(57)【要約】【課題】表面開孔率が向上する多孔質ポリイミドフィルムが得られるポリイミド前駆体溶液の提供。【解決手段】水を含む水性溶剤、前記水性溶剤に溶解しない樹脂粒子、有機アミン化合物、ポリイミド前駆体、および水溶性の非イオン性界面活性剤を含有するポリイミド前駆体溶液。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を含む水性溶剤、前記水性溶剤に溶解しない樹脂粒子、有機アミン化合物、ポリイミド前駆体、および水溶性の非イオン性界面活性剤を含有するポリイミド前駆体溶液。
【請求項２】
前記非イオン性界面活性剤は、前記樹脂粒子の固形分に対する含有量が０．１質量％以上５．０質量％以下の範囲である請求項１に記載のポリイミド前駆体溶液。
【請求項３】
前記非イオン性界面活性剤は、前記樹脂粒子の固形分に対する含有量が０．１質量％以上４．５質量％以下の範囲である請求項２に記載のポリイミド前駆体溶液。
【請求項４】
前記樹脂粒子の平均粒径が、０．１μｍ以上０．５μｍ以下である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のポリイミド前駆体溶液。
【請求項５】
前記樹脂粒子の平均粒径が、０．２５μｍ以上０．５μｍ以下である請求項４に記載のポリイミド前駆体溶液。
【請求項６】
前記樹脂粒子の含有量が、ポリイミド前駆体固形分１００質量部に対し、２０質量部以上６００質量部以下である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のポリイミド前駆体溶液。
【請求項７】
前記樹脂粒子の含有量が、ポリイミド前駆体固形分１００質量部に対し、３０質量部以上５００質量部以下である請求項６に記載のポリイミド前駆体溶液。
【請求項８】
前記水性溶剤は、水性溶剤全量に対する前記水の含有量が５０質量％以上１００質量％以下である請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のポリイミド前駆体溶液。
【請求項９】
前記水性溶剤は、水性溶剤全量に対する前記水の含有量が８０質量％以上１００質量％以下である請求項８に記載のポリイミド前駆体溶液。
【請求項１０】
前記非イオン性界面活性剤が、フッ素およびケイ素からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する非イオン性界面活性剤である請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のポリイミド前駆体溶液。
【請求項１１】
前記有機アミン化合物が、３級アミン化合物である請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のポリイミド前駆体溶液。
【請求項１２】
前記有機アミン化合物が、２−ジメチルアミノエタノール、２−ジエチルアミノエタノール、２−ジメチルアミノプロパノール、ピリジン、トリエチルアミン、ピコリン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、Ｎ−メチルピペリジン、及びＮ−エチルピペリジンからなる群から選択される少なくとも１種である請求項１１に記載のポリイミド前駆体溶液。
【請求項１３】
前記有機アミン化合物が、モルホリン骨格を有するアミン化合物である請求項１２に記載のポリイミド前駆体溶液。
【請求項１４】
水を含む水性溶剤、前記水性溶剤に溶解しない樹脂粒子、有機アミン化合物、ポリイミド前駆体、および水溶性の非イオン性界面活性剤を含有するポリイミド前駆体溶液を塗布して塗膜を形成した後、前記塗膜を乾燥して、前記ポリイミド前駆体及び前記樹脂粒子を含む被膜を形成する第１の工程と、
前記被膜を加熱して、前記ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する第２の工程であって、前記樹脂粒子を除去する処理を含む第２の工程と、
を有する多孔質ポリイミドフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリイミド前駆体溶液、及び多孔質ポリイミドフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリイミド樹脂は、機械的強度、化学的安定性、耐熱性に優れた特性を有する材料であり、これらの特性を有する多孔質のポリイミドフィルムが注目されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、空孔率が６０％以上で、空孔が三次元規則配列構造を有し、空孔が互いに連なって連結された多孔質ポリイミド樹脂膜からなるリチウム二次電池用セパレーターが記載されている。
