[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2015013986A - ポリマーおよびフィルム - Google Patents

ポリマーおよびフィルム Download PDF

Info

Publication number
JP2015013986A
JP2015013986A JP2014110920A JP2014110920A JP2015013986A JP 2015013986 A JP2015013986 A JP 2015013986A JP 2014110920 A JP2014110920 A JP 2014110920A JP 2014110920 A JP2014110920 A JP 2014110920A JP 2015013986 A JP2015013986 A JP 2015013986A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
chemical formula
polymer
minutes
structural unit
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.)
Pending
Application number
JP2014110920A
Other languages
English (en)
Inventor
一直 松井
Kazunao Matsui
一直 松井
森山 英樹
Hideki Moriyama
英樹 森山
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.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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 Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2014110920A priority Critical patent/JP2015013986A/ja
Publication of JP2015013986A publication Critical patent/JP2015013986A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

【課題】高透明性、低熱膨張係数、高耐熱性に加えて長期耐熱性を有するフィルムを与えるポリマー、また、前記ポリマーを用いる高透明性、高靱性、低熱膨張係数、高耐熱性のプラスチック基板の提供。
【解決手段】化学式(I)で示される1,4−シクロヘキサンジカルボン酸構造を少なくとも1mol%以上有し、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合を25%以上とするポリマー。
Figure 2015013986

Figure 2015013986

【選択図】なし

Description

本発明は、フィルム化した時に高透明性、低熱膨張係数、高耐熱性のフィルムを与えるポリマーに関する。また、高透明性、低熱膨張係数、高耐熱性を満足するフィルムに関する。
現在、液晶ディスプレーや電子ペーパーなどの表示機器のTFT基板やカラーフィルター基板、前面板にはガラスが用いられているが、重い、割れるといった問題があり、さらに近年ではフレキシブルな表示機器の開発が進められていることから、高透明、軽量、高靭性、高耐熱性、低熱膨張係数を有するプラスチック基板の開発が求められている。
また、フレキシブルプリント基板などの電子材料においても、同様に無色透明のプラスチック基板の開発が求められている。さらに、ディスプレイ用基板や回路基板として用いられる場合、フィルム上に紫外線硬化樹脂層を設ける場合があり、特にi線(365nm)の波長の光線透過率が高いことが求められる。
特許文献1にはシクロヘキサンジカルボン酸単位を含有するポリアミドとポリフェニレンエーテルからなるポリマーの開示がある。しかし、光線透過率の記載は無く、開示された構造からも着色したポリマーであると推定される。さらにポリアミド単位については鎖状脂肪族構造を含む脂肪族ポリアミドであり、耐熱性が低く、熱膨張係数が大きい問題がある。
本発明者らは耐熱性や熱膨張係数の改善にはシクロヘキサンジカルボン酸構造の立体異性体である、いす型構造の割合が重要であることを見出したが、特許文献1にはシクロヘキサンジカルボン酸構造シス体、トランス体の記述はあるものの、立体異性体である、いす型と舟型の割合に関する記載はない。
特許文献2および3には、脂環構造を有するポリベンゾオキサゾール前駆体の提案がなされている。しかし、シクロヘキサンジカルボン酸構造の立体異性体である、いす型と舟型の割合が耐熱性や熱膨張係数の改善に寄与することに関する示唆や記載はない。特許文献4から8に提案されているポリマーやフィルムについても同様に、高透明性、高靭性、高耐熱性、低熱膨張係数の全てを満足するポリマーまたはフィルムは得られていなかった。さらに、シクロヘキサンジカルボン酸構造の立体異性体である、いす型と舟型の割合が固有粘度向上に寄与することに関する示唆や記載もない。
非特許文献1には、脂環式ポリイミドについての記載があるが、この文献の中で脂環式ポリイミドは脂肪族の熱安定性が低いため、長期耐熱性である熱安定性は低く、低温で早く分解するとの記載があり、長期耐熱性の向上が求められている。
国際公開第2008/149862号パンフレット 特開2004−18594号公報 特開2009−114266号公報 特開平5−170898号公報 特開2005−146073号公報 特開2012−41529号公報 国際公開第2004−039863号パンフレット 特開2011−12255号公報
都甲 明 躍進するポリイミドの最新動向V PP119 2013年1月 住ベリサーチ株式会社発行
本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものである。すなわち、本発明の目的は、フィルム化したときに高透明性、低熱膨張係数、高耐熱性に加えて長期耐熱性を有するフィルムを与えるポリマー得ることにある。また、そのポリマーを用いて高透明性、高靱性、低熱膨張係数、高耐熱性のフィルムを得ることにある。
上記目的を達成するための本発明は、化学式(I)で示される1,4−シクロヘキサンジカルボン酸構造を少なくとも1mol%以上有し、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合が25%以上であるポリマーであることを特徴とする。
Figure 2015013986
Figure 2015013986
本発明によれば、フィルム化したときに高透明性、低熱膨張係数、高耐熱性のフィルムを与えるポリマーを得ることができ、さらにそのポリマーから得られるフィルムが高透明性、低熱膨張係数、高耐熱性、高靱性を持つことから、表示材料基板や回路基板として好適に利用できるフィルムや、有機溶媒に溶解させた状態のワニスを提供することが可能となる。
本発明のポリマーは、化学式(I)で示される1,4−シクロヘキサンジカルボン酸構造を少なくとも1mol%以上有し、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合が25%以上である。
Figure 2015013986
Figure 2015013986
化学式(Ia)で示すいす型の構造を25%以上含む、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸構造単位をポリマー構造に含むことで、フィルム化したときに高透明性、低熱膨張係数、高耐熱性のフィルムを得ることができる。より好ましくは化学式(I)で示される構造単位を少なくとも5mol%以上含むことであり、さらに好ましくは10mol%以上である。また、化学式(Ia)で示されるいす型の割合が50%以上であることがより好ましく、さらに好ましくは75%以上である。化学式(Ia)で示されるいす型の構造は、屈曲性の小さい直線構造のポリマーを与え、フィルム化したときに高透明性、低熱膨張係数、高耐熱性のフィルムを与える。
ここでいう化学式(Ia)のいす型の割合は、化学式(I)で示す構造単位の全数に対する、いす型の割合を100分率で表したものである。
化学式(I)で示される構造単位は脂環構造であり、π結合がなく、ポリマー鎖における電子雲の広がりを分断する効果があるため、透明性向上に効果があると考えられる。この透明性向上の効果は、例えば、本発明のポリマーを少なくとも厚み10μm以上の厚みに成形したフィルムの365nmの波長の光における光線透過率が25%以上となることにより確認できる。さらに、化学式(I)で示す構造単位は、パラ配向性であるだけでなく環構造をもっているため、フィルムの平均熱膨張係数を低減させることができ、耐熱性向上にも寄与すると考えられる。
化学式(Ia)で示されるいす型の割合が25%より少ない場合は、得られるフィルムの熱膨張係数が増大したり、耐熱性が低下することがある。
本発明のポリマーは、固有粘度が0.8dl/g以上であることが好ましい。より好ましくは1.0dl/g以上であり、さらに好ましくは1.2dl/g以上である。ポリマーの固有粘度が0.8dl/gより低い場合、フィルムなどに成形した際に得られる成形物が脆くなり、ハンドリング性が低下することがある。固有粘度を0.8dl/g以上とするには、化学式(I)で示されるパラ配向性のシクロヘキサンジカルボン酸構造単位を1mol%以上含み、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合が25%以上であることにより達成可能である。
