説明

ポリイミド粉体およびその製造方法

【課題】使用時に凝集し難いポリイミド粉体およびこのポリイミド粉体を溶媒を使用することなく効率的に製造する方法を提供する。
【解決手段】粒子の形状が平面状であることを特徴とするポリイミド粉体。平均粒子径が5〜200μmであるポリイミド粉体。このポリイミド粉体は、ポリイミドフィルムを原料としこれを粉砕することにより製造される。ポリイミドフィルムを平均粒子径が5〜200μmとなるように粉砕することを特徴とするポリイミド粉体の製造方法。更に、原料ポリイミドフィルムとして製造現場で発生した屑フィルムを使用することを特徴とするポリイミド粉体の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は樹脂加工分野等で使用される凝集し難いポリイミド粉体、およびその効率的な製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ポリイミド粉体は、例えば粉体を金型に充填して圧縮成形して樹脂体を製造する際の原料、あるいはポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂に添加するフィラーとして、樹脂加工分野で広く使用されている。
【0003】
これまでのポリイミド粉体としては、ポリアミド酸溶液を第3級アミン存在下に加熱して得られる芳香族ポリイミド粉体(例えば、特許文献1、特許文献2参照)、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンを有機極性溶剤中で反応させてポリアミド酸溶液を得、次いでこの溶液を水、トルエン、ヘキサンのようなポリアミド酸に対する貧触媒と接触させポリアミド酸を粉体とし、これを加熱することにより得られるポリイミド樹脂粉体(例えば、特許文献3参照)、熱に不融性でかつ有機溶媒に不溶性のポリイミドを生成しうる芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジイソシアネートとを有機極性溶媒中で反応させて直接得られるポリイミド粉体(例えば、特許文献4参照)および芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを有機極性溶媒中で反応させてポリアミド酸溶液を得、次いでこれを加熱することにより得られるポリイミド粉体(例えば、特許文献5参照)などが知られている。
【0004】
しかしながら、これらの方法では、粒子形状が基本的に球状あるいはそれに類した形状のポリイミド粉体しか得られず、これらの粉体は使用時に凝集しやすいという問題があった。
【0005】
また、製造する際にも貧溶媒で粉体を析出する場合は使用する貧溶媒がポリアミド酸に対して大量に必要で、かつポリアミド酸溶液と貧溶媒の混合条件を厳密に制御しなければならないこと、高重合度のポリアミド酸を得るために、溶媒の乾燥脱水操作が必要不可欠であるばかりか、製造する際の溶媒として一般的に高沸点の溶剤、例えばN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド系溶剤やフェノール系溶剤を広く用いているため、これらの高沸点溶剤を除去するためには、高温で長時間乾燥するか、低沸点の溶剤でこのポリイミド粉体を十分に洗浄し、かつ長時間減圧乾燥しなければならず極めて効率が悪いことなどのさまざまな製造上の問題点があった。
【特許文献1】特公昭39−30060号公報
【特許文献2】特開平4−142332号公報
【特許文献3】特開昭61−252228号公報
【特許文献4】特公昭61−26926号公報
【特許文献5】特開昭57−200452号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上述した従来技術における問題点の課題を目的として検討した結果達成されたものである。
【0007】
したがって、本発明の目的は、使用時に凝集し難いポリイミド粉体およびこのポリイミド粉体を、溶媒を使用することなく効率的に製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の目的を達成するため本発明によれば、粒子の形状が平面状であることを特徴とするポリイミド粉体が提供され、このポリイミド粉体はその平均粒子径が5〜200μmであることが好ましい。
【0009】
また、本発明の上記ポリイミド粉体の製造方法は、ポリイミドフィルムを原料としこれを粉砕することを特徴とし、ポリイミドフィルムを平均粒子径が5〜200μmとなるように粉砕すること、および原料ポリイミドフィルムとして製造現場で発生した屑フィルムを使用することが、いずれも好ましい条件として挙げられる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、以下に説明するとおり、粒子の形状が平面状で使用時に凝集しにくいポリイミド粉体を、溶媒を使用することなく効率的に製造することができる。
【0011】