特許文献２には、ポリイミドからなる孔を有する有機多孔体と、孔内にカチオン成分とアニオン成分とを含有する電解質材料を保持したイオン伝導体が記載されている。
特許文献３には、ポリアミド酸若しくはポリイミド、シリカ粒子及び溶媒を混合してワニスを製造する、又はシリカ粒子が分散した溶媒中でポリアミド酸若しくはポリイミドを重合してワニスを製造するワニス製造工程、ワニス製造工程で製造されたワニスを基板に製膜後、イミド化を完結させて、ポリイミド−シリカ複合膜を製造する複合膜製造工程、及び、複合膜製造工程で製造されたポリイミド−シリカ複合膜のシリカを除去するシリカ除去工程を有する多孔質ポリイミド膜の製造方法が記載されている。
特許文献４には、シリカ粒子を充填後、焼結して、多孔質シリカ製鋳型を得る多孔質シリカ製鋳型の製造工程、多孔質シリカ製鋳型の製造工程で得られた多孔質シリカ製鋳型の空隙にポリイミドを充填するポリイミド充填工程およびポリイミドが充填された多孔質シリカ製鋳型からシリカを除去して、多孔質ポリイミドを得るシリカ除去工程を有する多孔質ポリイミドの製造方法が記載されている。
【０００４】
また、特許文献５には、正極と、負極と、平均細孔径が５μｍ以下であり、ポリイミドあるいはポリイミド前駆体の溶液塗布後、相分離によって多孔質膜化した多孔質ポリイミド膜を含むセパレータ層と、を有する非水電解液二次電池が記載されている。
特許文献６には、ポリイミド等の耐熱性樹脂、ポリオキシアルキレン樹脂を含有する加熱消滅性樹脂粒子、及び、溶媒を混合し、フィルム用樹脂組成物を調製する工程、フィルム用樹脂組成物を製膜する工程、及び、製膜されたフィルム用樹脂組成物を加熱する工程を有する多孔質樹脂の製造方法によって得られた多孔質ポリイミドフィルムが記載されている。
特許文献７には、ポリイミド前駆体溶液に、水溶性のポリエチレングリコールなどの樹脂を溶解した溶液を用いて膜状にしたのち、水などの貧溶剤と接触させ、ポリイミド前駆体を析出、多孔化を促進し、イミド化する方法も記載されている。
特許文献８には、ポリアミド酸、ポリアミド酸と相分離する相分離化剤、イミド化触媒、及び脱水剤を含有するポリマー溶液を基板上に塗布し、乾燥させてミクロ相分離構造を有する相分離構造体を作製する工程、相分離構造体から相分離化剤を除去して多孔質体を作製する工程、及び多孔質体中のポリアミド酸をイミド化させてポリイミドを合成する工程を含む製造方法によって製造されるポリイミド多孔質体が記載されている。
特許文献９には、カルボキシル基を有するポリイミド前駆体とポリイミド前駆体のカルボキシル基と塩を形成する塩基性化合物との反応生成物を原料として製造されたポリイミド多孔質膜が記載されている。
【０００５】
特許文献１０および１１には、ポリアミド酸又はポリイミド、粒子及び溶剤を含有するワニスを基板上に塗布後、未焼成複合膜の成膜工程、未焼成複合膜を焼成してポリイミド−粒子複合膜とする焼成工程、及びポリイミド−粒子複合膜から粒子を取り除く粒子除去工程を有する多孔質ポリイミド膜の製造方法によって得られる多孔質ポリイミド膜が記載されている。
特許文献１２には、ポリアミド酸、ポリイミド、ポリアミドイミド前駆体及びポリアミドイミドよりなる群から選択される少なくとも１つの樹脂に、粒子（実質的にシリカ粒子）を分散し、さらに、アルキレンオキサイド鎖を有するケイ素原子及びフッ素原子のうちの一方または両方を含む界面活性剤を含有する有機溶剤系の多孔質膜製造用ワニスが記載されている。また、多孔質膜製造用ワニスを用いた多孔質膜の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許５３３１６２７号公報
【特許文献２】特開２００８−０３４２１２号公報
【特許文献３】特開２０１２−１０７１４４号公報
【特許文献４】特開２０１１−１１１４７０号公報
【特許文献５】特開平１０−３０２７４９号公報
【特許文献６】特開２０１０−０２４３８５号公報
【特許文献７】特開２０１４−２４０１８９号公報
【特許文献８】特開２０１３−０１４７４２号公報
【特許文献９】特開２０１５−０７１７５５号公報
【特許文献１０】特開２０１４−２１４１６７号公報
【特許文献１１】特開２０１５−０５２１０７号公報
【特許文献１２】特開２０１６−０５６２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ポリイミド前駆体は、通常、非プロトン性極性溶剤（例えば、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなど）に溶解し、そのままでは水に溶解し難い。水を含む溶液に溶解したポリイミド前駆体溶液とするためには、例えば、ポリイミド前駆体を無機塩基、又は有機塩基で中和して溶解させる。水を含む水性溶液に溶解したポリイミド前駆体溶液に、樹脂粒子を分散させたポリイミド前駆体溶液とした場合、樹脂粒子の凝集が生じることがあり、樹脂粒子を均一に近い状態で分散させたポリイミド前駆体溶液が得られにくいことがある。そして、樹脂粒子の分散状態が低いポリイミド前駆体溶液を用いて多孔質ポリイミドフィルムを形成した場合、表面開孔率が低下し易いことがあることが分かってきた。
