaction and working efficiency, the reaction time can be 1 hour or more, preferably 2 hours or more, and can be 10 hours or less, preferably 8 hours or less.
得られたポリアミド酸は、式(2):
酸二無水物残基、ジアミン残基、式(1)のジアミン残基及び屈曲性ジアミン残基について、上記の例示及び好適例が適用される。 The above examples and preferred examples apply to the acid dianhydride residue, the diamine residue, the diamine residue of formula (1), and the flexible diamine residue.
ポリアミド酸は、重量平均分子量(Mw)が50、000以上であることができ、好ましくは60,000以上であり、また、100,000以下であることができ、好ましくは80,000以下である。この範囲であれば、加工容易な粘度域に収まる。
ここで、重量平均分子量はポリスチレン標準を用いたサイズ排除クロマトグラフィーにより測定した値である。
The polyamic acid may have a weight average molecular weight (Mw) of 50,000 or more, preferably 60,000 or more, and may have a weight average molecular weight (Mw) of 100,000 or less, preferably 80,000 or less. If the weight average molecular weight (Mw) is within this range, the viscosity of the polyamic acid falls within a range that allows easy processing.
The weight average molecular weight is a value measured by size exclusion chromatography using polystyrene as a standard.
<ポリイミド>
本発明はまた、上記ポリアミド酸のイミド化物であるポリイミドに関する。ポリイミドは、酸二無水物残基及びジアミン残基を含み、ジアミン残基が、式(1)のジアミン残基及び屈曲性ジアミン残基を含む。酸二無水物残基、ジアミン残基、式(1)のジアミン残基及び屈曲性ジアミン残基について、上記の例示及び好適例が適用される。
<Polyimide>
The present invention also relates to a polyimide which is an imidized product of the polyamic acid. The polyimide contains an acid dianhydride residue and a diamine residue, and the diamine residue contains a diamine residue of formula (1) and a flexible diamine residue. The above-mentioned examples and preferred examples are applied to the acid dianhydride residue, the diamine residue, the diamine residue of formula (1) and the flexible diamine residue.
ポリイミドは、ポリアミド酸を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。イミド化は熱イミド化、還流イミド化であっても、脱水剤を使用する化学イミド化であってもよいが、低温にて閉環反応が進行することで無色透明性が維持され、かつ、分子構造内で部分的な秩序(結晶性)領域が形成し易いことで機械的特性も向上することから、化学イミド化が好ましい。 Polyimide can be obtained by imidizing polyamic acid through dehydration and ring closure. Imidization can be thermal imidization, reflux imidization, or chemical imidization using a dehydrating agent. However, chemical imidization is preferred because the ring closure reaction proceeds at low temperatures, maintaining colorless transparency, and also improving mechanical properties by facilitating the formation of partially ordered (crystalline) regions within the molecular structure.
熱イミド化は、ポリアミド酸溶液をキャストし段階的に加熱することにより行うことができ、還流イミド化は、ポリアミド酸溶液にイミド化反応時に生成する水と共沸する共沸溶媒(例えば、トルエン、キシレン等)を添加し、加熱することにより行うことができる。これらのイミド化では反応促進剤を使用してもよい。 Thermal imidization can be performed by casting a polyamic acid solution and gradually heating it, while reflux imidization can be performed by adding an azeotropic solvent (e.g., toluene, xylene, etc.) that forms an azeotrope with the water produced during the imidization reaction to the polyamic acid solution and then heating it. A reaction accelerator may be used in these imidization processes.
化学イミド化は、有機溶媒中、縮合剤及び反応促進剤を用いて行うことが好ましい。例えば、有機溶媒中、上記式(2)で示される繰り返し単位を含むポリアミド酸を、縮合剤及び反応促進剤を用いてイミド化することができる。 Chemical imidization is preferably carried out in an organic solvent using a condensing agent and a reaction accelerator. For example, a polyamic acid containing a repeating unit represented by the above formula (2) can be imidized in an organic solvent using a condensing agent and a reaction accelerator.