本発明において、ポリマーがポリアミドであることが好ましい。ポリマー鎖中に存在するアミド基同士の水素結合により、ポリマー鎖同士が強固にパッキングされることから、高剛性、高耐熱性を実現できる点で、ポリアミドであることが好ましい。
また、ポリアミドのジアミン由来構造が芳香族構造であることが好ましい。
本発明のポリマーは、化学式(I)で示される構造単位を5mol%以上含み、化学式(II)で示される構造単位を15mol%以上含み、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合が25%以上であることが好ましい。
Figure 2015013986
Figure 2015013986
Figure 2015013986
:−CF、−F、−OCH、−CH、−NO、−CN、−Brから選らばれる基。(ただし、分子内においてこれらの置換基を含む構造単位が混在していてもよい。)
:−CF、−F、−OCH、−CH、−NO、−CN、−Brから選らばれる基。(ただし、分子内においてこれらの置換基を含む構造単位が混在していてもよい。)
:任意の基(n:1〜3の整数)
:任意の基(n:1〜3の整数)
化学式(II)で示す構造単位において、R、Rは−CF、−F、−OCH、−CH、−NO、−CN、−Brから選ばれる基を選択することができるが、より好ましくは−CF基、−F基、−CH基を選択することが好ましい。最も好ましくは、−CF基、−CH基を選択することである。これらの基は、無色透明性を向上できる点、平均熱膨張係数を低減できる点や、ヤング率を向上できる点から好ましい。
化学式(I)で示される構造単位は10mol%以上であることがより好ましく、さらに好ましくは15mol%以上であり、さらに好ましくは20mol%以上である。化学式(II)で示される構造単位は20mol%以上含むことがより好ましく、さらに好ましくは30mol%以上であり、さらに好ましくは40mol%以上である。化学式(II)で示される構造単位を15mol%以上含む場合は、フィルムの平均熱膨張係数の低減、ガラス転移温度の向上、機械特性の向上に寄与するため好ましい。化学式(II)で示される構造単位が15mol%より少ない場合は、平均熱膨張係数の増大や、ガラス転移温度の低下を招くことがある。化学式(II)で示すように、本発明のポリマーにおけるポリアミドのジアミン成分は、芳香族ジアミンであることが好ましい。芳香族ジアミンを用いることでより高い固有粘度のポリマーが得られるため好ましい。また、ポリマーをフィルムにした際に、低熱膨張係数、高耐熱性、高靱性に寄与するため好ましい。ジアミン成分が脂肪族または脂環族の場合は、固有粘度が低下したり、フィルムの熱膨張係数が増大し、耐熱性が低下することがある。
本発明のポリマーは化学式(I)で示される構造単位を5mol%以上含み、化学式(III)で示される構造単位を15mol%以上含み、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合が25%以上であることが好ましい。
Figure 2015013986
Figure 2015013986
Figure 2015013986
:−CF、−CH、から選ばれる基。(ただし、分子内においてこれらの置換基を含む構造単位が混在していてもよい。)
:−CF、−CH、から選ばれる基。(ただし、分子内においてこれらの置換基を含む構造単位が混在していてもよい。)
化学式(III)で示される構造単位は20mol%以上含むことがより好ましく、さらに好ましくは30mol%以上であり、さらに好ましくは40mol%以上である。化学式(III)で示される構造単位は、2,2’の位置に置換基があることと、ビフェニル構造であることにより、得られるポリマー鎖の回転運動を抑制できるため、平均熱膨張係数の低減や高耐熱化、機械特性の向上に寄与するため好ましい。化学式(III)で示される構造単位が15mol%より少ない場合は、得られる成形品の平均熱膨張係数の増
大や、ガラス転移温度が低下することがある。
本発明のポリマーは、化学式(I)で表される構造単位のモル分率をa、化学式(III)で表される構造単位のモル分率をb、化学式(IV)で表される構造単位のモル分率をc、化学式(V)で表される構造単位のモル分率をdとしたとき、a、b、cおよびdが次式(1)〜(4)を満足し、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合が25%以上であることが好ましい。
Figure 2015013986
Figure 2015013986
、R:−CF、−CH、から選ばれる基。(ただし、分子内においてこれらの置換基を含む構造単位が混在していてもよい。)
Figure 2015013986
X:下記式の構造の内、少なくとも1種類の構造を含む基。
Figure 2015013986
〜R10:H、OH、炭素数1〜20の炭化水素基、ハロゲン、炭素数1〜20のハロゲン化炭化水素基、シリル基、フェニル基または置換フェニル基。それぞれ同一の置換基であっても異なっていてもよい。
Figure 2015013986
Y:任意の芳香族基
Figure 2015013986
5≦a≦50 ・・・(1)
15≦b≦50 ・・・(2)
b+c=50 ・・・(3)
0.90<(b+c)/(a+d)≦1.0 ・・・(4)
より好ましくは、次式(5)〜(8)を満足することが好ましい。
7.5≦a≦50 ・・・(5)
20≦b≦50 ・・・(6)
b+c=50 ・・・(7)
0.90<(b+c)/(a+d)≦1.0 ・・・(8)
さらに好ましくは、次式(9)〜(12)を満足することが好ましい。
10≦a≦50 ・・・(9)
22.5≦b≦50 ・・・(10)
b+c=50 ・・・(11)
0.90<(b+c)/(a+d)≦1.0 ・・・(12)
本発明のポリマーは、化学式(IV)で示す構造単位を含むことで、有機溶媒への溶解性が増し、重合性向上に寄与するため好ましい。また、フィルム化した際には、高耐熱性や靱性の向上に寄与するため好ましい。一方で、35モル%以上含むと得られるフィルムの熱膨張係数が増大する傾向がある。
本発明のポリマーは化学式(V)で示す構造単位を含むことで、フィルム化した際に熱膨張係数を低減できる点やヤング率、ガラス転移温度を向上できる点、表面硬度が高くなるため好ましい。
本発明のフィルムは、上記したポリマーを含む樹脂組成物をフィルム形状に成形することにより得ることができる。
ここでいう樹脂組成物とは、上記したポリマーの含有量が90質量%以上であり、表面形成、加工性改善などを目的として10質量%以下の無機質または有機質の添加物を含有するものをいう。また、ポリマーの含有量はより好ましくは95質量%以上であり、最も好ましくは97質量%以上である。表面形成を目的とした添加剤としては例えば、無機粒子ではSiO、TiO、Al、CaSO、BaSO、CaCO、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン、ゼオライト、その他の金属微粉末等が挙げられる。また、好ましい有機粒子としては、例えば、架橋ポリビニルベンゼン、架橋アクリル、架橋ポリスチレン、ポリエステル粒子、ポリイミド粒子、ポリアミド粒子、フッ素樹脂粒子等の有機高分子からなる粒子、あるいは、表面に上記有機高分子で被覆等の処理を施した無機粒子が挙げられる。
本発明で得られるフィルムは、230℃の大気中で120minの加熱後と加熱前での黄色度の変化(ΔYI)が2.0以下であることが好ましい。加熱前後でのΔYIが2.0を超える場合、高温で長時間の使用が予想される車載用ディスプレイとして用いた際に、光線透過率が減少することがある。また、高温で長時間処理する工程を要する、カラーフィルター形成をフィルム上で実施した際に、色目が変わりやすい。
230℃の大気中で120minの加熱後と加熱前での黄色度の変化(ΔYI)を2.0以下にするためには、例えば、化学式(I)で示される1,4−シクロヘキサンジカルボン酸構造を少なくとも1mol%以上有し、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合が25%以上とすることにより達成可能である。
得られるフィルムは、以下の(1)〜(3)を満たすことが好ましい。
(1)365nmの波長の光の光線透過率が25%以上である。
(2)少なくともフィルム面内の1方向の100℃〜200℃の平均熱膨張係数が、0ppm/℃以上30ppm/℃以下である。
(3)ガラス転移温度が250℃以上である。
より好ましくは、次の(4)〜(6)を満たすフィルムである。
(4)365nmの波長の光の光線透過率が30%以上である。
(5)少なくともフィルム面内の1方向の100℃〜200℃の平均熱膨張係数が、0ppm/℃以上25ppm/℃以下である。
(6)ガラス転移温度が280℃以上である。
さらに好ましくは、次の(7)〜(9)を満たすフィルムである。
(7)365nmの波長の光の光線透過率が40%以上である。
(8)少なくともフィルム面内の1方向の100℃〜200℃の平均熱膨張係数が、5ppm/℃以上25ppm/℃以下である。
(9)ガラス転移温度が280℃以上である。