【０００８】
本発明の課題は、樹脂粒子を含むポリイミド前駆体溶液において、ポリイミド前駆体溶液が、水を含む水性溶剤、水を含む水性溶剤に溶解しない樹脂粒子、有機アミン化合物、及びポリイミド前駆体のみ含む場合に比べ、表面開孔率が向上する多孔質ポリイミドフィルムが得られるポリイミド前駆体溶液を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、以下の発明が提供される。
【００１０】
請求項１に係る発明は、
水を含む水性溶剤、前記水性溶剤に溶解しない樹脂粒子、有機アミン化合物、ポリイミド前駆体、および水溶性の非イオン性界面活性剤を含有するポリイミド前駆体溶液。
【００１１】
請求項２に係る発明は、
前記非イオン性界面活性剤は、前記樹脂粒子の固形分に対する含有量が０．１質量％以上５．０質量％以下の範囲である請求項１に記載のポリイミド前駆体溶液。
請求項３に係る発明は、
前記非イオン性界面活性剤は、前記樹脂粒子の固形分に対する含有量が０．１質量％以上４．５質量％以下の範囲である請求項２に記載のポリイミド前駆体溶液。
【００１２】
請求項４に係る発明は、
前記樹脂粒子の平均粒径が、０．１μｍ以上０．５μｍ以下である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のポリイミド前駆体溶液。
請求項５に係る発明は、
前記樹脂粒子の平均粒径が、０．２５μｍ以上０．５μｍ以下である請求項４に記載のポリイミド前駆体溶液。
【００１３】
請求項６に係る発明は、
前記樹脂粒子の含有量が、ポリイミド前駆体固形分１００質量部に対し、２０質量部以上６００質量部以下である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のポリイミド前駆体溶液。
請求項７に係る発明は、
前記樹脂粒子の含有量が、ポリイミド前駆体固形分１００質量部に対し、３０質量部以上５００質量部以下である請求項６に記載のポリイミド前駆体溶液。
【００１４】
請求項８に係る発明は、
前記水性溶剤は、水性溶剤全量に対する前記水の含有量が５０質量％以上１００質量％以下である請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のポリイミド前駆体溶液。
請求項９に係る発明は、
前記水性溶剤は、水性溶剤全量に対する前記水の含有量が８０質量％以上１００質量％以下である請求項８に記載のポリイミド前駆体溶液。
【００１５】
請求項１０に係る発明は、
前記非イオン性界面活性剤が、フッ素およびケイ素からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する非イオン性界面活性剤である請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のポリイミド前駆体溶液。
【００１６】
請求項１１に係る発明は、
前記有機アミン化合物が、３級アミン化合物である請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のポリイミド前駆体溶液。
請求項１２に係る発明は、
前記有機アミン化合物が、２−ジメチルアミノエタノール、２−ジエチルアミノエタノール、２−ジメチルアミノプロパノール、ピリジン、トリエチルアミン、ピコリン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、Ｎ−メチルピペリジン、及びＮ−エチルピペリジンからなる群から選択される少なくとも１種である請求項１１に記載のポリイミド前駆体溶液。
請求項１３に係る発明は、
前記有機アミン化合物が、モルホリン骨格を有するアミン化合物である請求項１２に記載のポリイミド前駆体溶液。
【００１７】
請求項１４に係る発明は、
水を含む水性溶剤、前記水性溶剤に溶解しない樹脂粒子、有機アミン化合物、ポリイミド前駆体、および水溶性の非イオン性界面活性剤を含有するポリイミド前駆体溶液を塗布して塗膜を形成した後、前記塗膜を乾燥して、前記ポリイミド前駆体及び前記樹脂粒子を含む被膜を形成する第１の工程と、
前記被膜を加熱して、前記ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する第２の工程であって、前記樹脂粒子を除去する処理を含む第２の工程と、