有機溶媒は、反応に不活性な有機溶媒であれば、特に限定されない。ポリアミド酸の重合溶液をそのままイミド化工程に使用する点からは、有機溶媒は、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、m-クレゾール、γ-ブチロラクトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン等が挙げられ、中でも溶解性向上の点から、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン等が好ましい。有機溶媒は1種でも、2種以上の組み合わせでもよい。 The organic solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent inert to the reaction. In order to use the polyamic acid polymerization solution as is in the imidization step, examples of the organic solvent include N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, dimethylsulfoxide, m-cresol, γ-butyrolactone, cyclopentanone, cyclohexanone, and tetrahydrofuran. Among these, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and γ-butyrolactone are preferred in terms of improving solubility. The organic solvent may be one type or a combination of two or more types.
縮合剤としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸等の酸無水物、亜リン酸エステル、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリブチル、亜リン酸ジメチル、亜リン酸ジエチル、亜リン酸トリフェニル等の亜リン酸エステル等が挙げられる。副生成物の沸点が低く、除去が容易という観点から、好ましくは、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸であり、より好ましくは無水酢酸である。
縮合剤は、1種であっても、2種以上の組み合わせであってもよい。
縮合剤の使用量は、反応速度向上の点から、酸二無水物に対して、1当量以上とすることができ、2当量以上が好ましく、また、5当量以下とすることができ、4当量以下が好ましい。
Examples of the condensing agent include acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride, and phosphites such as triethyl phosphite, triethyl phosphite, tributyl phosphite, dimethyl phosphite, diethyl phosphite, and triphenyl phosphite. From the viewpoint of low boiling point of the by-product and easy removal, preferred are acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride, and more preferred is acetic anhydride.
The condensing agent may be one type or a combination of two or more types.
The amount of the condensing agent used may be 1 equivalent or more, preferably 2 equivalents or more, relative to the acid dianhydride, from the viewpoint of improving the reaction rate, and may be 5 equivalents or less, preferably 4 equivalents or less.
反応促進剤としては、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N-メチルピペリジン、ピリジン、2-メチルピリジン、3-メチルピリジン、4-メチルピリジン、3-エチルピリジン、3,5-ジメチルピリジン、3,5-ジエチルピリジン、イソキノリン、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、1,2-ジメチルイミダゾールが挙げられ、反応速度向上と無色透明性維持の点から、好ましくはピリジン、3-メチルピリジン、3-エチルピリジン、3,5-ジメチルピリジン、3,5-ジエチルピリジン、イソキノリン、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、1,2-ジメチルイミダゾールであり、より好ましくはピリジン、3-メチルピリジン、3-エチルピリジン、イソキノリンである。
反応促進剤は、1種であっても、2種以上の組み合わせであってもよい。
反応促進剤の使用量は、反応速度向上と無色透明性維持の点から、酸二無水物に対して、0.1当量以上とすることができ、0.2当量以上が好ましく、また、2当量以下とすることができ、1当量以下が好ましい。
Examples of the reaction accelerator include triethylamine, diisopropylethylamine, N-methylpiperidine, pyridine, 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methylpyridine, 3-ethylpyridine, 3,5-dimethylpyridine, 3,5-diethylpyridine, isoquinoline, imidazole, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, and 1,2-dimethylimidazole. From the viewpoints of improving the reaction rate and maintaining colorless transparency, preferred are pyridine, 3-methylpyridine, 3-ethylpyridine, 3,5-dimethylpyridine, 3,5-diethylpyridine, isoquinoline, imidazole, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, and 1,2-dimethylimidazole, and more preferred are pyridine, 3-methylpyridine, 3-ethylpyridine, and isoquinoline.
The reaction accelerator may be one type or a combination of two or more types.
The amount of the reaction accelerator used may be 0.1 equivalents or more, preferably 0.2 equivalents or more, relative to the acid dianhydride, from the viewpoints of improving the reaction rate and maintaining colorless transparency, and may be 2 equivalents or less, preferably 1 equivalent or less.
反応温度は、反応速度向上と無色透明性維持の点から、0℃以上とすることができ、好ましくは60℃以上であり、また、120℃以下とすることができ、好ましくは85℃以下である。
反応時間は、反応完結と作業効率の点から、1時間以上とすることができ、好ましくは2時間以上であり、また、4時間以下とすることができ、好ましくは3時間以下である。
また、反応雰囲気は、無色透明性維持の点から、窒素雰囲気であることが好ましい。
The reaction temperature can be set to 0° C. or higher, preferably 60° C. or higher, and can be set to 120° C. or lower, preferably 85° C. or lower, from the viewpoints of improving the reaction rate and maintaining colorlessness and transparency.
