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JP7742740B2 - Polyamic acid composition and method for producing same - Google Patents
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JP7742740B2 - Polyamic acid composition and method for producing same - Google Patents

Polyamic acid composition and method for producing same

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JP7742740B2 JP2021140547A JP2021140547A JP7742740B2 JP 7742740 B2 JP7742740 B2 JP 7742740B2 JP 2021140547 A JP2021140547 A JP 2021140547A JP 2021140547 A JP2021140547 A JP 2021140547A JP 7742740 B2 JP7742740 B2 JP 7742740B2
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Description

本発明は、ポリアミド酸と有機溶剤と水とを含んだ組成物及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a composition containing polyamic acid, an organic solvent, and water, and a method for producing the same.

ポリイミドは、優れた耐熱性、機械特性、電気特性を備えており、このポリイミドを使用したポリイミドフィルムは、フレキシブルプリント配線基板に代表される回路配線基板の基材のほか、種々の用途で幅広く利用されている。 Polyimide has excellent heat resistance, mechanical properties, and electrical properties, and polyimide films made from this polyimide are widely used in a variety of applications, including as the base material for circuit wiring boards, such as flexible printed wiring boards.

ポリイミドの調製にあたっては、通常、原料であるテトラカルボン酸二無水物とジアミンとを有機溶剤中で反応させて前駆体であるポリアミド酸とする。ポリアミド酸を200℃以上の高温で熱処理すると、分子内で脱水閉環が起こり、ポリイミドが得られる。 To prepare polyimide, the raw materials tetracarboxylic dianhydride and diamine are typically reacted in an organic solvent to produce the precursor polyamic acid. When the polyamic acid is heat-treated at a high temperature of 200°C or higher, dehydration and ring closure occur within the molecule, yielding polyimide.

ここで、前駆体であるポリアミド酸には保存安定性が求められる。熱や水分に対して不安定な場合が多いが、とくに水分に関して着目すると、ポリアミド酸に水分が多く含まれる場合、ポリアミド酸が加水分解することが知られており、通常は水分が少ない状態で保存される(例えば、特許文献1~3を参照)。すなわち、これら特許文献1~3などからすれば、従来からポリアミド酸中の水分は多くても数%以下とされているが、その目的(加水分解の抑制)からすれば、可及的に少ないことが望まれている。そして、通常は、このように含有水分が可及的に少ない状態で、尚且つそれを維持できる設備などによって、保管中もポリアミド酸が安定するように管理されている。つまり、ポリアミド酸が適切に密閉して保管されるようであれば、通常は保管中の水分量の変化は起こらないと解される。 Here, the precursor polyamic acid is required to have storage stability. It is often unstable to heat and moisture, but with particular attention to moisture, it is known that polyamic acid hydrolyzes when it contains a large amount of water, and so it is typically stored with low moisture content (see, for example, Patent Documents 1 to 3). That is, based on Patent Documents 1 to 3 and others, the moisture content in polyamic acid has traditionally been limited to a few percent or less, but for the purpose of suppressing hydrolysis, it is desirable for the moisture content to be as low as possible. Typically, polyamic acid is kept stable during storage in such a state with as little moisture content as possible, and is managed using equipment that can maintain this state. In other words, if polyamic acid is stored in an appropriately sealed container, it is understood that the moisture content will not typically change during storage.

特開2006-124700号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-124700 特許第5985977号公報Patent No. 5985977 特許第6648195号公報Patent No. 6648195

児玉洋一・森峰寛(2009).「新規芳香族ポリイミド接着剤」 ポリイミド・芳香族系高分子 最近の進歩2009年(第16回日本ポリイミド・芳香族高分子会議の会議録),pp.54-56Yoichi Kodama and Hiroshi Morimine (2009). "New Aromatic Polyimide Adhesives." Recent Advances in Polyimides and Aromatic Polymers 2009 (Proceedings of the 16th Japan Polyimide and Aromatic Polymer Conference), pp. 54-56

ところが、本発明者らの検討によれば、前記のとおり、通常は管理・保管が適正な状態であればポリアミド酸の保存安定性は良好であるはずであるところ、意外にも、特定のポリアミド酸においては、ポリアミド酸の加水分解ではなく、逆に、室温において徐々に粘度が増加(増粘)するといった現象が確認された。このような現象については、前記ジアミン成分を比較的多く反応させて分子末端にアミノ基が残るような条件であって、しかも、分子内にケトン基を有するような成分を用いた場合のポリアミド酸において確認されたことから、これらの官能基どうしが室温においても徐々に反応してイミン結合が生成していることに由来するものと推測された(非特許文献1を参照)。つまり、このようなポリアミド酸の分子末端のアミノ基が、分子内又は分子間においてケトン基と反応してイミン結合を生成し、分子鎖が枝状に伸長して分子量が増加したことが、保管中の増粘を引き起こしたと推測された。 However, according to the inventors' research, while polyamic acid should normally have good storage stability if managed and stored properly, as mentioned above, they unexpectedly observed a phenomenon in which, rather than hydrolysis of the polyamic acid, the viscosity of certain polyamic acids gradually increased (thickened) at room temperature. This phenomenon was observed in polyamic acids that reacted with a relatively large amount of the diamine component, leaving amino groups at the molecular ends, and that used components containing ketone groups within the molecule. Therefore, it was speculated that this phenomenon was due to the gradual reaction of these functional groups with each other, even at room temperature, to form imine bonds (see Non-Patent Document 1). In other words, it was speculated that the amino groups at the molecular ends of such polyamic acids reacted with ketone groups intramolecularly or intermolecularly to form imine bonds, which in turn extended the molecular chain into branches and increased the molecular weight, causing the viscosity increase during storage.

そして、このような特定のポリアミド酸の場合において保管中に増粘するといった問題については、直ちには、保管中に冷却して前記のイミン結合の生成反応を抑制するといった対策が考えられるが、冷却設備にコストがかかってしまうことや、冷却することが困難な箇所(例えば、配管部分など)において定期的な工程管理(例えば、配管ブローなど)が必要になる等、工程上の負荷が大きくなることから、根本的には増粘しないポリアミド酸の開発が求められる。
しかしながらこれまでの知見では、このような特定のポリアミド酸において、前記のような加水分解を抑制しつつもの、室温などにおいて徐々に増粘してしまう問題を根本的に解決する方法については何ら予見されていなかった。
To address the problem of viscosity increase during storage in the case of such specific polyamic acids, an immediate countermeasure would be to cool the polyamic acid during storage to suppress the reaction of forming imine bonds. However, this would increase the cost of cooling equipment and would require periodic process management (e.g., pipe blowing) in areas where cooling is difficult (e.g., piping), thereby increasing the process load. Therefore, there is a fundamental need for the development of polyamic acids that do not increase in viscosity.
However, based on previous findings, no method has been predicted for fundamentally solving the problem of gradual viscosity increase at room temperature or the like while suppressing the above-mentioned hydrolysis in such specific polyamic acids.

そこで、本発明者が鋭意検討した結果、ポリアミド酸においては、従来のように水の含有を可及的に排除するのではなく、むしろ、水分量を適切な範囲に制御することによって、従来から懸念されていた加水分解を抑制しつつも、室温においても保管中に増粘するといった問題も抑制できて、保存安定性に優れたポリアミド酸が得られることを突き止めた。 As a result of intensive research, the present inventors have discovered that, rather than eliminating water as much as possible as in the past, by controlling the water content in polyamic acid within an appropriate range, it is possible to suppress hydrolysis, a concern in the past, while also suppressing problems such as viscosity increase during storage even at room temperature, resulting in polyamic acid with excellent storage stability.

したがって、本発明の目的は、加水分解や保管中の増粘が極めて少ないポリアミド酸の組成物を提供することである。
また、本発明の他の目的は、そのようなポリアミド酸の組成物の製造方法を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a polyamic acid composition that is extremely little prone to hydrolysis and thickening during storage.
Another object of the present invention is to provide a method for producing such a polyamic acid composition.