を有する多孔質ポリイミドフィルムの製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明によれば、樹脂粒子を含むポリイミド前駆体溶液において、ポリイミド前駆体溶液が、水を含む水性溶剤、水を含む水性溶剤に溶解しない樹脂粒子、有機アミン化合物、及びポリイミド前駆体のみ含む場合に比べ、表面開孔率が向上する多孔質ポリイミドフィルムが得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
【００１９】
請求項２、３に係る発明によれば、水溶性の非イオン性界面活性剤の含有量が樹脂粒子の固形分に対して５．０質量％を超える場合に比べ、表面のボイドの発生が抑制される多孔質ポリイミドフィルムが得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
【００２０】
請求項４、５に係る発明によれば、ポリイミド前駆体溶液が、水を含む水性溶剤、水を含む水性溶剤に溶解しない樹脂粒子、有機アミン化合物、及びポリイミド前駆体のみ含む場合に比べ、樹脂粒子の平均粒径が０．１μｍ以上０．５μｍ以下、さらに、０．２５μｍ以上０．５μｍ以下の範囲であっても、表面開孔率が向上する多孔質ポリイミドフィルムが得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
【００２１】
請求項６、７に係る発明によれば、ポリイミド前駆体溶液が、水を含む水性溶剤、水を含む水性溶剤に溶解しない樹脂粒子、有機アミン化合物、及びポリイミド前駆体のみ含む場合に比べ、樹脂粒子の含有量が、ポリイミド前駆体固形分１００質量部に対し、２０質量部以上６００質量部以下、さらに、３０質量部以上５００質量部以下の範囲であっても、表面開孔率が向上する多孔質ポリイミドフィルムが得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
【００２２】
請求項８、９に係る発明によれば、ポリイミド前駆体溶液が、水を含む水性溶剤、水を含む水性溶剤に溶解しない樹脂粒子、有機アミン化合物、及びポリイミド前駆体のみ含む場合に比べ、水性溶剤全量に対する水の含有量が５０質量％以上１００質量％以下、さらに、８０質量％以上１００質量％以下の範囲であっても、表面開孔率が向上する多孔質ポリイミドフィルムが得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
【００２３】
請求項１０に係る発明によれば、ポリイミド前駆体溶液が、水を含む水性溶剤、水を含む水性溶剤に溶解しない樹脂粒子、有機アミン化合物、及びポリイミド前駆体のみ含む場合に比べ、水溶性の非イオン性界面活性剤が、フッ素およびケイ素からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する非イオン性界面活性剤であっても、表面開孔率が向上する多孔質ポリイミドフィルムが得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
【００２４】
請求項１１、１２、１３に係る発明によれば、ポリイミド前駆体溶液が、水を含む水性溶剤、水を含む水性溶剤に溶解しない樹脂粒子、有機アミン化合物、及びポリイミド前駆体のみ含む場合に比べ、有機アミン化合物が、３級アミン化合物であっても、表面開孔率が向上する多孔質ポリイミドフィルムが得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
【００２５】
請求項１４に係る発明によれば、ポリイミド前駆体を含有するポリイミド前駆体溶液を塗布して塗膜を形成した後、前記塗膜を乾燥して、ポリイミド前駆体及び樹脂粒子を含む被膜を形成する第１の工程と、前記被膜を加熱して、前記ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する第２の工程であって、前記樹脂粒子を除去する処理を含む第２の工程と、を有する多孔質ポリイミドフィルムの製造方法において、ポリイミド前駆体溶液が、水を含む水性溶剤、水を含む水性溶剤に溶解しない樹脂粒子、有機アミン化合物、及びポリイミド前駆体のみ含む場合に比べ、表面開孔率が向上する多孔質ポリイミドフィルムが得られる多孔質ポリイミドフィルムの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態のポリイミド前駆体溶液を用いて得られた多孔質ポリイミドフィルムの形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。