From the viewpoints of reaction completion and working efficiency, the reaction time can be 1 hour or more, preferably 2 hours or more, and can be 4 hours or less, preferably 3 hours or less.
The reaction atmosphere is preferably a nitrogen atmosphere from the viewpoint of maintaining colorlessness and transparency.
任意で、末端修飾剤の添加、縮合剤および反応促進剤の留去工程等を行うことができる。 Optionally, a terminal modifier may be added, and a process for distilling off the condensation agent and reaction promoter may be performed.
得られたポリイミドは、公知の方法で単離することができる。単離方法としては、再沈殿が挙げられる。得られたポリイミドを単離せずに、フィルム化等することもできる。 The resulting polyimide can be isolated by a known method. An example of an isolation method is reprecipitation. The resulting polyimide can also be made into a film without being isolated.
得られたポリイミドは、式(3):
酸二無水物残基、ジアミン残基、式(1)のジアミン残基及び屈曲性ジアミン残基について、上記の例示及び好適例が適用される。 The above examples and preferred examples apply to the acid dianhydride residue, the diamine residue, the diamine residue of formula (1), and the flexible diamine residue.
ポリイミドは、重量平均分子量(Mw)が50,000以上であることができ、好ましくは80,000以上であり、また、110,000以下であることができ、好ましくは100,000以下である。
ここで、重量平均分子量はポリスチレン標準を用いたサイズ排除クロマトグラフィーにより測定した値である。
The polyimide may have a weight average molecular weight (Mw) of 50,000 or more, preferably 80,000 or more, and may have a weight average molecular weight (Mw) of 110,000 or less, preferably 100,000 or less.
The weight average molecular weight is a value measured by size exclusion chromatography using polystyrene as a standard.
本発明のポリイミドは、上記構造を有するものであれば、ポリアミド酸のイミド化を経て製造されたものに限定されない。 The polyimide of the present invention is not limited to those produced via imidization of polyamic acid, so long as it has the above structure.
<ポリイミドフィルム>
本発明はまた、上記ポリイミドを含むポリイミドフィルムに関する。
<Polyimide film>
The present invention also relates to a polyimide film comprising the above polyimide.
ポリイミドフィルムは、本発明の目的を損なわない範囲で、感光剤(光酸発生剤、光重合開始剤、光塩基発生剤)、増感剤、密着剤、界面活性剤、レベリング剤、着色剤、離型剤、安定剤、可塑剤、滑剤、無機フィラー、有機フィラー、オイル、繊維、香料、消泡剤等の添加剤を含むことができる。 The polyimide film may contain additives such as photosensitizers (photoacid generators, photopolymerization initiators, photobase generators), sensitizers, adhesion agents, surfactants, leveling agents, colorants, release agents, stabilizers, plasticizers, lubricants, inorganic fillers, organic fillers, oils, fibers, fragrances, and defoamers, within the scope of the present invention.
ポリイミドフィルムの厚みは、特に限定されず、用途に応じて適宜、設定することができる。例えば、40μm以上とすることができ、好ましくは45μm以上であり、また、150μm以下とすることができ、好ましくは120μm以下である。 The thickness of the polyimide film is not particularly limited and can be set appropriately depending on the application. For example, it can be 40 μm or more, preferably 45 μm or more, and can be 150 μm or less, preferably 120 μm or less.
本発明のポリイミドフィルムは、高硬度と強靭性を兼ね備える点で優れている。
高硬度としては、6.0GPa以上の引張弾性率が挙げられ、より好ましくは6.5GPa以上である。
強靭性としては、10%以上の破断伸びが挙げられ、より好ましくは15%以上である。
これらの測定は、後述の実施例の測定方法により行うことができる。
The polyimide film of the present invention is excellent in that it has both high hardness and toughness.
The high hardness refers to a tensile modulus of elasticity of 6.0 GPa or more, and more preferably 6.5 GPa or more.
The toughness may be an elongation at break of 10% or more, and more preferably 15% or more.
These measurements can be carried out by the measurement methods described in the Examples below.