また、ポリイミドフィルム製造の現場では製品ロールを作製する際に破棄される屑フィルムが多量に発生する。これはポリイミドフィルム(非熱可塑性ポリイミドフィルム)は熱をかけても溶融せず、また有機溶媒にも溶解しないためポリイミドのままのフィルムへのリサイクルが不可能であるからである。そのため一般に屑フィルムの処理は埋め立てや焼却により行われる。本発明によればこれらの屑フィルムを原料として使用することにより、産業上のいわゆる産業廃棄物問題も解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明を具体的に説明する。
【0013】
本発明のポリイミド粉体は、図1に粉体の一例を走査型電子顕微鏡観察による写真図で示したように、粒子の形状が平面状であることを特徴とするものである。ここでいう平面状とは、幾何学における厳密な平面のことではなく、必ずしも三次元空間上の点p=(x,y,z)=(0,0,Z)の点の集まりで示される平面である必要はない。つまり、厳密ではないが、一般に平板状あるいはフレーク状のものを言う。
【0014】
粉体の平均粒子径は5〜200μmが好ましい。より好ましくは10〜150μmであり、さらに好ましくは15〜80μmである。これよりも粒子径が細かいと凝集が起きやすくなり、これよりも大きくなると粉体を使用する分野によっては性能が不十分となるため好ましくない。つまり、例えばポリイミド成形体の原料として使用した場合には物性が悪くなるからである。
【0015】
なお、本発明におけるポリイミド粉体の平均粒子径とは、セイシン企業製レーザー式粒度分布測定機LMS−30を使用して隆度分布を測定した時のメディアン径のことである。
【0016】
本発明のポリイミド粉体は、ポリイミドフィルムを原料とし、好ましくはこれを平均粒子径が5〜200μmとなるように粉砕することにより製造される。
【0017】
製造する際に原料として使用されるポリイミドフィルムはどのような厚さのフィルムでも良く、また組成も特に限定されない。原料としては市販のポリイミドフィルムを使用することもでき、例えば東レ・デュポン(株)製「カプトンH」(商品名)、東レ・デュポン(株)製「カプトンEN」(商品名)、東レ・デュポン(株)製「カプトンTN」(商品名)、デュポン製「カプトンKJ」(商品名)等を使用することが出きる。組成の異なる2種類以上のポリイミドフィルムを同時に原料として使用することもできる。フィルムは細かく裁断してから粉砕してもよい。
【0018】
製造方法は、原料にポリイミドフィルムを使用する以外は特に限定されない。粉体を作製する際には粉砕機器であるジェットミル、ターボミル、アトマイザーミル、インパクトミル等を使用することができ、複数の異なる粉砕機器を組み合わせて使用してもよい。また、原料のポリイミドフィルムを液体窒素に浸漬してから粉砕しても良い。
【0019】
なお、本発明においては、原料ポリイミドフィルムとして、ポリイミドフィルムを製造する際に多量に発生する屑フィルムを使用することにより、産業上のいわゆる産業廃棄物問題も解決することができる。
【0020】
そして、本発明のポリイミド粉体は、使用時に凝集し難く取り扱い易いため、例えば粉体を金型に充填して圧縮成形して樹脂体を製造する際の原料、あるいはポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂に添加するフィラーなどとして、樹脂加工分野で広く使用することができる。
【実施例】
【0021】
以下に本発明の実施例を示す。ただし、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【0022】
[実施例1]
ポリイミドフィルムとして東レ・デュポン(株)製「カプトン50EN」を使用し、これをシュレッダーで裁断した後、ジェットミルにて粉砕を行った。得られた粉体を走査型電子顕微鏡にて観察したところ粒子は平面状であり、粒度をセイシン企業製レーザー式粒度分布測定機LMS−30にて測定したところ、平均粒子径は61μmであった。
【0023】
[実施例2]
ポリイミドフィルムとして東レ・デュポン(株)製「カプトン100H」を使用し、これをシュレッダーで裁断した後、ジェットミルにて粉砕を行った。得られた粉体を走査型電子顕微鏡にて観察したところ粒子は平面状であり、粒度をセイシン企業製レーザー式粒度分布測定機LMS−30にて測定したところ、平均粒子径は120μmであった。
【0024】
[実施例3]
ポリイミドフィルムとして東レ・デュポン(株)製「カプトン500H」を使用し、これをシュレッダーで裁断した後、ジェットミルにて粉砕を行った。得られた粉体を走査型電子顕微鏡にて観察したところ粒子は平面状であり、粒度をセイシン企業製レーザー式粒度分布測定機LMS−30にて測定したところ、平均粒子径は192μmであった。
【0025】
[実施例4]
ポリイミドフィルムとして東レ・デュポン(株)製「カプトン150EN」を使用し、これをシュレッダーで裁断した後、ジェットミルにて粉砕を行った。得られた粉体を走査型電子顕微鏡にて観察したところ粒子は平面状であり、粒度をセイシン企業製レーザー式粒度分布測定機LMS−30にて測定したところ、平均粒子径は62μmであった。