すなわち、本発明は、以下のとおりである。
[1]下記成分(a)~(c);
(a)テトラカルボン酸二無水物成分から誘導される酸無水物残基とジアミン成分から誘導されるジアミン残基を有するポリアミド酸、
(b)有機溶剤、及び
(c)水
を含有するポリアミド酸組成物であって、
前記(a)成分は、ケトン基と分子末端に第1級アミノ基とを有し、前記ケトン基は前記テトラカルボン酸二無水物成分及び/又は前記ジアミン成分に由来するものであり、
前記(c)成分は、前記(a)成分、前記(b)成分及び前記(c)成分の合計に対し、0.05質量%以上10質量%以下であることを特徴とするポリアミド酸組成物。
[2]前記ポリアミド酸は、重量平均分子量(Mw)が20,000以上2,000,000以下であることを特徴とする[1]に記載のポリアミド酸組成物。
[3]前記(a)成分中のケトン基は、前記酸無水物残基と前記ジアミン残基の合計100モル部に対して10モル部以上含まれることを特徴とする[1]又は[2]に記載のポリアミド酸組成物。
[4]前記(b)成分は、沸点が120℃以上であって、尚且つ水の溶解度が10質量%以上であることを特徴とする[1]~[3]のいずれかに記載のポリアミド酸組成物。
[5]前記組成物は、温度-30℃~60℃及び湿度70%以下の条件下で、30日間保管後の粘度が初期粘度に対して100%~30%であることを特徴とする[1]~[4]のいずれかに記載のポリアミド酸組成物。
[6][1]~[5]のいずれかに記載のポリアミド酸組成物の製造方法であって、下記の工程I及びII;
I)有機溶剤中で、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを反応させて、ポリアミド酸の溶液を得る工程、
II)前記ポリアミド酸の溶液に水を添加してポリアミド酸組成物を製造する工程
を備え、前記工程IIでは、ポリアミド酸組成物の水の含有量が、前記有機溶剤、前記ポリアミド酸及び前記水の合計に対し0.05質量%以上10質量%以下となるように水を添加することを特徴とするポリアミド酸組成物の製造方法。
[7]前記工程IIにおける水の添加を行う際に、予め、前記工程Iで使用する有機溶剤と水とを混合させて、当該有機溶剤と水との合計量に対して水を1質量%以上60質量%以下で含んだ混合溶液を準備し、前記工程IIにおいて前記混合溶液を用いて水の添加を行うことを特徴とする[6]に記載のポリアミド酸組成物の製造方法。
[8]前記工程Iでは、前記テトラカルボン酸二無水物成分及び/又は前記ジアミン成分中にケトン基を有し、尚且つ重量平均分子量(Mw)が20,000以上2,000,000以下のポリアミド酸の溶液を得ることを特徴とする[6]又は[7]に記載のポリアミド酸組成物の製造方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] The following components (a) to (c):
(a) a polyamic acid having an acid anhydride residue derived from a tetracarboxylic dianhydride component and a diamine residue derived from a diamine component;
A polyamic acid composition comprising: (b) an organic solvent; and (c) water,
the component (a) has a ketone group and a primary amino group at a molecular terminal, the ketone group being derived from the tetracarboxylic dianhydride component and/or the diamine component,
a polyamic acid composition, wherein the content of the component (c) is 0.05% by mass or more and 10% by mass or less based on the total of the components (a), (b), and (c);
[2] The polyamic acid composition according to [1], wherein the polyamic acid has a weight average molecular weight (Mw) of 20,000 or more and 2,000,000 or less.
[3] The polyamic acid composition according to [1] or [2], wherein the ketone group in component (a) is contained in an amount of 10 molar parts or more per 100 molar parts of the acid anhydride residue and the diamine residue combined.
[4] The polyamic acid composition according to any one of [1] to [3], wherein the component (b) has a boiling point of 120°C or higher and a water solubility of 10% by mass or higher.
[5] The polyamic acid composition according to any one of [1] to [4], wherein the viscosity of the composition after storage for 30 days under conditions of a temperature of −30° C. to 60° C. and a humidity of 70% or less is 100% to 30% of the initial viscosity.
[6] A method for producing the polyamic acid composition according to any one of [1] to [5], comprising the following steps I and II:
I) a step of reacting a tetracarboxylic dianhydride component with a diamine component in an organic solvent to obtain a polyamic acid solution;
II) a step of adding water to the polyamic acid solution to produce a polyamic acid composition, wherein in step II, water is added so that the water content of the polyamic acid composition is 0.05% by mass or more and 10% by mass or less based on the total mass of the organic solvent, the polyamic acid, and the water.
[7] The method for producing a polyamic acid composition according to [6], characterized in that when adding water in step II, the organic solvent used in step I and water are mixed in advance to prepare a mixed solution containing water in an amount of 1% by mass to 60% by mass based on the total amount of the organic solvent and water, and water is added using the mixed solution in step II.
[8] The method for producing a polyamic acid composition according to [6] or [7], wherein in step I, a solution of polyamic acid is obtained, the polyamic acid having a ketone group in the tetracarboxylic dianhydride component and/or the diamine component and having a weight-average molecular weight (Mw) of 20,000 or more and 2,000,000 or less.

本発明のポリアミド酸組成物は、従来から懸念されていた加水分解を抑制しつつも、室温においても保管中に増粘するといった問題も抑制できて、保存安定性に優れる。しかも、冷却設備の準備や増粘を防ぐ工程管理を行う必要がなく製造することができて、コスト性に優れる。また、本発明のポリアミド酸組成物は、イミド化前にイミン化による構造変化が起きないため、ロット間の品質ばらつきが少ないポリイミドを得ることができる。 The polyamic acid composition of the present invention suppresses hydrolysis, a conventional concern, while also suppressing the problem of viscosity increase during storage even at room temperature, resulting in excellent storage stability. Furthermore, it can be produced without the need for cooling equipment or process management to prevent viscosity increase, resulting in excellent cost performance. Furthermore, because the polyamic acid composition of the present invention does not undergo structural changes due to iminization before imidization, polyimides with little quality variation between lots can be obtained.

以下、本発明の実施の形態について説明する。 The following describes an embodiment of the present invention.

[ポリアミド酸組成物]
本発明のポリアミド酸組成物は、前記のとおり、(a)ポリアミド酸と、(b)有機溶剤と、(c)水とを含有する。以下、(a)~(c)成分について、具体的に記載する。
[Polyamic acid composition]
As described above, the polyamic acid composition of the present invention contains (a) polyamic acid, (b) organic solvent, and (c) water. Components (a) to (c) will be described in detail below.

<(a)ポリアミド酸>
本発明で使用する(a)ポリアミド酸は、テトラカルボン酸二無水物(以下、単に「酸無水物」ということがある)成分から誘導される4価の基である酸無水物残基と、ジアミン化合物(以下、単に「ジアミン」ということがある)成分から誘導される2価の基であるジアミン残基とを有して構成され、これらの構成成分が連結したものを1つの繰り返し単位としてみた場合に、その繰り返し単位の重合物から構成される。(a)成分のポリアミド酸は、例えば以下の式(1)で表される。
<(a) Polyamic Acid>
The polyamic acid (a) used in the present invention is composed of an acid anhydride residue, which is a tetravalent group derived from a tetracarboxylic dianhydride (hereinafter sometimes simply referred to as "acid anhydride") component, and a diamine residue, which is a divalent group derived from a diamine compound (hereinafter sometimes simply referred to as "diamine") component, and when the combination of these components is considered as one repeating unit, it is composed of a polymer of this repeating unit. The polyamic acid (a) component can be represented, for example, by the following formula (1):

(上記式中、X2はテトラカルボン酸二無水物成分から誘導される4価の酸無水物残基であり、Y2はジアミン成分から誘導される2価のジアミン残基である。nは繰り返し単位を示す。) (In the above formula, X2 is a tetravalent acid anhydride residue derived from a tetracarboxylic dianhydride component, Y2 is a divalent diamine residue derived from a diamine component, and n represents a repeating unit.)

ここで、上記式(1)のとおり、(a)成分のポリアミド酸は、分子末端に第1級アミノ基(-NH)(以下、これを単に「アミノ基」ということがある)を有するようにする。分子末端にアミノ基を有するようにするためには、酸無水物成分とジアミン成分との仕込み量(モル比)を調整することで制御することが可能であり、これについては後述の製造方法に示すとおりである。 Here, as shown in the above formula (1), the polyamic acid of component (a) has a primary amino group (-NH 2 ) (hereinafter, this may be simply referred to as an "amino group") at the molecular end. The presence of an amino group at the molecular end can be controlled by adjusting the amounts (molar ratio) of the acid anhydride component and the diamine component charged, as will be described later in the production method.

また、(a)成分のポリアミド酸においては、分子骨格中にケトン基を所定量含むことを特徴とする。ケトン基の含有量については、前記酸無水物残基(式(1)ではX2)とジアミン残基(式(1)ではY2)との合計100モル部に対して、10モル部以上である。このような量のケトン基を含有すると、分子末端のアミノ基との反応点が増えることから、前記のとおりの保管期間中における増粘がより顕著にみられる傾向があることから、このような量のケトン基を有するポリアミド酸が本発明において対象となる。ケトン基の含有量は特に制限はないが、本発明の効果を発現しやすいという理由から、好ましくは15モル部以上、より好ましくは25モル部以上となるようにする。 The polyamic acid of component (a) is also characterized by containing a predetermined amount of ketone groups in its molecular skeleton. The ketone group content is 10 molar parts or more relative to 100 molar parts of the total of the acid anhydride residue (X2 in Formula (1)) and diamine residue (Y2 in Formula (1)). Containing such a quantity of ketone groups increases the number of reaction sites with the amino groups at the molecular terminals, which tends to result in a more pronounced increase in viscosity during storage, as described above. Therefore, polyamic acids having such a quantity of ketone groups are the subject of the present invention. While there are no particular restrictions on the ketone group content, it is preferably 15 molar parts or more, more preferably 25 molar parts or more, as this facilitates the realization of the effects of the present invention.

なお、ポリアミド酸中のX2及びY2のいずれかにケトン基を有していればよく、全てのポリアミド酸の全ての構造単位に必ずしもケトン基が含まれる必要はない。すなわち、前述したケトン基の範囲を満たせば、ケトン基は酸無水物残基とジアミン残基とのいずれかに含有されてもよく、両方に含有されてもよい。なお、分子全体として前記の数値範囲を満足するものであれば、ケトン基を含まない構造単位を含んでもよい。 It is sufficient that either X2 or Y2 in the polyamic acid has a ketone group; it is not necessary that all structural units of all polyamic acids contain a ketone group. In other words, as long as the above-mentioned range of ketone groups is met, the ketone group may be contained in either the acid anhydride residue or the diamine residue, or in both. Furthermore, as long as the molecule as a whole satisfies the above-mentioned numerical range, it may contain structural units that do not contain a ketone group.

ここで、ケトン基を含むテトラカルボン酸二無水物としては、特に制限されるものではないが、例えば、3,3’、4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3’,3,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-(パラフェニレンジカルボニル)ジフタル酸無水物、4,4’-(メタフェニレンジカルボニル)ジフタル酸無水物等を挙げることができる。 Here, the tetracarboxylic acid dianhydride containing a ketone group is not particularly limited, but examples include 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride, 2,3',3,4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride, 2,2',3,3'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride, 4,4'-(paraphenylenedicarbonyl)diphthalic anhydride, and 4,4'-(metaphenylenedicarbonyl)diphthalic anhydride.

なお、酸無水物残基としては、ケトン基を含まないテトラカルボン酸二無水物から誘導されるものを用いてもよく、ポリイミドに通常用いられる既知のテトラカルボン酸二無水物を制限なく用いることができる。そのようなテトラカルボン酸二無水物としては、芳香族テトラカルボン酸二無水物が好ましい。また、脂環式テトラカルボン酸の無水物を用いてもよく、例えば、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、フルオレニリデンビス無水フタル酸、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸ニ無水物、シクロペンタノンビススピロノルボルナンテトラカルボン酸二無水物などの脂環式テトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。 The acid anhydride residue may be derived from a tetracarboxylic acid dianhydride that does not contain a ketone group, and any known tetracarboxylic acid dianhydride commonly used in polyimides may be used without limitation. Aromatic tetracarboxylic acid dianhydrides are preferred as such tetracarboxylic acid dianhydrides. Alicyclic tetracarboxylic acid anhydrides may also be used, such as 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride, fluorenylidenebisphthalic anhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride, and cyclopentanonebisspironorbornanetetracarboxylic acid dianhydride.