本発明によれば、さらに無色透明性に優れたポリイミドフィルムを得ることができる。
無色透明性としては、3以下のイエローインデックス、90%以上の全光線透過率、1以下のヘイズが挙げられ、より好ましくは2以下のイエローインデックス、91%以上の全光線透過率、0.5以下のヘイズである。
これらの測定は、後述の実施例の測定方法により行うことができる。
According to the present invention, a polyimide film having excellent colorless transparency can be obtained.
The colorless transparency may be a yellow index of 3 or less, a total light transmittance of 90% or more, and a haze of 1 or less, and more preferably a yellow index of 2 or less, a total light transmittance of 91% or more, and a haze of 0.5 or less.
These measurements can be carried out by the measurement methods described in the Examples below.
ポリイミドフィルムは、ポリイミドを含む溶液を支持体上にキャストして、得られた塗膜を乾燥させてフィルム化することにより作製することができる。ポリイミドを含む溶液として、イミド化後のポリイミドを含む溶液を用いることができる。 A polyimide film can be produced by casting a solution containing polyimide onto a support and drying the resulting coating to form a film. As the solution containing polyimide, a solution containing imidized polyimide can be used.
ポリイミドを含む溶液の塗布方式は、特に限定されず、公知の塗布方法を用いることができ、例えばスピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、コンマコーター、リップコーター、ロッドコーター、スクイズコーター、リバースコーター、トランスファロールコーター、グラビアコーター、スプレーコーター等が挙げられる。 The method for applying the solution containing polyimide is not particularly limited, and any known application method can be used, such as a spin coater, bar coater, blade coater, comma coater, lip coater, rod coater, squeeze coater, reverse coater, transfer roll coater, gravure coater, spray coater, etc.
支持体は、特に限定されず、ガラス、セラミック、金属(アルミニウム箔等)、樹脂フィルム(PET、PEN等のポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム等の熱可塑性フィルム等)等の基板やフィルム等が挙げられる。これらの基板やフィルムは、銅等により回路が形成されていてもよい。 The support is not particularly limited, and examples thereof include substrates and films such as glass, ceramics, metals (aluminum foil, etc.), and resin films (polyester films such as PET and PEN, polyimide films, polyamideimide films, polypropylene films, polystyrene films, etc.). These substrates and films may have circuits formed from copper or the like.
ポリイミドを含む溶液に、本発明の目的を損なわない範囲で、感光剤(光酸発生剤、光重合開始剤、光塩基発生剤)、増感剤、密着剤、界面活性剤、レベリング剤、着色剤、離型剤、安定剤、可塑剤、滑剤、無機フィラー、有機フィラー、オイル、繊維、香料、消泡剤等の添加剤を添加し、これらの添加剤を含むポリイミドフィルムとすることができる。 Additives such as photosensitizers (photoacid generators, photopolymerization initiators, photobase generators), sensitizers, adhesion agents, surfactants, leveling agents, colorants, release agents, stabilizers, plasticizers, lubricants, inorganic fillers, organic fillers, oils, fibers, fragrances, and defoamers can be added to a solution containing polyimide within the scope of the present invention to produce a polyimide film containing these additives.
ポリイミドを含む溶液の塗布厚は、所望のポリイミドフィルムの厚みに応じて、設定することができる。 The coating thickness of the polyimide-containing solution can be set according to the desired thickness of the polyimide film.
ポリイミドを含む溶液をキャストした後、得られた塗膜を乾燥させることでポリイミドフィルムを得ることができる。乾燥の方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができ、例えば風乾、オーブン又はホットプレートによる加熱乾燥、真空乾燥等が挙げられる。 After casting the solution containing polyimide, the resulting coating film can be dried to obtain a polyimide film. The drying method is not particularly limited, and any known method can be used, such as air drying, heat drying in an oven or on a hot plate, vacuum drying, etc.
乾燥の際の温度は、有機溶媒の種類に応じて、設定することができる。乾燥は、空気中で行うことができるが、着色抑制の点から、窒素等の不活性雰囲気中で行うことが好ましい。 The drying temperature can be set depending on the type of organic solvent. Drying can be carried out in air, but it is preferable to carry it out in an inert atmosphere such as nitrogen to prevent discoloration.