365nmの波長の光の光線透過率が25%より低い場合、ディスプレイ基板として利用することが困難となる場合があるだけでなく、紫外線透過率が下がるため、フィルム上に紫外線硬化樹脂層を設けようとする際に高いエネルギーが必要となり、コストアップにつながる場合がある。365nmの波長の光の光線透過率を25%以上とするには、化学式(I)で示される構造単位を1mol%以上含むことで達成可能である。365nmの波長の光線透過率について、上限はないが測定上100%が上限と考えられる。
少なくともフィルム面内の1方向の100℃から200℃までの平均熱膨張係数が、0ppm/℃未満または、30ppm/℃を超える場合、フィルム上にインジウムをドープした酸化錫(ITO)を積層する際、薄膜トランジスタ(TFT)を作成する際や、ハンダリフローを通す際に、カール、割れ、位置ズレを起こすことがある。少なくともフィルム面内の1方向の100℃から200℃までの平均熱膨張係数を、0ppm/℃以上30ppm/℃以下とするためには、化学式(I)で示される1,4−シクロヘキサンジカルボン酸構造を少なくとも1mol%以上有し、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合が25%以上であることで達成可能である。それに加えて、化学式(II)で示される構造単位を15mol%以上含むことがより好ましい。さらに好ましくは、化学式(III)で示される構造単位を15mol%以上含むことである。
ガラス転移温度が250℃より低い場合、フィルム上に積層したITOのキュアを行う際、薄膜トランジスタ(TFT)を作成する際、ハンダリフローを通す際にカール、割れ、位置ズレを起こすことがある。ガラス転移温度を250℃以上とするためには、化学式(I)で示される1,4−シクロヘキサンジカルボン酸構造を少なくとも1mol%以上有し、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合が25%以上であることで達成可能である。それに加えて、化学式(II)で示される構造単位を15mol%以上含むことがより好ましい。さらに好ましくは、化学式(III)で示される構造単位を15mol%以上含むことである。
本発明のフィルムは、少なくともフィルム面内の1方向の破断点伸度が10%以上であることが好ましい。破断点伸度が10%未満である場合、フィルム上にITO、TFT、カラーフィルターを作成する際や銅張積層板を作成する際に、工程中でフィルムが破れることがある。また、リワーク性も悪化しコストアップにつながることがある。少なくともフィルム面内の1方向の破断点伸度を10%以上とするには、化学式(I)で示される構造単位を1mol%以上含み、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合を25%以上含み、固有粘度を0.8dl/g以上とすることで達成可能である。
本発明のフィルムは、鉛筆硬度がH以上であることが好ましい。より好ましくは2H以上であり、さらに好ましくは3H以上である。鉛筆硬度がHより低い場合、製膜工程などの製造工程中においてフィルム表面に傷が付きやすくなる。
フィルムの鉛筆硬度をH以上とするためには、例えば、化学式(I)で示される1,4−シクロヘキサンジカルボン酸構造を少なくとも1mol%以上有し、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合が25%以上とすることにより達成可能である。また、好ましくは、ジアミン成分に芳香族ジアミンを用いることが好ましい。
次に、本発明のポリマーについて、ポリアミドを製造する例を説明するが、もちろん本発明はこれに限定されるものではない。
ポリアミド溶液、すなわち製膜原液を得る方法は種々の方法が利用可能であり、例えば、低温溶液重合法、界面重合法、溶融重合法、固相重合法などを用いることができる。低温溶液重合法つまりカルボン酸ジクロライドとジアミンから得る場合には、非プロトン性有機極性溶媒中で合成される。
カルボン酸ジクロライドとしてはテレフタル酸ジクロライド、2クロロ−テレフタル酸ジクロライド、イソフタル酸ジクロライド、ナフタレンジカルボニルクロライド、4,4’−ビフェニルジカルボニルクロライド、ターフェニルジカルボニルクロライド、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸クロライド、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸クロライド、2,6−デカリンジカルボン酸クロライドなどが挙げられるが、好ましくは1,4−シクロヘキサンジカルボン酸クロライド、テレフタル酸ジクロライド、イソフタル酸ジクロライドが用いられる。
ジアミンとしては例えば4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、2,2’−ジトリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−アミノ−3−メチルフェニル)フルオレン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[3−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]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、o−トリジン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル(m−トリジン)、1,1−ビス(4−アミノフェニル)シクロヘキサン、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジンなどが挙げられるが、好ましくは2,2’−ジトリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[3−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、m−トリジンが挙げられる。
1,4−シクロヘキサンジアミンや、1,3−シクロヘキサンジアミンなどの、シクロヘキサン構造を有する、ジアミンと酸ジクロライドとを反応させる場合、シクロヘキサンジアミンは塩基性が強く、反応性が低いため、高重合度のポリマーを得ることができないことが一般的に知られている。
1,4−シクロヘキサンジカルボン酸構造の異性体におけるいす型と舟型について、いす型は結晶固体であるのに対し、舟型は液体であることから、重合時にはいす型と舟型の反応シーケンスを任意に変えることも可能である。具体的には、ジアミンを溶かした溶媒を10℃以下に冷却し、そこに1,4−シクロヘキサンジカルボン酸の舟型溶液の任意の量を秤量し、滴下して反応させ、その後いす型の結晶固体の任意の量を秤量し、分割添加して反応させる方法を用いることもできる。
ポリアミド溶液は、単量体として酸ジクロライドとジアミンを使用すると塩化水素が副生するが、これを中和する場合には水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸リチウムなどの無機の中和剤、またエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、アンモニア、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミンなどの有機の中和剤が使用される。
2種類以上のジアミンを用いて重合を行う場合、ジアミンは1種類ずつ添加し、該ジアミンに対し10〜99モル%の酸ジクロライドを添加して反応させ、この後に他のジアミンを添加して、さらに酸ジクロライドを添加して反応させる段階的な反応方法、およびすべてのジアミンを混合して添加し、この後に酸ジクロライドを添加して反応させる方法などが利用可能である。また、2種類以上の酸ジクロライドを利用する場合も同様に段階的な方法、同時に添加する方法などが利用できる。いずれの場合においても全ジアミンと全酸ジクロライドのモル比は49:51〜51:49が好ましく、この値を外れた場合、成形に適したポリマー溶液を得ることが困難となることがある。
ジアミンとジカルボン酸ジクロライドを原料とした場合、原料の組成比によってアミン末端あるいはカルボン酸末端となる。または他のアミン、カルボン酸クロライド、カルボン酸無水物によって、末端封止を行ってもよい。
末端封止に用いる化合物としては塩化ベンゾイル、置換塩化ベンゾイル、無水酢酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、4−エチニルアニリン、4−フェニルエチニルフタル酸無水物、無水マレイン酸などが例示できる。
ポリアミドの製造において、使用する非プロトン性極性溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなどのアセトアミド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒、フェノール、o−、m−またはp−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコールなどのフェノール系溶媒、あるいはヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトンなどを挙げることができ、これらを単独又は混合物として用いるのが望ましいが、更にはキシレン、トルエンのような芳香族炭化水素の使用も可能である。さらにはポリマーの溶解を促進する目的で溶媒には50質量%以下のアルカリ金属、またはアルカリ土類金属の塩を添加することができる。