【0026】
[実施例5]
ポリイミドフィルムとして東レ・デュポン(株)製「カプトン100TN」を使用し、これをシュレッダーで裁断した後、ジェットミルにて粉砕を行った。得られた粉体を走査型電子顕微鏡にて観察したところ粒子は平面状であり、粒度をセイシン企業製レーザー式粒度分布測定機LMS−30にて測定したところ、平均粒子径は98μmであった。
【0027】
[実施例6]
ポリイミドフィルムとしてデュポン(株)製「カプトン200KJ」を使用し、これをシュレッダーで裁断した後、ジェットミルにて粉砕を行った。得られた粉体を走査型電子顕微鏡にて観察したところ粒子は平面状であり、粒度をセイシン企業製レーザー式粒度分布測定機LMS−30にて測定したところ、平均粒子径は58μmであった。
【0028】
[実施例7]
ポリイミドフィルムとして東レ・デュポン(株)製「カプトン200H」を使用し、これをシュレッダーで裁断し、液体窒素に1分間浸漬させた後、ジェットミルにて粉砕を行った。得られた粉体を走査型電子顕微鏡にて観察したところ粒子は平面状であり、粒度をセイシン企業製レーザー式粒度分布測定機LMS−30にて測定したところ、平均粒子径は28μmであった。
【0029】
[実施例8]
ポリイミドフィルムとして東レ・デュポン(株)製「カプトン200EN」を使用し、これをシュレッダーで裁断し、液体窒素に1分間浸漬させた後、ジェットミルにて粉砕を行った。得られた粉体を走査型電子顕微鏡にて観察したところ粒子は平面状であり、粒度をセイシン企業製レーザー式粒度分布測定機LMS−30にて測定したところ、平均粒子径は16μmであった。
【0030】
[実施例9]
ポリイミドフィルムとして東レ・デュポン(株)製「カプトン80EN」を使用し、これをシュレッダーで裁断し、液体窒素に1分間浸漬させた後、ジェットミルにて粉砕を行った。得られた粉体を走査型電子顕微鏡にて観察したところ粒子は平面状であり、粒度をセイシン企業製レーザー式粒度分布測定機LMS−30にて測定したところ、平均粒子径は10μmであった。
【0031】
[実施例10]
ポリイミドフィルムとして東レ・デュポン(株)製「カプトン50EN」と「カプトン50H」を使用し、これらをシュレッダーで裁断した後に混合し、液体窒素に1分間浸漬させた後、ジェットミルにて粉砕を行った。得られた粉体を走査型電子顕微鏡にて観察したところ粒子は平面状であり、粒度をセイシン企業製レーザー式粒度分布測定機LMS−30にて測定したところ、平均粒子径は23μmであった。
【0032】
[比較例1]
留出管を有するフラスコに2500mlのN−メチル−2−ピロリドンを入れ、これに600g(2.36モル)のピロメリット酸二無水物及び472.7g(2.36モル)の4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを加え攪拌下加熱を行った。溶液の温度が100℃近くなったところで均一な褐色溶液(固形分濃度30重量%)となり、さらに加熱を続け、140℃で黄褐色の析出物が観測され、この液を60分間かけて190℃まで加熱し、さらに190℃で2時間加熱を続け、懸濁液を得た。この間、留出成分を約150g回収した。得られた生成物を濾別し、温水次いでメタノールで十分に洗浄した後、200℃の乾燥機で乾燥し、850gのポリイミド粉体を得た。得られた粉体を走査型電子顕微鏡にて観察したところ粒子は球状であり、粒度をセイシン企業製レーザー式粒度分布測定機LMS−30にて測定したところ、平均粒子径は60μmであった。
【産業上の利用可能性】
【0033】
本発明のポリイミド粉体は、使用時に凝集し難く取り扱い易いため、例えば粉体を金型に充填して圧縮成形して樹脂体を製造する際の原料、あるいはポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂に添加するフィラーなどとして、樹脂加工分野で広く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明のポリイミド粉体の一例を示す走査型電子顕微鏡観察による写真である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
粒子の形状が平面状であることを特徴とするポリイミド粉体。
【請求項2】
平均粒子径が5〜200μmであることを特徴とする請求項1記載のポリイミド粉体。
【請求項3】
ポリイミドフィルムを原料としこれを粉砕することを特徴とする請求項1または2記載のポリイミド粉体の製造方法。
【請求項4】
ポリイミドフィルムを平均粒子径が5〜200μmとなるように粉砕することを特徴とする請求項3記載のポリイミド粉体の製造方法。
【請求項5】
原料ポリイミドフィルムとして製造現場で発生した屑フィルムを使用することを特徴とする請求項3または4記載のポリイミド粉体の製造方法。

【図1】
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