ケトン基を有さない芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、4,4’-オキシジフタル酸ニ無水物(ODPA)、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、5,5’-ビス(トリフルオロメチル)-3,3’,4,4’-テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ジフェニルエーテル二無水物、ビス{3,5-ジ(トリフルオロメチル)フェノキシ}ピロメリット酸二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ベンゼン二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}、ビス(ジカルボキシフェノキシ)トリフルオロメチルベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)テトラキス(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、2,2-ビス{(4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル}ヘキサフルオロプロパン二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ビフェニル二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル二無水物、2,2’-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、ナフタレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-1,2,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-1,2,6,7-テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-1,2,4,5-テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、2,6-ジクロロナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、2,7-ジクロロナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-テトラクロロナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-テトラクロロナフタレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’’,4,4’’-p-テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’’,3,3’’-p-テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’’,4’’-p-テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)-プロパン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)-プロパン二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3.4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、チオフェン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、ペリレン-2,3,8,9-テトラカルボン酸二無水物、ペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸二無水物、ペリレン-4,5,10,11-テトラカルボン酸二無水物、ペリレン-5,6,11,12-テトラカルボン酸二無水物、フェナンスレン-1,2,7,8-テトラカルボン酸二無水物、フェナンスレン-1,2,6,7-テトラカルボン酸二無水物、フェナンスレン-1,2,9,10-テトラカルボン酸二無水物、ピラジン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、(トリフルオロメチル)ピロメリット酸二無水物、ジ(トリフルオロメチル)ピロメリット酸二無水物、ジ(ヘプタフルオロプロピル)ピロメリット酸二無水物、ペンタフルオロエチルピロメリット酸二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、5,5’-ビス(トリフルオロメチル)-3,3’,4,4’-テトラカルボキシビフェニル二無水物、2,2’,5,5’-テトラキス(トリフルオロメチル)-3,3’,4,4’-テトラカルボキシビフェニル二無水物、5,5’-ビス(トリフルオロメチル)-3,3’,4,4’-テトラカルボキシベンゾフェノン二無水物、トリフルオロメチルベンゼン二無水物等が挙げられる。 Examples of aromatic tetracarboxylic dianhydrides that do not have a ketone group include pyromellitic dianhydride (PMDA), 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA), bis(2,3-dicarboxyphenyl)ether dianhydride, 5,5'-bis(trifluoromethyl)-3,3',4,4'-tetracarboxydiphenyl ether dianhydride, bis{(trifluoromethyl)dicarboxyphenoxy}diphenyl ether dianhydride, and bis{3,5-di(trifluoromethyl)diphenyl ether dianhydride}. bis(dicarboxyphenoxy)bis(trifluoromethyl)benzene dianhydride, bis{(trifluoromethyl)dicarboxyphenoxy}pyromellitic dianhydride, bis{(trifluoromethyl)dicarboxyphenoxy}, bis(dicarboxyphenoxy)trifluoromethylbenzene dianhydride, bis(dicarboxyphenoxy)bis(trifluoromethyl)benzene dianhydride, bis(dicarboxyphenoxy)tetrakis(trifluoromethyl)benzene dianhydride, 2,2-bis{(4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl}hexafluoropropane dianhydride, bis {(trifluoromethyl)dicarboxyphenoxy}biphenyl dianhydride, bis{(trifluoromethyl)dicarboxyphenoxy}bis(trifluoromethyl)biphenyl dianhydride, bis(dicarboxyphenoxy)bis(trifluoromethyl)biphenyl dianhydride, 2,2'-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride, naphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,2,6,7-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene Naphthalene-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2,6-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2,7-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-tetrachloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-tetrachloronaphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic dianhydride, 2,2',3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyl phenyltetracarboxylic acid dianhydride, 3,3",4,4"-p-terphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 2,2",3,3"-p-terphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,3",4"-p-terphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 2,2-bis(2,3-dicarboxyphenyl)-propane dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)-propane dianhydride, bis(2,3-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, 1,1-bis(2,3-dicarboxyphenyl)methane dianhydride 1,1-bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,2',3,3'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, thiophene-2,3,4,5-tetracarboxylic dianhydride, perylene-2,3,8,9-tetracarboxylic dianhydride, perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride, perylene-4,5,10,11-tetracarboxylic dianhydride dicarboxylic acid dianhydride, perylene-5,6,11,12-tetracarboxylic acid dianhydride, phenanthrene-1,2,7,8-tetracarboxylic acid dianhydride, phenanthrene-1,2,6,7-tetracarboxylic acid dianhydride, phenanthrene-1,2,9,10-tetracarboxylic acid dianhydride, pyrazine-2,3,5,6-tetracarboxylic acid dianhydride, pyrrolidine-2,3,4,5-tetracarboxylic acid dianhydride, (trifluoromethyl)pyromellitic acid dianhydride, di(trifluoromethyl)pyromellitic acid dianhydride, di(heptafluoropropyl)pyromellitic acid dianhydride Examples include methyltrifluoromethylpyromellitic dianhydride, pentafluoroethylpyromellitic dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride, 5,5'-bis(trifluoromethyl)-3,3',4,4'-tetracarboxybiphenyl dianhydride, 2,2',5,5'-tetrakis(trifluoromethyl)-3,3',4,4'-tetracarboxybiphenyl dianhydride, 5,5'-bis(trifluoromethyl)-3,3',4,4'-tetracarboxybenzophenone dianhydride, and trifluoromethylbenzene dianhydride.

他方、ケトン基を含むジアミンとしては、特に制限されるものではないが、3,3’-ジアミノベンゾフェノン、3,4’-ジアミノベンゾフェノン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、4,4’-ビス[4-(4-アミノ‐α,α‐ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゾフェノン4,4’-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゾフェノン(BABP)、1,3-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン(BABB)、1,4-ビス(4-アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノベンゾイル)ベンゼン等を挙げることができる。 On the other hand, diamines containing a ketone group include, but are not limited to, 3,3'-diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-bis[4-(4-amino-α,α-dimethylbenzyl)phenoxy]benzophenone, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)benzophenone, 4,4'-bis(3-aminophenoxy)benzophenone (BABP), 1,3-bis[4-(3-aminophenoxy)benzoyl]benzene (BABB), 1,4-bis(4-aminobenzoyl)benzene, 1,3-bis(4-aminobenzoyl)benzene, and the like.

なお、ジアミン残基についても、ケトン基を含まないジアミンから誘導されるものを用いてもよく、ポリイミドに通常用いられる既知のジアミン化合物を制限なく用いることができる。そのようなジアミンとしては、芳香族ジアミン化合物が好ましい。また、前記同様に脂環式ジアミン化合物を用いてもよい。 The diamine residue may also be derived from a diamine that does not contain a ketone group, and any known diamine compound commonly used in polyimides may be used without restriction. Aromatic diamine compounds are preferred as such diamines. Also, alicyclic diamine compounds may be used, as described above.

例えば、3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,3'-ジアミノジフェニルスルホン、4,4'-ジアミノジフェニルスルホン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、3,7-ジアミノ-2,8-ジメチルベンゾチオフェンスルホン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル(TFMB)、2,2’-ジフルオロー4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジフルオロー4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(4,4’-DAPE)、3,3-ジアミノジフェニルエーテル、ビス(p-β-アミノ-t-ブチルフェニル)エーテル、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン(APB)、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン(TPE-R)、又は1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼンが挙げられる。より好ましくは、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(4,4’-DAPE)、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン(APB)、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン(TPE-R)、又は1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル(m-TB)、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,6-ジメチル-m-フェニレンジアミン、2,5-ジメチル-p-フェニレンジアミン、2,4-ジアミノメシチレン、4,4’-メチレンジ-o-トルイジン、4,4’-メチレンジ-2,6-キシリジン、4,4’-メチレン-2,6-ジエチルアニリン、2,4-トルエンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルプロパン、3,3’-ジアミノジフェニルプロパン、4,4’-ジアミノジフェニルエタン、3,3’-ジアミノジフェニルエタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノ-p-テルフェニル、3,3’-ジアミノ-p-テルフェニル、ビス(p-β-メチル-δ-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(2-メチル-4-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(1,1-ジメチル-5-アミノペンチル)ベンゼン、1,5-ジアミノナフタレン、2,6-ジアミノナフタレン、2,4-ビス(β-アミノ-t-ブチル)トルエン、2,4-ジアミノトルエン、m-キシレン-2,5-ジアミン、p-キシレン-2,5-ジアミン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、2,6-ジアミノピリジン、2,5-ジアミノピリジン、2,5-ジアミノ-1,3,4-オキサジアゾール、ピペラジン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、4,4’-ジアミノベンズアニリド、5-アミノ-2-(4-アミノフェニル)ベンゾイミダゾール、5-アミノ-2-(4-アミノフェニル)ベンゾオキサゾール等が挙げられる。 For example, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 3,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone, 3,7-diamino-2,8-dimethylbenzothiophenesulfone, 2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl (TFMB), 2,2'-difluoro 4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-difluoro-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether (4,4'-DAPE), 3,3-diaminodiphenyl ether, bis(p-β-amino-t-butylphenyl)ether, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene (APB), 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene (TPE-R), or 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene. More preferably, 4,4'-diaminodiphenyl ether (4,4'-DAPE), 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene (APB), 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene (TPE-R), or 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl (m-TB), 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,6-dimethyl-m-phenylenediamine, 2,5- dimethyl-p-phenylenediamine, 2,4-diaminomesitylene, 4,4'-methylenedi-o-toluidine, 4,4'-methylenedi-2,6-xylidine, 4,4'-methylene-2,6-diethylaniline, 2,4-toluenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 3,3'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenylethane, 3,3'-diaminodiphenylethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diamino-p-terphenyl, 3,3'-diamino-p-terphenyl, bis(p-β-methyl-δ-aminopentyl)benzene, p-bis(2-methyl-4-aminopentyl)benzene, p-bis(1,1-dimethyl-5-aminopentyl)benzene, 1,5-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, 2,4-bis(β-amino- t-butyl)toluene, 2,4-diaminotoluene, m-xylene-2,5-diamine, p-xylene-2,5-diamine, m-xylylenediamine, p-xylylenediamine, 2,6-diaminopyridine, 2,5-diaminopyridine, 2,5-diamino-1,3,4-oxadiazole, piperazine, 9,9-bis(4-aminophenyl)fluorene, 4,4'-diaminobenzanilide, 5-amino-2-(4-aminophenyl)benzimidazole, 5-amino-2-(4-aminophenyl)benzoxazole, etc.

