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

WO2021210640A1 - イミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、ワニス、並びにポリイミドフィルム - Google Patents

イミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、ワニス、並びにポリイミドフィルム Download PDF

Info

Publication number
WO2021210640A1
WO2021210640A1 PCT/JP2021/015572 JP2021015572W WO2021210640A1 WO 2021210640 A1 WO2021210640 A1 WO 2021210640A1 JP 2021015572 W JP2021015572 W JP 2021015572W WO 2021210640 A1 WO2021210640 A1 WO 2021210640A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
structural unit
group
imide
derived
formula
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/015572
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
洋平 安孫子
葵 大東
健太郎 石井
三田寺 淳
Original Assignee
三菱瓦斯化学株式会社
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 三菱瓦斯化学株式会社 filed Critical 三菱瓦斯化学株式会社
Priority to KR1020227035365A priority Critical patent/KR20230007329A/ko
Priority to CN202180027942.7A priority patent/CN115380059B/zh
Priority to JP2022515432A priority patent/JPWO2021210640A1/ja
Publication of WO2021210640A1 publication Critical patent/WO2021210640A1/ja

Links

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
    • C08G73/1042Copolyimides derived from at least two different tetracarboxylic compounds or two different diamino compounds
    • 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
    • C08G73/1057Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain
    • C08G73/106Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain containing silicon
    • 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
    • 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an imide-amide acid copolymer which is a precursor of a polyimide resin, a method for producing the same, a varnish containing the copolymer, and a polyimide film.
  • polyimide resins are being studied in the fields of electrical and electronic components and the like. For example, it is desired to replace a glass substrate used in an image display device such as a liquid crystal display or an OLED display with a plastic substrate for the purpose of reducing the weight and flexibility of the device. Research is underway. Polyimide films for such applications are required to have transparency and low yellowness. Further, when the varnish coated on the glass support or the silicon wafer is heat-cured to form the polyimide film, residual stress is generated in the polyimide film. If the residual stress of the polyimide film is large, there is a problem that the glass support and the silicon wafer are warped. Therefore, the polyimide film is also required to reduce the residual stress.
  • Patent Document 1 describes two specific amic acid structural units for the purpose of obtaining a polyimide film having low residual stress, low warpage, low yellowness, and high elongation.
  • a polyimide precursor is disclosed, which is characterized by containing the above in a specific ratio.
  • a polyimide film for a specific application is required to have transparency and low yellowness.
  • the process temperature exceeds 400 ° C.
  • the polyimide used as the substrate is required to have heat resistance to withstand a high temperature of 400 ° C. or higher.
  • it is required to maintain transparency and low yellowness.
  • Patent Document 1 discloses a technique for reducing residual stress and reducing yellowness, but it is still insufficient.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and the subject of the present invention is a precursor of a polyimide resin capable of obtaining a polyimide film having low residual stress, excellent transparency, heat resistance, and low yellowness.
  • An object of the present invention is to provide an imide-amidoic acid copolymer as a body, a method for producing the same, a varnish containing the copolymer, and a polyimide film.
  • the present inventors have found that a copolymer containing a combination of specific structural units can solve the above-mentioned problems, and have completed the invention.
  • IM imide moiety
  • AM1 amic acid moiety
  • AM2 amic acid moiety
  • X 1 is a tetravalent alicyclic group having 4 to 39 carbon atoms, and the bonding groups are -O-, -SO 2- , -CO-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2 -,-. It may have at least one selected from the group consisting of C 2 H 4 O- and -S-.
  • X 2 is a tetravalent aromatic group having 4 to 39 carbon atoms, and has -O-, -SO 2- , -CO-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2 -,-as a bonding group. It may have at least one selected from the group consisting of C 2 H 4 O- and -S-.
  • Y 1 is a group represented by at least one selected from the group consisting of the following formula (2), the following general formula (3), and the following general formula (4).
  • Y 2 is a group represented by the following general formula (5). s, t and u are positive integers. ) (In formula (3), Z 1 represents a single bond or a group represented by —O—.
  • R independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Z 2 and Z 3 independently represent a group represented by -COO- or a group represented by -OCO-.
  • R 1 , R 2 and R 3 are independent of each other. Then, it represents a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. H, i, j, and k are integers of 0 to 4).
  • X 2 is a group represented by the following formula (7).
  • the imide moiety (IM) has a structural unit X1A derived from tetracarboxylic dianhydride and a structural unit Y1B derived from diamine.
  • the amic acid moiety (AM1) has a structural unit X2A derived from tetracarboxylic dianhydride and a structural unit Y1B derived from diamine.
  • the amic acid moiety (AM2) has a structural unit X2A derived from tetracarboxylic dianhydride and a structural unit Y2B derived from diamine.
  • Constituent unit X1A comprises a structural unit derived from an alicyclic tetracarboxylic dianhydride.
  • Constituent unit X2A comprises a structural unit derived from aromatic tetracarboxylic dianhydride.
  • the structural unit Y1B includes the structural unit (B1) derived from the diamine (b1), and the structural unit (B1) is the structural unit (B11) derived from the compound represented by the following formula (b11), the following general formula (B11). It contains at least one selected from the group consisting of a structural unit (B12) derived from the compound represented by b12) and a structural unit (B13) derived from the compound represented by the following general formula (b13).
  • the imide-amide acid copolymer according to any one of the above [1] to [5], wherein the structural unit Y2B contains a structural unit (B2) derived from a compound represented by the following general formula (b2).
  • Z 1 represents a single bond or a group represented by —O—.
  • R independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Z 2 and Z 3 independently represent a group represented by -COO- or a group represented by -OCO-.
  • R 1 , R 2 , and R 3 independently represent monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms.
  • h, i, j, and k are integers from 0 to 4.
  • the structural unit X2A contains a structural unit (A2) derived from the aromatic tetracarboxylic dianhydride (a2).
  • the structural unit (A2) is a structural unit (A21) derived from a compound represented by the following formula (a21), a structural unit (A22) derived from a compound represented by the following formula (a22), and the following formula (a23).
  • the structural unit (A23) derived from the compound represented by the following formula, the structural unit (A24) derived from the compound represented by the following formula (a24), and the structural unit derived from the compound represented by the following formula (a25) ( The imide-amidoic acid copolymer according to the above [6], which comprises at least one selected from the group consisting of A25).
  • m and n each independently represent an integer of 1 or more, and the sum of m and n represents an integer of 2 to 1000, where at least one of R 4 and R 5 represents a monovalent aromatic group. .)
  • the structural unit X1A contains a structural unit (A1) derived from the alicyclic tetracarboxylic dianhydride (a1).
  • the structural unit (A1) is a structural unit (A11) derived from a compound represented by the following formula (a11), a structural unit (A12) derived from a compound represented by the following formula (a12), and the following formula (a13).
  • [12] A varnish in which the copolymer according to any one of the above [1] to [11] is dissolved in an organic solvent.
  • a method for producing an imide-amidoic acid copolymer which comprises the following steps 1 and 2. Step 1: The tetracarboxylic acid component constituting the imide moiety (IM) is reacted with the diamine component to obtain an imide oligomer. Step 2: The imide oligomer obtained in Step 1 and the amic acid moiety (AM2) are formed.
  • tetracarboxylic acid component and the diamine component are reacted to form an imide containing a repeating unit represented by the following formula (1), which is composed of an imide moiety (IM), an amide moiety (AM1) and an amic acid moiety (AM2).
  • IM imide moiety
  • AM1 amide moiety
  • AM2 amic acid moiety
  • X 1 is a tetravalent alicyclic group having 4 to 39 carbon atoms, and the bonding groups are -O-, -SO 2- , -CO-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2 -,-. It may have at least one selected from the group consisting of C 2 H 4 O- and -S-.
  • X 2 is a tetravalent aromatic group having 4 to 39 carbon atoms, and has -O-, -SO 2- , -CO-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2 -,-as a bonding group. It may have at least one selected from the group consisting of C 2 H 4 O- and -S-.
  • Y 1 is a group represented by at least one selected from the group consisting of the following formula (2), the following general formula (3), and the following general formula (4).
  • Y 2 is a group represented by the following general formula (5). s, t and u are positive integers. ) (In formula (3), Z 1 represents a single bond or a group represented by —O—.
  • R independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Z 2 and Z 3 independently represent a group represented by -COO- or a group represented by -OCO-.
  • R 1 , R 2 and R 3 are independent of each other. Then, it represents a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. H, i, j, and k are integers of 0 to 4).
  • an imide-amidic acid copolymer which is a precursor of a polyimide resin and a method for producing the same, which can obtain a polyimide film having low residual stress, excellent transparency, heat resistance, and low yellowness.
  • a varnish containing the copolymer and a polyimide film can be provided.
  • the imide-amide acid copolymer of the present invention contains a repeating unit composed of an imide moiety (IM), an amic acid moiety (AM1) and an amid acid moiety (AM2) represented by the following formula (1).
  • IM imide moiety
  • AM1 amic acid moiety
  • AM2 amid acid moiety
  • X 1 is a tetravalent alicyclic group having 4 to 39 carbon atoms, and the bonding groups are -O-, -SO 2- , -CO-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2 -,-. It may have at least one selected from the group consisting of C 2 H 4 O- and -S-.
  • X 2 is a tetravalent aromatic group having 4 to 39 carbon atoms, and has -O-, -SO 2- , -CO-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2 -,-as a bonding group. It may have at least one selected from the group consisting of C 2 H 4 O- and -S-.
  • Y 1 is a group represented by at least one selected from the group consisting of the following formula (2), the following general formula (3), and the following general formula (4).
  • Y 2 is a group represented by the following general formula (5). s, t and u are positive integers. ) (In formula (3), Z 1 represents a single bond or a group represented by —O—.
  • R independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Z 2 and Z 3 independently represent a group represented by -COO- or a group represented by -OCO-.
  • R 1 , R 2 and R 3 are independent of each other. Then, it represents a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • H, i, j, and k are integers of 0 to 4).
  • the imide-amidoic acid copolymer of the present invention is excellent as a raw material for a polyimide film, and the obtained polyimide film is excellent in that it has low residual stress, excellent transparency, low yellowness, and high heat resistance.
  • the reason for having these characteristics is not clear, but it is considered as follows.
  • the copolymer consisting of a component derived from an alicyclic tetracarboxylic acid and the above-mentioned specific diamine component has an appropriate ratio of a bulky skeleton having a trifluoromethyl group, a sulfone group or a cardo structure, and a rigid biphenyl skeleton and an ester skeleton.
  • an imide-amidoic acid copolymer having a higher molecular weight than the acid can be obtained and the physical properties after film formation are excellent. Further, the imide-amidoic acid copolymer of the present invention is considered to have excellent physical properties after film formation because the imide moiety and the amic acid moiety have a specific structure.
  • the imide moiety (IM) constituting the imide-amide acid copolymer of the present invention is the moiety represented by (IM) of the above formula (1).
  • X 1 is a tetravalent alicyclic group having 4 to 39 carbon atoms, and as a linking group, -O-, -SO 2- , -CO-, -CH 2- , -C. (CH 3) 2 -, - it may have at least one member selected from C 2 H 4 group consisting of O- and -S-.
  • the tetravalent alicyclic group means that at least two of the four carbons bonded to the imide group are carbons constituting the alicyclic, and any of the four carbons bonded to the imide group. It is preferable that the thigh is a carbon constituting an alicyclic.
  • the binding group refers to a binding group that binds each alicyclic when X 1 contains two or more alicyclics.
  • the linking group is not limited to these. When X 1 is an alicyclic group, the heat resistance and transparency of the polyimide are improved, and the yellowness is lowered, which is preferable.
  • X 1 is obtained by removing two dicarboxylic acid anhydride portions (four carboxy group portions) from the tetracarboxylic acid dianhydride which is a raw material of the structural unit X1A derived from the tetracarboxylic acid dianhydride which will be described later. Is preferable. Among these, X 1 is more preferably a group represented by the following formula (6).
  • Y 1 is a group represented by at least one selected from the group consisting of the following formula (2), the following general formula (3) and the following general formula (4).
  • Z 1 represents a single bond or a group represented by —O—.
  • R independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Y 1 is obtained by removing two amino group portions from the diamine which is the raw material of the structural unit Y1B derived from the diamine described later.
  • the amic acid moiety (AM2) constituting the imide-amidoic acid copolymer of the present invention is the moiety represented by (AM2) of the above formula (1).
  • X 2 is a tetravalent aromatic group having 4 to 39 carbon atoms, and as a linking group, -O-, -SO 2- , -CO-, -CH 2- , -C. (CH 3) 2 -, - it may have at least one member selected from C 2 H 4 group consisting of O- and -S-.
  • the tetravalent aromatic group means that all four carbons bonded to the imide group are aromatic carbons.
  • the linking group refers to a linking group that binds each aromatic ring when X 1 contains two or more aromatic rings. The linking group is not limited to these.
  • X 2 is obtained by removing two dicarboxylic acid anhydride portions (four carboxy group portions) from the tetracarboxylic acid dianhydride which is a raw material of the constituent unit X2A derived from the tetracarboxylic acid dianhydride which will be described later. Is preferable. Among these, X 2 is more preferably a group represented by the following formula (7).
  • Y 2 is a group represented by the following general formula (5).
  • Z 2 and Z 3 independently represent a group represented by -COO- or a group represented by -OCO-.
  • R 1 , R 2 and R 3 are independent of each other. Then, it represents a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • H, i, j, and k are integers of 0 to 4).
  • Y 2 is obtained by removing two amino group portions from the diamine which is the raw material of the constituent unit Y 2B derived from the diamine described later.
  • the amic acid moiety (AM1) constituting the imide-amidoic acid copolymer of the present invention is the moiety represented by (AM1) of the above formula (1).
  • the amic acid moiety (AM1) is a bonding moiety between the imide moiety (IM) and the amic acid moiety (AM2), and X 2 in the amic acid moiety (AM1) is the same as that of the amid acid moiety (AM2).
  • Y 1 in the moiety (AM1) is similar to the imide moiety (IM).
  • s is the number of repeating units of the imide moiety (IM) and is a positive integer. From the viewpoint of transparency, low yellowness, and high heat resistance, s is preferably 1 to 50, more preferably 1 to 15, further preferably 1 to 10, and 1 to 5. It is even more preferable to have.
  • the average number of repetitions of the imide moiety (IM), that is, the average value of s is preferably 1 to 10, more preferably 1.5 to 9, and even more preferably 1.5 to 8. It is even more preferably 1.7 to 5.
  • the average number of repetitions of the imide portion (IM) refers to the average number of repetitions of the imide portion (IM) of all the imide-amidoic acid copolymers contained in the polyimide varnish and the polyimide film described later, and is the average value of s.
  • the average value refers to the average value of s of all the imide-amidic acid copolymers contained in the polyimide varnish and the polyimide film described later.
  • t is the number of repeating units of the amic acid moiety (AM2) and is a positive integer. From the viewpoints of high heat resistance, low residual stress and low coefficient of linear thermal expansion, t is preferably 1 to 50, more preferably 1 to 15, and even more preferably 1 to 10. It is even more preferable that the value is ⁇ 5.
  • the average number of repetitions of the amic acid moiety (AM2), that is, the average value of t is preferably 1 to 10, more preferably 1.5 to 9, and further preferably 1.5 to 8. It is preferably 1.7 to 5, and even more preferably 1.7 to 5.
  • the average number of repetitions of the amic acid moiety refers to the average number of repetitions of the amic acid moiety (AM2) of all the imide-amidoic acid copolymers contained in the polyimide varnish and the polyimide film described later.
  • the average value of t refers to the average value of t of all the imide-amidic acid copolymers contained in the polyimide varnish and the polyimide film described later.
  • u is a number of repeating units composed of an imide moiety (IM), an amic acid moiety (AM1) and an amid acid moiety (AM2), and is a positive integer.
  • u is preferably 5 to 200, more preferably 6 to 150, and even more preferably 10 to 120, from the viewpoint of heat resistance, low residual stress, and low coefficient of linear thermal expansion.
  • the average number of repeating units consisting of the imide moiety (IM), the amic acid moiety (AM1) and the amic acid moiety (AM2), that is, the average value of u is preferably 5 to 200.
  • the average number of repetitions of the repeating unit composed of the imide moiety (IM), the amic acid moiety (AM1) and the amic acid moiety (AM2) is the total number of iterations of all the imide-amide acid copolymers contained in the polyimide varnish and the polyimide film described later.
  • the average value of the number of repetitions of the repeating unit consisting of the imide portion (IM), the amic acid moiety (AM1) and the amic acid moiety (AM2) of the above, and the average value of u is the polyimide varnish or polyimide film described later. It refers to the average value of u of all the included imide-amidic acid copolymers.
  • the total ratio of the imide moiety (IM), the amic acid moiety (AM1) and the amic acid moiety (AM2) to the imide-amide acid copolymer is preferably 80% by mass or more, more preferably 82% by mass or more, and further. It is preferably 85% by mass or more, and the upper limit is not limited and is 100% by mass or less.
  • the imide moiety and the amic acid moiety are randomly present, whereas in the imide-amide acid copolymer of the present invention, the imide moiety (IM) and the amic acid moiety (imide moiety (IM) and the amic acid moiety ( It is considered that the AM1) and the amic acid moiety (AM2) have a specific structure, so that the residual stress is low and the transparency, low yellowness, and heat resistance are excellent.
  • the imide-amide acid copolymer of the present invention contains a repeating unit represented by the above formula (1), which is composed of an imide moiety (IM), an amic acid moiety (AM1) and an amid acid moiety (AM2).
  • IM imide moiety
  • AM1 amic acid moiety
  • AM2 amid acid moiety
  • the imide moiety (IM) has a structural unit X1A derived from tetracarboxylic acid dianhydride and a structural unit Y1B derived from diamine.
  • the amic acid moiety (AM1) has a structural unit X2A derived from tetracarboxylic dianhydride and a structural unit Y1B derived from diamine.
  • the amic acid moiety (AM2) has a structural unit X2A derived from tetracarboxylic dianhydride and a structural unit Y2B derived from diamine.
  • Constituent unit X1A comprises a structural unit derived from an alicyclic tetracarboxylic dianhydride.
  • Constituent unit X2A comprises a structural unit derived from aromatic tetracarboxylic dianhydride.
  • the structural unit Y1B includes the structural unit (B1) derived from the diamine (b1), and the structural unit (B1) is the structural unit (B11) derived from the compound represented by the following formula (b11), the following general formula (B11). It contains at least one selected from the group consisting of a structural unit (B12) derived from the compound represented by b12) and a structural unit (B13) derived from the compound represented by the following general formula (b13).
  • the structural unit Y2B contains a structural unit (B2) derived from the compound represented by the following general formula (b2).
  • Z 1 represents a single bond or a group represented by —O—.
  • R independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Z 2 and Z 3 independently represent a group represented by -COO- or a group represented by -OCO-.
  • R 1 , R 2 , and R 3 independently represent monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms.
  • h, i, j, and k are integers from 0 to 4.
  • the structural unit X1A is a structural unit derived from the tetracarboxylic dianhydride occupying the imide moiety (IM) of the copolymer of the present invention, and includes a structural unit derived from the alicyclic tetracarboxylic dianhydride. ..
  • the structural unit X1A is not limited as long as it contains a structural unit derived from an alicyclic tetracarboxylic dianhydride, but the structural unit X1A is derived from an alicyclic tetracarboxylic dianhydride (a1). It is preferable to include the structural unit (A1) to be used.
  • the structural unit (A1) is a structural unit (A11) derived from a compound represented by the following formula (a11), a structural unit (A12) derived from a compound represented by the following formula (a12), and the following. It contains at least one selected from the group consisting of structural units (A13) derived from the compound represented by the formula (a13).
  • the compound represented by the formula (a11) is norbornane-2-spiro- ⁇ -cyclopentanone- ⁇ '-spiro-2''-norbornane-5,5'', 6,6''-tetracarboxylic dianhydride. It is an anhydride (CpODA).
  • the compound represented by the formula (a12) is 5,5'-(1,4-phenylene) -bis [hexahydro-4,7-Methanoisobenzofuran-1,3-dione] (BzDA).
  • the compound represented by the formula (a13) is 5,5'-bis-2-norbornene-5,5', 6,6'-tetracarboxylic acid-5,5', 6,6'-dianhydride ( BNBDA).
  • the structural unit (A1) more preferably includes the structural unit (A11) from the viewpoint of heat resistance, transparency, and low yellowness.
  • the total ratio of the constituent units (A11) to (A13) in the constituent unit (A1) is preferably 45 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably 99. More than mol%.
  • the upper limit of the ratio is not particularly limited and is 100 mol% or less.
  • the structural unit (A1) may include at least one type selected from the structural units (A11) to (A13), and is composed of only one type selected from the structural units (A11) to (A13). May be good.
  • the ratio of the constituent unit (A11) in the constituent unit (A1) is preferably 45 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably 99 mol% or more. ..
  • the upper limit of the ratio is not particularly limited and is 100 mol% or less.
  • the structural unit (A1) may have a structural unit derived from an alicyclic tetracarboxylic dianhydride other than the compounds represented by the formulas (a11) to (a13).
  • alicyclic tetracarboxylic acid dianhydride examples include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydride, 1,2, 4,5-Cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride, bicyclo [2.2.2] octa-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid dianhydride, dicyclohexyltetracarboxylic acid dianhydride, etc.
  • 1, 2, 4, 5 are the structural units derived from the alicyclic tetracarboxylic dianhydride other than the compounds represented by the formulas (a11) to (a13) in the structural unit (A1).
  • -A structural unit derived from cyclohexanetetracarboxylic dianhydride is preferred.
  • the alicyclic tetracarboxylic dianhydride (a1) may be used alone or in combination of two or more.
  • the ratio of the constituent unit (A1) in the constituent unit X1A is preferably 45 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably 99 mol% or more.
  • the upper limit of the ratio is not particularly limited and is 100 mol% or less.
  • the structural unit X1A may include a structural unit other than the structural unit (A1).
  • the tetracarboxylic acid dianhydride giving such a constituent unit is not particularly limited, but is an aliphatic such as aromatic tetracarboxylic acid dianhydride and 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride. Tetracarboxylic acid dianhydride can be mentioned.
  • the alicyclic tetracarboxylic dianhydride is an acid anhydride (two adjacent carboxys) of at least one of the four ⁇ -carbons of the two acid anhydrides (four carboxy groups).