本発明のポリマーに、表面形成、加工性改善などを目的として10質量%以下の無機質または有機質の添加物を含有させた樹脂組成物を原料としてもよい。表面形成を目的とした添加剤としては例えば、無機粒子ではSiO、TiO、Al、CaSO、BaSO、CaCO、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン、ゼオライト、その他の金属微粉末等が挙げられる。また、好ましい有機粒子としては、例えば、架橋ポリビニルベンゼン、架橋アクリル、架橋ポリスチレン、ポリエステル粒子、ポリイミド粒子、ポリアミド粒子、フッ素樹脂粒子等の有機高分子からなる粒子、あるいは、表面に上記有機高分子で被覆等の処理を施した無機粒子が挙げられる。
次にフィルム化について説明する。
上記のように調製された製膜原液は、いわゆる溶液製膜法によりフィルム化が行なわれる。溶液製膜法には乾湿式法、乾式法、湿式法などがありいずれの方法で製膜されても差し支えないが、ここでは乾湿式法を例にとって説明する。
乾湿式法で製膜する場合は該原液を口金からドラム、エンドレスベルト、支持フィルム等の支持体上に押し出して薄膜とし、次いでかかる薄膜層が自己保持性をもつまで乾燥する。乾燥条件は例えば、室温〜220℃、60分以内の範囲で行うことができる。またこの乾燥工程で用いられるドラム、エンドレスベルト、支持フィルムの表面は平滑であればあるほど表面の平滑なフィルムが得られる。乾式工程を終えたフィルム(シート)は支持体から剥離されて湿式工程に導入され、脱塩、脱溶媒などが行なわれ、さらに延伸、乾燥、熱処理が行なわれてフィルムとなる。熱処理温度は280℃以上の高温であることが好ましく、より好ましくは300℃以上、さらに好ましくは320℃以上、より好ましくは340℃以上である。400℃を超えると分解してしまうことがある。熱処理時間は30秒以上が好ましく、より好ましくは1分以上、さらに好ましくは3分以上、より好ましくは5分以上である。また、熱処理は窒素やアルゴンなど不活性雰囲気下で行うことが好ましい。
また、本発明のフィルムは積層フィルムとして用いることも可能である。その製造方法としては、樹脂の有機溶媒溶液を口金から押し出して支持体上にキャストし、乾燥、溶媒抽出、熱固定される溶液製膜法の乾湿式工程を用いることが好ましく、積層フィルムを製造する場合は、この工程のいずれかの段階で、本発明のポリマー(樹脂組成物)の有機溶媒溶液を積層して積層フィルムとすることが好ましい。より好ましくは樹脂の有機溶媒溶液および、本発明のポリマー(樹脂組成物)の有機溶媒溶液を口金の前または口金の中で積層して支持体にキャストすることである。口金の前で積層する方法としてはピノールや複合管、フィードブロックと呼ばれる積層装置を用いて積層する方法が挙げられる。また、口金の中で積層する方法としては多層口金、マルチマニホールド口金を用いる方法が挙げられる。樹脂の有機溶媒溶液および芳香族ポリアミドなどのポリマー(樹脂組成物)の有機溶媒溶液は溶液粘度が異なることが多い。そのためピノールなど口金前で積層する方法では良好な積層構成を得ることが困難なことがある。このためマルチマニホールド口金を用いて積層することが好ましい。
フィルムの製造方法としては、フィルムの長手方向(製膜搬送方向。以下MDということがある)と、幅方向(フィルム面内で長手方向と直行する方向。以下TDということがある)ともに1.05倍以上2.50倍以下の延伸倍率にて延伸することが好ましい。MD方向の延伸倍率は好ましくは1.05倍以上2.00倍以下、より好ましくは1.05倍以上1.50倍以下、さらに好ましくは1.05倍以上1.30倍以下、もっとも好ましくは1.06倍以上1.20倍以下である。TD方向の延伸倍率は好ましくは1.05倍以上2.50倍以下、より好ましくは1.10倍以上2.00倍以下、さらに好ましくは1.15倍以上1.50倍以下、もっとも好ましくは1.20倍以上1.30倍以下である。また、MD方向の延伸倍率に対し、TD方向の延伸倍率が1.0倍以上、1.5倍以下が好ましい。より好ましくは1.05倍以上、1.20倍以下、最も好ましくは1.1倍以上、1.15倍以下である。
フィルムの構造は、その原料によって決定される。原料が不明であるフィルムの構造分析を行う場合は、質量分析、核磁気共鳴法による分析、分光分析などを用いることができる。
フィルムにおいては、その厚みは、1μmから1,000μmであることが好ましい。より好ましくは、2μmから50μm、より好ましくは2μmから30μm、さらに好ましくは2μmから20μmである。フィルムの厚みが1,000μmを超えると光線透過率が低くなることがある。またフィルムの厚みが1μm未満ではたとえ高剛性のポリアミドフィルムであっても加工性が低下することがある。なお、フィルムの厚みは用途により適切に選定されるべきものであることは言うまでもない。
本発明のフィルムは少なくとも一方向のヤング率が4GPa以上であることが加工時、使用時に負荷される力に対して抵抗でき、平面性が一層良好となるため好ましい。また少なくとも一方向のヤング率が4GPa以上であることによりフィルムの薄膜化が可能になる。
全ての方向のヤング率が4GPa未満であると、加工時に変形を起こすことがある。また、ヤング率に上限はないが、ヤング率が20GPaを超えると、フィルムの靱性が低下し、製膜、加工が困難になることがある。ヤング率は、より好ましくは、少なくとも一方向において5GPa以上であり、さらに好ましくは、少なくとも一方向において6GPa以上である。
また、ヤング率の最大値(Em)とそれと直交する方向のヤング率(Ep)の比、Em/Epが、1.1〜3であると、加工時の裁断性が向上するため好ましい。より好ましくは、1.2〜2.5であり、さらに好ましくは1.5〜2.5である。Em/Epが3を超えると、却って、破断しやすくなることがある。
上記した本発明のフィルムは表示材料、表示材料基板、回路基板、光電複合回路基板、光導波路基板、半導体実装用基板、多層積層回路基板、透明導電フィルム、位相差フィルム、タッチパネル、コンデンサー、プリンターリボン、音響振動板、太陽電池、光記録媒体、磁気記録媒体のベースフィルム、包装材料、粘着テープ、接着テープ、加飾材料等種々の用途に好ましく用いられる。
表示材料について、一般に表示材料基板としてはガラスが用いられているが、本発明のフィルムを表示材料基板として用いると、薄膜化、軽量化、割れないという大きなメリットを有する表示材料を得ることができる。本発明の表示材料の種類は特に限定は無いが、薄膜、軽量がメリットとなる薄膜ディスプレイ、あるいは薄膜表示体であることが好ましい。薄膜ディスプレイとしては、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、無機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、電子ペーパーなどが例示できる。また、特殊な形状を付与したフィルムとしては、プリズムシート、光ファイバーや光導波路、レンズ、マイクロレンズアレイ、光学フィルタ、反射防止膜、平坦化膜、他素材へのコート剤、他素材と貼り合わせた積層品、成型品などに好適に利用できる。
本発明のポリマーはワニスの状態でも提供可能であることから、ガラス板上にワニスを展開し、溶媒を除去することでガラス板上に成形した積層体を容易に得ることが可能である。そのため、ガラス板と同様のプロセスによりTFTやカラーフィルターを作成したあとガラス板から剥離することで、フレキシブルなTFT基板やカラーフィルター基板を得ることができ、既存のプロセスを転用できるため好ましい。
また、フィルム以外でも無色透明性に優れることから染色が容易でかつ耐熱性に優れる繊維としても用いることができ、炭素繊維との複合材料であるCFRPなどのハイブリッド材料としての硬化剤としても好適に利用できる。さらに、本発明のポリマーは高い固有粘度を有することから、繊維や硬化剤として用いた場合でも、良好な機械特性を示し、延伸性や成形性に優れるため好ましい。
以下に実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。
本発明における物性の測定方法、効果の評価方法は次の方法に従って行った。
(1)1,4−シクロヘキサンジカルボン酸構造のいす型の割合
ポリマー中の1,4−シクロヘキサンジカルボン酸構造のいす型の割合は原料のいす型の割合が保持される。例えば原料として1,4−シクロヘキサンジカルボン酸クロライドを用いる場合は、これのいす型の割合を得られるポリマーのいす型の割合とする。
なお、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸クロライドおけるいす型の割合は、以下に示す条件でガスクロマトグラフィー分析を用いて測定した。
装置:GCMS−QP2010 Plus (SHIMADZU製)
カラム:UA−5(MS/HT) 30m×0.25mm×0.25μm(フロンティア・ラボ株式会社製)
カラムオーブン温度:40℃
キャリアガス:Heガス
流量:1ml/min
気化室温度:300℃
昇温条件:40℃(3min保持)〜300℃ 10℃/min
スプリット比:100
線速度:36.1cm/sec
いす型の割合算出方法は上記方法で得られたクロマトグラフを用いて、以下に示すピーク1とピーク2のピーク面積を100としてそれぞれの割合から求めた。