また、(a)成分のポリアミド酸は、重量平均分子量が20,000~2,000,000の範囲内が好ましい。より好ましい下限は40,000、さらに好ましい下限は60,000である。また、より好ましい上限は1,500,000、さらに好ましい上限は1,000,000である。重量平均分子量が前記の下限値以上であることにより、イミド化後のフィルムが強靭になり、他方、重量平均分子量が前記上限値以下であることにより、ポリアミド酸溶液の粘度調整が行いやすくなる。 The polyamic acid component (a) preferably has a weight-average molecular weight in the range of 20,000 to 2,000,000. A more preferred lower limit is 40,000, and an even more preferred lower limit is 60,000. A more preferred upper limit is 1,500,000, and an even more preferred upper limit is 1,000,000. Having a weight-average molecular weight equal to or greater than the above-mentioned lower limit makes the film after imidization stronger, while having a weight-average molecular weight equal to or less than the above-mentioned upper limit makes it easier to adjust the viscosity of the polyamic acid solution.

また、(a)成分のポリアミド酸は、本発明のポリアミド酸組成物において、塗工時の製膜性等の理由から、5~30質量%の範囲内となるようにすることが好ましく、より好ましくは8~20質量%の範囲内となるように反応成分を溶解する。 In addition, for reasons such as film-forming properties during coating, the polyamic acid (component (a)) in the polyamic acid composition of the present invention is dissolved in a concentration of preferably 5 to 30% by mass, more preferably 8 to 20% by mass.

<(b)有機溶剤>
本発明で使用される(b)成分の有機溶剤は、前記したポリアミド酸の原料であるテトラカルボン酸二無水物及びジアミンの重合反応に用いることができ、また、それから調製されるポリアミド酸をほどよく溶解し得るものであれば制限はされず、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、N-メチル-2-ピロリドン、2-ブタノン、ジメチルスルホキシド、硫酸ジメチル、シクロヘキサノン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジグライム、トリグライム、γ‐プチロラクトン等が挙げられる。これらの有機溶剤を2種以上併用して使用することもできる。
<(b) Organic Solvent>
The organic solvent of component (b) used in the present invention is not limited as long as it can be used in the polymerization reaction of the tetracarboxylic dianhydride and diamine, which are the raw materials for the polyamic acid, and can adequately dissolve the polyamic acid prepared therefrom, and examples thereof include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide (DMAc), N-methyl-2-pyrrolidone, 2-butanone, dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfate, cyclohexanone, dioxane, tetrahydrofuran, diglyme, triglyme, γ-butyrolactone, etc. Two or more of these organic solvents can also be used in combination.

この中でも、(c)成分である水との混和性(水の溶解性)や非反応性などを考慮すると、当該有機溶剤100質量%に対しての水の溶解度が10質量%以上であるものがより好ましい。 Of these, taking into consideration miscibility with water (component (c)) (solubility in water) and non-reactivity, those with a water solubility of 10% by mass or more relative to 100% by mass of the organic solvent are more preferred.

さらには、このような(b)成分の有機溶剤は、沸点が水よりも高いものであることが好ましく、より好ましくは、沸点(常圧時)が120℃以上のものである。このように沸点が高い有機溶剤であると、ポリアミド酸組成物を用いて製膜などを行う際に、有機溶剤が水よりも先に揮発してポリアミド酸が析出するなどの問題を抑えることができるため好ましい。 Furthermore, it is preferable that the organic solvent of component (b) has a boiling point higher than that of water, and more preferably a boiling point (at normal pressure) of 120°C or higher. Organic solvents with such high boiling points are preferred because they can prevent problems such as the organic solvent volatilizing before water and causing precipitation of polyamic acid when the polyamic acid composition is used to form a film.

このような観点から、(b)有機溶剤としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、N-メチル-2-ピロリドンが特に好ましい。 From this perspective, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide (DMAc), and N-methyl-2-pyrrolidone are particularly preferred as (b) organic solvents.

<(c)水>
本発明においては、前記のとおり、ポリアミド酸組成物中に適量の水を含有させることで、重合反応に影響を与えることがなく、保存安定性に優れたポリアミド酸の組成物を得ることができることを知見した。(c)成分の水の含有量は、ポリアミド酸組成物中に0.05質量%以上10質量%とする。好ましい下限は0.08質量%、より好ましい下限は0.10質量%である。また、好ましい上限は7質量%、より好ましい上限は5質量%である。水の含有量が前記下限以上であることにより、ポリアミド酸組成物の保管中の増粘を有意に抑えることが可能となる。また、水の含有量が前記上限値以下であることにより、(a)成分のポリアミド酸の溶解性の低下による析出の発生や、加水分解による粘度の低下などの発生を抑えることができる。
<(c) Water>
As described above, the present invention has discovered that by incorporating an appropriate amount of water into a polyamic acid composition, a polyamic acid composition with excellent storage stability can be obtained without affecting the polymerization reaction. The content of water (component (c)) in the polyamic acid composition is 0.05% by mass to 10% by mass. The preferred lower limit is 0.08% by mass, and more preferably 0.10% by mass. The preferred upper limit is 7% by mass, and more preferably 5% by mass. By having the water content at or above the lower limit, it is possible to significantly suppress thickening of the polyamic acid composition during storage. Furthermore, by having the water content at or below the upper limit, it is possible to suppress occurrence of precipitation due to decreased solubility of the polyamic acid (component (a)), and occurrence of viscosity decrease due to hydrolysis.

なお、当該(c)成分の水については、ポリアミド酸組成物において前記の範囲に調整されていれば添加の方法や混入の経路等は問わず、原料である酸無水物やジアミンに由来して含まれるものでもよく、意図的に添加したもの(添加水)であってもよく、さらに、重合などの反応時や保管時などにおいて不可避的に混入される極微量の水を含めてもよく、制限はされない。 The water component (c) may be added by any method or route of incorporation, provided that it is adjusted to fall within the aforementioned range in the polyamic acid composition. It may be derived from the acid anhydride or diamine raw material, or may be intentionally added (added water). Furthermore, it may contain trace amounts of water that are inevitably mixed in during reactions such as polymerization or during storage, and is not limited thereto.

<その他の成分>
本発明のポリアミド酸組成物は、本発明の目的を阻害しない限りにおいて、必要に応じて、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム、有機ホスフィン酸の金属塩などのフィラーやその他の成分を含有してもよい。これらの成分は、通常、当該ポリアミド酸組成物中に10質量%以下で使用される。また、1種又は2種以上を混合して用いることができる。
<Other ingredients>
The polyamic acid composition of the present invention may contain, as necessary, fillers such as silicon dioxide, aluminum oxide, boron nitride, magnesium oxide, beryllium oxide, aluminum nitride, silicon nitride, aluminum fluoride, calcium fluoride, and metal salts of organic phosphinic acids, as well as other components, as long as the purpose of the present invention is not impaired. These components are typically used in an amount of 10% by mass or less in the polyamic acid composition. Furthermore, these components may be used alone or in combination of two or more.

<ポリアミド酸組成物の特性>
本発明のポリアミド酸組成物は、例えば式(1)で表されるような(a)成分のポリアミド酸以外の他のポリアミド酸を含んでもよい。当該他のポリアミド酸としては、一般的にポリイミド(ポリアミド酸)の調製に用いられるテトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物を原料として、それらのモル比が等モルで合成されたポリアミド酸を使用できる。この場合、他のポリアミド酸は、前記の(a)成分のポリアミド酸との合計100質量%に対して、50質量%以下であることが好ましい。
<Characteristics of Polyamic Acid Composition>
The polyamic acid composition of the present invention may contain a polyamic acid other than the polyamic acid of component (a), for example, as represented by formula (1). The other polyamic acid may be a polyamic acid synthesized in an equimolar ratio using a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound, which are generally used in the preparation of polyimides (polyamic acids). In this case, the other polyamic acid is preferably present in an amount of 50% by mass or less, based on 100% by mass of the total of the polyamic acid and the polyamic acid of component (a).

また、本発明のポリアミド酸組成物は、固形分が5~30質量%程度であることが好ましい。 Furthermore, the polyamic acid composition of the present invention preferably has a solids content of approximately 5 to 30% by mass.

本発明のポリアミド酸組成物は、保管中において経時での粘度の増加が少ないものであることが好ましい。保管中は、前記(c)成分の水の含有量の範囲を保持できることが好ましく、通常は密閉された状態で保管される。保管中の温度としては、冷凍保管(-30℃程度)から屋外保管(最高で60℃程度)において広く対応できることが好ましいが、より好ましくは0℃~室温(通常25℃程度)、さらに好ましくは0℃~15℃、特に好ましくは0℃~10℃である。そのほか、保管中は湿度70%以下であることが好ましい。このような本発明のポリアミド酸組成物は、より好ましくは、前記温度条件及び前記湿度条件において、30日間保管後の粘度が初期粘度に対して100%~30%であることが好ましく、より好ましくは100%~50%である。 The polyamic acid composition of the present invention preferably exhibits minimal increase in viscosity over time during storage. During storage, it is preferable that the water content of component (c) be maintained within the range, and the composition is typically stored in a sealed state. Storage temperatures are preferably compatible with a wide range, from frozen storage (approximately -30°C) to outdoor storage (maximum of approximately 60°C), but are more preferably between 0°C and room temperature (typically approximately 25°C), even more preferably between 0°C and 15°C, and particularly preferably between 0°C and 10°C. Furthermore, it is preferable that the humidity during storage be 70% or less. For such polyamic acid compositions of the present invention, the viscosity after 30 days of storage under the above temperature and humidity conditions is preferably between 100% and 30%, more preferably between 100% and 50%, of the initial viscosity.