  • the two ⁇ -carbons of the group) mean tetracarboxylic acid dianhydride, which is the carbon constituting the alicyclic, and the aromatic tetracarboxylic acid dianhydride is 4 of the two acid anhydrides (4 carboxy groups).
  • Tetracarboxylic acid dianhydride in which one ⁇ carbon is a carbon constituting an aromatic ring means tetracarboxylic acid dianhydride
  • aliphatic tetracarboxylic acid dianhydride means alicyclic tetracarboxylic acid dianhydride as well as aromatic tetracarboxylic dianhydride. It means tetracarboxylic dianhydride which does not correspond to anhydride.
  • the structural unit arbitrarily included in the structural unit X1A may be one type or two or more types.
  • the structural unit X2A is a structural unit derived from the tetracarboxylic acid dianhydride occupying the amic acid moiety (AM2) and the amic acid moiety (AM1) of the copolymer of the present invention, and is an aromatic tetracarboxylic acid dianhydride. Includes building blocks derived from.
  • the structural unit X2A is not limited as long as it contains a structural unit derived from the aromatic tetracarboxylic dianhydride, but the structural unit X2A is a configuration derived from the aromatic tetracarboxylic dianhydride (a2). It is preferable to include the unit (A2).
  • the structural unit (A2) is a structural unit (A21) derived from a compound represented by the following formula (a21), a structural unit (A22) derived from a compound represented by the following formula (a22), and the following formula.
  • the compound represented by the formula (a21) is biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), and specific examples thereof include 3,3', 4,4'-biphenyl represented by the following formula (a21s).
  • BPDA biphenyltetracarboxylic dianhydride
  • Examples thereof include 2,2', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (i-BPDA) represented.
  • s-BPDA 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (a21s) is preferable.
  • the compound represented by the formula (a22) is p-phenylenebis (trimeritate) dianhydride (TAHQ).
  • the compound represented by the formula (a23) is an oxydiphthalic anhydride (ODPA), and specific examples thereof include 4,4′-oxydiphthalic anhydride (s-ODPA) represented by the following formula (a23s). , 3,4'-oxydiphthalic anhydride (a-ODPA) represented by the following formula (a23a), 3,3′-oxydiphthalic anhydride (i-ODPA) represented by the following formula (a23i), and the like. Be done. Of these, 4,4'-oxydiphthalic anhydride (s-ODPA) represented by the following formula (a23s) is preferable.
  • the compound represented by the formula (a24) is pyromellitic acid dianhydride (PMDA).
  • the compound represented by the formula (a25) is 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride.
  • the constituent unit (A2) preferably includes at least one selected from the group consisting of the constituent unit (A21) and the constituent unit (A22) from the viewpoint of high heat resistance and low residual stress, and the constituent unit (A21). ) Is more preferable.
  • the structural unit (A21) is preferable from the viewpoint of improving the heat resistance and thermal stability of the film and further reducing the residual stress
  • the structural unit (A22) is preferable from the viewpoint of being able to reduce the residual stress. Is preferable.
  • the structural unit X2A may include a structural unit other than the structural unit (A2).
  • the tetracarboxylic dianhydride giving such a constituent unit is not particularly limited, but is an alicyclic tetracarboxylic dianhydride, and a fat such as 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride.
  • Group tetracarboxylic dianhydrides can be mentioned.
  • the structural unit arbitrarily included in the structural unit X2A may be one type or two or more types.
  • the total ratio of the constituent units (A21) to (A25) in the constituent unit (A2) is preferably 45 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably 99. More than mol%.
  • the upper limit of the ratio is not particularly limited and is 100 mol% or less.
  • the structural unit (A2) may include at least one type selected from the structural units (A21) to (A25), and is composed of only one type selected from the structural units (A21) to (A25). May be good.
  • the structural unit (A2) contains two or more types of structural units selected from the structural units (A21) to (A25)
  • the ratio of each structural unit in the structural unit (A2) is not particularly limited and is arbitrary. Can be.
  • the ratio of the constituent unit (A2) in the constituent unit X2A is preferably 45 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, still more preferably 85 mol% or more.
  • the upper limit of the content ratio is not particularly limited and is 100 mol% or less.
  • the structural unit X1A contains the structural unit (A1) and the structural unit X2A contains the structural unit (A2)
  • the structural unit in the structural unit derived from the tetracarboxylic acid dianhydride of the imide-amidoic acid copolymer
  • the molar ratio [(A1) / (A2)] of A1) to the constituent unit (A2) is preferably 10/90 to 55/45, more preferably 20/80 to 50/50, and even more preferably. Is 25/75 to 45/55.
  • the structural unit Y1B is a structural unit derived from a diamine occupying the imide moiety (IM) and the amic acid moiety (AM1) of the copolymer of the present invention, and includes a structural unit (B1) derived from the diamine (b1).
  • the structural unit (B1) is a structural unit (B11) derived from a compound represented by the following formula (b11), a structural unit (B12) derived from a compound represented by the following general formula (b12), and the following general formula. It contains at least one selected from the group consisting of the structural unit (B13) derived from the compound represented by (b13).
  • the total ratio of the structural units (B11) to (B13) in the structural unit (B1) is preferably 45 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably 99. More than mol%.
  • the upper limit of the ratio is not particularly limited and is 100 mol% or less.
  • Z 1 represents a single bond or a group represented by —O—.
  • R independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the structural unit (B11) is selected from the group consisting of the structural unit (B111) derived from the compound represented by the following formula (b111) and the structural unit (B112) derived from the compound represented by the following formula (b112). At least one is preferable.
  • the structural unit (B11) may be only the structural unit (B111), may be only the structural unit (B112), or may be a combination of the structural unit (B111) and the structural unit (B112). .
  • the compound represented by the formula (b111) is 4,4'-diaminodiphenylsulfone (4,4′-DDS), and the compound represented by the formula (b112) is 3,3′-diaminodiphenylsulfone (4,4′-DDS). 3,3'-DDS).
  • the structural unit (B12) is selected from the group consisting of the structural unit (B121) derived from the compound represented by the following formula (b121) and the structural unit (B122) derived from the compound represented by the following formula (b122). It is preferable to include at least one structural unit (B122) derived from the compound represented by the following formula (b122) from the viewpoint of heat resistance, low residual stress and low coefficient of linear thermal expansion. More preferred.
  • the compound represented by the formula (b121) is 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminodiphenyl ether (6FODA).
  • the compound represented by the formula (b122) is 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzidine (TFMB).
  • the structural unit (B13) is a structural unit derived from the compound represented by the above formula (b13).
  • R is independently a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is preferably independently a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group. More preferably, it is a hydrogen atom.
  • Examples of the compound represented by the formula (b13) include 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene (BAFL), 9,9-bis (3-fluoro-4-aminophenyl) fluorene, and 9,9.
  • -Bis (3-methyl-4-aminophenyl) fluorene and the like can be mentioned, and at least one selected from the group consisting of these three compounds is preferable, and 9,9-bis (4-amino) from the viewpoint of heat resistance. Phenyl) fluorene is more preferred.
  • the structural unit Y1B may include a structural unit other than the structural unit (B1).
  • the diamine giving such a constituent unit is not particularly limited, but is limited to 1,4-phenylenediamine, p-xylylene diamine, 3,5-diaminobenzoic acid, 1,5-diaminonaphthalene, and 2,2'-dimethyl.
  • Examples thereof include aliphatic diamines such as diamines.
  • the aromatic diamine means a diamine containing one or more aromatic rings
  • the alicyclic diamine means a diamine containing one or more alicyclic rings and not containing an aromatic ring, and is a fat.
  • the group diamine means a diamine that does not contain an aromatic ring or an alicyclic ring.
  • the structural unit arbitrarily included in the structural unit Y1B may be one type or two or more types.
  • the structural unit Y2B is a structural unit derived from a diamine occupying the amic acid portion (AM2) of the copolymer of the present invention, and the structural unit Y2B is from the viewpoints of low residual stress, low coefficient of linear thermal expansion, and heat resistance.
  • Z 2 and Z 3 independently represent a group represented by -COO- or a group represented by -OCO-.
  • R 1 , R 2 and R 3 are independent of each other. Then, it represents a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • H, i, j, and k are integers of 0 to 4.
  • the structural unit (B2) preferably includes a structural unit (B21) derived from a compound represented by the following formula (b21) from the viewpoint of heat resistance, low residual stress and low coefficient of linear thermal expansion.
  • the compound represented by the formula (b21) is 4-aminophenyl-4-aminobenzoate (4-BAAB).
  • the structural unit Y2B may include a structural unit other than the structural unit (B2).
  • the diamine giving such a constituent unit is not particularly limited, but is limited to 1,4-phenylenediamine, p-xylylene diamine, 3,5-diaminobenzoic acid, 1,5-diaminonaphthalene, and 2,2'-dimethyl.
  • Alicyclic diamines such as methyl) cyclohexane; and aliphatic diamines such as ethylenediamine and hexamethylenediamine can be mentioned.
  • the structural unit arbitrarily included in the structural unit Y2B may be one type or two or more types.
  • the ratio of the structural unit (B1) in the structural unit derived from the diamine of the copolymer is preferably 10 to 55 mol%, more preferably 20. It is ⁇ 50 mol%, more preferably 25-45 mol%, still more preferably 35-45 mol%.
  • the ratio of the structural unit (B2) in the structural unit derived from the diamine of the copolymer is preferably 45 to 90 mol%, more preferably 50. It is -80 mol%, more preferably 55-75 mol%, still more preferably 55-65 mol%.
  • the constituent unit Y1B contains the constituent unit (B1) and the constituent unit Y2B contains the constituent unit (B2)
  • the constituent unit (B1) and the constituent unit in the constituent unit derived from the diamine of the imide-amidoic acid copolymer is preferably 10/90 to 55/45, more preferably 20/80 to 50/50, and even more preferably 25/75 to 25/75. It is 45/55, and even more preferably 35/65 to 45/55.
  • the total ratio of the structural unit (B1) and the structural unit (B2) in the structural unit derived from the diamine of the copolymer is preferably 70 mol. % Or more, more preferably 80 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more, and the upper limit value is not particularly limited and is 100 mol% or less.
  • the ratio of the total of the structural unit X1A, the structural unit X2A, the structural unit Y1B and the structural unit Y2B to the total of the structural units constituting the imide-amide acid copolymer is preferably 80% by mass or more, more preferably 82% by mass. As described above, it is more preferably 85% by mass or more, and the upper limit is not limited and is 100% by mass or less.
  • the imide-amidoic acid copolymer of the present invention may contain a structural unit other than the above-mentioned structural unit X1A, structural unit X2A, structural unit Y1B and structural unit Y2B.
  • the imide-amidoic acid copolymer of the present invention may further contain a structural unit (B3) derived from a compound represented by the following general formula (b3). Residual stress is reduced by including the structural unit (B3).
  • Z 4 and Z 5 independently represent a divalent aliphatic group or a divalent aromatic group
  • R 4 and R 5 independently represent a monovalent aromatic group or 1 respectively.
  • R 6 and R 7 each independently represent a monovalent aliphatic group
  • R 8 and R 9 each independently indicate a monovalent aliphatic group or a monovalent aromatic group.
  • M and n each independently indicate an integer of 1 or more
  • the sum of m and n indicates an integer of 2 to 1000.
  • at least one of R 4 and R 5 shows a monovalent aromatic group.
  • two or more different repeating units described in parallel by [] may be repeated in any form and order of random, alternating, or block, respectively.
  • the divalent aliphatic group or divalent aromatic group in Z 4 and Z 5 may be substituted with a fluorine atom or may contain an oxygen atom.
  • the carbon number shown below means all the carbon numbers contained in the aliphatic group or the aromatic group.
  • the divalent aliphatic group include a divalent saturated or unsaturated aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the divalent aliphatic group preferably has 3 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the divalent saturated aliphatic group include an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms and an alkyleneoxy group, and examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group and a hexa.
  • Methylene group, octamethylene group, decamethylene group, dodecamethylene group and the like can be exemplified, and examples of the alkyleneoxy group include propyleneoxy group and trimethyleneoxy group.
  • Examples of the divalent unsaturated aliphatic group include an alkenylene group having 2 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a vinylene group, a propenylene group, and an alkylene group having an unsaturated double bond at the terminal.
  • Examples of the divalent aromatic group include an arylene group having 6 to 20 carbon atoms and an aralkylene group having 7 to 20 carbon atoms.
  • Specific examples of the arylene group having 6 to 20 carbon atoms in Z 4 and Z 5 include an o-phenylene group, an m-phenylene group, a p-phenylene group, a 4,4′-biphenylylene group, a 2,6-naphthylene group and the like. Can be mentioned.
  • As Z 4 and Z 5 a trimethylene group and a p-phenylene group are particularly preferable, and a trimethylene group is more preferable.
  • the monovalent aliphatic group in R 4 to R 9 includes a monovalent saturated or unsaturated aliphatic group.
  • the monovalent saturated aliphatic group include an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
  • the monovalent unsaturated aliphatic group include an alkenyl group having 2 to 22 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group and a propenyl group. These groups may be substituted with fluorine atoms.
  • the monovalent aromatic group in R 4 , R 5 , R 8 and R 9 of the formula (b3) was an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, 7 to 30 carbon atoms, and was substituted with an alkyl group. Examples thereof include an aryl group and an aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms. As the monovalent aromatic group, an aryl group is preferable, and a phenyl group is more preferable. At least one of R 4 and R 5 shows a monovalent aromatic group, but it is preferable that both R 4 and R 5 are monovalent aromatic groups, and both R 4 and R 5 are phenyl groups. Is more preferable.
  • R 6 and R 7 an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and a methyl group is more preferable.
  • R 8 and R 9 a monovalent aliphatic group is preferable, and a methyl group is more preferable.
  • the compound represented by the following formula (b31) is preferable.
  • n and n are synonymous with m and n in the formula (b3), respectively, and the preferable range is also the same.
  • m indicates the number of repetitions of the siloxane unit to which at least one monovalent aromatic group is bonded
  • n in the formulas (b3) and (b31) is a monovalent aliphatic group. Indicates the number of repetitions of the siloxane unit to which is bonded.
  • M and n in the formulas (b3) and (b31) independently represent integers of 1 or more, and the sum of m and n (m + n) represents an integer of 2 to 1000.
  • the sum of m and n preferably represents an integer of 3 to 500, more preferably 3 to 100, and even more preferably an integer of 3 to 50.
  • the ratio of m / n in the formulas (b3) and (b31) is preferably 5/95 to 50/50, more preferably 10/90 to 40/60, and even more preferably 20/80 to 30/70. ..
  • the functional group equivalent (amine equivalent) of the compound represented by the formula (b3) is preferably 150 to 5,000 g / mol, more preferably 400 to 4,000 g / mol, and further preferably 500 to 3,000 g / mol. Is.
  • the functional group equivalent means the mass of the compound represented by the formula (b3) per mole of the functional group (amino group).
  • the ratio of the constituent unit (B3) to the total amount of the constituent unit (B3), the constituent unit Y1B and the constituent unit Y2B is preferably 0.01 to 15.0 mol%, more preferably. It is 0.5 to 12.0 mol%, more preferably 1.0 to 8.0 mol%.
  • the content of the polyorganosiloxane unit with respect to the total of the structural units constituting the imide-amidoic acid copolymer is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 2 to 18% by mass. More preferably, it is 5 to 15% by mass.
  • the content of the polyorganosiloxane unit is within the above range, low retardation and low residual stress can be achieved at a higher level.
  • Examples of commercially available compounds represented by the formula (b3) include “X-22-9409” and “X-22-1660B-3” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • the imide-amidoic acid copolymer of the present invention may be produced by any method, but it is preferably obtained by the following method.
  • the method for producing an imide-amidoic acid copolymer of the present invention includes the following steps 1 and 2. Step 1: The tetracarboxylic acid component constituting the imide moiety (IM) is reacted with the diamine component to obtain an imide oligomer. Step 2: The imide oligomer obtained in Step 1 and the amic acid moiety (AM2) are formed.
  • tetracarboxylic acid component and the diamine component are reacted to form an imide containing a repeating unit represented by the following formula (1), which is composed of an imide moiety (IM), an amide moiety (AM1) and an amic acid moiety (AM2).
  • IM imide moiety
  • AM1 amide moiety
  • AM2 amic acid moiety
  • X 1 is a tetravalent alicyclic group having 4 to 39 carbon atoms, and the bonding groups are -O-, -SO 2- , -CO-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2 -,-. It may have at least one selected from the group consisting of C 2 H 4 O- and -S-.
  • X 2 is a tetravalent aromatic group having 4 to 39 carbon atoms, and has -O-, -SO 2- , -CO-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2 -,-as a bonding group. It may have at least one selected from the group consisting of C 2 H 4 O- and -S-.
  • Y 1 is a group represented by at least one selected from the group consisting of the following formula (2), the following general formula (3), and the following general formula (4).
  • Y 2 is a group represented by the following general formula (5). s, t and u are positive integers. ) (In formula (3), Z 1 represents a single bond or a group represented by —O—.
  • R independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Z 2 and Z 3 independently represent a group represented by -COO- or a group represented by -OCO-.
  • R 1 , R 2 and R 3 are independent of each other. Then, it represents a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • H, i, j, and k are integers of 0 to 4).
  • the imide moiety and the amic acid moiety can be controlled to a specific structure, so that the conventional imide moiety and the amic acid moiety are randomly present.
  • the imide-amide acid is expected to improve heat resistance and low residual stress because it has a polyimide portion and a polyamic acid portion according to the thermal imidization reactivity of each component. It is considered that a copolymer can be obtained.
  • the preferred method for producing a copolymer of the present invention includes the following steps 1 and 2.
  • Step 1 A compound that gives the structural unit X1A derived from tetracarboxylic acid dianhydride and a compound that gives the structural unit Y1B derived from diamine are reacted to obtain an imide oligomer.
  • Step 2 The imide obtained in step 1. The oligomer is reacted with a compound that gives the structural unit X2A derived from tetracarboxylic acid dianhydride and a compound that gives the structural unit Y2B derived from diamine, and the imide moiety (IM) represented by the above formula (1) and the amide are reacted.
  • IM imide moiety
  • the compound giving the constituent unit X1A is an alicyclic tetracarboxylic acid dianhydride.
  • the compound giving the building block X2A comprises an aromatic tetracarboxylic dianhydride and contains.
  • the compound that gives the structural unit Y1B includes the compound that gives the structural unit (B1), and the compound that gives the structural unit (B1) is a compound represented by the following formula (b11) and represented by the following general formula (b12). It comprises at least one selected from the group consisting of a compound and a compound represented by the following general formula (b13).
  • the compound giving the structural unit Y2B includes a compound represented by the following general formula (b2).
  • Z 1 represents a single bond or a group represented by —O—.
  • R independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Z 2 and Z 3 independently represent a group represented by -COO- or a group represented by -OCO-.
  • R 1 , R 2 , and R 3 independently represent monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms.
  • h, i, j, and k are integers from 0 to 4.
  • Step 1 is a step of reacting the tetracarboxylic acid component constituting the imide moiety (IM) with the diamine component to obtain an imide oligomer.
  • the tetracarboxylic acid component constituting the imide moiety (IM) is preferably an alicyclic tetracarboxylic dianhydride.
  • Step 1 is a step of reacting a compound giving a structural unit X1A derived from tetracarboxylic dianhydride with a compound giving a structural unit Y1B derived from a diamine to obtain an imide oligomer.
  • the compound giving the building block X1A comprises an aromatic tetracarboxylic dianhydride.
  • the compound giving the structural unit Y1B includes a compound giving the structural unit (B1), and the compound giving the structural unit (B1) is represented by the compound represented by the formula (b11) and the general formula (b12). It contains at least one selected from the group consisting of a compound and a compound represented by the general formula (b13).
  • the tetracarboxylic acid component used in step 1 preferably contains a compound that gives a constituent unit (A1), and it is preferable that the entire amount thereof is used in step 1, as long as the effect of the present invention is not impaired. It may contain a tetracarboxylic acid component other than the compound giving (A1).
  • the diamine component used in step 1 preferably contains a compound that gives the constituent unit (B1), and contains a diamine component other than the compound that gives the constituent unit (B1) as long as the effect of the present invention is not impaired. May be good.
  • the diamine component with respect to the tetracarboxylic acid component is preferably 1.01 to 2 mol, more preferably 1.05 to 1.9 mol, and 1.1 to 1.7 mol. Is even more preferable.
  • the method for reacting the tetracarboxylic acid component with the diamine component for obtaining the imide oligomer in step 1 is not particularly limited, and a known method can be used.
  • Specific reaction methods include (1) charging a tetracarboxylic acid component, a diamine component, and a reaction solvent into a reactor, stirring at 10 to 110 ° C. for 0.5 to 30 hours, and then raising the temperature to imidize. Method of carrying out the reaction, (2) After charging the diamine component and the reaction solvent into the reactor and dissolving them, the tetracarboxylic acid component is charged, and if necessary, the mixture is stirred at 10 to 110 ° C. for 0.5 to 30 hours, and then.
  • Examples thereof include a method of carrying out an imidization reaction by raising the temperature to (3) a method of charging a tetracarboxylic acid component, a diamine component and a reaction solvent into a reactor and immediately raising the temperature to carry out the imidization reaction.
  • the imidization reaction it is preferable to carry out the reaction while removing water generated during production using a Dean-Stark apparatus or the like. By performing such an operation, the degree of polymerization and the imidization rate can be further increased.
  • a known imidization catalyst can be used.
  • the imidization catalyst include a base catalyst and an acid catalyst.
  • Base catalysts include pyridine, quinoline, isoquinoline, ⁇ -picoline, ⁇ -picoline, 2,4-lutidine, 2,6-lutidine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, triethylenediamine, imidazole, N, N.
  • Examples thereof include organic base catalysts such as dimethylaniline and N, N-diethylaniline, and inorganic base catalysts such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, potassium carbonate, sodium carbonate, potassium hydrogencarbonate and sodium hydrogencarbonate.
  • the acid catalyst examples include crotonic acid, acrylic acid, trans-3-hexenoic acid, cinnamic acid, benzoic acid, methylbenzoic acid, oxybenzoic acid, terephthalic acid, benzenesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid and the like. Can be mentioned.
  • the above-mentioned imidization catalyst may be used alone or in combination of two or more.
  • a base catalyst is preferable, an organic base catalyst is more preferable, one or more selected from triethylamine and triethylenediamine is more preferable, and triethylamine is even more preferable.