・ピーク1(いす型):16.05〜16.33minのピーク
・ピーク2(舟型):16.35〜16.49minのピーク
・次に示す条件でピーク面積を自動算出した。
Slope:1,000/min
Width:2sec
最小ピーク面積:100,000
(2)固有粘度(η)
ウベローデ型粘度計を用い、臭化リチウム2.5質量%を含有するN−メチル−2−ピロリドン(NMP)10ml中にサンプル0.05gを溶解し、温度30℃にて下記式より計算した。
固有粘度(η)=ln(t/t0)/0.5 (dl/g)
t0:臭化リチウム2.5質量%含有のNMPの流下時間(秒)
t:サンプルを溶解した溶液の流下時間(秒)
(3)365nmの光の光線透過率
下記装置を用いて測定し、下記式を用いて算出した。
透過率(%)=(Tr1/Tr0)×100
ただしTr1は試料を通過した光の強度、Tr0は試料を通過しない以外は同一の距離の空気中を通過した光の強度である。
装置:UV測定器U−3410(日立計測社製)
波長範囲:300nm〜800nm(うち、365nmの波長における値を利用)
測定速度:120nm/分
測定モード:透過
(4)平均熱膨張係数
平均熱膨張係数はJIS K7197−1991に準拠して250℃まで昇温した後の降温過程に於いて測定した。25℃、65RH%における初期試料長をL0、温度T1の時の試料長をL1、温度T2の時の試料長をL2とするとT1からT2の平均熱膨張係数を以下の式で求めた。
なお、T2=100(℃)、T1=200(℃)、L0=15mmである。
熱膨張係数(ppm/℃)=(((L2−L1)/L0)/(T2−T1))×10
昇温、降温速度:5℃/min
試料幅:4mm
荷重:フィルム厚み10μmのとき44.5mN
なお、フィルム厚みに比例して荷重は変更する。
加重=44.5(mN)×d(μm)/10(μm)
d(μm):フィルム厚み
(5)ガラス転移温度
DMA、DMS6100(セイコーインスルツメンツ株式会社製)を用いて、下記条件で測定を行い、tanδの極大値をガラス転移温度とした。
周波数:1Hz
測定温度:25℃〜420℃
昇温速度:2℃/min
(6)ヤング率、破断点伸度
JIS−K7127−1999に準拠した測定において、ロボットテンシロンRTA(オリエンテック製)を用いて、温度23℃、湿度65%RHにおいて測定した。試験片は製膜方向またはバーコーターの移動方向をMD方向、これと直交する方向をTD方向とし、TD方向について、幅10mm×長さ50mmの試料とした。引っ張り速度は300mm/minとした。但し、試験を開始してから荷重が1Nを通過した点を伸びの原点とした。
(7)加熱前後での黄色度の変化(ΔYI)
フィルムの加熱は、エスペック株式会社製のオーブン(型式:STPH−101M)を使用し、230℃で120min(大気中)の熱処理を行った。
フィルムの黄色度(YI)は、分光式色彩計(日本電色工業株式会社製)を用いて、温度23℃、湿度65%RHにおいて測定した。試験片は4cm×5cmの試料を用いて、透過モードにより測定した。また、加熱前のフィルムの黄色度(YI)をYIとし、加熱後のフィルムの黄色度(YI)をYIとし、下記式により黄色度変化(ΔYI)を求めた。
ΔYI=YI−YI
(8)鉛筆硬度
新東科学株式会社製 HEIDON−14DRを用いて、温度23℃、湿度65%RHにおいて測定した。測定条件を下記する。なお、鉛筆の硬度については、下記に示す次の順に硬いことを表し、10Bが最も柔らかく9Hが最も硬い。鉛筆硬度がHより低い場合は「×」と表記し、鉛筆硬度がHである場合は「○」と表記し、2H以上である場合は「◎」と記載した。
・加重:750g
・傷付け速度:30mm/min
・傷付け:10mm×5本
・サンプル状態:ガラス板にフィルムをテープで貼り付けて実施。
・鉛筆の硬度:10B(柔らかい)・・・B、HB、F、H、2H・・・9H(硬い)
・鉛筆硬度決定方法:5本中、3本無傷であればOKと判断した。
(例えば、Hの鉛筆を使用し5本の傷を付けた後、2本の傷が確認され、次いで2Hの鉛筆を使用し5本の傷を付けた後、3本の傷が確認された場合は、鉛筆硬度はHとする。また、2Hの鉛筆を使用し5本の傷を付けた後、観察される傷の数が2個以下である場合は、鉛筆硬度2H以上とする。)
(7)原料
本発明に使用した原料は以下のものを使用した。また使用したジアミンおよび酸ジクロライドの構造式を化学式(IV)に示す。
[ジアミン]
ジアミン1:2,2’−ジトリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル(東レ・ファインケミカル株式会社製)
ジアミン2:m−トリジン(和歌山精化工業株式会社製)
ジアミン3:4,4’−ジアミノジフェニルスルホン(和歌山精化工業株式会社製)
ジアミン4:3,3’−ジアミノジフェニルスルホン(東京化成工業株式会社製)
ジアミン5:1,3−シクロヘキサンジアミン(東京化成工業株式会社製)
ジアミン6:1,4−シクロヘキサンジアミン(東京化成工業株式会社製)
[酸ジクロライド]
酸ジクロライド1:1,4−シクロヘキサンジカルボン酸クロライド(いす型:舟型=99%:1%)(イハラニッケイ化学工業株式会社製)
酸ジクロライド2:1,4−シクロヘキサンジカルボン酸クロライド(いす型:舟型=25%:75%)(イハラニッケイ化学工業株式会社製)
酸ジクロライド3:テレフタル酸ジクロライド(東京化成工業株式会社製)
酸ジクロライド4: ビフェニルジカルボニルクロライド(東レ・ファインケミカル株式会社製)
酸ジクロライド5:イソフタル酸ジクロライド(東京化成工業株式会社製)
Figure 2015013986
(実施例1)
攪拌機を備えた300ml3つ口フラスコ中に無水塩化リチウム2.28gを入れ、窒素気流下攪拌をしながら110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン1を8.01g、N−メチル−2−ピロリドン90mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド1(いす型:舟型=99%:1%)を5.22g秤量し、30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。得られたポリマーのシクロヘキサンジカルボン酸構造単位のいす型(化学式(Ia))の割合は99%である。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、自己保持性のフィルムを得た。得られたフィルムをガラス板から剥がして金枠に固定して、流水中10分間水洗し、さらに280℃で2分間の熱処理を行い、ポリアミドフィルムを得た(乾湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
(実施例2)
攪拌機を備えた300ml3つ口フラスコ中に無水塩化リチウム1.77gを入れ、窒素気流下攪拌をしながら110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン1を5.12g、ジアミン3を0.99g、N−メチル−2−ピロリドン75mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド1(いす型:舟型=99%:1%)を4.18g秤量し、30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。得られたポリマーのシクロヘキサンジカルボン酸構造単位のいす型(化学式(Ia))の割合は99%である。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、自己保持性のフィルムを得た。得られたフィルムをガラス板から剥がして金枠に固定して、流水中10分間水洗し、さらに280℃で2分間の熱処理を行い、ポリアミドフィルムを得た(乾湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
(実施例3)
攪拌機を備えた300ml3つ口フラスコ中に窒素気流下攪拌をしながら110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン1を6.40g、ジアミン3を124g、N−メチル−2−ピロリドン117mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いでフラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド1(いす型:舟型=99%:1%)を1.05g秤量し30分かけて5回に分けて添加した。添加終了後30分攪拌した。次いで、酸ジクロライド3を4.06g秤量し、5回に分けて添加した。添加終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。得られたポリマーのシクロヘキサンジカルボン酸構造単位のいす型(化学式(Ia))の割合は99%である。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、自己保持性のフィルムを得た。得られたフィルムをガラス板から剥がして金枠に固定して、流水中10分間水洗し、さらに280℃で2分間の熱処理を行い、ポリアミドフィルムを得た(乾湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
(実施例4)