なお、本発明のポリアミド酸組成物は、固形分量や用途によって好適な範囲が適宜選択され得るが、好ましくは700~70,000mPa・sものが好適に用いられる。 The viscosity of the polyamic acid composition of the present invention can be selected appropriately depending on the solid content and application, but a viscosity of 700 to 70,000 mPa·s is preferably used.

[ポリアミド酸組成物の製造方法]
次に、ポリアミド酸組成物の製造方法について説明する。
本発明のポリアミド酸組成物は、好適には以下のように製造することが好ましい。すなわち、下記の工程I及びII;
I)有機溶剤中で、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを反応させて、ポリアミド酸の溶液を得る工程と、
II)前記工程Iで得られたポリアミド酸の溶液に水を添加して、水を0.05質量%以上10質量%以下(好ましい範囲は前記のとおり)含むポリアミド酸組成物を製造する工程と
を備える。
[Method of producing polyamic acid composition]
Next, a method for producing the polyamic acid composition will be described.
The polyamic acid composition of the present invention is preferably produced as follows: That is, the following steps I and II:
I) a step of reacting a tetracarboxylic dianhydride component with a diamine component in an organic solvent to obtain a polyamic acid solution;
II) adding water to the polyamic acid solution obtained in step I to produce a polyamic acid composition containing 0.05% by mass or more and 10% by mass or less of water (the preferred range is as described above).

前記工程Iでは、水を添加する前に、前記した所定のテトラカルボン酸二無水物成分及びジアミン成分を有機溶剤中で反応させ、通常0~100℃の範囲の温度で30分から24時間攪拌して重合反応させて、(a)成分のポリアミド酸を生成させる。反応に際しては、生成する(a)成分のポリアミド酸が有機溶剤中に5~30質量%、好ましくは10~20質量%の範囲内となるように反応成分を溶解させる。なお、前記のとおり、ポリアミド酸組成物には、前記の(a)成分のポリアミド酸以外のその他のポリアミド酸を含むようにしてもよい。 In step I, before adding water, the specified tetracarboxylic dianhydride component and diamine component are reacted in an organic solvent and typically stirred at a temperature ranging from 0 to 100°C for 30 minutes to 24 hours to cause a polymerization reaction, producing the polyamic acid component (a). During the reaction, the reaction components are dissolved in the organic solvent so that the resulting polyamic acid component (a) is in the range of 5 to 30% by mass, preferably 10 to 20% by mass. As mentioned above, the polyamic acid composition may contain polyamic acids other than the polyamic acid component (a).

テトラカルボン酸二無水物成分及びジアミン成分の添加においては、両者が接触した時点で重合が開始されてしまうことから、いずれかの原料を予め有機溶剤と混合して準備をしておき、それにもう一方の原料を加えることにより、反応を行うようにすることが好ましい。より好ましくは、モノマーの溶解性や溶剤中の水分によるテトラカルボン酸二無水物の失活を防ぐ等の理由から、予めジアミンと有機溶剤とを混合した溶液に対して、テトラカルボン酸二無水物を添加するようにすることがより好ましい。 When adding the tetracarboxylic dianhydride component and the diamine component, polymerization begins as soon as the two come into contact. Therefore, it is preferable to prepare one of the raw materials by mixing it with an organic solvent in advance, and then add the other raw material to that mixture to carry out the reaction. More preferably, for reasons such as preventing inactivation of the tetracarboxylic dianhydride due to the solubility of the monomers and moisture in the solvent, it is more preferable to add the tetracarboxylic dianhydride to a solution in which the diamine and organic solvent have been mixed in advance.

ここで、原料であるテトラカルボン酸二無水物成分及びジアミン成分を反応させる際の仕込み量(モル比)は、ジアミン1モルに対して、テトラカルボン酸二無水物が1モル未満となるように、これらの原料の仕込み比率を調節することが好ましい。これにより、理論的には、調製される(a)成分のポリアミド酸の末端を第1級アミノ基(-NH)にすることができる。当該第1級アミノ基の存在及び存在量については、公知の方法で確認することができる。なお、ジアミンに対するテトラカルボン酸二無水物の仕込み比率が小さすぎると、(a)成分のポリアミド酸の高分子量化が十分に進行しない傾向にあるので、ジアミン1モルに対するテトラカルボン酸二無水物の仕込み比率は0.970~0.998モルの範囲内とすることが好ましく、0.980~0.995モルの範囲内がより好ましい。 Here, the amounts (molar ratio) of the tetracarboxylic dianhydride component and diamine component used as raw materials when reacting them are preferably adjusted so that the ratio of tetracarboxylic dianhydride to diamine is less than 1 mole. This theoretically allows the terminals of the prepared polyamic acid (component (a)) to be primary amino groups (—NH 2 ). The presence and amount of primary amino groups can be confirmed using known methods. If the ratio of tetracarboxylic dianhydride to diamine is too low, the polyamic acid (component (a)) tends not to be sufficiently polymerized. Therefore, the ratio of tetracarboxylic dianhydride to diamine is preferably within the range of 0.970 to 0.998 moles, more preferably 0.980 to 0.995 moles.

また、前記工程Iでは、前記同様に、テトラカルボン酸二無水物成分及び/又はジアミン成分中にケトン基を有するものを用いるようにする。原料の配合を適宜調整することで、分子全体として、前記のとおりのケトン基の含有量を有する(a)ポリアミド酸を所定量含むように調製することが好ましい。 In addition, in step I, as described above, a tetracarboxylic dianhydride component and/or a diamine component containing a ketone group is used. It is preferable to adjust the blending of raw materials appropriately so that the entire molecule contains a predetermined amount of (a) polyamic acid having the above-described ketone group content.

また、前記工程Iでは、得られるポリアミド酸の重量平均分子量が20,000以上2,000,000以下になるようにする。重合反応前に水が所定量以上になるように添加などすると、テトラカルボン酸二無水物が失活(加水分解)して目的の分子量のポリアミド酸が得られ難くなるため、工程Iにおいて前記の重量平均分子量の範囲まで重合させることが好ましい。 In addition, in Step I, the weight-average molecular weight of the resulting polyamic acid is adjusted to be 20,000 or more and 2,000,000 or less. If water is added in an amount greater than a specified amount before the polymerization reaction, the tetracarboxylic dianhydride will be deactivated (hydrolyzed), making it difficult to obtain polyamic acid with the desired molecular weight. Therefore, it is preferable to polymerize in Step I to the weight-average molecular weight range described above.

前記工程IIにおいては、工程Iで調製したポリアミド酸の溶液に対して、水を直接添加して所定の水分量に調整することもできるが、ポリアミド酸の析出を防止する観点から、予め、工程Iで使用した有機溶剤と同じ有機溶剤と水とを混合させた水溶液の状態として、これをポリアミド酸の溶液に添加することが好ましい。この水溶液においては、当該有機溶剤と水との合計量に対して水が1質量%以上60質量%以下となるように準備することが好ましく、より好ましくは5質量%以上30質量%以下となるように準備する。前記水溶液においてこのような水分量の範囲で準備することにより、前記のようなポリアミド酸の析出を防ぎつつも、微量の水分調整が可能となり、また、ポリアミド酸溶液に均一かつ速やかに水分を混ぜることが可能となる等の点で好ましい。 In Step II, water can be added directly to the polyamic acid solution prepared in Step I to adjust the water content to a predetermined level. However, to prevent precipitation of the polyamic acid, it is preferable to first prepare an aqueous solution by mixing water with the same organic solvent as used in Step I, and then add this to the polyamic acid solution. This aqueous solution is preferably prepared so that the water content is 1% by mass to 60% by mass, and more preferably 5% by mass to 30% by mass, based on the total amount of the organic solvent and water. Preparing the aqueous solution within this water content range makes it possible to adjust the water content by small amounts while preventing the precipitation of the polyamic acid. This is also advantageous in that it allows water to be mixed uniformly and quickly into the polyamic acid solution.

[ポリアミド酸組物の用途]
本発明のポリアミド酸組成物は、イミド化時にイミン化反応も起きるため、強靭なフィルムを得られやすいことから、特に、電気絶縁材料、フィルム、保護膜、コーティング剤などの用途に好適に用いられる。また、本発明のポリアミド酸組成物は、公知の方法及び条件で加熱することによりイミド化して、ポリイミドを形成することができる。
[Uses of polyamic acid braids]
The polyamic acid composition of the present invention easily gives a tough film because an imine reaction also occurs during imidization, and is therefore particularly suitable for use as an electrical insulating material, a film, a protective film, a coating agent, etc. The polyamic acid composition of the present invention can be imidized by heating under known methods and conditions to form a polyimide.

以下に実施例を示し、本発明の特徴をより具体的に説明する。ただし、本発明の範囲は、実施例に限定されない。なお、以下の実施例において、特にことわりのない限り各種測定、評価は下記によるものである。 The following examples are provided to more specifically explain the features of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to these examples. In the following examples, various measurements and evaluations were performed as follows, unless otherwise noted.

[粘度の測定]
E型粘度計(ブルックフィールド社製、商品名;DV-II+Pro)を用いて、25℃における粘度を測定した。トルクが10%~90%になるよう回転数を設定し、測定を開始してから2分経過後、粘度が安定した時の値を読み取った。
[Viscosity measurement]
The viscosity was measured at 25°C using an E-type viscometer (manufactured by Brookfield, trade name: DV-II+Pro). The rotation speed was set so that the torque was 10% to 90%, and the value was read when the viscosity stabilized 2 minutes after the start of measurement.

[重量平均分子量の測定]
重量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(東ソー株式会社製、商品名;HLC-8420GPC)により測定した。標準物質としてポリスチレンを用い、溶離液にはN,N-ジメチルアセトアミドを用いた。
[Measurement of weight average molecular weight]
The weight average molecular weight (Mw) was measured by gel permeation chromatography (manufactured by Tosoh Corporation, trade name: HLC-8420GPC) using polystyrene as a standard substance and N,N-dimethylacetamide as an eluent.