【００２８】
＜ポリイミド前駆体溶液および多孔質ポリイミドフィルムの製造方法＞
本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液は、水を含む水性溶剤（以下、単に「水性溶剤」と称する場合がある）、水性溶剤に溶解しない樹脂粒子（以下、単に「樹脂粒子」と称する場合がある）、有機アミン化合物、ポリイミド前駆体、および水溶性の非イオン性界面活性剤を含有する。
【００２９】
本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法は、水性溶剤、水性溶剤に溶解しない樹脂粒子、有機アミン化合物、ポリイミド前駆体、および水溶性の非イオン性界面活性剤を含有するポリイミド前駆体溶液を塗布して塗膜を形成した後、前記塗膜を乾燥して、前記ポリイミド前駆体及び前記樹脂粒子を含む被膜を形成する第１の工程と、前記被膜を加熱して、前記ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する第２の工程であって、前記樹脂粒子を除去する処理を含む第２の工程と、を有する。
【００３０】
従来、多孔質ポリイミドフィルムを含む多孔質ポリイミドフィルムが提案されている。
多孔質ポリイミドフィルムは、例えば、非プロトン性極性溶剤（例えば、Ｎ−メチルピロリドン（以下、「ＮＭＰ」と称することがある）や、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（以下、「ＤＭＡｃ」と称することがある）に溶解したポリイミド前駆体と粒子（例えば、シリカ粒子など）とを含むポリイミド前駆体溶液を用いて得られる。このポリイミド前駆体溶液を基板上に塗布したとき、塗膜のはじきを生じやすく、得られた多孔質ポリイミドフィルムは、ムラになりやすく、均一性が低下しやすい。
【００３１】
一方、ポリイミド前駆体は、通常、ＮＭＰ、ＤＭＡｃなどの所謂非プロトン性極性溶剤に溶解し、そのままでは水に溶解し難い。水を含む水性溶液に溶解したポリイミド前駆体を含むポリイミド前駆体溶液とするためには、例えば、無機塩基、又は有機塩基で中和し、カルボン酸塩として溶解させる。このポリイミド前駆体溶液は、ポリイミド前駆体塩が多量に存在するため、このポリイミド前駆体溶液に樹脂粒子を含有させると、ポリイミド前駆体塩に起因して樹脂粒子の凝集が生じ易い。そのため、均一に近い状態の樹脂粒子を分散させたポリイミド前駆体溶液が得られにくいことがある。
そして、ポリイミド前駆体溶液中の樹脂粒子が十分に分散できていない状態でポリイミド前駆体溶液を塗布すると、塗膜の乾燥時に樹脂粒子がいっそう凝集し易くなり、多孔質ポリイミドフィルムは不均一となりやすい。
【００３２】
また、塗膜の乾燥中に塗膜表面から水分が揮発する。このとき、塗膜中の水分が塗膜表面に移動するときに、ポリイミド前駆体塩を伴って拡散しやすくなる。そのため、塗膜表面にはポリイミド前駆体の割合が増加し易く、得られた多孔質ポリイミドフィルムの表面開孔率が低下し易くなることがある。
このように、樹脂粒子を分散させたポリイミド前駆体溶液を用いて多孔質ポリイミドフィルムを得る場合、多孔質ポリイミドフィルムは、表面開孔率が低下し易い場合があることが分かってきた。
【００３３】
これに対し、本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液は、上記構成によるポリイミド前駆体溶液を用いて多孔質ポリイミドフィルムを得た場合、多孔質ポリイミドフィルムの表面の開孔率が向上する。また、本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法は、本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液を用いて、上記工程によって多孔質ポリイミドフィルムを形成した場合、多孔質ポリイミドフィルムの表面の開孔率が向上する。この理由は定かではないが、以下のように推測される。
【００３４】
まず、水性溶剤、樹脂粒子、有機アミン化合物、ポリイミド前駆体を含むポリイミド前駆体溶液に、水溶性の非イオン性界面活性剤（以下、「水溶性非イオン界面活性剤」と称することがある。）を加えることで、水溶性非イオン性界面活性剤が、樹脂粒子の表面を被膜する。その結果、イオン化したポリイミド前駆体塩に起因する樹脂粒子の凝集を抑制する効果によって、ポリイミド前駆体溶液での樹脂粒子の分散性が向上するものと考えられる。
また、上記ポリイミド前駆体溶液に、水溶性非イオン性界面活性剤を加えることで、樹脂粒子の分散性が向上しているため、塗膜の乾燥時に、水分の移動とともにポリイミド前駆体塩を伴って拡散されることが抑制される。それにより、塗膜表面にポリイミド前駆体の割合が増加することが抑制されると考えられる。