攪拌機を備えた300ml3つ口フラスコ中に無水塩化リチウム1.81gを入れ、窒素気流下攪拌をしながら110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン1を6.40g、N−メチル−2−ピロリドン78mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド1(いす型:舟型=99%:1%)を2.49gと酸ジクロライド3を1.61g、同一のビーカーに秤量し混合した。それらを30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。得られたポリマーのシクロヘキサンジカルボン酸構造単位のいす型(化学式(Ia))の割合は99%である。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、自己保持性のフィルムを得た。得られたフィルムをガラス板から剥がして金枠に固定して、流水中10分間水洗し、さらに280℃で2分間の熱処理を行い、ポリアミドフィルムを得た(乾湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
(実施例5)
攪拌機を備えた300ml3つ口フラスコ中に無水塩化リチウム2.27gを入れ、窒素気流下攪拌をしながら110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン1を8.01g、N−メチル−2−ピロリドン103mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド1(いす型:舟型=99%:1%)を4.17gと酸ジクロライド3を1.01g、同一のビーカーに秤量し混合した。それらを30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。得られたポリマーのシクロヘキサンジカルボン酸構造単位のいす型(化学式(Ia))の割合は99%である。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これをガラス板ごと流水中に20分間水洗し、枠張りした後に280℃で2分間の熱処理を行い、ポリアミドフィルムを得た(湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
(実施例6)
攪拌機を備えた300ml3つ口フラスコ中に無水塩化リチウム1.72gを入れ、窒素気流下攪拌をしながら110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン2を5.31g、N−メチル−2−ピロリドン72mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド5を4.06g秤量し、30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分攪拌した。次いで、酸ジクロライド1(いす型:舟型=99%:1%)を1.05g秤量し、30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液における、シクロヘキサンジカルボン酸構造単位のいす型(化学式(Ia))の割合は99%である。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、自己保持性のフィルムを得た。得られたフィルムをガラス板から剥がして金枠に固定して、流水中10分間水洗し、さらに280℃で2分間の熱処理を行い、ポリアミドフィルムを得た(乾湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
(実施例7)
攪拌機を備えた300ml3つ口フラスコ中に窒素気流下攪拌をしながら110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン2を4.46g、ジアミン4を2.23g、N−メチル−2−ピロリドン82mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド5を3.05g秤量し、30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分攪拌した。次いで、酸ジクロライド1(いす型:舟型=99%:1%)を3.14g秤量し、30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液における、シクロヘキサンジカルボン酸構造単位のいす型(化学式(Ia))の割合は99%である。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、自己保持性のフィルムを得た。得られたフィルムをガラス板から剥がして金枠に固定して、流水中10分間水洗し、さらに280℃で2分間の熱処理を行い、ポリアミドフィルムを得た(乾湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
(実施例8)
攪拌機を備えた300ml3つ口フラスコ中に無水塩化リチウム2.28gを入れ、窒素気流下攪拌をしながら110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン1を8.01g、N−メチル−2−ピロリドン123mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド1(いす型:舟型=99%:1%)を3.15g秤量し、15分かけて滴下し、滴下終了後30分撹拌した。次いで、酸ジクロライド2(いす型:舟型=25%:75%)を2.08g秤量し、30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液における、シクロヘキサンジカルボン酸構造単位のいす型(化学式(Ia))の割合は75%である。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、自己保持性のフィルムを得た。得られたフィルムをガラス板から剥がして金枠に固定して、流水中10分間水洗し、さらに280℃で2分間の熱処理を行い、ポリアミドフィルムを得た(乾湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
(実施例9)
攪拌機を備えた300ml3つ口フラスコ中に無水塩化リチウム1.83gを入れ、窒素気流下攪拌をしながら110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン1を6.40g、N−メチル−2−ピロリドン94mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド2(いす型:舟型=25%:75%)を4.18g秤量し、30分かけて滴下し、滴下終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液における、シクロヘキサンジカルボン酸構造単位のいす型(化学式(Ia))の割合は25%である。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、自己保持性のフィルムを得た。得られたフィルムをガラス板から剥がして金枠に固定して、流水中10分間水洗し、さらに280℃で2分間の熱処理を行い、ポリアミドフィルムを得た(乾湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
(実施例10)
攪拌機を備えた300mlの3つ口フラスコを、窒素気流下で110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン1を9.22g、ジアミン3を1.79g、N−メチル−2−ピロリドン177mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド1(いす型:舟型=99%:1%)を2.22g秤量した後、30分か分けて5回に分けて添加し、添加後30分撹拌した。次いで、酸ジクロライド3を5.01g秤量し、それらを30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。得られたポリマーのシクロヘキサンジカルボン酸構造単位のいす型(化学式(Ia))の割合は99%である。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、自己保持性のフィルムを得た。得られたフィルムをガラス板から剥がして金枠に固定して、流水中10分間水洗し、さらに340℃で1分間の熱処理を行い、ポリアミドフィルムを得た(乾湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
(実施例11)