実施例及び参考例に用いた略号は、以下の化合物を示す。
BTDA:3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
PMDA:ピロメリット酸二無水物
BPDA:3,3',4,4'‐ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
m-TB:2,2'‐ジメチル‐4,4'‐ジアミノビフェニル
TPE-R:1,3-ビス(4‐アミノフェノキシ)ベンゼン
4,4’-DAPE:4,4’-ジアミノジフェニルエーテル
DMAc:N,N‐ジメチルアセトアミド
なお、以下の実施例では水分量200ppm未満のDMAcを用いている。
The abbreviations used in the Examples and Reference Examples represent the following compounds.
BTDA: 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride PMDA: pyromellitic dianhydride BPDA: 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride m-TB: 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl TPE-R: 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene 4,4'-DAPE: 4,4'-diaminodiphenyl ether DMAc: N,N-dimethylacetamide In the following examples, DMAc with a water content of less than 200 ppm is used.

[実施例1]
気密性の高い重合釜に262.8質量部のDMAc、10.54質量部のTPE-R(36.06モル部)、7.66質量部のm-TB(36.06モル部)を加え室温で30分以上撹拌し、完全に溶解させた。重合釜を20℃まで冷却した後、6.90質量部のBTDA(21.42モル部)を加え10分撹拌し、次に10.90質量部のPMDA(49.98モル部)を加え、室温で4時間撹拌を行った〔酸無水物/ジアミン(モル比):0.990、前記規定のケトン基含有量:15mol部〕。その後、1.2質量部のDMAcと0.3質量部の純水からなる混合液を加え、室温で2時間撹拌を行い、粘度3,490cPのポリアミド溶液(ポリアミド酸組成物)Aを得た(水分率:0.1質量%)。このポリアミド酸溶液Aを0.03MPaの減圧環境下で一定期間保管し、粘度の経時変化を評価した。その結果を表1に示す。
[Example 1]
262.8 parts by weight of DMAc, 10.54 parts by weight of TPE-R (36.06 mol parts), and 7.66 parts by weight of m-TB (36.06 mol parts) were added to an airtight polymerization kettle and stirred at room temperature for 30 minutes or more to completely dissolve. After cooling the polymerization kettle to 20 ° C, 6.90 parts by weight of BTDA (21.42 mol parts) was added and stirred for 10 minutes, followed by 10.90 parts by weight of PMDA (49.98 mol parts) and stirring at room temperature for 4 hours [acid anhydride/diamine (molar ratio): 0.990, ketone group content: 15 mol parts]. Thereafter, a mixture of 1.2 parts by weight of DMAc and 0.3 parts by weight of pure water was added and stirred at room temperature for 2 hours to obtain a polyamide solution (polyamic acid composition) A with a viscosity of 3,490 cP (moisture content: 0.1% by weight). This polyamic acid solution A was stored for a certain period of time under a reduced pressure of 0.03 MPa, and the change in viscosity over time was evaluated. The results are shown in Table 1.

[実施例2]
気密性の高い重合釜に234.0質量部のDMAc、10.54質量部のTPE-R(36.06モル部)、7.66質量部のm-TB(36.06モル部)を加え室温で30分以上撹拌し、完全に溶解させた。重合釜を20℃まで冷却した後、6.90質量部のBTDA(21.42モル部)を加え10分撹拌し、次に10.90質量部のPMDA(49.98モル部)を加え、室温で4時間撹拌を行った〔酸無水物/ジアミン(モル比):0.990、前記規定のケトン基含有量:15mol部〕。その後、21.0質量部のDMAcと9.0質量部の純水からなる混合液を加え、室温で2時間撹拌を行い、粘度3,350cPのポリアミド溶液Bを得た(水分率:3質量%)。このポリアミド酸溶液Bを0.03MPaの減圧環境下で一定期間保管し、粘度の経時変化を評価した。その結果を表1に示す。
[Example 2]
234.0 parts by weight of DMAc, 10.54 parts by weight of TPE-R (36.06 mol parts), and 7.66 parts by weight of m-TB (36.06 mol parts) were added to an airtight polymerization kettle and stirred at room temperature for 30 minutes or more to completely dissolve. After cooling the polymerization kettle to 20 ° C, 6.90 parts by weight of BTDA (21.42 mol parts) was added and stirred for 10 minutes, followed by 10.90 parts by weight of PMDA (49.98 mol parts) and stirring at room temperature for 4 hours [acid anhydride/diamine (molar ratio): 0.990, ketone group content: 15 mol parts]. Then, a mixture of 21.0 parts by weight of DMAc and 9.0 parts by weight of pure water was added and stirred at room temperature for 2 hours to obtain a polyamide solution B with a viscosity of 3,350 cP (water content: 3% by weight). This polyamic acid solution B was stored for a certain period of time under a reduced pressure of 0.03 MPa, and the change in viscosity over time was evaluated. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
気密性の高い重合釜に264.0質量部のDMAc、10.54質量部のTPE-R(36.06モル部)、7.66質量部のm-TB(36.06モル部)を加え室温で30分以上撹拌し、完全に溶解させた。重合釜を20℃まで冷却した後、6.90質量部のBTDA(21.42モル部)を加え10分撹拌し、次に10.90質量部のPMDA(49.98モル部)を加え、室温で4時間撹拌を行い、粘度3,710cPのポリアミド溶液Cを得た〔酸無水物/ジアミン(モル比):0.990、前記規定のケトン基含有量:15mol部〕(水分率:0質量%)。このポリアミド酸溶液Cを0.03MPaの減圧環境下で一定期間保管し、粘度の経時変化を評価した。その結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
264.0 parts by weight of DMAc, 10.54 parts by weight of TPE-R (36.06 mol parts), and 7.66 parts by weight of m-TB (36.06 mol parts) were added to an airtight polymerization kettle and stirred at room temperature for at least 30 minutes to completely dissolve. After cooling the polymerization kettle to 20°C, 6.90 parts by weight of BTDA (21.42 mol parts) were added and stirred for 10 minutes, followed by 10.90 parts by weight of PMDA (49.98 mol parts) and stirring at room temperature for 4 hours to obtain a polyamide solution C with a viscosity of 3,710 cP [acid anhydride/diamine (molar ratio): 0.990, ketone group content as specified above: 15 mol parts] (moisture content: 0% by weight). This polyamic acid solution C was stored for a certain period of time under a reduced pressure of 0.03 MPa, and the change in viscosity over time was evaluated. The results are shown in Table 1.

[実施例3]
気密性の高い重合釜に234.0質量部のDMAc、10.56質量部のTPE-R(36.13モル部)、7.67質量部のm-TB(36.13モル部)を加え室温で30分以上撹拌し、完全に溶解させた。重合釜を20℃まで冷却した後、6.88質量部のBTDA(21.38モル部)を加え10分撹拌し、次に10.87質量部のPMDA(49.88モル部)を加え、室温で4時間撹拌を行った〔酸無水物/ジアミン(モル比):0.986、前記規定のケトン基含有量:15mol部〕。その後、24.0質量部のDMAcと6.0質量部の純水からなる混合液を加え、室温で2時間撹拌を行い、粘度2,030cPのポリアミド溶液Dを得た(水分率:2質量%)。このポリアミド酸溶液Dを0.03MPaの減圧環境下で一定期間保管し、粘度の経時変化を評価した。その結果を表1に示す。
[Example 3]
234.0 parts by weight of DMAc, 10.56 parts by weight of TPE-R (36.13 mol parts), and 7.67 parts by weight of m-TB (36.13 mol parts) were added to an airtight polymerization kettle and stirred at room temperature for 30 minutes or more to completely dissolve. After cooling the polymerization kettle to 20 ° C, 6.88 parts by weight of BTDA (21.38 mol parts) was added and stirred for 10 minutes, followed by 10.87 parts by weight of PMDA (49.88 mol parts) and stirring at room temperature for 4 hours [acid anhydride / diamine (molar ratio): 0.986, ketone group content: 15 mol parts]. Then, a mixture of 24.0 parts by weight of DMAc and 6.0 parts by weight of pure water was added and stirred at room temperature for 2 hours to obtain a polyamide solution D with a viscosity of 2,030 cP (water content: 2% by weight). This polyamic acid solution D was stored for a certain period of time under a reduced pressure of 0.03 MPa, and the change in viscosity over time was evaluated. The results are shown in Table 1.

[比較例2]
気密性の高い重合釜に234.0質量部のDMAc、10.56質量部のTPE-R(36.13モル部)、7.67質量部のm-TB(36.13モル部)を加え室温で30分以上撹拌し、完全に溶解させた。重合釜を20℃まで冷却した後、6.88質量部のBTDA(21.38モル部)を加え10分撹拌し、次に10.87質量部のPMDA(49.88モル部)を加え、室温で4時間撹拌を行い、粘度2,110cPのポリアミド溶液Eを得た〔酸無水物/ジアミン(モル比):0.986、前記規定のケトン基含有量:15mol部〕(水分率:0質量%)。このポリアミド酸溶液Eを0.03MPaの減圧環境下で一定期間保管し、粘度の経時変化を評価した。その結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
234.0 parts by weight of DMAc, 10.56 parts by weight of TPE-R (36.13 mol parts), and 7.67 parts by weight of m-TB (36.13 mol parts) were added to an airtight polymerization kettle and stirred at room temperature for at least 30 minutes to completely dissolve. After cooling the polymerization kettle to 20°C, 6.88 parts by weight of BTDA (21.38 mol parts) were added and stirred for 10 minutes, followed by 10.87 parts by weight of PMDA (49.88 mol parts) and stirring at room temperature for 4 hours to obtain a polyamide solution E with a viscosity of 2,110 cP [acid anhydride/diamine (molar ratio): 0.986, ketone group content as specified above: 15 mol parts] (moisture content: 0% by weight). This polyamic acid solution E was stored for a certain period of time under a reduced pressure of 0.03 MPa, and the change in viscosity over time was evaluated. The results are shown in Table 1.