  • the temperature of the imidization reaction is preferably 120 to 250 ° C., more preferably 160 to 200 ° C. from the viewpoint of suppressing the reaction rate and gelation.
  • the reaction time is preferably 0.5 to 10 hours after the start of distillation of the produced water.
  • the imide oligomer obtained in step 1 preferably has an imide repeating structural unit formed from a compound giving a structural unit (A1) and a compound giving a structural unit (B1). Further, the oligomer obtained in step 1 preferably has amino groups at both ends of the main chain of the molecular chain.
  • a solution containing an imide oligomer dissolved in a solvent can be obtained.
  • the solution containing the imide oligomer obtained in step 1 contains at least a part of the components used as the tetracarboxylic acid component and the diamine component in step 1 as unreacted monomers as long as the effects of the present invention are not impaired. You may.
  • step 2 in the production method of the present invention the imide oligomer obtained in step 1 is reacted with the tetracarboxylic acid component and the diamine component constituting the amic acid moiety (AM2), and is represented by the above formula (1).
  • This is a step of obtaining an imide-amide acid copolymer containing a repeating unit consisting of an imide moiety (IM), an amic acid moiety (AM1) and an amic acid moiety (AM2).
  • the tetracarboxylic acid component constituting the amic acid moiety (AM2) used in step 2 is preferably an aromatic tetracarboxylic dianhydride.
  • Step 2 is a step of reacting a compound that gives the structural unit X2A derived from tetracarboxylic acid dianhydride and a compound that gives the structural unit Y2B derived from diamine to obtain an imide-amide acid copolymer.
  • the compound giving the building block X2A comprises an aromatic tetracarboxylic dianhydride.
  • the compound giving the structural unit Y2B includes a compound giving the structural unit (B2), and the compound giving the structural unit (B2) includes the compound represented by the general formula (b2), which is represented by the above formula (b21). It is preferable to contain the compound to be used.
  • the tetracarboxylic acid component used in step 2 preferably contains a compound that gives the constituent unit (A2), and is a tetracarboxylic acid component other than the compound that gives the constituent unit (A2) as long as the effect of the present invention is not impaired. May include.
  • Examples of the tetracarboxylic acid component other than the compound giving the structural unit (A2) include a compound giving the structural unit (A1), except that the tetracarboxylic acid component used in step 2 gives the structural unit (A1). It is preferable that it does not contain a compound. Further, it is preferable that the entire amount of the compound giving the structural unit (A2) is used in the step 2.
  • the diamine component used in step 2 preferably contains a compound that gives the constituent unit (B2), and contains a diamine component other than the compound that gives the constituent unit (B2) as long as the effect of the present invention is not impaired. May be good.
  • a diamine or tetracarboxylic acid dianhydride containing the polyorganosiloxane unit may be reacted, and the polyorganosiloxane unit may be used. It is preferable to react the contained diamine, and it is more preferable to react the compound giving the constituent unit (B3).
  • the method for reacting the tetracarboxylic acid component with the imide oligomer obtained in step 1 for obtaining the imide-amide acid copolymer in step 2 is not particularly limited, and a known method can be used.
  • a specific reaction method (1) the imide oligomer, the tetracarboxylic acid component, the diamine component and the solvent obtained in step 1 are charged into the reactor, and 1 in the range of 0 to 120 ° C., preferably 5 to 80 ° C.
  • a copolymer solution containing an imide-amidoic acid copolymer dissolved in a solvent can be obtained.
  • the concentration of the copolymer in the obtained copolymer solution is usually 1 to 50% by mass, preferably 3 to 35% by mass, and more preferably 5 to 30% by mass.
  • the number average molecular weight of the imide-amidoic acid copolymer obtained by the production method of the present invention is preferably 5,000 to 500,000 from the viewpoint of the mechanical strength of the obtained polyimide film.
  • the weight average molecular weight (Mw) is preferably 10,000 to 800,000, more preferably 100,000 to 300,000.
  • the number average molecular weight of the copolymer can be determined from, for example, a standard polymethylmethacrylate (PMMA) conversion value measured by gel filtration chromatography. Next, the raw materials and the like used in this production method will be described.
  • ⁇ Tetracarboxylic acid component> The tetracarboxylic acid component used as a raw material for the imide-amide acid copolymer in the present production method is described in (Constituent Unit XIA) and (Constituent Unit X2A) of the above ⁇ Constituent Units of Imid-Amidic Acid Copolymer>. It is preferable to use a compound that gives each constituent unit.
  • the compound giving the structural unit (A1) includes, but is not limited to, a compound represented by the formula (a11), a compound represented by the formula (a12), and a compound represented by the formula (a13). , It may be a derivative thereof as long as it gives the same structural unit.
  • Examples of the derivative include a tetracarboxylic acid corresponding to the compound represented by any of the formulas (a11) to (a13) and an alkyl ester of the tetracarboxylic acid.
  • the compound that gives the structural unit (A1) the compound represented by any of the formulas (a11) to (a13) is preferable.
  • the compound represented by the formula (a2) the compound represented by the formula (a21), the compound represented by the formula (a22), the compound represented by the formula (a23), and the compound represented by the formula (a24) are represented.
  • Examples thereof include the compound to be used and the compound represented by the formula (a25), but the present invention is not limited to the above, and a derivative thereof may be used as long as the same structural unit is given.
  • Examples of the derivative include a tetracarboxylic acid corresponding to the compound represented by any of the formulas (a21) to (a25) and an alkyl ester of the tetracarboxylic acid.
  • the compound giving the structural unit (A2) the compound represented by any of the formulas (a21) to (a25) is preferable.
  • the molar ratio of the compound giving the structural unit (A1) to the compound giving the structural unit (A2) in the tetracarboxylic acid component used as the raw material of the imide-amidoic acid copolymer in this production method [(A1) / ( A2)] is preferably 10/90 to 55/45, more preferably 20/80 to 50/50, and even more preferably 25/75 to 45/55.
  • the total ratio of the compounds giving the structural units (A11) to (A13) to the compounds giving the structural unit (A1) is preferably 45 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, still more preferably 90 mol%. As mentioned above, it is particularly preferably 99 mol% or more.
  • the upper limit of the ratio is not particularly limited and is 100 mol% or less.
  • the total ratio of the compounds giving the constituent units (A21) to (A25) to the compounds giving the constituent unit (A2) is preferably 45 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, still more preferably 90. It is mol% or more, particularly preferably 99 mol% or more.
  • the upper limit of the ratio is not particularly limited and is 100 mol% or less.
  • the tetracarboxylic acid component used as a raw material for the imide-amidic acid copolymer includes a compound that gives a constituent unit (A1), a compound that gives a constituent unit (A21), a compound that gives a constituent unit (A22), and a constituent unit (A23). ),
  • the compound giving the structural unit (A24), and the compound other than the compound giving the structural unit (A25) may be included, and the compound may be one kind or two or more kinds.
  • ⁇ Diamine component> The molar ratio of the compound giving the structural unit (B1) to the compound giving the structural unit (B2) in the diamine component used as the raw material of the imide-amidoic acid copolymer in this production method [(B1) / (B2)). ] Is preferably 10/90 to 55/45, more preferably 20/80 to 50/50, still more preferably 25/75 to 45/55, and even more preferably 35/65 to 45. / 55.
  • the compound that gives the structural unit (B1) one or more selected from the group consisting of a compound that gives the structural unit (B11), a compound that gives the structural unit (B12), and a compound that gives the structural unit (B13) is preferable.
  • the total ratio of the compounds giving the structural units (B11) to (B13) to the compounds giving the structural unit (B1) is preferably 45 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, still more preferably 90 mol%. As mentioned above, it is particularly preferably 99 mol% or more. The upper limit of the ratio is not particularly limited and is 100 mol% or less.
  • the compound that gives the structural unit (B2) one or more compounds that give the structural unit (B2) are preferable.
  • the diamine component used as a raw material of the imide-amidoic acid copolymer is given a compound that gives a constituent unit (B11), a compound that gives a constituent unit (B12), a compound that gives a constituent unit (B13), and (B2).
  • a compound other than the compound may be contained, and the compound may be one kind or two or more kinds.
  • Examples of the compound giving the structural unit (B1) and the compound giving the structural unit (B2) include, but are not limited to, diamines, and may be derivatives thereof as long as the same structural unit is given. Examples of the derivative include diisocyanates corresponding to diamines.
  • diamine is preferable as the compound that gives the structural unit (B1) and the compound that gives the structural unit (B2).
  • the compound giving the constituent unit (B3) is preferably 0.01 with respect to the total amount of the compound giving the constituent unit (B3) and the diamine component. It contains from 15.0 mol%, more preferably 0.5 to 12.0 mol%, still more preferably 1.0 to 8.0 mol%.
  • the tetracarboxylic acid component used in all steps of the production of the copolymer including the reaction step with other components such as a compound giving the constituent unit (B3) after the completion of steps 1, 2 and 2 The ratio of the amount of the diamine component charged is preferably 0.9 to 1.1 mol of the diamine component with respect to 1 mol of the tetracarboxylic acid component.
  • an end-capping agent may be used for producing the imide-amidoic acid copolymer.
  • the terminal encapsulant is preferably used in the reaction step with other components such as a compound that gives the structural unit (B3) in step 2 or after the completion of step 2.
  • monoamines or dicarboxylic acids are preferable.
  • the amount of the end-capping agent to be introduced is preferably 0.0001 to 0.1 mol, particularly preferably 0.001 to 0.06 mol, based on 1 mol of the tetracarboxylic acid component.
  • Examples of monoamine terminal sealants include methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, benzylamine, 4-methylbenzylamine, 4-ethylbenzylamine, 4-dodecylbenzylamine, 3-methylbenzylamine, 3-. Ethylbenzylamine, aniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline and the like are recommended. Of these, benzylamine and aniline can be preferably used.
  • dicarboxylic acid terminal encapsulant dicarboxylic acids are preferable, and a part thereof may be ring-closed.
  • phthalic acid, phthalic anhydride, 4-chlorophthalic acid, tetrafluorophthalic acid, 2,3-benzophenonedicarboxylic acid, 3,4-benzophenonedicarboxylic acid, cyclopentane-1,2-dicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1. , 2-Dicarboxylic acid, etc. are recommended.
  • phthalic acid and phthalic anhydride can be preferably used.
  • the solvent used in the method for producing the copolymer of the present invention may be any as long as it can dissolve the produced imide-amidoic acid copolymer.
  • an aprotic solvent, a phenol solvent, an ether solvent, a carbonate solvent and the like can be mentioned.
  • aprotonic solvent examples include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, 1,3-dimethylimidazolidinone, tetramethylurea and the like.
  • Amide-based solvents lactone-based solvents such as ⁇ -butyrolactone and ⁇ -valerolactone, phosphorus-containing amide-based solvents such as hexamethylphosphoric amide and hexamethylphosphintriamide, and sulfur-containing solvents such as dimethylsulfone, dimethylsulfoxide, and sulfolane.
  • Examples thereof include a system solvent, a ketone solvent such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone and methylcyclohexanone, and an ester solvent such as acetic acid (2-methoxy-1-methylethyl).
  • a system solvent such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone and methylcyclohexanone
  • an ester solvent such as acetic acid (2-methoxy-1-methylethyl).
  • phenolic solvent examples include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,4. -Xylenol, 3,5-xylenol and the like can be mentioned.
  • ether solvent examples include 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, 1,2-bis (2-methoxyethoxy) ethane, and bis [2- (2-methoxyethoxy) ethyl]. Examples include ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like.
  • the carbonate solvent examples include diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate and the like.
  • an amide solvent or a lactone solvent is preferable, an amide solvent is more preferable, and N-methyl-2-pyrrolidone is further preferable.
  • the above reaction solvent may be used alone or in combination of two or more.
  • the varnish of the present invention is obtained by dissolving the imide-amidoic acid copolymer of the present invention, which is a precursor of a polyimide resin, in an organic solvent. That is, the varnish of the present invention contains the copolymer of the present invention and an organic solvent, and the copolymer is dissolved in the organic solvent.
  • the organic solvent is not particularly limited as long as it dissolves the copolymer of the present invention, but the above-mentioned compounds are used alone or in combination of two or more as the solvent used for producing the copolymer of the present invention. It is preferable to use it.
  • the varnish of the present invention may be the above-mentioned copolymer solution itself, or may be obtained by further adding a diluting solvent to the copolymer solution.
  • the varnish of the present invention may further contain an imidization catalyst and a dehydration catalyst from the viewpoint of efficiently advancing the imidization of the amic acid moiety in the copolymer of the present invention.
  • the imidization catalyst may be any imidization catalyst having a boiling point of 40 ° C. or higher and 180 ° C. or lower, and an amine compound having a boiling point of 180 ° C. or lower is preferable. If the imidization catalyst has a boiling point of 180 ° C. or lower, the film is not colored when dried at a high temperature after the film is formed, and the appearance is not impaired. Further, if the imidization catalyst has a boiling point of 40 ° C. or higher, the possibility of volatilization before the imidization proceeds sufficiently can be avoided.
  • Examples of the amine compound preferably used as an imidization catalyst include pyridine and picoline.
  • the above-mentioned imidization catalyst may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the dehydration catalyst include acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic acid anhydride, n-butyric acid anhydride, benzoic acid anhydride, and trifluoroacetic anhydride; and carbodiimide compounds such as dicyclohexylcarbodiimide. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the varnish of the present invention preferably contains the copolymer of the present invention in an amount of 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, and even more preferably 10 to 30% by mass.
  • the viscosity of the varnish is preferably 0.1 to 100 Pa ⁇ s, more preferably 0.1 to 20 Pa ⁇ s.
  • the viscosity of the varnish is a value measured at 25 ° C. using an E-type viscometer.
  • the varnish of the present invention has an inorganic filler, an adhesion accelerator, a release agent, a flame retardant, an ultraviolet stabilizer, a surfactant, a leveling agent, an antifoaming agent, and an optical brightener as long as the required properties of the polyimide film are not impaired.
  • Various additives such as an agent, a cross-linking agent, a polymerization initiator, and a photosensitizer may be contained.
  • the method for producing the varnish of the present invention is not particularly limited, and a known method can be applied.
  • the polyimide film of the present invention contains a polyimide resin obtained by imidizing the amic acid moiety in the imide-amidoic acid copolymer of the present invention. Therefore, the polyimide film of the present invention is excellent in transparency and heat resistance, has a low yellowness, and exhibits low residual stress. Suitable physical property values of the polyimide film of the present invention are as described above.
  • the polyimide film of the present invention can be produced by using a varnish in which the above-mentioned copolymer is dissolved in an organic solvent.
  • the method for producing a polyimide film using the varnish of the present invention is not particularly limited, and a known method can be used.
  • the varnish of the present invention is applied or formed into a film on a smooth support such as a glass plate, a metal plate, or a plastic, and then an organic solvent such as a reaction solvent or a diluting solvent contained in the varnish is heated.
  • a polyimide film is produced by removing it to obtain a copolymer film, imidizing (dehydrating and ring-closing) the amic acid moiety of the copolymer in the copolymer film by heating, and then peeling it from the support. be able to.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polyimide resin contained in the polyimide film of the present invention is preferably 10,000 to 800,000, more preferably 30,000 to 500,000, from the viewpoint of the mechanical strength of the film. It is even more preferably 50,000 to 400,000, and even more preferably 100,000 to 300,000.
  • the number average molecular weight of the copolymer can be determined from, for example, a standard polymethylmethacrylate (PMMA) conversion value measured by gel filtration chromatography.
  • the heating temperature for drying the varnish of the present invention to obtain a copolymer film is preferably 50 to 150 ° C.
  • the heating temperature for imidizing the copolymer of the present invention by heating is preferably 200 to 500 ° C, more preferably 250 to 450 ° C, and even more preferably 300 to 400 ° C.
  • the heating time is usually 1 minute to 6 hours, preferably 5 minutes to 2 hours, and more preferably 15 minutes to 1 hour.
  • Examples of the heating atmosphere include air gas, nitrogen gas, oxygen gas, hydrogen gas, and nitrogen / hydrogen mixed gas.
  • nitrogen gas and hydrogen concentration having an oxygen concentration of 100 ppm or less are used.
  • a nitrogen / hydrogen mixed gas containing 0.5% or less is preferable.
  • the imidization method is not limited to thermal imidization, and chemical imidization can also be applied.
  • the thickness of the polyimide film of the present invention can be appropriately selected depending on the intended use, but is preferably 1 to 250 ⁇ m, more preferably 5 to 100 ⁇ m, and even more preferably 5 to 50 ⁇ m. When the thickness is 1 to 250 ⁇ m, it can be practically used as a self-supporting film. The thickness of the polyimide film can be easily controlled by adjusting the solid content concentration and viscosity of the varnish.
  • the total light transmittance is preferably 85% or more, more preferably 86% or more, still more preferably 87% or more when the film has a thickness of 10 ⁇ m.
  • the yellow index (YI) is preferably 15.0 or less, more preferably 13.0 or less, still more preferably 12.0 or less, still more preferably 11.0 or less when the film has a thickness of 10 ⁇ 3 ⁇ m. Is.
  • the glass transition temperature (Tg) is preferably 350 ° C.
  • the above-mentioned physical property values in the present invention can be specifically measured by the method described in Examples.
  • the polyimide film of the present invention is suitably used as a film for various members such as color filters, flexible displays, semiconductor parts, and optical members.
  • the polyimide film of the present invention is particularly preferably used as a substrate for an image display device such as a liquid crystal display or an OLED display.
  • CTE Coefficient of linear thermal expansion
  • Td1% 1% weight loss temperature (Td1%)
  • TG / DTA6200 a differential thermogravimetric simultaneous measurement device manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation was used. The temperature of the sample was raised to 40 to 550 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min, and the temperature at which the weight was reduced by 1% as compared with the weight at 300 ° C. was defined as the 1% weight loss temperature. The larger the value, the better the weight loss temperature.
  • Tensile strength and tensile elastic modulus The tensile strength and tensile elastic modulus were measured using a tensile tester "Strograph VG-1E" manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. in accordance with JIS K7127: 1999. The distance between the chucks was 50 mm, the size of the test piece was 10 mm ⁇ 70 mm, and the test speed was 20 mm / min.
  • Residual stress Example using a residual stress measuring device "FLX-2320" manufactured by KLA Tencor Co., Ltd., on a 4-inch silicon wafer having a thickness of 525 ⁇ m ⁇ 25 ⁇ m for which the “warp amount” has been measured in advance.
  • the varnish obtained in the comparative example was applied using a spin coater and prebaked.
  • heat curing treatment was performed at 400 ° C. for 60 minutes (heating rate 5 ° C./min) in a nitrogen atmosphere to prepare a silicon wafer with a polyimide film having a thickness of 6 to 15 ⁇ m after curing. bottom.
  • the amount of warpage of this wafer was measured using the above-mentioned residual stress measuring device, and the residual stress generated between the silicon wafer and the polyimide film was evaluated.
  • TFMB 2,2'-bis (trifluor
  • Example 1 9.932 g of 4,4'-DDS in a 500 mL five-necked round-bottom flask equipped with a stainless half-moon agitator, a nitrogen inlet tube, a Dean Stark with a cooling tube, a thermometer, and a glass end cap. 0.040 mol) and 44.603 g of NMP were added, and the mixture was stirred at a system temperature of 70 ° C. and a nitrogen atmosphere at a rotation speed of 200 rpm to obtain a solution.
  • Example 2 The amount of CpODA was changed from 11.531 (0.030 mol) to 7.688 g (0.020 mol), and the amount of s-BPDA was changed from 20.595 g (0.070 mol) to 23.538 g (0.080 mol). The amount of 4,4'-DDS was changed from 9.932 (0.040 mol) to 7.449 g (0.030 mol), and the amount of 4-BAAB was 13.695 (0.
  • a varnish having a solid content concentration of about 15% by mass was obtained by the same method as in Example 1 except that the amount was changed from 060 mol) to 15.978 g (0.070 mol). Using the obtained varnish, a film was obtained by the same method as in Example 1.
  • Example 3 Polyimide having a solid content concentration of about 15% by mass by the same method as in Example 1 except that 9,932 g (0.040 mol) of 4,4'-DDS was changed to 12.810 g (0.040 mol) of TFMB. I got a varnish. Using the obtained varnish, a film was obtained by the same method as in Example 1.
  • Example 4 The amount of CpODA was changed from 11.531 (0.030 mol) to 7.688 g (0.020 mol), and the amount of s-BPDA was changed from 20.595 g (0.070 mol) to 23.538 g (0.080 mol).
  • the amount of TFMB was changed from 12.810 (0.040 mol) to 9.607 g (0.030 mol), and the amount of 4-BAAB was changed from 13.695 (0.060 mol) to 15.
  • a varnish having a solid content concentration of about 15% by mass was obtained by the same method as in Example 3 except that the amount was changed to .978 g (0.070 mol). Using the obtained varnish, a film was obtained by the same method as in Example 1.
  • Example 5 Same as in Example 1 except that 9,932 g (0.040 mol) of 4,4'-DDS was changed to 6.405 g (0.020 mol) of TFMB and 6.969 g (0.020 mol) of BAFL. By the method, a varnish having a solid content concentration of about 15% by mass was obtained. Using the obtained varnish, a film was obtained by the same method as in Example 1.
  • Example 6 The amount of CpODA was changed from 11.531 (0.030 mol) to 19.219 g (0.050 mol) and the amount of s-BPDA was changed from 20.595 g (0.070 mol) to 14.711 g (0.050 mol).
  • the amount of TFMB was changed from 12.810 (0.040 mol) to 19.214 g (0.060 mol), and the amount of 4-BAAB was changed from 13.695 (0.060 mol) to 9
  • a varnish having a solid content concentration of about 15% by mass was obtained by the same method as in Example 3 except that the amount was changed to .130 g (0.040 mol). Using the obtained varnish, a film was obtained by the same method as in Example 1.
  • Example 1 The polyamic acid obtained in Comparative Example 1 has only an amic acid repeating structural unit formed from s-BPDA and 4-BAAB.
  • Example 4 A varnish having a solid content concentration of about 15% by mass was obtained by the same method as in Example 3 except that 13.695 g (0.060 mol) of 4-BAAB was changed to 13.636 g (0.060 mol) of DABA. .. Using the obtained varnish, a film was obtained by the same method as in Example 1.
  • the polyimide film obtained from the imide-amide acid copolymer of the example having a specific imide repeating structural unit and amic acid structural unit has low residual stress, excellent transparency, and low yellow color. It can be seen that the degree is excellent and the heat resistance is also excellent. Further comparing Example 1 and Comparative Example 3, the raw material composition constituting the polyimide is the same, but the polyimide film of Example 1 is excellent in low residual stress as compared with the polyimide film of Comparative Example 3 obtained from polyamic acid. It was a thing.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