攪拌機を備えた300mlの3つ口フラスコを、窒素気流下で110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン1を8.20g、ジアミン3を1.59g、N−メチル−2−ピロリドン157mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド1(いす型:舟型=99%:1%)を3.35g秤量した後、30分か分けて5回に分けて添加し、添加後30分撹拌した。次いで、酸ジクロライド3を3.25g秤量し、それらを30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。得られたポリマーのシクロヘキサンジカルボン酸構造単位のいす型(化学式(Ia))の割合は99%である。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、自己保持性のフィルムを得た。得られたフィルムをガラス板から剥がして金枠に固定して、流水中10分間水洗し、さらに340℃で1分間の熱処理を行い、ポリアミドフィルムを得た(乾湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
(実施例12)
攪拌機を備えた300mlの3つ口フラスコを、窒素気流下で110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン1を6.15g、ジアミン3を0.97g、N−メチル−2−ピロリドン120mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド1(いす型:舟型=99%:1%)を4.01g秤量した後、30分か分けて5回に分けて添加し、添加後30分撹拌した。次いで、酸ジクロライド3を0.97g秤量し、それらを30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。得られたポリマーのシクロヘキサンジカルボン酸構造単位のいす型(化学式(Ia))の割合は99%である。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、自己保持性のフィルムを得た。得られたフィルムをガラス板から剥がして金枠に固定して、流水中10分間水洗し、さらに340℃で1分間の熱処理を行い、ポリアミドフィルムを得た(乾湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
(実施例13)
攪拌機を備えた300mlの3つ口フラスコを、窒素気流下で110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン1を7.69g、N−メチル−2−ピロリドン119mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド1(いす型:舟型=99%:1%)を4.01g秤量した後、30分か分けて5回に分けて添加し、添加後30分撹拌した。次いで、酸ジクロライド5を0.97g秤量し、それらを30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。得られたポリマーのシクロヘキサンジカルボン酸構造単位のいす型(化学式(Ia))の割合は99%である。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、自己保持性のフィルムを得た。得られたフィルムをガラス板から剥がして金枠に固定して、流水中10分間水洗し、さらに340℃で1分間の熱処理を行い、ポリアミドフィルムを得た(乾湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
(実施例14)
攪拌機を備えた300mlの3つ口フラスコを、窒素気流下で110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン1を8.52g、ジアミン3を2.83g、N−メチル−2−ピロリドン121mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド1(いす型:舟型=99%:1%)を6.36g秤量した後、30分か分けて5回に分けて添加し、添加後30分撹拌した。次いで、酸ジクロライド5を1.54g秤量し、それらを30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。得られたポリマーのシクロヘキサンジカルボン酸構造単位のいす型(化学式(Ia))の割合は99%である。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、自己保持性のフィルムを得た。得られたフィルムをガラス板から剥がして金枠に固定して、流水中10分間水洗し、さらに340℃で1分間の熱処理を行い、ポリアミドフィルムを得た(乾湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
(比較例1)
攪拌機を備えた300ml3つ口フラスコ中に無水塩化リチウム2.28gを入れ、窒素気流下攪拌をしながら110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン1を8.01g、N−メチル−2−ピロリドン123mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド1(いす型:舟型=99%:1%)を0.89g秤量し、30分かけて滴下し、滴下終了後30分撹拌した。次いで、酸ジクロライド2(いす型:舟型=25%:75%)を4.34g秤量し、30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液における、シクロヘキサンジカルボン酸構造単位のいす型(化学式(Ia))の割合は20%である。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、自己保持性のフィルムを得た。得られたフィルムをガラス板から剥がして金枠に固定して、流水中10分間水洗し、さらに280℃で2分間の熱処理を行い、ポリアミドフィルムを得た(乾湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
(比較例2)
攪拌機を備えた300ml3つ口フラスコ中に窒素気流下攪拌をしながら110℃まで加熱して、30℃まで放冷した後に、ジアミン5を2.85g、N−メチル−2−ピロリドン21mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却した。次いで、酸ジクロライド3を5.08g秤量し、30分かけて5回に分けて添加したところ、途中でポリマーが析出して溶液がゲル化してしまい固有粘度の評価が出来なかった。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、ガラス板から剥離しようとしたが、脆くて製膜出来なかった。
(比較例3)
攪拌機を備えた300ml3つ口フラスコ中に窒素気流下攪拌をしながら110℃まで加熱して、30℃まで放冷した後に、ジアミン6を2.85g、N−メチル−2−ピロリドン21mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却した。次いで、酸ジクロライド3を5.08g秤量し、30分かけて5回に分けて添加したところ、途中でポリマーが析出して溶液がゲル化してしまい固有粘度の評価が出来なかった。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、ガラス板から剥離しようとしたが、脆くて製膜出来なかった。
(比較例4)
攪拌機を備えた300ml3つ口フラスコ中に無水塩化リチウム3.24gを入れ、窒素気流下攪拌をしながら110℃まで加熱して乾燥した。30℃まで放冷した後に、ジアミン2を2.55g、ジアミン6を0.91g、N−メチル−2−ピロリドン114mlを入れ窒素雰囲気下で攪拌し、目視で確認できなくなるまで溶媒に溶解させた。次いで、フラスコを0℃に冷却し、酸ジクロライド4を1.06g秤量し、30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分攪拌した。次いで、酸ジクロライド3を3.33g秤量し、30分かけて5回に分けて添加し、添加終了後30分撹拌した。次いで、冷却を止めて室温に戻した後60分攪拌した。次に反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和して、ポリアミドポリマー溶液を得た。
得られたポリマー溶液の一部をガラス板上に取り、バーコーターを用いて均一な膜を形成せしめた。これを120℃で7分間加熱し、自己保持性のフィルムを得た。得られたフィルムをガラス板から剥がして金枠に固定して、流水中10分間水洗し、さらに280℃で2分間の熱処理を行い、芳香族ポリアミドフィルムを得た(乾湿式製膜)。得られたフィルムの物性を測定し、表2に示した。
Figure 2015013986
Figure 2015013986

Claims (12)

  1. 化学式(I)で示される1,4−シクロヘキサンジカルボン酸構造を少なくとも1mol%以上有し、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合が25%以上であるポリマー。
    Figure 2015013986
    Figure 2015013986
  2. 固有粘度が0.8dl/g以上である、請求項1に記載のポリマー。
  3. ポリマーがポリアミドである、請求項1または2に記載のポリマー。
  4. ポリアミドのジアミン由来構造が芳香族構造である、請求項3に記載のポリマー。