[実施例4]
気密性の高い重合釜に234.0質量部のDMAc、13.81質量部の4,4’-DAPE(68.99モル部)を加え室温で30分以上撹拌し、完全に溶解させた。重合釜を20℃まで冷却した後、22.19質量部のBTDA(68.85モル部)を加え、室温で4時間撹拌を行った〔酸無水物/ジアミン(モル比):0.998、前記規定のケトン基含有量:50mol部〕。その後、24.0質量部のDMAcと6.0質量部の純水からなる混合液を加え、室温で2時間撹拌を行い、粘度3,550cPのポリアミド酸溶液Fを得た(水分率:2質量%)。このポリアミド酸溶液Fを0.03MPaの減圧環境下で一定期間保管し、粘度の経時変化を評価した。その結果を表1に示す。
[Example 4]
234.0 parts by weight of DMAc and 13.81 parts by weight of 4,4'-DAPE (68.99 mol parts) were added to an airtight polymerization kettle and stirred at room temperature for at least 30 minutes to achieve complete dissolution. After cooling the kettle to 20°C, 22.19 parts by weight of BTDA (68.85 mol parts) was added and stirred at room temperature for 4 hours (acid anhydride/diamine (molar ratio): 0.998, ketone group content as specified above: 50 mol parts). A mixture of 24.0 parts by weight of DMAc and 6.0 parts by weight of pure water was then added and stirred at room temperature for 2 hours to obtain polyamic acid solution F with a viscosity of 3,550 cP (water content: 2% by weight). This polyamic acid solution F was stored for a certain period of time under a reduced pressure of 0.03 MPa, and the change in viscosity over time was evaluated. The results are shown in Table 1.

[比較例3]
気密性の高い重合釜に264.0質量部のDMAc、13.81質量部の4,4’-DAPE(68.99モル部)を加え室温で30分以上撹拌し、完全に溶解させた。重合釜を20℃まで冷却した後、22.19質量部のBTDA(68.85モル部)を加え、室温で4時間撹拌を行い、粘度3,750cPのポリアミド酸溶液Gを得た〔酸無水物/ジアミン(モル比):0.998、前記規定のケトン基含有量:50mol部〕(水分率:0質量%)。このポリアミド酸溶液Gを0.03MPaの減圧環境下で一定期間保管し、粘度の経時変化を評価した。その結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
264.0 parts by weight of DMAc and 13.81 parts by weight of 4,4'-DAPE (68.99 mol parts) were added to an airtight polymerization kettle and stirred at room temperature for at least 30 minutes to completely dissolve. After cooling the kettle to 20°C, 22.19 parts by weight of BTDA (68.85 mol parts) was added and stirred at room temperature for 4 hours to obtain polyamic acid solution G with a viscosity of 3,750 cP (acid anhydride/diamine (molar ratio): 0.998, ketone group content as specified above: 50 mol parts) (water content: 0% by weight). This polyamic acid solution G was stored for a certain period of time under a reduced pressure of 0.03 MPa, and the change in viscosity over time was evaluated. The results are shown in Table 1.

比較例1~3は水を加えていないため、水分量が少なく、イミン化により増粘していると思われる。 Comparative Examples 1 to 3 do not contain water, so the moisture content is low and it is believed that the viscosity increases due to iminization.

実施例1~4は水添加によりイミン化による増粘が抑えられていると思われる。また、30日以上経過しても初期粘度に対して100%~30%の粘度を有しており、保存安定性は良好であった。 In Examples 1 to 4, the addition of water appears to have suppressed thickening due to iminization. Furthermore, even after 30 days or more, the viscosity remained between 100% and 30% of the initial viscosity, demonstrating good storage stability.

[参考例1]
水を添加することによるポリアミド酸の溶解性低下を次のようにして評価した。まず、比較例1の経時変化前のポリアミド酸溶液Cを撹拌翼付きのフラスコに150質量部量り取った。次にこのポリアミド酸溶液Cを撹拌しながら、4質量部の水を少しずつ加え、室温で1時間撹拌を行った。水添加直後はポリアミド酸が析出していたが、1時間の撹拌後には完全に溶解していた。同様にして、さらに4質量部の水を添加し、1時間撹拌するという操作を析出したポリアミド酸が溶解しなくなるまで繰り返した。結果を表2に示す。
[Reference example 1]
The decrease in polyamic acid solubility due to the addition of water was evaluated as follows. First, 150 parts by mass of polyamic acid solution C from Comparative Example 1 before aging was weighed into a flask equipped with a stirring blade. Next, 4 parts by mass of water was gradually added to this polyamic acid solution C while stirring, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Immediately after the addition of water, the polyamic acid precipitated, but after 1 hour of stirring, it was completely dissolved. In the same manner, another 4 parts by mass of water was added and the mixture was stirred for 1 hour, and this procedure was repeated until the precipitated polyamic acid no longer dissolved. The results are shown in Table 2.

表2の結果から、ポリアミド酸溶液中の水分量が増えるに従い、析出したポリアミド酸が溶解するまで時間がかかるようになり、水分量が11質量%を超えると1時間では溶解しなくなった。それゆえ、ポリアミド酸溶液(組成物)においては、水分率を10質量%以下にすることが好ましいことが確認された。 The results in Table 2 show that as the water content in the polyamic acid solution increases, it takes longer for the precipitated polyamic acid to dissolve, and when the water content exceeds 11% by mass, it no longer dissolves within one hour. Therefore, it was confirmed that it is preferable to keep the water content of the polyamic acid solution (composition) at 10% by mass or less.

[参考例2]
実施例1の35日経過したポリアミド酸溶液Aと実施例2の経時変化前のポリアミド酸溶液Bと比較例1の経時変化前のポリアミド酸溶液Cについて、それぞれ銅箔上に塗布した後、140℃以下で加熱乾燥し溶剤を除去した。更に、150℃から360℃まで段階的に熱処理を行い、イミド化を完結した。得られた金属張積層板について、銅箔をエッチング除去して厚さ20μmのポリイミドフィルムを得た。得られたポリイミドフィルムについて、動的粘弾性測定(DMA)を行い、損失弾性率のピーク温度からガラス転移温度を求めた。また、軽荷重引き裂き試験機を用いて、引き裂き伝播抵抗値を測定した。その結果を表3に示す。
[Reference example 2]
Polyamic acid solution A (35 days old) from Example 1, polyamic acid solution B (before aging) from Example 2, and polyamic acid solution C (before aging) from Comparative Example 1 were each applied to copper foil and then heated and dried at 140°C or less to remove the solvent. Further, stepwise heat treatment from 150°C to 360°C was performed to complete imidization. The copper foil was etched away from the resulting metal-clad laminate to obtain a 20 μm-thick polyimide film. Dynamic mechanical analysis (DMA) was performed on the resulting polyimide film, and the glass transition temperature was determined from the peak temperature of the loss modulus. Furthermore, tear propagation resistance was measured using a light-load tear tester. The results are shown in Table 3.

表3の結果から、水の添加有無によるポリイミドフィルム物性の差は見られなかった。 The results in Table 3 show that there was no difference in the physical properties of the polyimide film depending on whether or not water was added.

[参考例3]
ポリアミド酸溶液に水を加える際、予め水に有機溶剤を混ぜることの効果を次のようにして評価した。まず、比較例1の経時変化前のポリアミド酸溶液Cを100mlのカップに50g秤量した。次に、水と有機溶剤(DMAc)の比率を変えた混合液を2g加えポリアミド酸溶液の表面を完全に覆い、界面にポリアミド酸の析出が生じるかどうかを観察した。結果を表4に示す。
[Reference example 3]
The effect of premixing an organic solvent with water before adding water to a polyamic acid solution was evaluated as follows. First, 50 g of the polyamic acid solution C from Comparative Example 1 before aging was weighed into a 100 ml cup. Next, 2 g of a mixture of water and organic solvent (DMAc) at different ratios was added to completely cover the surface of the polyamic acid solution, and it was observed whether precipitation of polyamic acid occurred at the interface. The results are shown in Table 4.

水:有機溶剤=20:80の混合液ではポリアミド酸の析出は見られなかった。
水:有機溶剤=30:70の混合液ではわずかにポリアミド酸の析出が見られたが、軽く容器を振ることで溶解した。
水:有機溶剤=50:50の混合液ではポリアミド酸の析出が見られたが、全体を撹拌することで析出したポリアミド酸が溶解した。
なお、水が100wt%ではポリアミド酸の析出が多く見られ、全体を攪拌してもポリアミド酸が長時間溶解しなかった。
In the mixed solution of water:organic solvent=20:80, no precipitation of polyamic acid was observed.
In the mixed solution of water:organic solvent=30:70, a small amount of polyamic acid was precipitated, but this was dissolved by gently shaking the container.
In the mixed solution of water:organic solvent=50:50, precipitation of polyamic acid was observed, but the precipitated polyamic acid was dissolved by stirring the whole.
When the water content was 100 wt %, a large amount of polyamic acid was precipitated, and the polyamic acid did not dissolve for a long time even when the entire solution was stirred.

上記結果より、ポリアミド酸溶液(組成物)に水を添加する際には、予め有機溶剤と混ぜて混合溶液として混ぜることによって、ポリアミド酸の析出を抑えることが出来るか、または析出してもすぐに溶解させることが出来るため、水添加が容易になる。 The above results suggest that when adding water to a polyamic acid solution (composition), mixing it with an organic solvent beforehand to form a mixed solution can prevent precipitation of the polyamic acid, or, if precipitation does occur, can be quickly dissolved, making it easier to add water.

[参考例4]
気密性の高い重合釜に264.0質量部のDMAc、10.39質量部のTPE-R(35.53モル部)、7.54質量部のm-TB(35.53モル部)を加え室温で30分以上撹拌し、完全に溶解させた。重合釜を20℃まで冷却した後、7.01質量部のBTDA(21.74モル部)を加え10分撹拌し、次に11.07質量部のPMDA(50.73モル部)を加え、室温で4時間撹拌を行い、粘度3,580cPのポリアミド溶液Hを得た〔酸無水物/ジアミン(モル比):1.020、前記規定のケトン基含有量:15mol部〕。
このポリアミド酸溶液Hを0.03MPaの減圧環境下で一定期間保管し、粘度の経時変化を評価した。その結果を表5に示す。
[Reference example 4]
264.0 parts by weight of DMAc, 10.39 parts by weight of TPE-R (35.53 mol parts), and 7.54 parts by weight of m-TB (35.53 mol parts) were added to an airtight polymerization kettle and stirred at room temperature for 30 minutes or more to completely dissolve. After cooling the polymerization kettle to 20 ° C, 7.01 parts by weight of BTDA (21.74 mol parts) was added and stirred for 10 minutes, and then 11.07 parts by weight of PMDA (50.73 mol parts) was added and stirred at room temperature for 4 hours to obtain a polyamide solution H with a viscosity of 3,580 cP [acid anhydride/diamine (molar ratio): 1.020, ketone group content: 15 mol parts].
This polyamic acid solution H was stored for a certain period of time under a reduced pressure of 0.03 MPa, and the change in viscosity over time was evaluated. The results are shown in Table 5.