下記式(1)で表される、イミド部分(IM)とアミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)とからなる繰り返し単位を含む、イミド-アミド酸共重合体。 (式(1)中、X1は炭素数4~39の4価の脂環基であり、X2は炭素数4~39の4価の芳香族基であり、Y1はジアミノジフェニルスルホン等に由来する基であり、Y2は4-アミノフェニル-4-アミノベンゾエート等に由来する基であり、s、t及びuは正の整数である。)

Description

イミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、ワニス、並びにポリイミドフィルム
 本発明はポリイミド樹脂の前駆体であるイミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、共重合体を含むワニス、並びにポリイミドフィルムに関する。
 ポリイミド樹脂は、電気・電子部品等の分野において様々な利用が検討されている。例えば、液晶ディスプレイやOLEDディスプレイ等の画像表示装置に用いられるガラス基板を、デバイスの軽量化やフレキシブル化を目的として、プラスチック基板へ代替することが望まれており、当該プラスチック基板として適するポリイミドフィルムの研究が進められている。このような用途のポリイミドフィルムには透明性と低い黄色度が求められる。
 また、ガラス支持体やシリコンウェハ上に塗布したワニスを加熱硬化してポリイミドフィルムを形成する場合には、ポリイミドフィルムに残留応力が生じる。ポリイミドフィルムの残留応力が大きいと、ガラス支持体やシリコンウェハが反ってしまうという問題が生じるため、ポリイミドフィルムには残留応力の低減も求められる。
 このような点について、たとえば、特許文献1には、残留応力が低く、反りが少なく、黄色度が小さく、伸度が高いポリイミドフィルムを得ることを目的として、2種の特定のアミド酸構造単位を特定の比率で含むことを特徴とするポリイミド前駆体が開示されている。
国際公開第2017/051827号
 前記のように特定の用途のポリイミドフィルムには透明性と低い黄色度が求められる。しかし、TFTのデバイスタイプがLTPS(低温ポリシリコンTFT)では、400℃を超えるプロセス温度であり、基板となるポリイミドには400℃以上の高温に耐える耐熱性が求められ、そのような熱履歴においても、透明性と低い黄色度を維持することが求められる。
 また、前記のように支持体の反りの問題から残留応力を低減することも求められている。
 特許文献1には残留応力を低減し、黄色度を低減する技術が開示されているが、いまだ不十分であり、特に透明性と低い黄色度を維持しつつ、耐熱性等に優れたポリイミドフィルムを得ることはできていなかった。
 本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は残留応力が低く、透明性、耐熱性に優れ、黄色度が低いポリイミドフィルムを得ることができる、ポリイミド樹脂の前駆体であるイミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、該共重合体を含むワニス、並びにポリイミドフィルムを提供することにある。
 本発明者らは、特定の構成単位の組み合わせを含む共重合体が上記課題を解決できることを見出し、発明を完成させるに至った。
 即ち、本発明は、下記の[1]~[18]に関する。
[1]下記式(1)で表される、イミド部分(IM)とアミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)とからなる繰り返し単位を含む、イミド-アミド酸共重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013

(式(1)中、
 X1は炭素数4~39の4価の脂環基であって、結合基として-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH32-、-C24O-及び-S-からなる群より選ばれる少なくとも1つを有していてもよく、
 X2は炭素数4~39の4価の芳香族基であって、結合基として-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH32-、-C24O-及び-S-からなる群より選ばれる少なくとも1つを有していてもよく、
 Y1は下記式(2)、下記一般式(3)及び下記一般式(4)からなる群より選ばれる少なくともいずれか1つで表される基であり、
 Y2は下記一般式(5)で表される基であり、
 s、t及びuは正の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014

(式(3)中、Z1は、単結合、又は-O-で表される基を示す。
 式(4)中、Rはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表わす。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015

(式(5)中、Z2、Z3はそれぞれ独立して、-COO-で表される基、又は-OCO-で表される基を示す。R1、R2、R3はそれぞれ独立して、炭素数1~20の1価の有機基を表す。h、i、j、kは0~4の整数である。)
[2]前記sが1~50であり、かつ前記tが1~50である、前記[1]に記載のイミド-アミド酸共重合体。
[3]前記uが5~200である、前記[1]又は[2]に記載のイミド-アミド酸共重合体。
[4]前記X1が、下記式(6)で表される基である、前記[1]~[3]のいずれか1つに記載のイミド-アミド酸共重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016

[5]前記X2が、下記式(7)で表される基である、前記[1]~[4]のいずれか1つに記載のイミド-アミド酸共重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017

[6]前記イミド部分(IM)が、テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位X1A及びジアミンに由来する構成単位Y1Bを有し、
 前記アミド酸部分(AM1)が、テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位X2A、ジアミンに由来する構成単位Y1Bを有し、
 前記アミド酸部分(AM2)がテトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位X2A、ジアミンに由来する構成単位Y2Bを有し、
 構成単位X1Aが、脂環式テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位を含み、
 構成単位X2Aが、芳香族テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位を含み、
 構成単位Y1Bが、ジアミン(b1)に由来する構成単位(B1)を含み、構成単位(B1)が、下記式(b11)で表される化合物に由来する構成単位(B11)、下記一般式(b12)で表される化合物に由来する構成単位(B12)及び下記一般式(b13)で表される化合物に由来する構成単位(B13)からなる群より選ばれる少なくともいずれか一つを含み、
 構成単位Y2Bが下記一般式(b2)で表される化合物に由来する構成単位(B2)を含む、前記[1]~[5]のいずれか1つに記載のイミド-アミド酸共重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018

(式(b12)中、Z1は、単結合、又は-O-で表される基を示す。
 式(b13)中、Rはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表わす。
 式(b2)中、Z2、Z3はそれぞれ独立して、-COO-で表される基、又は-OCO-で表される基を示す。R1、R2、R3はそれぞれ独立して、炭素数1~20の1価の有機基を表す。h、i、j、kは0~4の整数である。)
[7]構成単位X2Aが、芳香族テトラカルボン酸二無水物(a2)に由来する構成単位(A2)を含み、
 構成単位(A2)が、下記式(a21)で表される化合物に由来する構成単位(A21)、下記式(a22)で表される化合物に由来する構成単位(A22)、下記式(a23)で表される化合物に由来する構成単位(A23)、下記式(a24)で表される化合物に由来する構成単位(A24)、及び下記式(a25)で表される化合物に由来する構成単位(A25)からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む、前記[6]に記載のイミド-アミド酸共重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019

[8]更に下記一般式(b3)で表される化合物に由来する構成単位(B3)を含む、前記[6]又は[7]に記載のイミド-アミド酸共重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020

(式(b3)中、Z4及びZ5はそれぞれ独立に2価の脂肪族基、又は2価の芳香族基を示し、R4及びR5はそれぞれ独立に1価の芳香族基又は1価の脂肪族基を示し、R6及びR7はそれぞれ独立に1価の脂肪族基を示し、R8及びR9は、それぞれ独立に1価の脂肪族基又は1価の芳香族基を示し、m及びnはそれぞれ独立に1以上の整数を示し、mとnとの和は2~1000の整数を示す。但し、R4及びR5の少なくとも一方は1価の芳香族基を示す。)
[9]前記R4及びR5が、フェニル基であり、R6及びR7が、メチル基である、前記[8]に記載のイミド-アミド酸共重合体。
[10]イミド-アミド酸共重合体中のポリオルガノシロキサン単位の含有量が1~20質量%である、前記[8]又は[9]に記載のイミド-アミド酸共重合体。
[11]構成単位X1Aが、脂環式テトラカルボン酸二無水物(a1)に由来する構成単位(A1)を含み、
 構成単位(A1)が、下記式(a11)で表される化合物に由来する構成単位(A11)、下記式(a12)で表される化合物に由来する構成単位(A12)、及び下記式(a13)で表される化合物に由来する構成単位(A13)からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む、前記[6]~[10]のいずれか1つに記載のイミド-アミド酸共重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021

[12]前記[1]~[11]のいずれか1つに記載の共重合体が有機溶媒に溶解してなる、ワニス。
[13]前記[1]~[11]のいずれか1つに記載の共重合体中のアミド酸部位をイミド化してなるポリイミド樹脂を含む、ポリイミドフィルム。
[14]前記ポリイミド樹脂の重量平均分子量(Mw)が100,000~300,000である、前記[13]に記載のポリイミドフィルム。
[15]下記工程1及び工程2を有する、イミド-アミド酸共重合体の製造方法。
 工程1:イミド部分(IM)を構成するテトラカルボン酸成分と、ジアミン成分とを反応させ、イミドオリゴマーを得る工程
 工程2:工程1で得られたイミドオリゴマーと、アミド酸部分(AM2)を構成するテトラカルボン酸成分およびジアミン成分を反応させ、下記式(1)で表される、イミド部分(IM)とアミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)とからなる繰り返し単位を含む、イミド-アミド酸共重合体を得る工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022

(式(1)中、
 X1は炭素数4~39の4価の脂環基であって、結合基として-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH32-、-C24O-及び-S-からなる群より選ばれる少なくとも1つを有していてもよく、
 X2は炭素数4~39の4価の芳香族基であって、結合基として-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH32-、-C24O-及び-S-からなる群より選ばれる少なくとも1つを有していてもよく、
 Y1は下記式(2)、下記一般式(3)及び下記一般式(4)からなる群より選ばれる少なくともいずれか1つで表される基であり、
 Y2は下記一般式(5)で表される基であり、
 s、t及びuは正の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023

(式(3)中、Z1は、単結合、又は-O-で表される基を示す。
 式(4)中、Rはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表わす。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024

(式(5)中、Z2、Z3はそれぞれ独立して、-COO-で表される基、又は-OCO-で表される基を示す。R1、R2、R3はそれぞれ独立して、炭素数1~20の1価の有機基を表す。h、i、j、kは0~4の整数である。)
[16]工程1で得られるイミドオリゴマーが分子鎖の主鎖の両末端にアミノ基を有する、前記[15]に記載のイミド-アミド酸共重合体の製造方法。
[17]工程1において、テトラカルボン酸成分に対するジアミン成分のモル比(ジアミン/テトラカルボン酸)が、1.01~2である、前記[15]又は[16]に記載のイミド-アミド酸共重合体の製造方法。
[18]工程2終了後に、ポリオルガノシロキサン単位を含有するジアミンを反応させる、前記[15]~[17]のいずれか1つに記載のイミド-アミド酸共重合体の製造方法。
 本発明によれば、残留応力が低く、透明性、耐熱性に優れ、黄色度が低いポリイミドフィルムを得ることができる、ポリイミド樹脂の前駆体であるイミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、該共重合体を含むワニス、並びにポリイミドフィルムを提供することができる。
[イミド-アミド酸共重合体]
 本発明のイミド-アミド酸共重合体は、下記式(1)で表される、イミド部分(IM)とアミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)とからなる繰り返し単位を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025

(式(1)中、
 X1は炭素数4~39の4価の脂環基であって、結合基として-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH32-、-C24O-及び-S-からなる群より選ばれる少なくとも1つを有していてもよく、
 X2は炭素数4~39の4価の芳香族基であって、結合基として-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH32-、-C24O-及び-S-からなる群より選ばれる少なくとも1つを有していてもよく、
 Y1は下記式(2)、下記一般式(3)及び下記一般式(4)からなる群より選ばれる少なくともいずれか1つで表される基であり、
 Y2は下記一般式(5)で表される基であり、
 s、t及びuは正の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026

(式(3)中、Z1は、単結合、又は-O-で表される基を示す。
 式(4)中、Rはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表わす。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027