さらに、水溶性非イオン性界面活性剤は、ポリイミド前駆体をイミド化する過程で、イミド化する過程のフィルム表面に移動（マイグレート）しやすい。そのため、水溶性非イオン性界面活性剤を含まない場合に比べると、イミド化した後のポリイミドフィルムの表面の開孔率が増加すると考えられる。
したがって、水溶性非イオン性界面活性剤を用いることにより、樹脂粒子の分散性向上効果と、イミド化の過程でポリイミドフィルム表面に水溶性非イオン性界面活性剤が移動しやすくなる作用とによって、得られた多孔質ポリイミドの表面開孔率が向上するものと考えられる。
【００３５】
以上から、本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液、及び、本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法によって得られた多孔質ポリイミドフィルムは、表面開孔率が向上するものと推測される。
【００３６】
なお、前述のように、本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液、及び、本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法では、水性溶剤を用いる。そのため、得られた多孔質ポリイミドフィルムは、下記の利点も得られ易い。下記利点については、次のように推測される。
【００３７】
従来、有機溶剤に溶解したポリイミド前駆体溶液を用いて形成した、多孔質ポリイミドフィルムが得られている。多孔質ポリイミドフィルムを得る方法としては、例えば、シリカ粒子層を鋳型として、三次元規則配列構造（３ＤＯＭ構造）の空孔を形成した多孔質ポリイミドフィルムを得る方法、及びポリイミド前駆体溶液にシリカ粒子を分散させたワニスを使用して被膜を作製し、この被膜を焼成した後に、シリカ粒子を除去して多孔質ポリイミドフィルムを得る方法等が挙げられる。これらの方法によって得られた多孔質ポリイミドフィルムは、亀裂が生じやすい。これは、イミド化工程において、シリカ粒子は体積収縮を吸収し難いため、フィルムに歪み（残留応力）が発生しやすくなるためと考えられる。
さらに、ポリイミド前駆体溶液に、水溶性のポリエチレングリコールなどの樹脂を溶解した溶液を用いて膜状にしたのち、水などの貧溶剤と接触させ、ポリイミド前駆体を析出、多孔化を促進し、イミド化する方法も知られているが、これらの方法ではポリイミド前駆体を溶解するＮＭＰなどの溶剤が、水などの貧溶剤に置き換わることで多孔状にポリイミド前駆体が析出することを利用するもので、空孔径の形状、大きさを制御することは困難である。
【００３８】
また、例えば、ポリアミド酸又はポリイミドと粒子とを含有するワニス溶液からポリイミド−粒子複合膜を得た後、ポリイミド−粒子複合膜から粒子を取り除くことで多孔質ポリイミド膜を作製する方法がある。この方法では、ワニス溶液中の溶剤として、非プロトン性極性溶剤を含む溶剤が使用されており、粒子が樹脂粒子であるとき、樹脂粒子はワニス溶液に膨潤又は溶解してしまう。そのため、この方法では、粒子として、樹脂粒子を用いることは難しく、シリカ粒子が使用されている。しかしながら、シリカ粒子が使用されているため、体積収縮による残留応力が発生しやすく、この方法で得られた多孔質ポリイミドフィルムは、例えば、亀裂が生じやすい。
【００３９】
これに対し、本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液、及び、本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法では、多孔質ポリイミドフィルムの製造過程において、水性溶剤、水性溶剤に溶解しない樹脂粒子、有機アミン化合物、ポリイミド前駆体、および水溶性非イオン性界面活性剤を含有するポリイミド前駆体溶液を用いる。そのため、樹脂粒子の形状を保ったまま、ポリイミド前駆体及び樹脂粒子を含む被膜を形成し得る。そして、被膜を加熱してイミド化する工程において、樹脂粒子の形状を保ったままの状態で樹脂粒子を除去することで、残留応力の体積収縮による残留応力を緩和し易くなる。さらに、上記工程で得られた多孔質ポリイミドフィルムは、有機アミン化合物、及び非イオン性界面活性剤を含むため、多孔質ポリイミドフィルムの可撓性が増大し易くなる。これらの作用により、亀裂の発生が抑制されると推測される。
【００４０】
さらに、上記製造工程で得られた多孔質ポリイミドフィルムは、空孔の形状、空孔径等のバラつきが抑制されやすい。この理由は、製造工程で樹脂粒子を用いることにより、ポリイミド前駆体のイミド化工程において、残留応力の緩和に有効に寄与しているものと推測される。