[参考例5]
気密性の高い重合釜に264.0質量部のDMAc、10.74質量部のTPE-R(36.73モル部)、7.80質量部のm-TB(36.73モル部)を加え室温で30分以上撹拌し、完全に溶解させた。重合釜を20℃まで冷却した後、6.40質量部のBPDA(21.75モル部)を加え10分撹拌し、次に11.07質量部のPMDA(50.75モル部)を加え、室温で4時間撹拌を行い、粘度3,060cPのポリアミド溶液Iを得た〔酸無水物/ジアミン(モル比):0.987、前記規定のケトン基含有量:0mol部〕。
このポリアミド酸溶液Iを0.03MPaの減圧環境下で一定期間保管し、粘度の経時変化を評価した。その結果を表5に示す。
[Reference example 5]
264.0 parts by weight of DMAc, 10.74 parts by weight of TPE-R (36.73 mol parts), and 7.80 parts by weight of m-TB (36.73 mol parts) were added to an airtight polymerization kettle and stirred at room temperature for 30 minutes or more to completely dissolve. After cooling the polymerization kettle to 20 ° C, 6.40 parts by weight of BPDA (21.75 mol parts) was added and stirred for 10 minutes, and then 11.07 parts by weight of PMDA (50.75 mol parts) was added and stirred at room temperature for 4 hours to obtain a polyamide solution I with a viscosity of 3,060 cP [acid anhydride/diamine (molar ratio): 0.987, ketone group content: 0 mol parts].
This polyamic acid solution I was stored for a certain period of time under a reduced pressure of 0.03 MPa, and the change in viscosity over time was evaluated. The results are shown in Table 5.

参考例4に示すように、ジアミン1モルに対してテトラカルボン酸二無水物が1モルよりも多い場合の条件や,参考例5に示すように、ケトンが無い場合の条件下では、増粘は生じないことが確認された。 As shown in Reference Example 4, it was confirmed that thickening did not occur under conditions where there was more than 1 mole of tetracarboxylic dianhydride per mole of diamine, or under conditions where there was no ketone, as shown in Reference Example 5.

[参考例6]
気密性の高い重合釜に255.0質量部のDMAcと22.42質量部のm-TB(105.62モル部)を加え室温で30分以上撹拌し、完全に溶解させた。重合釜を20℃まで冷却した後、22.58質量部のPMDA(103.51モル部)を加え、室温で4時間撹拌を行い、粘度22,500cPのポリアミド溶液Jを得た。
[Reference example 6]
255.0 parts by mass of DMAc and 22.42 parts by mass of m-TB (105.62 parts by mole) were added to an airtight polymerization kettle and stirred at room temperature for 30 minutes or more to completely dissolve them. After cooling the polymerization kettle to 20°C, 22.58 parts by mass of PMDA (103.51 parts by mole) was added and stirred at room temperature for 4 hours to obtain a polyamide solution J with a viscosity of 22,500 cP.

[参考例7]
気密性の高い重合釜に255.0質量部のDMAcと0.18質量部の水と22.42質量部のm-TB(105.62モル部)を加え室温で30分以上撹拌し、完全に溶解させた。重合釜を20℃まで冷却した後、22.58質量部のPMDA(103.51モル部)を加え、室温で4時間撹拌を行い、粘度800cPのポリアミド溶液Kを得た。
[Reference example 7]
255.0 parts by mass of DMAc, 0.18 parts by mass of water, and 22.42 parts by mass of m-TB (105.62 parts by mole) were added to an airtight polymerization kettle and stirred at room temperature for 30 minutes or more to completely dissolve. After cooling the polymerization kettle to 20°C, 22.58 parts by mass of PMDA (103.51 parts by mole) was added and stirred at room temperature for 4 hours to obtain a polyamide solution K with a viscosity of 800 cP.

参考例6と7より、重合前に水を加えると粘度が上がらず、重合反応が阻害されていることが分かる。 Reference Examples 6 and 7 show that adding water before polymerization does not increase the viscosity and inhibits the polymerization reaction.

Claims (9)

下記成分(a)~(c);
(a)テトラカルボン酸二無水物成分から誘導される酸無水物残基とジアミン成分から誘導されるジアミン残基を有するポリアミド酸、
(b)有機溶剤、及び
(c)水
を含有するポリアミド酸組成物であって、
前記(a)成分は、下記式(1)で表され、ケトン基と分子末端に第1級アミノ基とを有し、前記ケトン基は前記テトラカルボン酸二無水物成分及び/又は前記ジアミン成分に由来するものであり、
前記(c)成分は、前記(a)成分、前記(b)成分及び前記(c)成分の合計に対し、0.05質量%以上10質量%以下であることを特徴とするポリアミド酸組成物。
(上記式(1)中、X2はテトラカルボン酸二無水物成分から誘導される4価の酸無水物残基であり、Y2はジアミン成分から誘導される2価のジアミン残基である。nは繰り返し単位を示す。)
The following components (a) to (c):
(a) a polyamic acid having an acid anhydride residue derived from a tetracarboxylic dianhydride component and a diamine residue derived from a diamine component;
A polyamic acid composition comprising: (b) an organic solvent; and (c) water,
The component (a) is represented by the following formula (1), and has a ketone group and a primary amino group at a molecular terminal, the ketone group being derived from the tetracarboxylic dianhydride component and/or the diamine component:
a polyamic acid composition, wherein the content of the component (c) is 0.05% by mass or more and 10% by mass or less based on the total of the components (a), (b), and (c);
(In the above formula (1), X2 is a tetravalent acid anhydride residue derived from a tetracarboxylic dianhydride component, Y2 is a divalent diamine residue derived from a diamine component, and n represents a repeating unit.)
前記ポリアミド酸は、重量平均分子量(Mw)が20,000以上2,000,000以下であることを特徴とする請求項1に記載のポリアミド酸組成物。 The polyamic acid composition according to claim 1, characterized in that the polyamic acid has a weight average molecular weight (Mw) of 20,000 or more and 2,000,000 or less. 前記(a)成分中のケトン基は、前記テトラカルボン酸二無水物成分としての3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物に由来するものであるとともに、前記酸無水物残基と前記ジアミン残基の合計100モル部に対して10モル部以上含まれることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリアミド酸組成物。 3. The polyamic acid composition according to claim 1, wherein the ketone groups in component (a) are derived from 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride as the tetracarboxylic dianhydride component, and are contained in an amount of 10 parts by mole or more per 100 parts by mole of the total of the acid anhydride residues and the diamine residues. 前記(b)成分は、沸点が120℃以上であって、尚且つ水の溶解度が10質量%以上であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のポリアミド酸組成物。 The polyamic acid composition according to any one of claims 1 to 3, characterized in that component (b) has a boiling point of 120°C or higher and a water solubility of 10% by mass or higher. 前記組成物は、温度-30℃~60℃及び湿度70%以下の条件下で、30日間保管後の粘度が初期粘度に対して100%~30%であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のポリアミド酸組成物。 The polyamic acid composition according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the viscosity of the composition after 30 days of storage at a temperature of -30°C to 60°C and a humidity of 70% or less is 100% to 30% of the initial viscosity. 前記組成物は、粘度が700~70,000mPa・sの範囲内であることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載のポリアミド酸組成物。6. The polyamic acid composition according to claim 1, wherein the composition has a viscosity in the range of 700 to 70,000 mPa·s. 請求項1~のいずれかに記載のポリアミド酸組成物の製造方法であって、下記の工程I及び工程II;
I)有機溶剤中で、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを反応させて、ポリアミド酸の溶液を得る工程、
II)前記ポリアミド酸の溶液に水を添加してポリアミド酸組成物を製造する工程
を備え、前記工程IIでは、ポリアミド酸組成物の水の含有量が、前記有機溶剤、前記ポリアミド酸及び前記水の合計に対し0.05質量%以上10質量%以下となるように水を添加することを特徴とするポリアミド酸組成物の製造方法。
A method for producing the polyamic acid composition according to any one of claims 1 to 6 , comprising the following steps I and II:
I) a step of reacting a tetracarboxylic dianhydride component with a diamine component in an organic solvent to obtain a polyamic acid solution;
II) a step of adding water to the polyamic acid solution to produce a polyamic acid composition, wherein in step II, water is added so that the water content of the polyamic acid composition is 0.05% by mass or more and 10% by mass or less based on the total mass of the organic solvent, the polyamic acid, and the water.
前記工程IIにおける水の添加を行う際に、予め、前記工程Iで使用する有機溶剤と水とを混合させて、当該有機溶剤と水との合計量に対して水を1質量%以上60質量%以下で含んだ混合溶液を準備し、前記工程IIにおいて前記混合溶液を用いて水の添加を行うことを特徴とする請求項に記載のポリアミド酸組成物の製造方法。 8. The method for producing a polyamic acid composition according to claim 7, wherein, when adding water in step II, the organic solvent used in step I and water are mixed in advance to prepare a mixed solution containing water in an amount of 1% by mass to 60 % by mass based on the total amount of the organic solvent and water, and water is added using the mixed solution in step II. 前記工程Iでは、前記テトラカルボン酸二無水物成分及び/又は前記ジアミン成分中にケトン基を有し、尚且つ重量平均分子量(Mw)が20,000以上2,000,000以下のポリアミド酸の溶液を得ることを特徴とする請求項7又は8に記載のポリアミド酸組成物の製造方法。 9. The method for producing a polyamic acid composition according to claim 7 or 8, wherein step I produces a solution of a polyamic acid having a ketone group in the tetracarboxylic dianhydride component and/or the diamine component and having a weight average molecular weight (Mw) of 20,000 or more and 2,000,000 or less.
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