ポリイミドフィルムは、ガラス代替材料として、タッチパネル用フィルム、ディスプレイ用カバーフィルム及びバックフィルム、フレキシブルプリント配線基板のベースフィルム及びカバーフィルム等として使用することができる。 Polyimide films can be used as a glass replacement material, such as films for touch panels, cover films and back films for displays, and base films and cover films for flexible printed wiring boards.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
ポリイミドフィルムの評価は以下のようにして行った。
<引張弾性率(GPa)、最大強度(MPa)、破断伸び(%)>
ポリイミドフィルムをサンプルカッターでフィルム幅5mmに裁断したものを測定試料として用いた。測定装置として、島津製作所社製「EZ-LX」を用いて、ASTM D882に準拠した測定を行った。掴み具間距離は30mm、試験速度は3mm/minで、1サンプルにつき5~7回測定し、各特性において高い3点の平均値を測定結果とした。
The polyimide films were evaluated as follows.
<Tensile modulus (GPa), maximum strength (MPa), and breaking elongation (%)>
The polyimide film was cut into a film width of 5 mm using a sample cutter and used as the measurement sample. The measurement was performed in accordance with ASTM D882 using an "EZ-LX" measuring device manufactured by Shimadzu Corporation. The gripper distance was 30 mm, the test speed was 3 mm/min, and measurements were performed 5 to 7 times per sample, and the average of the three highest points for each characteristic was recorded as the measurement result.
<全光線透過率(%)、ヘイズ(%)>
ポリイミドフィルムをそのまま測定試料として用いた。測定装置として、日本電色工業社製「ヘーズメーターNDH7000」を用いて、JIS K7361-1に準拠した測定を行い、測定結果を得た。
<Total light transmittance (%), haze (%)>
The polyimide film was used as it was as a measurement sample. Measurements were performed in accordance with JIS K7361-1 using a haze meter NDH7000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. as a measurement device, and measurement results were obtained.
<イエローインデックス(YI)>
ポリイミドフィルムをそのまま測定試料として用い、測定装置としてはコニカミノルタ株式会社製の「測色分光計CM-5」を用いて、ASTM E313に準拠した測定を行うことにより求めた。
<Yellow Index (YI)>
The polyimide film was used as a measurement sample as it was, and the color was measured in accordance with ASTM E313 using a color spectrometer CM-5 manufactured by Konica Minolta, Inc. as the measurement device.
<実施例1>
50mLサンプル管に1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)1.022g(5.21mmol)と9,9-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物(BPAF)0.796g(1.74mmol)、trans-1,4-シクロヘキサンジアミン(tCHDA)19.8mg(0.17mmol)、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)1.157g(3.61mmol)、2-フェニル-4,4’-ジアミノベンズアニリド(PHBAAB。式(1)において、R3がフェニル、R1、R2及びR4が水素原子の化合物)1.005g(3.30mmol)を投入し、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)12gに溶解させた。この溶液を60℃に維持し、2時間反応させることでポリアミド酸溶液を得た。
Example 1
A 50 mL sample tube was charged with 1.022 g (5.21 mmol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (CBDA), 0.796 g (1.74 mmol) of 9,9-bis(3,4-dicarboxyphenyl)fluorene dianhydride (BPAF), 19.8 mg (0.17 mmol) of trans-1,4-cyclohexanediamine (tCHDA), 1.157 g (3.61 mmol) of 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine (TFMB), and 1.005 g (3.30 mmol) of 2-phenyl-4,4'-diaminobenzanilide (PHBAAB; a compound in which R 3 is phenyl, and R 1 , R 2 , and R 4 are hydrogen atoms) and dissolved in 12 g of N,N-dimethylacetamide (DMAc). This solution was maintained at 60° C. and reacted for 2 hours to obtain a polyamic acid solution.
得られたポリド酸溶液にDMAc24g、無水酢酸1.703gを添加し、溶液が均一になるまで攪拌した後、ピリジン0.550gを添加し、60℃で2時間化学イミド化反応させることでポリイミド溶液を得た。 24 g of DMAc and 1.703 g of acetic anhydride were added to the obtained polyamide acid solution, and the solution was stirred until it became homogeneous. After that, 0.550 g of pyridine was added, and the solution was subjected to a chemical imidization reaction at 60°C for 2 hours to obtain a polyimide solution.