また、上記製造工程で得られた多孔質ポリイミドフィルムは、水性溶剤に、ポリイミド前駆体を溶解させているため、ポリイミド前駆体溶液の沸点は１００℃程度になる。ポリイミド前駆体と樹脂粒子とを含む被膜を加熱するに伴って、速やかに溶剤が揮発した後、イミド化反応が進行する。そして、この被膜中の樹脂粒子が熱による変形が生じる前に、この被膜は流動性を失うとともに有機溶剤に不溶となる。そのため、空孔の形状が保持されやすく、空孔の形状、空孔径等のバラつきが抑制されやすいとも考えられる。
また、上記多孔質ポリイミドフィルムの製造工程では、多孔質ポリイミドフィルムには、非プロトン性極性溶剤を含んでも構わないが、実質的に含有しないため、樹脂粒子の膨潤又は溶解が発生し難い。その結果、空孔が樹脂粒子の形状に保たれ易くなることで、空孔が概ね球状に近い状態となり易く、及び空孔径が均一に近い状態となり易いと考えられる。
【００４１】
なお、シリカ粒子を用いた場合、シリカ粒子を除去する処理において、フッ酸等の薬品を使用する必要がある。また、シリカ粒子層の鋳型を作製する場合には、シリカ粒子層を形成するために、生産性が低く、高コストである。また、シリカ粒子を用いた場合には、フッ酸等の薬品を使用するために、イオンが不純物として残留しやすくなると考えられる。
【００４２】
また、本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法によれば、シリカ粒子を用いることがないため、多孔質ポリイミドフィルムを得る工程が簡略化される。また、樹脂粒子の除去にフッ酸を使用することがないため、イオンが不純物として残留することが抑制される。
【００４３】
以下、本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液について、本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法の各工程とともに説明する。
【００４４】
〔多孔質ポリイミドフィルムの製造方法〕
本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法によって得られる多孔質ポリイミドフィルムにおいて、多孔質ポリイミドフィルムに含有するポリイミドは、具体的には、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合してポリイミド前駆体を生成し、ポリイミド前駆体の溶液を得て、イミド化反応させて得られる。より具体的には、ポリイミドは、水を含む水性溶剤に、ポリイミド前駆体と有機アミン化合物とが溶解しているポリイミド前駆体溶液を用いてイミド化反応させて得られる。例えば、水性溶剤中で、有機アミン化合物の存在下、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合して樹脂（ポリイミド前駆体）を生成してポリイミド前駆体溶液を得る方法が挙げられるが、この例に限定されるものではない。
【００４５】
ここで、多孔質ポリイミドフィルムには、非プロトン性極性溶剤（例えば、Ｎ−メチルピロリドンなど）を含有してもよいが、含有しない方が望ましい。なお、非プロトン性極性溶剤については後述する。
本明細書中において、非プロトン性極性溶剤を含有しないとは、非プロトン性極性溶剤を実質的に含有しないことを指す。すなわち、非プロトン性極性溶剤を含有しないこと（分析機器（例えば、熱分解ガスクロマトグラフ）による検出限界以下であることも含む）に加えて、多孔質ポリイミドフィルム全体に対し、非プロトン性極性溶剤が０．００１質量％以下で含有することを意味する。
【００４６】
本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法は、下記に挙げる第１の工程及び第２の工程を有する。
第１の工程は、水性溶剤、樹脂粒子、有機アミン化合物、ポリイミド前駆体、および水溶性非イオン性界面活性剤を含有するポリイミド前駆体溶液を塗布して塗膜を形成した後、前記塗膜を乾燥して、前記ポリイミド前駆体及び前記樹脂粒子を含む被膜を形成する工程である。
第２の工程は、被膜を加熱して、ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する第２の工程であって、樹脂粒子を除去する処理を含む工程である。
なお、樹脂粒子を除去する処理が、樹脂粒子を溶解する有機溶剤により樹脂粒子を除去する場合、樹脂が架橋しているために除去性が低いときであっても、加熱により除去することができる。
【００４７】
−第１の工程−