(式(5)中、Z2、Z3はそれぞれ独立して、-COO-で表される基、又は-OCO-で表される基を示す。R1、R2、R3はそれぞれ独立して、炭素数1~20の1価の有機基を表す。h、i、j、kは0~4の整数である。)
 本発明のイミド-アミド酸共重合体がポリイミドフィルムの原料として優れ、得られたポリイミドフィルムが、残留応力が低く、透明性に優れ、低い黄色度を維持しつつ、高い耐熱性を有するという優れた特性を有する理由は定かではないが、次のように考えられる。
 脂環式テトラカルボン酸由来の成分と、前記の特定のジアミン成分からなる共重合体は、トリフルオロメチル基やスルホン基あるいはカルド構造のかさ高い骨格と剛直なビフェニル骨格とエステル骨格を適当な比率で有するために、TFT基板等に必要な低残留応力、また、透明性と低い黄色度と、高耐熱性を両立できるものと考えられる。
 一方、適当な比率を有した場合であっても、脂環式テトラカルボン酸二無水物の多くは一般的に反応性が低く、十分な分子量のポリアミド酸を得ることが困難であり、それをフィルム化しても良好な物性を発現しにくいが、本発明のイミド-アミド酸共重合体においては、脂環式テトラカルボン酸由来の成分の一部をあらかじめポリマー重合時にイミド化しているため、ポリアミド酸より高分子量のイミド-アミド酸共重合体が得られフィルム化後の物性に優れるものと考えられる。さらに、本発明のイミド-アミド酸共重合体は、イミド部分及びアミド酸部分が特定の構造を有することで、フィルム化後の物性に優れるものと考えられる。
<イミド部分(IM)>
 本発明のイミド-アミド酸共重合体を構成するイミド部分(IM)は、前記式(1)の(IM)で示される部分である。
 前記式(1)において、X1は、炭素数4~39の4価の脂環基であって、結合基として-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH32-、-C24O-及び-S-からなる群より選ばれる少なくとも1つを有していてもよい。ここで4価の脂環基とは、イミド基に結合する4つの炭素のうち、少なくとも隣接する2つが脂環を構成する炭素であることを意味し、イミド基に結合する4つの炭素のいずれもが脂環を構成する炭素であることが好ましい。また、前記結合基は、X1に2つ以上の脂環を含む場合に各脂環を結合する結合基のことをいう。なお、結合基はこれらに限定されない。
 X1が脂環基であることによって、ポリイミドの耐熱性、透明性が良好となり、黄色度が低くなるため好ましい。
 X1は、後述するテトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位X1Aの原料となるテトラカルボン酸二無水物から2つのジカルボン酸無水物部分(4つのカルボキシ基部分)を除いたものであることが好ましい。
 これらのなかでも、X1は、下記式(6)で表される基であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 前記式(1)において、Y1は下記式(2)、下記一般式(3)及び下記一般式(4)からなる群より選ばれる少なくともいずれか1つで表される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029

(式(3)中、Z1は、単結合、又は-O-で表される基を示す。
 式(4)中、Rはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表わす。)
 Y1は、後述するジアミンに由来する構成単位Y1Bの原料となるジアミンから2つのアミノ基部分を除いたものであることが好ましい。
<アミド酸部分(AM2)>
 本発明のイミド-アミド酸共重合体を構成するアミド酸部分(AM2)は、前記式(1)の(AM2)で示される部分である。
 前記式(1)において、X2は、炭素数4~39の4価の芳香族基であって、結合基として-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH32-、-C24O-及び-S-からなる群より選ばれる少なくとも1つを有していてもよい。ここで4価の芳香族基とは、イミド基に結合する4つの炭素のいずれもが芳香族炭素であることを意味する。また、前記結合基は、X1に2つ以上の芳香環を含む場合に各芳香環を結合する結合基のことをいう。なお、結合基はこれらに限定されない。
 X2は、後述するテトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位X2Aの原料となるテトラカルボン酸二無水物から2つのジカルボン酸無水物部分(4つのカルボキシ基部分)を除いたものであることが好ましい。
 これらのなかでも、X2は、下記式(7)で表される基であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 前記式(1)において、Y2は下記一般式(5)で表される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031

(式(5)中、Z2、Z3はそれぞれ独立して、-COO-で表される基、又は-OCO-で表される基を示す。R1、R2、R3はそれぞれ独立して、炭素数1~20の1価の有機基を表す。h、i、j、kは0~4の整数である。)
 Y2は、後述するジアミンに由来する構成単位Y2Bの原料となるジアミンから2つのアミノ基部分を除いたものであることが好ましい。
<アミド酸部分(AM1)>
 本発明のイミド-アミド酸共重合体を構成するアミド酸部分(AM1)は、前記式(1)の(AM1)で示される部分である。
 アミド酸部分(AM1)は、イミド部分(IM)とアミド酸部分(AM2)の結合部分であり、アミド酸部分(AM1)におけるX2は、アミド酸部分(AM2)と同様であり、アミド酸部分(AM1)におけるY1は、イミド部分(IM)と同様である。
<イミド-アミド酸共重合体の構成>
 前記式(1)において、sはイミド部分(IM)の繰り返し単位の数であって、正の整数である。
 sは、透明性、低黄色度、高耐熱性の観点から、1~50であることが好ましく、1~15であることがより好ましく、1~10であることが更に好ましく、1~5であることがより更に好ましい。イミド部分(IM)の平均繰り返し数、すなわち、sの平均値は、1~10であることが好ましく、1.5~9であることがより好ましく、1.5~8であることが更に好ましく、1.7~5であることがより更に好ましい。前記イミド部分(IM)の平均繰り返し数は、後述のポリイミドワニスやポリイミドフィルムに含まれる全部のイミド-アミド酸共重合体のイミド部分(IM)の繰り返し数の平均値のことをいい、sの平均値は、後述のポリイミドワニスやポリイミドフィルムに含まれる全部のイミド-アミド酸共重合体のsの平均値のことをいう。
 前記式(1)において、tはアミド酸部分(AM2)の繰り返し単位の数であって、正の整数である。
 tは、高耐熱性、低残留応力および低線熱膨張係数の観点から、1~50であることが好ましく、1~15であることがより好ましく、1~10であることが更に好ましく、1~5であることがより更に好ましい。アミド酸部分(AM2)の平均繰り返し数、すなわち、tの平均値は、1~10であることが好ましく、1.5~9であることがより好ましく、1.5~8であることが更に好ましく、1.7~5であることがより更に好ましい。前記アミド酸部分(AM2)の平均繰り返し数は、後述のポリイミドワニスやポリイミドフィルムに含まれる全部のイミド-アミド酸共重合体のアミド酸部分(AM2)の繰り返し数の平均値のことをいい、tの平均値は、後述のポリイミドワニスやポリイミドフィルムに含まれる全部のイミド-アミド酸共重合体のtの平均値のことをいう。
 前記式(1)において、uは、イミド部分(IM)、アミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)とからなる繰り返し単位の数であって、正の整数である。
 uは、耐熱性、低残留応力および低線熱膨張係数の観点から、5~200であることが好ましく、6~150であることがより好ましく、10~120であることが更に好ましい。
 イミド部分(IM)、アミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)とからなる繰り返し単位の平均繰り返し数、すなわち、uの平均値は、5~200であることが好ましい。前記イミド部分(IM)、アミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)とからなる繰り返し単位の平均繰り返し数は、後述のポリイミドワニスやポリイミドフィルムに含まれる全部のイミド-アミド酸共重合体のイミド部分(IM)、アミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)とからなる繰り返し単位の繰り返し数の平均値のことをいい、uの平均値は、後述のポリイミドワニスやポリイミドフィルムに含まれる全部のイミド-アミド酸共重合体のuの平均値のことをいう。
 イミド-アミド酸共重合体に対する、イミド部分(IM)、アミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)の合計の比率は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは82質量%以上、更に好ましくは85質量%以上であり、上限には制限はなく、100質量%以下である。
 従来のイミド-アミド酸共重合体は、イミド部分とアミド酸部分が、ランダムに存在するのに対して、本発明のイミド-アミド酸共重合体は、イミド部分(IM)、アミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)が特定の構造を有することで、残留応力が低く、透明性、低黄色度、耐熱性に優れるものができると考えられる。
<イミド-アミド酸共重合体の各構成単位>
 本発明のイミド-アミド酸共重合体は、前記式(1)で表される、イミド部分(IM)とアミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)とからなる繰り返し単位を含むが、該共重合体を構成する構成単位について以下に説明する。
 本発明のイミド-アミド酸共重合体は、前記イミド部分(IM)が、テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位X1A及びジアミンに由来する構成単位Y1Bを有し、
 前記アミド酸部分(AM1)が、テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位X2A、ジアミンに由来する構成単位Y1Bを有し、
 前記アミド酸部分(AM2)がテトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位X2A、ジアミンに由来する構成単位Y2Bを有し、
 構成単位X1Aが、脂環式テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位を含み、
 構成単位X2Aが、芳香族テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位を含み、
 構成単位Y1Bが、ジアミン(b1)に由来する構成単位(B1)を含み、構成単位(B1)が、下記式(b11)で表される化合物に由来する構成単位(B11)、下記一般式(b12)で表される化合物に由来する構成単位(B12)及び下記一般式(b13)で表される化合物に由来する構成単位(B13)からなる群より選ばれる少なくともいずれか一つを含み、
 構成単位Y2Bが下記一般式(b2)で表される化合物に由来する構成単位(B2)を含むことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032

(式(b12)中、Z1は、単結合、又は-O-で表される基を示す。
 式(b13)中、Rはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表わす。
 式(b2)中、Z2、Z3はそれぞれ独立して、-COO-で表される基、又は-OCO-で表される基を示す。R1、R2、R3はそれぞれ独立して、炭素数1~20の1価の有機基を表す。h、i、j、kは0~4の整数である。)
(構成単位X1A)
 構成単位X1Aは、本発明の共重合体のイミド部分(IM)に占めるテトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位であって、脂環式テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位を含む。
 構成単位X1Aは、脂環式テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位を含むものであれば、制限はないが、構成単位X1Aは、脂環式テトラカルボン酸二無水物(a1)に由来する構成単位(A1)を含むことが好ましい。
 ここで、構成単位(A1)は、下記式(a11)で表される化合物に由来する構成単位(A11)、下記式(a12)で表される化合物に由来する構成単位(A12)、及び下記式(a13)で表される化合物に由来する構成単位(A13)からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 式(a11)で表される化合物は、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物(CpODA)である。
 式(a12)で表される化合物は、5,5'-(1,4-phenylene)-bis[hexahydro-4,7-Methanoisobenzofuran-1,3-dione](BzDA)である。
 式(a13)で表される化合物は、5,5’-ビス-2-ノルボルネン-5,5’,6,6’-テトラカルボン酸-5,5’,6,6’-二無水物(BNBDA)である。
 構成単位(A1)は、耐熱性、透明性、低黄色度の観点から、構成単位(A11)を含むことがより好ましい。
 構成単位(A1)中における、構成単位(A11)~(A13)の合計の比率は、好ましくは45モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは90モル%以上、特に好ましくは99モル%以上である。その比率の上限値は特に限定されず、100モル%以下である。
 構成単位(A1)は、構成単位(A11)~(A13)から選ばれる少なくとも1種を含んでいればよく、構成単位(A11)~(A13)から選ばれるいずれか1種のみからなっていてもよい。
 特に、構成単位(A1)中における構成単位(A11)の比率は、好ましくは45モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは90モル%以上、特に好ましくは99モル%以上である。その比率の上限値は特に限定されず、100モル%以下である。
 構成単位(A1)は、式(a11)~(a13)で表される化合物以外の脂環式テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位を有していてもよい。かかる脂環式テトラカルボン酸二無水物としては、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクタ-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、及びジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらのなかでも構成単位(A1)中における式(a11)~(a13)で表される化合物以外の脂環式テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位としては、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位が好ましい。
 脂環式テトラカルボン酸二無水物(a1)は1種を単独でも、2種以上を組み合わせてもよい。
 構成単位X1A中における、構成単位(A1)の比率は、好ましくは45モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは90モル%以上、特に好ましくは99モル%以上である。その比率の上限値は特に限定されず、100モル%以下である。
 構成単位X1Aは、構成単位(A1)以外の構成単位を含んでもよい。そのような構成単位を与えるテトラカルボン酸二無水物としては、特に限定されないが、芳香族テトラカルボン酸二無水物、及び1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物等の脂肪族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
 なお、本明細書において、脂環式テトラカルボン酸二無水物とは、2つの酸無水物(4つのカルボキシ基)の4つのα炭素のうち、少なくとも1つの酸無水物(2つの隣接するカルボキシ基)の2つのα炭素が脂環を構成する炭素であるテトラカルボン酸二無水物を意味し、芳香族テトラカルボン酸二無水物とは、2つの酸無水物(4つのカルボキシ基)の4つのα炭素が芳香環を構成する炭素であるテトラカルボン酸二無水物を意味し、脂肪族テトラカルボン酸二無水物とは、脂環式テトラカルボン酸二無水物にも芳香族テトラカルボン酸二無水物にも該当しないテトラカルボン酸二無水物を意味する。
 構成単位X1Aに任意に含まれる構成単位は、1種でもよいし、2種以上であってもよい。
(構成単位X2A)
 構成単位X2Aは、本発明の共重合体のアミド酸部分(AM2)及びアミド酸部分(AM1)に占めるテトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位であって、芳香族テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位を含む。
 構成単位X2Aは、芳香族テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位を含むものであれば、制限はないが、構成単位X2Aは、芳香族テトラカルボン酸二無水物(a2)に由来する構成単位(A2)を含むことが好ましい。
 ここで、構成単位(A2)は、下記式(a21)で表される化合物に由来する構成単位(A21)、下記式(a22)で表される化合物に由来する構成単位(A22)、下記式(a23)で表される化合物に由来する構成単位(A23)、下記式(a24)で表される化合物に由来する構成単位(A24)及び下記式(a25)で表される化合物に由来する構成単位(A25)からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 式(a21)で表される化合物は、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)であり、その具体例としては、下記式(a21s)で表される3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s-BPDA)、下記式(a21a)で表される2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(a-BPDA)、下記式(a21i)で表される2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(i-BPDA)が挙げられる。中でも、下記式(a21s)で表される3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s-BPDA)が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 式(a22)で表される化合物は、p-フェニレンビス(トリメリテート)二無水物(TAHQ)である。
 式(a23)で表される化合物は、オキシジフタル酸無水物(ODPA)であり、その具体例としては、下記式(a23s)で表される4,4’-オキシジフタル酸無水物(s-ODPA)、下記式(a23a)で表される3,4’-オキシジフタル酸無水物(a-ODPA)、下記式(a23i)で表される3,3’-オキシジフタル酸無水物(i-ODPA)が挙げられる。中でも、下記式(a23s)で表される4,4’-オキシジフタル酸無水物(s-ODPA)が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 式(a24)で表される化合物は、ピロメリット酸二無水物(PMDA)である。
 式(a25)で表される化合物は、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物である。
 構成単位(A2)は、高耐熱性、及び低残留応力の観点から、構成単位(A21)、及び構成単位(A22)からなる群より選ばれる少なくとも1つを含むことが好ましく、構成単位(A21)を含むことがより好ましい。
 特に、構成単位(A21)はフィルムの耐熱性及び熱安定性を向上させることができ、また、残留応力をより低下させる観点から好ましく、構成単位(A22)は残留応力を低下させることができる観点から好ましい。
 構成単位X2Aは、構成単位(A2)以外の構成単位を含んでもよい。そのような構成単位を与えるテトラカルボン酸二無水物としては、特に限定されないが、脂環式テトラカルボン酸二無水物、及び1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物等の脂肪族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
 構成単位X2Aに任意に含まれる構成単位は、1種でもよいし、2種以上であってもよい。
 構成単位(A2)中における、構成単位(A21)~(A25)の合計の比率は、好ましくは45モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは90モル%以上、特に好ましくは99モル%以上である。その比率の上限値は特に限定されず、100モル%以下である。構成単位(A2)は、構成単位(A21)~(A25)から選ばれる少なくとも1種を含んでいればよく、構成単位(A21)~(A25)から選ばれるいずれか1種のみからなっていてもよい。
 構成単位(A2)が構成単位(A21)~(A25)から選ばれる2種以上の構成単位を含有する場合、構成単位(A2)中における各構成単位の比率に特に制限は無く、任意の比率とすることができる。
 構成単位X2A中における、構成単位(A2)の比率は、好ましくは45モル%以上、より好ましくは60モル%以上、更に好ましくは85モル%以上である。当該含有比率の上限値は特に限定されず、100モル%以下である。
 構成単位X1Aが構成単位(A1)を含み、構成単位X2Aが構成単位(A2)を含む場合、イミド-アミド酸共重合体のテトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位中の、構成単位(A1)と構成単位(A2)とのモル比〔(A1)/(A2)〕は、好ましくは10/90~55/45であり、より好ましくは20/80~50/50であり、更に好ましくは25/75~45/55である。
(構成単位Y1B)
 構成単位Y1Bは、本発明の共重合体のイミド部分(IM)及びアミド酸部分(AM1)に占めるジアミンに由来する構成単位であって、ジアミン(b1)に由来する構成単位(B1)を含み、構成単位(B1)が、下記式(b11)で表される化合物に由来する構成単位(B11)、下記一般式(b12)で表される化合物に由来する構成単位(B12)及び下記一般式(b13)で表される化合物に由来する構成単位(B13)からなる群より選ばれる少なくともいずれか一つを含む。
 耐熱性の観点からは、カルド構造を有する式(b13)で表される化合物に由来する構成単位(B13)を含むことが好ましく、透明性の観点からは、電子吸引性基を有する式(b11)で表される化合物に由来する構成単位(B11)、式(b12)で表される化合物に由来する構成単位(B12)を含むことが好ましい。また、耐熱性、低残留応力及び低線熱膨張係数の観点からは、式(b12)で表される化合物に由来する構成単位(B12)を含むことが好ましい。
 構成単位(B1)中の、構成単位(B11)~(B13)の合計の比率は、好ましくは45モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは90モル%以上、特に好ましくは99モル%以上である。その比率の上限値は特に限定されず、100モル%以下である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037

(式(b12)中、Z1は、単結合、又は-O-で表される基を示す。
 式(b13)中、Rはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表わす。)
 構成単位(B11)は、下記式(b111)で表される化合物に由来する構成単位(B111)及び下記式(b112)で表される化合物に由来する構成単位(B112)からなる群より選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
 構成単位(B11)は、構成単位(B111)のみであってもよく、構成単位(B112)のみであってもよく、又は構成単位(B111)と構成単位(B112)の組合せであってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 式(b111)で表される化合物は、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン(4,4’-DDS)であり、式(b112)で表される化合物は、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン(3,3’-DDS)である。
 構成単位(B12)は、下記式(b121)で表される化合物に由来する構成単位(B121)、及び下記式(b122)で表される化合物に由来する構成単位(B122)からなる群より選ばれる少なくとも1つの構成単位を含むことが好ましく、耐熱性、低残留応力及び低線熱膨張係数の観点から、下記式(b122)で表される化合物に由来する構成単位(B122)を含むことがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 式(b121)で表される化合物は、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(6FODA)である。
 式(b122)で表される化合物は、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)である。
 構成単位(B13)は、前記式(b13)で表される化合物に由来する構成単位である。
 前記式(b13)中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は炭素数1~5のアルキル基であり、好ましくはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又はメチル基であり、より好ましくは水素原子である。
 前記式(b13)で表される化合物としては、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン(BAFL)、9,9-ビス(3-フルオロ-4-アミノフェニル)フルオレン、及び9,9-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)フルオレン等が挙げられ、これら3種の化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく、耐熱性の観点から、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレンがより好ましい。
 構成単位Y1Bは、構成単位(B1)以外の構成単位を含んでもよい。そのような構成単位を与えるジアミンとしては、特に限定されないが、1,4-フェニレンジアミン、p-キシリレンジアミン、3,5-ジアミノ安息香酸、1,5-ジアミノナフタレン、2,2’-ジメチルビフェニル-4,4’-ジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、1,4-ビス[2-(4-アミノフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ジアミノベンズアニリド、1-(4-アミノフェニル)-2,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチル-1H-インデン-5-アミン、α,α’-ビス(4-アミノフェニル)-1,4-ジイソプロピルベンゼン、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)テレフタルアミド、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、及び1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン等の芳香族ジアミン;1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、及び1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン等の脂環式ジアミン;並びにエチレンジアミン及びヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミンが挙げられる。
 なお、本明細書において、芳香族ジアミンとは芳香環を1つ以上含むジアミンを意味し、脂環式ジアミンとは脂環を1つ以上含み、かつ芳香環を含まないジアミンを意味し、脂肪族ジアミンとは芳香環も脂環も含まないジアミンを意味する。
 構成単位Y1Bに任意に含まれる構成単位は、1種でもよいし、2種以上であってもよい。
(構成単位Y2B)
 構成単位Y2Bは、本発明の共重合体のアミド酸部分(AM2)に占めるジアミンに由来する構成単位であって、構成単位Y2Bは、低残留応力、低線熱膨張係数、耐熱性の観点から、下記一般式(b2)で表される化合物に由来する構成単位(B2)を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040