得られたポリイミド溶液15gに、表面改質剤15mg(DIC株式会社製メガファックR-94)を添加し、均一になるまで攪拌した。得られた溶液をソーダガラス板に塗布し、塗工膜が500μmになるようにキャスティングした後、70℃の熱風で30分乾燥させた。塗膜を形成させたガラス板をイナートガスオーブンに投入し、窒素雰囲気下170℃で1時間乾燥させることで、50μmのポリイミドフィルムを得た。 15 mg of a surface modifier (MEGAFAC R-94, manufactured by DIC Corporation) was added to 15 g of the obtained polyimide solution and stirred until homogenous. The obtained solution was applied to a soda glass plate, cast to a coating film of 500 μm, and then dried with hot air at 70°C for 30 minutes. The glass plate with the coating formed was placed in an inert gas oven and dried at 170°C in a nitrogen atmosphere for 1 hour to obtain a 50 μm polyimide film.
<実施例1~12、比較例1~10>
表1に示される種類及び量の酸二無水物及びジアミンを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2~12、比較例1~2、4~8のポリイミドフィルムを作製した。比較例3は、化学イミド化の段階でゲル化し製膜できず、比較例9及び10は、成分が不溶でフィルムの作製ができなかった。比較例2で用いたmTolは、下記式で示される非屈曲性ジアミンであり、イオン化ポテンシャルは7.08eVである。
<Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 10>
Polyimide films of Examples 2 to 12 and Comparative Examples 1 and 2, and 4 to 8 were produced in the same manner as in Example 1, except that the types and amounts of acid dianhydrides and diamines shown in Table 1 were used. In Comparative Example 3, gelation occurred during the chemical imidization stage, making it impossible to form a film, and in Comparative Examples 9 and 10, the components were insoluble and it was impossible to produce a film. mTol used in Comparative Example 2 is a non-flexible diamine represented by the following formula, and has an ionization potential of 7.08 eV.
得られたポリイミドフィルムについて、各種特性を測定した。測定結果を表1に示す。 The properties of the resulting polyimide film were measured. The results are shown in Table 1.
表1に示されるように、実施例のポリイミドフィルムは引張弾性率6.0GPa以上、破断伸びが10%以上であり、高硬度であるとともに、強靭性であった。これらは最大強度においても良好であった、また、これらは3以下のイエローインデックス、90%以上の全光線透過率、1以下のヘイズを有しており、光学的特性についても優れたものであった。 As shown in Table 1, the polyimide films of the examples had a tensile modulus of 6.0 GPa or more, a breaking elongation of 10% or more, and were hard and tough. They also had good maximum strength, and had a yellow index of 3 or less, a total light transmittance of 90% or more, and a haze of 1 or less, and were excellent in terms of optical properties.
本発明のポリアミド酸によれば、高硬度であり、かつ強靭性を有するポリイミドが提供される。本発明のポリアミド酸によれば、これらの特性に加えて、高い透明性及び低い黄色度を有するポリイミドも提供することができる。本発明のポリアミド酸のイミド化物であるポリイミド、このポリイミドを含むポリイミドフィルムは、上記の特性を有し、産業上の有用性が高い。 The polyamic acid of the present invention provides a polyimide having high hardness and toughness. In addition to these properties, the polyamic acid of the present invention can also provide a polyimide having high transparency and low yellowness. The polyimide, which is an imidized product of the polyamic acid of the present invention, and the polyimide film containing this polyimide have the above properties and are highly useful in industry.
Claims (9)
ジアミン残基が、式(1):
全ジアミン残基に占める、式(1)で示されるジアミンから誘導される残基と屈曲性ジアミンから誘導される残基の合計の割合が、30モル%以上であり、
全ジアミン残基に占める、式(1)で示されるジアミンから誘導される残基の割合が20モル%以上59モル%以下であり、屈曲性ジアミンから誘導される残基の割合が1モル%以上10モル%以下である、ポリアミド酸。 A polyamic acid containing an acid dianhydride residue and a diamine residue,
The diamine residue is represented by formula (1):
the total ratio of residues derived from the diamine represented by formula (1) and residues derived from the flexible diamine to the total diamine residues is 30 mol % or more;
A polyamic acid, in which the proportion of residues derived from a diamine represented by formula (1) is 20 mol % or more and 59 mol % or less of all diamine residues, and the proportion of residues derived from a flexible diamine is 1 mol % or more and 10 mol % or less .
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