  5. 化学式(I)で示される構造単位を5mol%以上含み、化学式(II)で示される構造単位を15mol%以上含み、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合が25%以上である、請求項3または4に記載のポリマー。
    Figure 2015013986
    Figure 2015013986
    Figure 2015013986
    :−CF、−F、−OCH、−CH、−NO、−CN、−Brから選ばれる基。(ただし、分子内においてこれらの置換基を含む構造単位が混在していてもよい。)
    :−CF、−F、−OCH、−CH、−NO、−CN、−Brから選ばれる基。(ただし、分子内においてこれらの置換基を含む構造単位が混在していてもよい。)
    :任意の基(n:1〜3の整数)
    :任意の基(n:1〜3の整数)
  6. 化学式(I)で示される構造単位を5mol%以上含み、化学式(III)で示される構造単位を15mol%以上含み、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合が25%以上である、請求項3〜5のいずれかに記載のポリマー。
    Figure 2015013986
    Figure 2015013986
    Figure 2015013986
    :−CF、−CH、から選ばれる基。(ただし、分子内においてこれらの置換基を含む構造単位が混在していてもよい。)
    :−CF、−CH、から選ばれる基。(ただし、分子内においてこれらの置換基を含む構造単位が混在していてもよい。)
  7. 化学式(I)で表される構造単位のモル分率をa、化学式(III)で表される構造単位のモル分率をb、化学式(IV)で表される構造単位のモル分率をc、化学式(V)で表される構造単位のモル分率をdとしたとき、a、b、cおよびdが次式(1)〜(4)を満足し、化学式(I)で示される構造の立体異性体において化学式(Ia)で示されるいす型の割合が25%以上である、請求項3〜6のいずれかに記載のポリマー。
    Figure 2015013986
    Figure 2015013986
    Figure 2015013986
    X:下記式の構造の内、少なくとも1種類の構造を含む基。
    Figure 2015013986
    〜R10:H,OH、炭素数1〜20の炭化水素基、ハロゲン、炭素数1〜20のハロゲン化炭化水素基、シリル基、フェニル基または置換フェニル基。それぞれ同一の置換基であっても異なっていてもよい。
    Figure 2015013986
    Y:任意の芳香族基
    Figure 2015013986
    5≦a≦50 ・・・(1)
    15≦b≦50 ・・・(2)
    b+c=50 ・・・(3)
    0.90<(b+c)/(a+d)≦1.0 ・・・(4)
  8. 請求項1〜6のいずれかに記載のポリマーを含むフィルム。
  9. 230℃の大気中で120min加熱後と加熱前での黄色度の変化(ΔYI)が2.0以下である、請求項8に記載のフィルム。
  10. 次の(1)〜(3)を満たす、請求項8または9に記載のフィルム。
    (1)365nmの波長の光の光線透過率が25%以上である。
    (2)少なくともフィルム面内の1方向の100℃〜200℃の平均熱膨張係数が、0ppm/℃以上30ppm/℃以下である。
    (3)ガラス転移温度が250℃以上である。
  11. 少なくともフィルム面内の1方向の破断点伸度が10%以上である、請求項8〜10のいずれかに記載のフィルム。
  12. 鉛筆硬度がH以上である、請求項8〜11のいずれかに記載のフィルム。
JP2014110920A 2013-06-05 2014-05-29 ポリマーおよびフィルム Pending JP2015013986A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014110920A JP2015013986A (ja) 2013-06-05 2014-05-29 ポリマーおよびフィルム

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013118591 2013-06-05
JP2013118591 2013-06-05
JP2014110920A JP2015013986A (ja) 2013-06-05 2014-05-29 ポリマーおよびフィルム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015013986A true JP2015013986A (ja) 2015-01-22

Family

ID=52435947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014110920A Pending JP2015013986A (ja) 2013-06-05 2014-05-29 ポリマーおよびフィルム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015013986A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016056357A (ja) * 2014-09-11 2016-04-21 住友ベークライト株式会社 ディスプレイ用素子、光学用素子、照明用素子又はセンサ素子の製造のための芳香族ポリアミド溶液
JP2016108482A (ja) * 2014-12-09 2016-06-20 東レ株式会社 フィルム、フィルムの製造方法および積層体
US11926127B2 (en) 2019-07-15 2024-03-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Window film for display device and display device including same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016056357A (ja) * 2014-09-11 2016-04-21 住友ベークライト株式会社 ディスプレイ用素子、光学用素子、照明用素子又はセンサ素子の製造のための芳香族ポリアミド溶液
JP2016108482A (ja) * 2014-12-09 2016-06-20 東レ株式会社 フィルム、フィルムの製造方法および積層体
US11926127B2 (en) 2019-07-15 2024-03-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Window film for display device and display device including same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014139296A (ja) 芳香族ポリアミド、芳香族ポリアミドフィルムおよび積層体
JP5309769B2 (ja) 芳香族ポリアミドフィルム
JP6409540B2 (ja) フィルム、フィルムの製造方法および積層体
JP5403178B2 (ja) 全芳香族ポリアミドフィルム
JP5277594B2 (ja) 芳香族ポリアミドおよび芳香族ポリアミドフィルム
JP2012040836A (ja) 積層体、及びその利用
JP7292260B2 (ja) ポリアミド酸およびその製造方法、ポリアミド酸溶液、ポリイミド、ポリイミド膜、積層体およびその製造方法、ならびにフレキシブルデバイスおよびその製造方法
JP2015120886A (ja) 芳香族ポリアミドフィルムおよび積層体
JP2012229402A (ja) ポリアミドイミドフィルムの製造方法
JP7520506B2 (ja) ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム、並びにこれらの製造方法
JP5699454B2 (ja) 負の熱膨張係数を有するフィルム、その製造方法および積層体
JP7126311B2 (ja) ポリアミド酸、ポリアミド酸溶液、ポリイミド、ポリイミド膜、積層体およびフレキシブルデバイス、ならびにポリイミド膜の製造方法
JP2018172562A (ja) ポリイミド前駆体及びポリイミド
JP2015013986A (ja) ポリマーおよびフィルム
JP2014005446A (ja) 全芳香族ポリアミドを含む樹脂組成物およびフィルム
JP5668481B2 (ja) 芳香族ポリアミドおよび芳香族ポリアミドフィルム
JPWO2018025955A1 (ja) 剥離層形成用組成物
JP5853524B2 (ja) 有機無機複合体、フィルムおよびその製造方法
JP5982851B2 (ja) 芳香族ポリアミドフィルムおよびその製造方法
JP5998508B2 (ja) 含フッ素樹脂積層フィルムおよびその製造方法
WO2023195525A1 (ja) フィルムおよびその製造方法、ならびに画像表示装置
JP5353607B2 (ja) 芳香族ポリアミドおよび芳香族ポリアミドフィルム。
JP2013100392A (ja) 芳香族ポリアミドおよび積層体
JP2013166809A (ja) 芳香族ポリアミドフィルムおよびその製造方法
JP6846148B2 (ja) ポリイミド前駆体溶液及びその製造方法並びにポリイミドフィルムの製造方法及び積層体の製造方法