(式(b2)中、Z2、Z3はそれぞれ独立して、-COO-で表される基、又は-OCO-で表される基を示す。R1、R2、R3はそれぞれ独立して、炭素数1~20の1価の有機基を表す。h、i、j、kは0~4の整数である。)
 構成単位(B2)は、耐熱性、低残留応力及び低線熱膨張係数の観点から、下記式(b21)で表される化合物に由来する構成単位(B21)を含むことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 式(b21)で表される化合物は、4-アミノフェニル-4-アミノベンゾエート(4-BAAB)である。
 構成単位Y2Bは、構成単位(B2)以外の構成単位を含んでもよい。そのような構成単位を与えるジアミンとしては、特に限定されないが、1,4-フェニレンジアミン、p-キシリレンジアミン、3,5-ジアミノ安息香酸、1,5-ジアミノナフタレン、2,2’-ジメチルビフェニル-4,4’-ジアミン、2,2’-ジメチルビフェニル-4,4’-ジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、1,4-ビス[2-(4-アミノフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ジアミノベンズアニリド、1-(4-アミノフェニル)-2,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチル-1H-インデン-5-アミン、α,α’-ビス(4-アミノフェニル)-1,4-ジイソプロピルベンゼン、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)テレフタルアミド、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、及び1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン等の芳香族ジアミン;1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、及び1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン等の脂環式ジアミン;並びにエチレンジアミン及びヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミンが挙げられる。
 構成単位Y2Bに任意に含まれる構成単位は、1種でもよいし、2種以上であってもよい。
 構成単位Y1Bと構成単位Y2Bの合計を100モル%とした場合の共重合体のジアミンに由来する構成単位中の構成単位(B1)の比率は、好ましくは10~55モル%、より好ましくは20~50モル%、更に好ましくは25~45モル%、より更に好ましくは35~45モル%である。
 構成単位Y1Bと構成単位Y2Bの合計を100モル%とした場合の共重合体のジアミンに由来する構成単位中の構成単位(B2)の比率は、好ましくは45~90モル%、より好ましくは50~80モル%、更に好ましくは55~75モル%、より更に好ましくは55~65モル%である。
 構成単位Y1Bが構成単位(B1)を含み、構成単位Y2Bが構成単位(B2)を含む場合、イミド-アミド酸共重合体のジアミンに由来する構成単位中の、構成単位(B1)と構成単位(B2)とのモル比〔(B1)/(B2)〕は、好ましくは10/90~55/45であり、より好ましくは20/80~50/50であり、更に好ましくは25/75~45/55であり、より更に好ましくは35/65~45/55である。
 構成単位Y1Bと構成単位Y2Bの合計を100モル%とした場合の共重合体のジアミンに由来する構成単位中の構成単位(B1)と構成単位(B2)の合計の比率は、好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、更に好ましくは90モル%以上であり、上限値は特に限定されず、100モル%以下である。
 イミド-アミド酸共重合体を構成する構成単位の合計に対する、構成単位X1A、構成単位X2A、構成単位Y1B及び構成単位Y2Bの合計の比率は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは82質量%以上、更に好ましくは85質量%以上であり、上限には制限はなく、100質量%以下である。
(その他の構成単位)
 本発明のイミド-アミド酸共重合体には、前記の構成単位X1A、構成単位X2A、構成単位Y1B及び構成単位Y2B以外の構成単位を含んでもよい。
 本発明のイミド-アミド酸共重合体は、さらに下記一般式(b3)で表される化合物に由来する構成単位(B3)を含んでもよい。構成単位(B3)を含むことによって、残留応力が低下する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 式(b3)中、Z4及びZ5はそれぞれ独立に2価の脂肪族基、又は2価の芳香族基を示し、R4及びR5はそれぞれ独立に1価の芳香族基、又は1価の脂肪族基を示し、R6及びR7はそれぞれ独立に1価の脂肪族基を示し、R8及びR9は、それぞれ独立に1価の脂肪族基、又は1価の芳香族基を示し、m及びnはそれぞれ独立に1以上の整数を示し、mとnとの和は2~1000の整数を示す。但し、R4及びR5の少なくとも一方は1価の芳香族基を示す。
 なお、式(b3)において、[ ]によって並列記載されている2以上の異なる繰り返し単位は、それぞれランダム状、交互状又はブロック状のいずれの形及び順序で繰り返されていてもよい。
 式(b3)中、Z4及びZ5における2価の脂肪族基又は2価の芳香族基は、フッ素原子で置換されていてもよく、酸素原子を含んでいてもよい。エーテル結合として酸素原子を含んでいる場合、以下に示す炭素数は、脂肪族基又は芳香族基に含まれる全ての炭素数のことをいう。
 2価の脂肪族基としては、炭素数1~20の2価の飽和又は不飽和の脂肪族基が挙げられる。2価の脂肪族基の炭素数は3~20が好ましい。
 2価の飽和脂肪族基としては、炭素数1~20のアルキレン基、アルキレンオキシ基が挙げられ、アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基等が例示でき、アルキレンオキシ基としては、例えば、プロピレンオキシ基、トリメチレンオキシ基等が例示できる。
 2価の不飽和脂肪族基としては、炭素数2~20のアルケニレン基が挙げられ、例えば、ビニレン基、プロペニレン基、末端に不飽和二重結合を有するアルキレン基が例示できる。
 2価の芳香族基としては炭素数6~20のアリーレン基、炭素数7~20のアラルキレン基等が例示できる。Z4及びZ5における炭素数6~20のアリーレン基の具体例としては、o-フェニレン基、m-フェニレン基、p-フェニレン基、4,4’-ビフェニリレン基、2,6-ナフチレン基等が挙げられる。
 Z4及びZ5としては、特に、トリメチレン基、p-フェニレン基が好ましく、トリメチレン基がより好ましい。
 式(b3)中、R4~R9における1価の脂肪族基としては、1価の飽和又は不飽和脂肪族基が挙げられる。1価の飽和脂肪族基としては炭素数1~22のアルキル基が挙げられ、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が例示できる。1価の不飽和脂肪族基としては炭素数2~22のアルケニル基が挙げられ、例えば、ビニル基、プロペニル基等が例示できる。これらの基はフッ素原子で置換されていてもよい。
 式(b3)のR4、R5、R8及びR9における1価の芳香族基としては、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~30であり、かつアルキル基で置換されたアリール基、炭素数7~30のアラルキル基等が例示できる。1価の芳香族基としては、アリール基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
 R4及びR5の少なくとも一方は1価の芳香族基を示すが、R4及びR5がともに1価の芳香族基であることが好ましく、R4及びR5がともにフェニル基であることがより好ましい。
 R6及びR7としては、炭素数1~6のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
 R8及びR9としては、1価の脂肪族基が好ましく、メチル基がより好ましい。
 以上のように、上記一般式(b3)で表される化合物のなかでも、下記式(b31)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043

(式(b31)中、m及びnは式(b3)のm及びnとそれぞれ同義であり、好ましい範囲も同様である。)
 式(b3)及び式(b31)におけるmは1価の少なくとも1つの芳香族基が結合するシロキサン単位の繰り返し数を示し、式(b3)及び式(b31)におけるnは1価の脂肪族基が結合するシロキサン単位の繰り返し数を示す。
 式(b3)及び式(b31)におけるm及びnはそれぞれ独立に1以上の整数を示し、m及びnの和(m+n)は2~1000の整数を示す。m及びnの和は、好ましくは3~500の整数、より好ましくは3~100、更に好ましくは3~50の整数を示す。
 式(b3)及び式(b31)におけるm/nの比は、好ましくは5/95~50/50、より好ましくは10/90~40/60、更に好ましくは20/80~30/70である。
 式(b3)で表される化合物の官能基当量(アミン当量)は、好ましくは150~5,000g/mol、より好ましくは400~4,000g/mol、更に好ましくは500~3,000g/molである。
 なお、官能基当量とは、官能基(アミノ基)1モルあたりの式(b3)で表される化合物の質量を意味する。
 上記一般式(b3)で表される化合物のうち、市販品として入手できるものとしては、信越化学工業株式会社製の「X-22-9409」、「X-22-1660B」、「X-22-161A」、「X-22-161B」等が挙げられる。
 構成単位(B3)を含む場合、構成単位(B3)、構成単位Y1B及び構成単位Y2Bの合計量に対する構成単位(B3)の比率は、好ましくは0.01~15.0モル%、より好ましくは0.5~12.0モル%、更に好ましくは1.0~8.0モル%である。
 構成単位(B3)を含む場合、イミド-アミド酸共重合体を構成する構成単位の合計に対するポリオルガノシロキサン単位の含有量は、好ましくは1~20質量%、より好ましくは2~18質量%、更に好ましくは5~15質量%である。当該ポリオルガノシロキサン単位の含有量が前記範囲内にあると、低リタデーションと低残留応力とをより高度に両立できる。
 式(b3)で表される化合物の市販品として入手できるものとしては、信越化学工業株式会社製の「X-22-9409」、「X-22-1660B-3」等が挙げられる。
[イミド-アミド酸共重合体の製造方法]
 本発明の前記イミド-アミド酸共重合体はいかなる方法で製造してもよいが、次の方法によって得ることが好ましい。
 本発明のイミド-アミド酸共重合体の製造方法は、下記工程1及び工程2を有する。
 工程1:イミド部分(IM)を構成するテトラカルボン酸成分と、ジアミン成分とを反応させ、イミドオリゴマーを得る工程
 工程2:工程1で得られたイミドオリゴマーと、アミド酸部分(AM2)を構成するテトラカルボン酸成分およびジアミン成分を反応させ、下記式(1)で表される、イミド部分(IM)とアミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)とからなる繰り返し単位を含む、イミド-アミド酸共重合体を得る工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044

(式(1)中、
 X1は炭素数4~39の4価の脂環基であって、結合基として-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH32-、-C24O-及び-S-からなる群より選ばれる少なくとも1つを有していてもよく、
 X2は炭素数4~39の4価の芳香族基であって、結合基として-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH32-、-C24O-及び-S-からなる群より選ばれる少なくとも1つを有していてもよく、
 Y1は下記式(2)、下記一般式(3)及び下記一般式(4)からなる群より選ばれる少なくともいずれか1つで表される基であり、
 Y2は下記一般式(5)で表される基であり、
 s、t及びuは正の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045

(式(3)中、Z1は、単結合、又は-O-で表される基を示す。
 式(4)中、Rはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表わす。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046

(式(5)中、Z2、Z3はそれぞれ独立して、-COO-で表される基、又は-OCO-で表される基を示す。R1、R2、R3はそれぞれ独立して、炭素数1~20の1価の有機基を表す。h、i、j、kは0~4の整数である。)
 本発明のイミド-アミド酸共重合体の製造方法によれば、イミド部分とアミド酸部分を特定の構造に制御することが可能となるため、従来のイミド部分とアミド酸部分がランダムに存在するイミド-アミド酸共重合体とは異なり、各成分による熱イミド化反応性に応じて、ポリイミド部分とポリアミド酸部分を有するために耐熱性及び低残留応力が向上することが期待できるイミド-アミド酸共重合体を得ることができるものと考えられる。
 なかでも、本発明の好適な共重合体の製造方法は、下記工程1及び工程2を有する。
 工程1:テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位X1Aを与える化合物と、ジアミンに由来する構成単位Y1Bを与える化合物とを反応させ、イミドオリゴマーを得る工程
 工程2:工程1で得られたイミドオリゴマーと、テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位X2Aを与える化合物及びジアミンに由来する構成単位Y2Bを与える化合物を反応させ、前記式(1)で表される、イミド部分(IM)とアミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)とからなる繰り返し単位を含む、イミド-アミド酸共重合体を得る工程
 ただし、構成単位X1Aを与える化合物が、脂環式テトラカルボン酸二無水物を含み、
 構成単位X2Aを与える化合物が、芳香族テトラカルボン酸二無水物を含み、
 構成単位Y1Bを与える化合物が、構成単位(B1)を与える化合物を含み、構成単位(B1)を与える化合物が、下記式(b11)で表される化合物、下記一般式(b12)で表される化合物及び下記一般式(b13)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくともいずれか一つを含み、
 構成単位Y2Bを与える化合物が下記一般式(b2)で表される化合物を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047

(式(b12)中、Z1は、単結合、又は-O-で表される基を示す。
 式(b13)中、Rはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表わす。
 式(b2)中、Z2、Z3はそれぞれ独立して、-COO-で表される基、又は-OCO-で表される基を示す。R1、R2、R3はそれぞれ独立して、炭素数1~20の1価の有機基を表す。h、i、j、kは0~4の整数である。)
 前記工程1及び工程2を有する製造方法により、透明性及び耐熱性に優れ、黄色度が低く、低残留応力にも優れるフィルムが形成可能な共重合体を製造することができる。
 以下、本発明の共重合体の製造方法について説明する。
<工程1>
 工程1は、イミド部分(IM)を構成するテトラカルボン酸成分と、ジアミン成分とを反応させ、イミドオリゴマーを得る工程である。
 イミド部分(IM)を構成するテトラカルボン酸成分は、脂環式テトラカルボン酸二無水物が好ましい。
 工程1は、より好ましくはテトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位X1Aを与える化合物と、ジアミンに由来する構成単位Y1Bを与える化合物とを反応させ、イミドオリゴマーを得る工程である。
 構成単位X1Aを与える化合物は、芳香族テトラカルボン酸二無水物を含む。
 構成単位Y1Bを与える化合物は、構成単位(B1)を与える化合物を含み、構成単位(B1)を与える化合物が、前記式(b11)で表される化合物、前記一般式(b12)で表される化合物及び前記一般式(b13)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくともいずれか一つを含む。
 工程1で使用するテトラカルボン酸成分としては、構成単位(A1)を与える化合物を含むことが好ましく、その全量を工程1で使用することが好ましく、本発明の効果を損なわない範囲で、構成単位(A1)を与える化合物以外のテトラカルボン酸成分を含んでいてもよい。
 工程1で使用するジアミン成分としては、構成単位(B1)を与える化合物を含むことが好ましく、本発明の効果を損なわない範囲で、構成単位(B1)を与える化合物以外のジアミン成分を含んでいてもよい。
 工程1において、テトラカルボン酸成分に対するジアミン成分は、1.01~2モルであることが好ましく、1.05~1.9モルであることがより好ましく、1.1~1.7モルであることが更に好ましい。
 工程1でイミドオリゴマーを得るための、テトラカルボン酸成分とジアミン成分とを反応させる方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。
 具体的な反応方法としては、(1)テトラカルボン酸成分、ジアミン成分、及び反応溶剤を反応器に仕込み、10~110℃で0.5~30時間撹拌し、その後に昇温してイミド化反応を行う方法、(2)ジアミン成分及び反応溶剤を反応器に仕込んで溶解させた後、テトラカルボン酸成分を仕込み、必要に応じて10~110℃で0.5~30時間撹拌し、その後に昇温してイミド化反応を行う方法、(3)テトラカルボン酸成分、ジアミン成分、及び反応溶剤を反応器に仕込み、直ちに昇温してイミド化反応を行う方法等が挙げられる。
 イミド化反応では、ディーンスターク装置などを用いて、製造時に生成する水を除去しながら反応を行うことが好ましい。このような操作を行うことで、重合度及びイミド化率をより上昇させることができる。
 上記のイミド化反応においては、公知のイミド化触媒を用いることができる。イミド化触媒としては、塩基触媒又は酸触媒が挙げられる。
 塩基触媒としては、ピリジン、キノリン、イソキノリン、α-ピコリン、β-ピコリン、2,4-ルチジン、2,6-ルチジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンジアミン、イミダゾール、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン等の有機塩基触媒、水酸化カリウムや水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム等の無機塩基触媒が挙げられる。
 また、酸触媒としては、クロトン酸、アクリル酸、トランス-3-ヘキセノイック酸、桂皮酸、安息香酸、メチル安息香酸、オキシ安息香酸、テレフタル酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等が挙げられる。上記のイミド化触媒は単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 上記のうち、取り扱い性の観点から、塩基触媒が好ましく、有機塩基触媒がより好ましく、トリエチルアミン及びトリエチレンジアミンから選ばれる1種以上が更に好ましく、トリエチルアミンがより更に好ましい。
 イミド化反応の温度は、反応率及びゲル化等の抑制の観点から、好ましくは120~250℃、より好ましくは160~200℃である。また、反応時間は、生成水の留出開始後、好ましくは0.5~10時間である。
 工程1で得られたイミドオリゴマーは、構成単位(A1)を与える化合物と構成単位(B1)を与える化合物とから形成されるイミド繰り返し構造単位を有することが好ましい。
 また、工程1で得られるオリゴマーは、分子鎖の主鎖の両末端にアミノ基を有することが好ましい。
 上記方法により、溶剤に溶解したイミドオリゴマーを含む溶液が得られる。工程1で得られたイミドオリゴマーを含む溶液には、本発明の効果を損なわない範囲で、工程1においてテトラカルボン酸成分やジアミン成分として使用した成分の少なくとも一部が未反応モノマーとして含有されていてもよい。
<工程2>
 本発明の製造方法における工程2は、工程1で得られたイミドオリゴマーと、アミド酸部分(AM2)を構成するテトラカルボン酸成分およびジアミン成分を反応させ、前記式(1)で表される、イミド部分(IM)とアミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)とからなる繰り返し単位を含む、イミド-アミド酸共重合体を得る工程である。
 工程2で使用するアミド酸部分(AM2)を構成するテトラカルボン酸成分は、芳香族テトラカルボン酸二無水物が好ましい。
 工程2は、より好ましくはテトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位X2Aを与える化合物と、ジアミンに由来する構成単位Y2Bを与える化合物とを反応させ、イミド-アミド酸共重合体を得る工程である。
 構成単位X2Aを与える化合物は、芳香族テトラカルボン酸二無水物を含む。
 構成単位Y2Bを与える化合物は、構成単位(B2)を与える化合物を含み、構成単位(B2)を与える化合物が、前記一般式(b2)で表される化合物を含み、前記式(b21)で表される化合物を含むことが好ましい。
 工程2で使用するテトラカルボン酸成分としては、構成単位(A2)を与える化合物を含むことが好ましく、本発明の効果を損なわない範囲で、構成単位(A2)を与える化合物以外のテトラカルボン酸成分を含んでいてもよい。構成単位(A2)を与える化合物以外のテトラカルボン酸成分としては、構成単位(A1)を与える化合物が挙げられるが、ただし、工程2で使用するテトラカルボン酸成分は、構成単位(A1)を与える化合物を含まないことが好ましい。また、構成単位(A2)を与える化合物は、その全量を工程2で使用することが好ましい。
 工程2で使用するジアミン成分としては、構成単位(B2)を与える化合物を含むことが好ましく、本発明の効果を損なわない範囲で、構成単位(B2)を与える化合物以外のジアミン成分を含んでいてもよい。
 工程2終了後に、本イミド-アミド酸共重合体にポリオルガノシロキサン単位を導入する場合、ポリオルガノシロキサン単位を含有するジアミン又はテトラカルボン酸二無水物を反応させてもよく、ポリオルガノシロキサン単位を含有するジアミンを反応させることが好ましく、構成単位(B3)を与える化合物を反応させることがより好ましい。
 工程2でイミド-アミド酸共重合体を得るための、テトラカルボン酸成分と工程1で得られたイミドオリゴマーとを反応させる方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。
 具体的な反応方法としては、(1)工程1で得られたイミドオリゴマー、テトラカルボン酸成分、ジアミン成分及び溶剤を反応器に仕込み、0~120℃、好ましくは5~80℃の範囲で1~72時間撹拌する方法、(2)工程1で得られたイミドオリゴマー及び溶剤を反応器に仕込んで溶解させた後、テトラカルボン酸成分、ジアミン成分を仕込み、0~120℃、好ましくは5~80℃の範囲で1~72時間撹拌する方法、等が挙げられる。
 80℃以下で反応させる場合には、工程2で得られる共重合体の分子量が重合時の温度履歴に依存して変動することなく、また熱イミド化の進行も抑制できるため、当該共重合体を安定して製造できる。
 上記方法により、溶剤に溶解したイミド-アミド酸共重合体を含む共重合体溶液が得られる。
 得られる共重合体溶液中の共重合体の濃度は、通常1~50質量%であり、好ましくは3~35質量%、より好ましくは5~30質量%の範囲である。
 本発明の製造方法で得られるイミド-アミド酸共重合体の数平均分子量は、得られるポリイミドフィルムの機械的強度の観点から、好ましくは5,000~500,000である。また、重量平均分子量(Mw)は、同様の観点から、好ましくは10,000~800,000であり、より好ましくは100,000~300,000である。なお、当該共重合体の数平均分子量は、例えば、ゲルろ過クロマトグラフィー測定による標準ポリメチルメタクリレート(PMMA)換算値より求めることができる。
 次に本製造方法で用いられる原料等について説明する。
<テトラカルボン酸成分>
 本製造方法におけるイミド-アミド酸共重合体の原料として用いられるテトラカルボン酸成分は、前記<イミド-アミド酸共重合体の各構成単位>の(構成単位XIA)及び(構成単位X2A)に記載した、それぞれの構成単位を与える化合物を用いることが好ましい。たとえば、構成単位(A1)を与える化合物としては、式(a11)で表される化合物、式(a12)で表される化合物及び式(a13)で表される化合物が挙げられるが、それに限られず、同じ構成単位を与える範囲でその誘導体であってもよい。当該誘導体としては、式(a11)~(a13)のいずれかで表される化合物に対応するテトラカルボン酸及び当該テトラカルボン酸のアルキルエステルが挙げられる。構成単位(A1)を与える化合物としては、式(a11)~(a13)のいずれかで表される化合物が好ましい。
 同様に、構成単位(A2)を与える化合物としては、式(a21)で表される化合物、式(a22)で表される化合物、式(a23)で表される化合物、式(a24)で表される化合物及び式(a25)で表される化合物が挙げられるが、それに限られず、同じ構成単位を与える範囲でその誘導体であってもよい。当該誘導体としては、式(a21)~(a25)のいずれかで表される化合物に対応するテトラカルボン酸及び当該テトラカルボン酸のアルキルエステルが挙げられる。構成単位(A2)を与える化合物としては、式(a21)~(a25)のいずれかで表される化合物が好ましい。
 本製造方法におけるイミド-アミド酸共重合体の原料として用いられるテトラカルボン酸成分中の、構成単位(A1)を与える化合物と構成単位(A2)を与える化合物とのモル比〔(A1)/(A2)〕は、好ましくは10/90~55/45であり、より好ましくは20/80~50/50であり、更に好ましくは25/75~45/55である。
 構成単位(A1)を与える化合物中の、構成単位(A11)~(A13)を与える化合物の合計の比率は、好ましくは45モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは90モル%以上、特に好ましくは99モル%以上である。その比率の上限値は特に限定されず、100モル%以下である。
 また、構成単位(A2)を与える化合物中の、構成単位(A21)~(A25)を与える化合物の合計の比率は、好ましくは45モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは90モル%以上、特に好ましくは99モル%以上である。その比率の上限値は特に限定されず、100モル%以下である。
 イミド-アミド酸共重合体の原料として用いられるテトラカルボン酸成分には、構成単位(A1)を与える化合物、構成単位(A21)を与える化合物、構成単位(A22)を与える化合物、構成単位(A23)を与える化合物、構成単位(A24)を与える化合物、及び構成単位(A25)を与える化合物以外の化合物を含んでもよく、かかる化合物は、1種でもよいし、2種以上であってもよい。
<ジアミン成分>
 本製造方法におけるイミド-アミド酸共重合体の原料として用いられるジアミン成分中の、構成単位(B1)を与える化合物と構成単位(B2)を与える化合物とのモル比〔(B1)/(B2)〕は、好ましくは10/90~55/45であり、より好ましくは20/80~50/50であり、更に好ましくは25/75~45/55であり、より更に好ましくは35/65~45/55である。
 構成単位(B1)を与える化合物としては、構成単位(B11)を与える化合物、構成単位(B12)を与える化合物、構成単位(B13)を与える化合物からなる群より選ばれる1種以上が好ましい。構成単位(B1)を与える化合物中の、構成単位(B11)~(B13)を与える化合物の合計の比率は、好ましくは45モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは90モル%以上、特に好ましくは99モル%以上である。その比率の上限値は特に限定されず、100モル%以下である。
 構成単位(B2)を与える化合物としては、構成単位(B2)を与える化合物、1種以上が好ましい。
 イミド-アミド酸共重合体の原料として用いられるジアミン成分には、構成単位(B11)を与える化合物、構成単位(B12)を与える化合物、構成単位(B13)を与える化合物、及び(B2)を与える化合物以外の化合物を含んでもよく、かかる化合物は、1種でもよいし、2種以上であってもよい。
 構成単位(B1)を与える化合物及び構成単位(B2)を与える化合物としては、ジアミンが挙げられるが、それに限られず、同じ構成単位を与える範囲でその誘導体であってもよい。当該誘導体としては、ジアミンに対応するジイソシアネートが挙げられる。構成単位(B1)を与える化合物及び構成単位(B2)を与える化合物としては、ジアミンが好ましい。
 共重合体中に構成単位(B3)を与える化合物を含む場合、構成単位(B3)を与える化合物とジアミン成分の合計量に対して、構成単位(B3)を与える化合物を、好ましくは0.01~15.0モル%、より好ましくは0.5~12.0モル%、更に好ましくは1.0~8.0モル%含む。
 本発明において、工程1、工程2及び工程2終了後の構成単位(B3)を与える化合物等のその他の成分との反応工程を含めた共重合体の製造の全工程に用いるテトラカルボン酸成分とジアミン成分の仕込み量比は、テトラカルボン酸成分1モルに対してジアミン成分が0.9~1.1モルであることが好ましい。
<末端封止剤>
 また、本発明において、イミド-アミド酸共重合体の製造には、前述のテトラカルボン酸成分及びジアミン成分の他に、末端封止剤を用いてもよい。末端封止剤は、工程2又は工程2終了後の構成単位(B3)を与える化合物等のその他の成分との反応工程の際に用いることが好ましい。
 末端封止剤としてはモノアミン類あるいはジカルボン酸類が好ましい。導入される末端封止剤の仕込み量としては、テトラカルボン酸成分1モルに対して0.0001~0.1モルが好ましく、特に0.001~0.06モルが好ましい。モノアミン類末端封止剤としては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ベンジルアミン、4-メチルベンジルアミン、4-エチルベンジルアミン、4-ドデシルベンジルアミン、3-メチルベンジルアミン、3-エチルベンジルアミン、アニリン、3-メチルアニリン、4-メチルアニリン等が推奨される。これらのうち、ベンジルアミン、アニリンが好適に使用できる。ジカルボン酸類末端封止剤としては、ジカルボン酸類が好ましく、その一部を閉環していてもよい。例えば、フタル酸、無水フタル酸、4-クロロフタル酸、テトラフルオロフタル酸、2,3-ベンゾフェノンジカルボン酸、3,4-ベンゾフェノンジカルボン酸、シクロペンタン-1,2-ジカルボン酸、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸等が推奨される。これらのうち、フタル酸、無水フタル酸が好適に使用できる。
<溶剤>
 本発明の共重合体の製造方法に用いられる溶剤は、生成するイミド-アミド酸共重合体を溶解できるものであればよい。例えば、非プロトン性溶剤、フェノール系溶剤、エーテル系溶剤、カーボネート系溶剤等が挙げられる。
 非プロトン性溶剤の具体例としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-メチルカプロラクタム、1,3-ジメチルイミダゾリジノン、テトラメチル尿素等のアミド系溶剤、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等のラクトン系溶剤、ヘキサメチルホスホリックアミド、ヘキサメチルホスフィントリアミド等の含リン系アミド系溶剤、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等のケトン系溶剤、酢酸(2-メトキシ-1-メチルエチル)等のエステル系溶剤等が挙げられる。
 フェノール系溶剤の具体例としては、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、2,3-キシレノール、2,4-キシレノール、2,5-キシレノール、2,6-キシレノール、3,4-キシレノール、3,5-キシレノール等が挙げられる。
 エーテル系溶剤の具体例としては、1,2-ジメトキシエタン、ビス(2-メトキシエチル)エーテル、1,2-ビス(2-メトキシエトキシ)エタン、ビス〔2-(2-メトキシエトキシ)エチル〕エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等が挙げられる。
 カーボネート系溶剤の具体的な例としては、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等が挙げられる。
 上記反応溶剤の中でも、アミド系溶剤又はラクトン系溶剤が好ましく、アミド系溶剤がより好ましく、N-メチル-2-ピロリドンが更に好ましい。上記の反応溶剤は単独で又は2種以上混合して用いてもよい。
[ワニス]
 本発明のワニスは、ポリイミド樹脂の前駆体である本発明のイミド-アミド酸共重合体が有機溶媒に溶解してなるものである。即ち、本発明のワニスは、本発明の共重合体及び有機溶媒を含み、当該共重合体は当該有機溶媒に溶解している。
 有機溶媒は本発明の共重合体が溶解するものであればよく、特に限定されないが、本発明の共重合体の製造に用いられる溶剤として上述した化合物を、単独又は2種以上を混合して用いることが好ましい。
 本発明のワニスは、上述の共重合体溶液そのものであってもよいし、又は当該共重合体溶液に対して更に希釈溶剤を追加したものであってもよい。
 本発明のワニスは、本発明の共重合体中のアミド酸部位のイミド化を効率よく進行させる観点から、更にイミド化触媒及び脱水触媒を含有させることができる。イミド化触媒としては、沸点が40℃以上180℃以下であるイミド化触媒であればよく、沸点が180℃以下のアミン化合物が好ましいものとして挙げられる。沸点が180℃以下のイミド化触媒であれば、フィルム形成後、高温での乾燥時に該フィルムが着色し、外観が損なわれるおそれがない。また、沸点が40℃以上のイミド化触媒であれば、十分にイミド化が進行する前に揮発する可能性を回避できる。
 イミド化触媒として好適に用いられるアミン化合物としては、ピリジン又はピコリンが挙げられる。上記のイミド化触媒は単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 脱水触媒としては、無水酢酸、プロピオン酸無水物、n-酪酸無水物、安息香酸無水物、トリフルオロ酢酸無水物等の酸無水物;ジシクロヘキシルカルボジイミド等のカルボジイミド化合物;等を挙げることができる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本発明のワニスに含まれる共重合体は溶媒溶解性を有しているため、高濃度のワニスとすることができる。本発明のワニスは、本発明の共重合体を3~40質量%含むことが好ましく、5~40質量%含むことがより好ましく、10~30質量%含むことが更に好ましい。ワニスの粘度は0.1~100Pa・sが好ましく、0.1~20Pa・sがより好ましい。ワニスの粘度は、E型粘度計を用いて25℃で測定された値である。
 また、本発明のワニスは、ポリイミドフィルムの要求特性を損なわない範囲で、無機フィラー、接着促進剤、剥離剤、難燃剤、紫外線安定剤、界面活性剤、レベリング剤、消泡剤、蛍光増白剤、架橋剤、重合開始剤、感光剤等各種添加剤を含んでもよい。
 本発明のワニスの製造方法は特に限定されず、公知の方法を適用することができる。
[ポリイミドフィルム]
 本発明のポリイミドフィルムは、本発明のイミド-アミド酸共重合体中のアミド酸部位をイミド化してなるポリイミド樹脂を含む。したがって、本発明のポリイミドフィルムは、透明性及び耐熱性に優れ、黄色度が低く、低残留応力を示す。本発明のポリイミドフィルムが有する好適な物性値は上述の通りである。
 本発明のポリイミドフィルムは、前述の共重合体が有機溶媒に溶解してなるワニスを用いて製造することができる。
 本発明のワニスを用いてポリイミドフィルムを製造する方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。例えば、ガラス板、金属板、プラスチックなどの平滑な支持体上に本発明のワニスを塗布、又はフィルム状に成形した後、該ワニス中に含まれる反応溶剤や希釈溶剤等の有機溶媒を加熱により除去し、共重合体フィルムを得て、該共重合体フィルム中の共重合体のアミド酸部位を加熱によりイミド化(脱水閉環)し、次いで支持体から剥離することにより、ポリイミドフィルムを製造することができる。
 本発明のポリイミドフィルムに含まれるポリイミド樹脂の重量平均分子量(Mw)は、フィルムの機械的強度の観点から、好ましくは10,000~800,000であり、より好ましくは30,000~500,000であり、更に好ましくは50,000~400,000であり、より更に好ましくは100,000~300,000である。なお、当該共重合体の数平均分子量は、例えば、ゲルろ過クロマトグラフィー測定による標準ポリメチルメタクリレート(PMMA)換算値より求めることができる。
 本発明のワニスを乾燥させて共重合体フィルムを得る際の加熱温度としては、好ましくは50~150℃である。本発明の共重合体を加熱によりイミド化する際の加熱温度としては、好ましくは200~500℃であり、より好ましくは250~450℃であり、更に好ましくは300~400℃である。また、加熱時間は、通常1分間~6時間であり、好ましくは5分間~2時間、より好ましくは15分間~1時間である。
 加熱雰囲気は、空気ガス、窒素ガス、酸素ガス、水素ガス、窒素/水素混合ガス等が挙げられるが、得られるポリイミド樹脂の着色を抑えるためには、酸素濃度が100ppm以下の窒素ガス、水素濃度が0.5%以下含む窒素/水素混合ガスが好ましい。
 なお、イミド化の方法は熱イミド化に限定されず、化学イミド化を適用することもできる。
 本発明のポリイミドフィルムの厚さは用途等に応じて適宜選択することができるが、好ましくは1~250μmであり、より好ましくは5~100μmであり、更に好ましくは5~50μmである。厚さが1~250μmであることで、自立膜としての実用的な使用が可能となる。
 ポリイミドフィルムの厚さは、ワニスの固形分濃度や粘度を調整することにより、容易に制御することができる。
<ポリイミドフィルム物性値>
 本発明のイミド-アミド酸共重合体を用いることで、透明性及び耐熱性に優れ、黄色度が低く、更に低残留応力を示すポリイミドフィルムを形成することができる。当該フィルムの有する好適な物性値は以下の通りである。
 全光線透過率は、厚さ10μmのフィルムとした際に、好ましくは85%以上、より好ましくは86%以上、更に好ましくは87%以上である。
 イエローインデックス(YI)は、厚さ10±3μmのフィルムとした際に、好ましくは15.0以下、より好ましくは13.0以下、更に好ましくは12.0以下、より更に好ましくは11.0以下である。
 ガラス転移温度(Tg)は、好ましくは350℃以上、より好ましくは400℃以上、更に好ましくは430℃以上である。
 残留応力は、好ましくは29MPa以下、より好ましくは19MPa以下、更に好ましくは15MPa以下である。
 なお、本発明における上述の物性値は、具体的には実施例に記載の方法で測定することができる。
 本発明のポリイミドフィルムは、カラーフィルター、フレキシブルディスプレイ、半導体部品、光学部材等の各種部材用のフィルムとして好適に用いられる。本発明のポリイミドフィルムは、液晶ディスプレイやOLEDディスプレイ等の画像表示装置の基板として、特に好適に用いられる。
 以下に、実施例により本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。
 実施例及び比較例で得たフィルムの各物性は以下に示す方法によって測定した。
(1)フィルム厚さ
 フィルム厚さは、株式会社ミツトヨ製のマイクロメーターを用いて測定した。
(2)全光線透過率、イエローインデックス(YI)
 全光線透過率及びYIは、JIS K7105:1981に準拠し、日本電色工業株式会社製の色彩・濁度同時測定器「COH7700」を用いて測定した。
(3)ヘイズ
 測定はJIS K7361-1:1997に準拠し、日本電色工業株式会社製の色彩・濁度同時測定器「COH7700」を用いて行った。
(4)ガラス転移温度(Tg)
 株式会社日立ハイテクサイエンス製の熱機械的分析装置「TMA/SS6100」を用いて、引張モードで試料サイズ3mm×20mm、荷重0.1N、窒素気流下(流量200mL/分)、昇温速度10℃/分の条件で、残留応力を取り除くのに十分な温度まで昇温して残留応力を取り除き、その後室温まで冷却した。その後、前記残留応力を取り除くための処理と同じ条件で試験片伸びの測定を行い、伸びの変曲点が見られたところをガラス転移温度として求めた。
(5)線熱膨張係数(CTE)
 株式会社日立ハイテクサイエンス製の熱機械的分析装置「TMA/SS6100」を用いて、引張モードで試料サイズ3mm×20mm、荷重0.1N、窒素気流下(流量200mL/分)、昇温速度10℃/分の条件で、残留応力を取り除くのに十分な温度まで昇温して残留応力を取り除き、その後室温まで冷却した。その後、前記残留応力を取り除くための処理と同じ条件で試験片伸びの測定を行い、100℃~400℃のCTEを求めた。
(6)1%重量減少温度(Td1%)
 株式会社日立ハイテクサイエンス製の示差熱熱重量同時測定装置「TG/DTA6200」を用いた。試料を昇温速度10℃/minで40~550℃まで昇温し、300℃における重量と比較して、重量が1%減少した時の温度を1%重量減少温度とした。重量減少温度は数値が大きいほど優れる。
(7)引張強度、引張弾性率
 引張強度、引張弾性率は、JIS K7127:1999に準拠し、東洋精機株式会社製の引張試験機「ストログラフVG-1E」を用いて測定した。チャック間距離は50mm、試験片サイズは10mm×70mm、試験速度は20mm/minとした。
(8)残留応力
 ケーエルエー・テンコール社製の残留応力測定装置「FLX-2320」を用いて、予め「反り量」を測定しておいた、厚み525μm±25μmの4インチシリコンウェハ上に、実施例及び比較例で得られたワニスを、スピンコーターを用いて塗布し、プリベークした。その後、熱風乾燥器を用いて、窒素雰囲気下、400℃60分間(昇温速度5℃/分)の加熱硬化処理を施し、硬化後膜厚6~15μmのポリイミドフィルムのついたシリコンウェハを作製した。このウェハの反り量を前述の残留応力測定装置を用いて測定し、シリコンウェハとポリイミドフィルムの間に生じた残留応力を評価した。
 実施例及び比較例にて使用したテトラカルボン酸成分及びジアミン成分、並びにその略号等は下記の通りである。
<テトラカルボン酸成分>
CpODA:ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物(JXエネルギー株式会社製;式(a11)で表される化合物)
s-BPDA:3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(三菱ケミカル株式会社製、式(a21s)で表される化合物)
<ジアミン成分>
4,4’-DDS:4,4’-ジアミノジフェニルスルホン(セイカ株式会社製、式(b111)で表される化合物)
TFMB:2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(セイカ株式会社製;式(b122)で表される化合物)
BAFL:9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン(JFEケミカル株式会社製;式(b13)で表される化合物)
4-BAAB:4-アミノフェニル-4-アミノベンゾエート(日本純良薬品株式会社製;式(b21)で表される化合物)
DABA:4,4’-ジアミノベンズアニリド
 実施例及び比較例において使用した、溶媒及び触媒の略号等は下記の通りである。
NMP:N-メチル-2-ピロリドン(東京純薬工業株式会社製)
TEA:トリエチルアミン(関東化学株式会社製)
〈実施例1〉
 ステンレス製半月型撹拌翼、窒素導入管、冷却管を取り付けたディーンスターク、温度計、ガラス製エンドキャップを備えた500mLの5つ口丸底フラスコに、4,4’-DDSを9.932g(0.040モル)、及びNMPを44.603g投入し、系内温度70℃、窒素雰囲気下、回転数200rpmで撹拌して溶液を得た。
 この溶液に、CpODA 11.531g(0.030モル)、及びNMP 11.151gを一括で添加した後、イミド化触媒としてTEAを0.152g投入し、マントルヒーターで加熱し、約20分間かけて反応系内温度を190℃まで上げた。留去される成分を捕集し、回転数を粘度上昇に合わせて調整しつつ、反応系内温度を190℃に保持して1時間還流した。その後、NMPを92.065g添加して、反応系内温度を50℃まで冷却し、イミド繰り返し構造単位を有するオリゴマーを含む溶液を得た。
 得られた溶液に、s-BPDA 20.595g(0.070モル)、4-BAABを13.695g(0.060モル)及びNMP 16.199gを一括で添加し、50℃で5時間撹拌した。その後、固形分濃度が約15質量%になるようにNMPを添加し均一化させることで、イミド繰り返し構造単位とアミド酸構造単位とを有する共重合体を含むワニスを得た。
 続いてガラス板上へ、得られたワニスをスピンコートにより塗布し、ホットプレートで80℃、20分間保持し、その後、窒素雰囲気下、熱風乾燥機中400℃で60分間加熱し溶媒を蒸発させ、ポリイミドフィルムを得た。結果を表1に示す。
〈実施例2〉
 CpODAの量を11.531(0.030モル)から7.688g(0.020モル)に変更し、s-BPDAの量を20.595g(0.070モル)から23.538g(0.080モル)に変更し、4,4’-DDSの量を9.932(0.040モル)から7.449g(0.030モル)に変更し、4-BAABの量を13.695(0.060モル)から15.978g(0.070モル)に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、固形分濃度約15質量%のワニスを得た。
 得られたワニスを用いて、実施例1と同様の方法によりフィルムを得た。
〈実施例3〉
 4,4’-DDS 9.932g(0.040モル)をTFMB 12.810g(0.040モル)に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、固形分濃度約15質量%のポリイミドワニスを得た。
 得られたワニスを用いて、実施例1と同様の方法によりフィルムを得た。
〈実施例4〉
 CpODAの量を11.531(0.030モル)から7.688g(0.020モル)に変更し、s-BPDAの量を20.595g(0.070モル)から23.538g(0.080モル)に変更し、TFMBの量を12.810(0.040モル)から9.607g(0.030モル)に変更し、4-BAABの量を13.695(0.060モル)から15.978g(0.070モル)に変更した以外は、実施例3と同様の方法により、固形分濃度約15質量%のワニスを得た。
 得られたワニスを用いて、実施例1と同様の方法によりフィルムを得た。
〈実施例5〉
 4,4’-DDS 9.932g(0.040モル)を、TFMB 6.405g(0.020モル)とBAFL 6.969g(0.020モル)に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、固形分濃度約15質量%のワニスを得た。
 得られたワニスを用いて、実施例1と同様の方法によりフィルムを得た。
〈実施例6〉
 CpODAの量を11.531(0.030モル)から19.219g(0.050モル)に変更し、s-BPDAの量を20.595g(0.070モル)から14.711g(0.050モル)に変更し、TFMBの量を12.810(0.040モル)から19.214g(0.060モル)に変更し、4-BAABの量を13.695(0.060モル)から9.130g(0.040モル)に変更した以外は、実施例3と同様の方法により、固形分濃度約15質量%のワニスを得た。
 得られたワニスを用いて、実施例1と同様の方法によりフィルムを得た。
〈比較例1〉
 ステンレス製半月型撹拌翼、窒素導入管、冷却管を取り付けたディーンスターク、温度計、ガラス製エンドキャップを備えた500mLの5つ口丸底フラスコに、4-BAABを22.825g(0.100モル)、及びNMPを167.190g投入し、系内温度50℃、窒素雰囲気下、回転数200rpmで撹拌して溶液を得た。
 この溶液に、s-BPDA 29.422g(0.100モル)、及びNMP 41.798gを一括で添加し室温にて5時間撹拌した。
 その後、固形分濃度が約15質量%となるようにNMPを87.078g添加し、更に約1時間撹拌して均一化して、ポリアミド酸(PAA)ワニスを得た。
 得られたワニスを用いて、実施例1と同様の方法によりフィルムを得た。
 比較例1で得られたポリアミド酸は、s-BPDAと4-BAABとから形成されるアミド酸繰り返し構造単位のみを有する。
〈比較例2〉
 s-BPDA 29.422g(0.100モル)をCpODA 38.438g(0.100モル)に変更した以外は、比較例1と同様の方法により、固形分濃度約15質量%のワニスを得た。
 得られたワニスを用いて、実施例1と同様の方法によりフィルムを得た。フィルム全面にクラックが入っており測定には至らなかった。
〈比較例3〉
 ステンレス製半月型撹拌翼、窒素導入管、冷却管を取り付けたディーンスターク、温度計、ガラス製エンドキャップを備えた500mLの5つ口丸底フラスコに、4,4’-DDSを9.932g(0.040モル)、4-BAABを13.695g(0.060モル)、及びNMPを133.809g投入し、系内温度50℃、窒素雰囲気下、回転数200rpmで撹拌して溶液を得た。
 この溶液に、CpODA 11.531g(0.030モル)、s-BPDA 20.595g(0.070モル)、及びNMP 33.452gを一括で添加し室温にて5時間撹拌し、固形分濃度が約25質量%のポリアミド酸(PAA)ワニスを得た。
 得られたワニスを用いて、実施例1と同様の方法によりフィルムを得た。
 比較例3で得られたポリアミド酸は、CpODA、s-BPDA、4,4’-DDS、及び4-BAABとから形成されるアミド酸繰り返し構造単位のみを有する。
〈比較例4〉
 4-BAAB 13.695g(0.060モル)をDABA 13.636g(0.060モル)に変更した以外は、実施例3と同様の方法により、固形分濃度約15質量%のワニスを得た。
 得られたワニスを用いて、実施例1と同様の方法によりフィルムを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000048
 表1に示すように、特定のイミド繰り返し構造単位及びアミド酸構造単位を有する実施例のイミド-アミド酸共重合体から得られたポリイミドフィルムは、残留応力が低く、透明性に優れ、低黄色度であり、耐熱性にも優れることがわかる。
 更に実施例1と比較例3を比較すると、ポリイミドを構成する原料組成は同じだが、ポリアミド酸から得られた比較例3のポリイミドフィルムに比べ、実施例1のポリイミドフィルムは、低残留応力に優れるものであった。

Claims (18)

  1.  下記式(1)で表される、イミド部分(IM)とアミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)とからなる繰り返し単位を含む、イミド-アミド酸共重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

    (式(1)中、
     X1は炭素数4~39の4価の脂環基であって、結合基として-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH32-、-C24O-及び-S-からなる群から選ばれる少なくとも1つを有していてもよく、
     X2は炭素数4~39の4価の芳香族基であって、結合基として-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH32-、-C24O-及び-S-からなる群から選ばれる少なくとも1つを有していてもよく、
     Y1は下記式(2)、下記一般式(3)及び下記一般式(4)からなる群より選ばれる少なくともいずれか1つで表される基であり、
     Y2は下記一般式(5)で表される基であり、
     s、t及びuは正の整数である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

    (式(3)中、Z1は、単結合、又は-O-で表される基を示す。
     式(4)中、Rはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表わす。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

    (式(5)中、Z2、Z3はそれぞれ独立して、-COO-で表される基、又は-OCO-で表される基を示す。R1、R2、R3はそれぞれ独立して、炭素数1~20の1価の有機基を表す。h、i、j、kは0~4の整数である。)
  2.  前記sが1~50であり、かつ前記tが1~50である、請求項1に記載のイミド-アミド酸共重合体。
  3.  前記uが5~200である、請求項1又は2に記載のイミド-アミド酸共重合体。
  4.  前記X1が、下記式(6)で表される基である、請求項1~3のいずれか1つに記載のイミド-アミド酸共重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
  5.  前記X2が、下記式(7)で表される基である、請求項1~4のいずれか1つに記載のイミド-アミド酸共重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
  6.  前記イミド部分(IM)が、テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位X1A及びジアミンに由来する構成単位Y1Bを有し、
     前記アミド酸部分(AM1)が、テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位X2A、ジアミンに由来する構成単位Y1Bを有し、
     前記アミド酸部分(AM2)がテトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位X2A、ジアミンに由来する構成単位Y2Bを有し、
     構成単位X1Aが、脂環式テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位を含み、
     構成単位X2Aが、芳香族テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位を含み、
     構成単位Y1Bが、ジアミン(b1)に由来する構成単位(B1)を含み、構成単位(B1)が、下記式(b11)で表される化合物に由来する構成単位(B11)、下記一般式(b12)で表される化合物に由来する構成単位(B12)及び下記一般式(b13)で表される化合物に由来する構成単位(B13)からなる群より選ばれる少なくともいずれか一つを含み、
     構成単位Y2Bが下記一般式(b2)で表される化合物に由来する構成単位(B2)を含む、請求項1~5のいずれか1つに記載のイミド-アミド酸共重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

    (式(b12)中、Z1は、単結合、又は-O-で表される基を示す。
     式(b13)中、Rはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表わす。
     式(b2)中、Z2、Z3はそれぞれ独立して、-COO-で表される基、又は-OCO-で表される基を示す。R1、R2、R3はそれぞれ独立して、炭素数1~20の1価の有機基を表す。h、i、j、kは0~4の整数である。)
  7.  構成単位X2Aが、芳香族テトラカルボン酸二無水物(a2)に由来する構成単位(A2)を含み、
     構成単位(A2)が、下記式(a21)で表される化合物に由来する構成単位(A21)、下記式(a22)で表される化合物に由来する構成単位(A22)、下記式(a23)で表される化合物に由来する構成単位(A23)、下記式(a24)で表される化合物に由来する構成単位(A24)、及び下記式(a25)で表される化合物に由来する構成単位(A25)からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む、請求項6に記載のイミド-アミド酸共重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
  8.  更に下記一般式(b3)で表される化合物に由来する構成単位(B3)を含む、請求項6又は7に記載のイミド-アミド酸共重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

    (式(b3)中、Z4及びZ5はそれぞれ独立に2価の脂肪族基、又は2価の芳香族基を示し、R4及びR5はそれぞれ独立に1価の芳香族基又は1価の脂肪族基を示し、R6及びR7はそれぞれ独立に1価の脂肪族基を示し、R8及びR9は、それぞれ独立に1価の脂肪族基又は1価の芳香族基を示し、m及びnはそれぞれ独立に1以上の整数を示し、mとnとの和は2~1000の整数を示す。但し、R4及びR5の少なくとも一方は1価の芳香族基を示す。)
  9.  前記R4及びR5が、フェニル基であり、R6及びR7が、メチル基である、請求項8に記載のイミド-アミド酸共重合体。
  10.  イミド-アミド酸共重合体中のポリオルガノシロキサン単位の含有量が1~20質量%である、請求項8又は9に記載のイミド-アミド酸共重合体。
  11.  構成単位X1Aが、脂環式テトラカルボン酸二無水物(a1)に由来する構成単位(A1)を含み、
     構成単位(A1)が、下記式(a11)で表される化合物に由来する構成単位(A11)、下記式(a12)で表される化合物に由来する構成単位(A12)、及び下記式(a13)で表される化合物に由来する構成単位(A13)からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む、請求項6~10のいずれか1つに記載のイミド-アミド酸共重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
  12.  請求項1~11のいずれか1つに記載の共重合体が有機溶媒に溶解してなる、ワニス。
  13.  請求項1~11のいずれか1つに記載の共重合体中のアミド酸部位をイミド化してなるポリイミド樹脂を含む、ポリイミドフィルム。
  14.  前記ポリイミド樹脂の重量平均分子量(Mw)が100,000~300,000である、請求項13に記載のポリイミドフィルム。
  15.  下記工程1及び工程2を有する、イミド-アミド酸共重合体の製造方法。
     工程1:イミド部分(IM)を構成するテトラカルボン酸成分と、ジアミン成分とを反応させ、イミドオリゴマーを得る工程
     工程2:工程1で得られたイミドオリゴマーと、アミド酸部分(AM2)を構成するテトラカルボン酸成分およびジアミン成分を反応させ、下記式(1)で表される、イミド部分(IM)とアミド酸部分(AM1)及びアミド酸部分(AM2)とからなる繰り返し単位を含む、イミド-アミド酸共重合体を得る工程
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010

    (式(1)中、
     X1は炭素数4~39の4価の脂環基であって、結合基として-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH32-、-C24O-及び-S-からなる群より選ばれる少なくとも1つを有していてもよく、
     X2は炭素数4~39の4価の芳香族基であって、結合基として-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH32-、-C24O-及び-S-からなる群より選ばれる少なくとも1つを有していてもよく、
     Y1は下記式(2)、下記一般式(3)及び下記一般式(4)からなる群より選ばれる少なくともいずれか1つで表される基であり、
     Y2は下記一般式(5)で表される基であり、
     s、t及びuは正の整数である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011

    (式(3)中、Z1は、単結合、又は-O-で表される基を示す。
     式(4)中、Rはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表わす。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012

    (式(5)中、Z2、Z3はそれぞれ独立して、-COO-で表される基、又は-OCO-で表される基を示す。R1、R2、R3はそれぞれ独立して、炭素数1~20の1価の有機基を表す。h、i、j、kは0~4の整数である。)
  16.  工程1で得られるイミドオリゴマーが分子鎖の主鎖の両末端にアミノ基を有する、請求項15に記載のイミド-アミド酸共重合体の製造方法。
  17.  工程1において、テトラカルボン酸成分に対するジアミン成分のモル比(ジアミン/テトラカルボン酸)が、1.01~2である、請求項15又は16に記載のイミド-アミド酸共重合体の製造方法。
  18.  工程2終了後に、ポリオルガノシロキサン単位を含有するジアミンを反応させる、請求項15~17のいずれか1つに記載のイミド-アミド酸共重合体の製造方法。
PCT/JP2021/015572 2020-04-16 2021-04-15 イミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、ワニス、並びにポリイミドフィルム WO2021210640A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020227035365A KR20230007329A (ko) 2020-04-16 2021-04-15 이미드-아미드산 공중합체 및 그의 제조방법, 바니시, 그리고 폴리이미드 필름
CN202180027942.7A CN115380059B (zh) 2020-04-16 2021-04-15 酰亚胺-酰胺酸共聚物和其制造方法、清漆以及聚酰亚胺薄膜
JP2022515432A JPWO2021210640A1 (ja) 2020-04-16 2021-04-15

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-073645 2020-04-16
JP2020073645 2020-04-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021210640A1 true WO2021210640A1 (ja) 2021-10-21

Family

ID=78084568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/015572 WO2021210640A1 (ja) 2020-04-16 2021-04-15 イミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、ワニス、並びにポリイミドフィルム

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPWO2021210640A1 (ja)
KR (1) KR20230007329A (ja)
CN (1) CN115380059B (ja)
TW (1) TW202142600A (ja)
WO (1) WO2021210640A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022220286A1 (ja) * 2021-04-16 2022-10-20 三菱瓦斯化学株式会社 イミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、ワニス、並びにポリイミドフィルム

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07157560A (ja) * 1993-12-02 1995-06-20 P I Zairyo Kenkyusho:Kk ポリイミドブロック共重合体の製造方法及びその溶液組成物
JP2002201271A (ja) * 2000-12-21 2002-07-19 E I Du Pont De Nemours & Co 溶融加工性半晶質ブロックコポリイミド
JP2006016592A (ja) * 2004-06-04 2006-01-19 Fuji Xerox Co Ltd ポリアミック酸組成物、ポリイミド無端ベルト及びその製造方法、画像形成装置
JP2015135464A (ja) * 2013-10-07 2015-07-27 Jsr株式会社 液晶配向膜の製造方法、光配向剤及び液晶表示素子
JP6444522B2 (ja) * 2015-09-24 2018-12-26 旭化成株式会社 ポリイミド前駆体、樹脂組成物および樹脂フィルムの製造方法
WO2020138360A1 (ja) * 2018-12-28 2020-07-02 三菱瓦斯化学株式会社 イミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、ワニス、並びにポリイミドフィルム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07157560A (ja) * 1993-12-02 1995-06-20 P I Zairyo Kenkyusho:Kk ポリイミドブロック共重合体の製造方法及びその溶液組成物
JP2002201271A (ja) * 2000-12-21 2002-07-19 E I Du Pont De Nemours & Co 溶融加工性半晶質ブロックコポリイミド
JP2006016592A (ja) * 2004-06-04 2006-01-19 Fuji Xerox Co Ltd ポリアミック酸組成物、ポリイミド無端ベルト及びその製造方法、画像形成装置
JP2015135464A (ja) * 2013-10-07 2015-07-27 Jsr株式会社 液晶配向膜の製造方法、光配向剤及び液晶表示素子
JP6444522B2 (ja) * 2015-09-24 2018-12-26 旭化成株式会社 ポリイミド前駆体、樹脂組成物および樹脂フィルムの製造方法
WO2020138360A1 (ja) * 2018-12-28 2020-07-02 三菱瓦斯化学株式会社 イミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、ワニス、並びにポリイミドフィルム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022220286A1 (ja) * 2021-04-16 2022-10-20 三菱瓦斯化学株式会社 イミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、ワニス、並びにポリイミドフィルム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230007329A (ko) 2023-01-12
CN115380059B (zh) 2024-05-24
CN115380059A (zh) 2022-11-22
TW202142600A (zh) 2021-11-16
JPWO2021210640A1 (ja) 2021-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7392660B2 (ja) イミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、ワニス、並びにポリイミドフィルム
JP6996609B2 (ja) ポリイミド樹脂、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム
JP7314953B2 (ja) ポリイミド樹脂、ワニス及びポリイミドフィルム
JPWO2019211972A1 (ja) ポリイミド樹脂、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム
JPWO2019188306A1 (ja) ポリイミド樹脂、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム
JPWO2019116940A1 (ja) ポリイミド樹脂、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム
JPWO2019151336A1 (ja) ポリイミド樹脂組成物及びポリイミドフィルム
JPWO2019188305A1 (ja) ポリイミド樹脂、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム
JP7375749B2 (ja) ポリアミド-イミド樹脂、ポリアミド-イミドワニス及びポリアミド-イミドフィルム
JPWO2020040057A1 (ja) ポリイミド樹脂、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム
WO2022054766A1 (ja) 重合体組成物、ワニス、及びポリイミドフィルム
WO2021100727A1 (ja) ポリイミド樹脂、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム
WO2021132196A1 (ja) ポリイミド樹脂、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム
WO2021070912A1 (ja) ポリイミド樹脂組成物、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム
WO2021210640A1 (ja) イミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、ワニス、並びにポリイミドフィルム
WO2021210641A1 (ja) イミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、ワニス、並びにポリイミドフィルム
JPWO2019163830A1 (ja) ポリイミド樹脂、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム
WO2022220286A1 (ja) イミド-アミド酸共重合体及びその製造方法、ワニス、並びにポリイミドフィルム
WO2022054765A1 (ja) 重合体組成物、ワニス、及びポリイミドフィルム
CN111133034B (zh) 聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺清漆和聚酰亚胺薄膜
WO2021132197A1 (ja) ポリイミド樹脂、ワニス及びポリイミドフィルム
JP7371621B2 (ja) ポリイミド樹脂、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム
WO2021153379A1 (ja) ポリイミド樹脂、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム
WO2023182038A1 (ja) 重合体の製造方法、ワニス、及びワニスの製造方法
WO2023234085A1 (ja) ポリイミド樹脂前駆体及びポリイミド樹脂

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21789513

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022515432

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21789513

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1