第１の工程は、まず、水性溶剤、樹脂粒子、有機アミン化合物、ポリイミド前駆体、および水溶性の非イオン性界面活性剤を含有するポリイミド前駆体溶液（以下、「樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液」と称することがある。）を作製する。
ポリイミド前駆体溶液は、まず、樹脂粒子と、水性溶剤にポリイミド前駆体が溶解しているポリイミド前駆体溶液とを準備する。ポリイミド前駆体が溶解しているポリイミド前駆体溶液としては、ポリイミド前駆体及び有機アミン化合物が溶解しているポリイミド前駆体溶液である。
そして、樹脂粒子と、ポリイミド前駆体及び有機アミン化合物が溶解しているポリイミド前駆体溶液とを混合して樹脂粒子を含むポリイミド前駆体溶液とする。さらに、水溶性非イオン性界面活性剤を含ませて、水性溶剤、樹脂粒子、有機アミン化合物、ポリイミド前駆体、および水溶性の非イオン性界面活性剤を含有するポリイミド前駆体溶液（樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液）を得る。
次に、得られた樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を、基板上に塗布して塗膜を形成する。この塗膜には、ポリイミド前駆体溶液と、樹脂粒子と、水溶性非イオン性界面活性剤とを含んでいる。そして、この塗膜中の樹脂粒子は、凝集が抑制された状態で分布している。その後、基板上に形成された塗膜を乾燥して、ポリイミド前駆体及び前記樹脂粒子を含む被膜を形成する。なお、水溶性非イオン性界面活性剤を加える順序は、特に限定されるものではない。
【００４８】
ポリイミド前駆体及び樹脂粒子を含む被膜が形成される基板としては、特に制限されない。例えば、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂製基板；ガラス製基板；セラミック製基板；鉄、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属基板；これらの材料が組み合わされた複合材料基板等が挙げられる。また、基板には、必要に応じて、例えば、シリコーン系やフッ素系の剥離剤等による剥離処理を行って剥離層を設けてもよい。また、基材の表面を樹脂粒子の粒子径程度の大きさに粗面化し、基材接触面での樹脂粒子の露出を促進することも効果的である。
【００４９】
基板上に、樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を塗布する方法としては、特に限定されない。例えば、スプレー塗布法、回転塗布法、ロール塗布法、バー塗布法、スリットダイ塗布法、インクジェット塗布法等の各種の方法が挙げられる。
【００５０】
なお、樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を基板上に形成する場合には、樹脂粒子が塗膜の表面から露出する量の樹脂粒子を加え、形成することがよい。
【００５１】
そして、以上の方法により得られたポリイミド前駆体溶液と樹脂粒子とを含む塗膜を形成した後、乾燥して、ポリイミド前駆体及び樹脂粒子を含む被膜が形成される。具体的には、ポリイミド前駆体溶液と樹脂粒子とを含む塗膜を、例えば、加熱乾燥、自然乾燥、真空乾燥等の方法により乾燥させて、被膜を形成する。より具体的には、被膜に残留する溶剤が、被膜の固形分に対して５０％以下（好ましくは３０％以下）となるように、塗膜を乾燥させて、被膜を形成する。この被膜は、ポリイミド前駆体が、水に溶解できる状態である。
また、塗膜を得た後、乾燥して被膜を形成する過程で、樹脂粒子を露出させる処理を行って、樹脂粒子を露出させた状態にしてもよい。この樹脂粒子を露出させる処理を行うことによって、多孔質ポリイミドフィルムの開孔率が高められる。
【００５２】
樹脂粒子を露出させる処理としては、具体的には、例えば、次に示す方法が挙げられる。
【００５３】
ポリイミド前駆体溶液及び樹脂粒子を含む塗膜を得た後、塗膜を乾燥して、ポリイミド前駆体及び樹脂粒子を含む被膜を形成する過程では、前述のように、被膜は、ポリイミド前駆体が、水に溶解できる状態である。被膜がこの状態のときに、例えば、拭き取る処理、又は水に浸漬する処理等により、樹脂粒子を露出させることができる。具体的には、例えば、水拭きにより樹脂粒子層を露出させる処理を行うことで、樹脂粒子層上に存在していたポリイミド前駆体溶液が除去される。そして、樹脂粒子層の上部の領域（つまり、樹脂粒子層の基板から離れた側の領域）に存在する樹脂粒子が、被膜の表面から露出される。
【００５４】
なお、樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を用いて基板上に被膜を形成する場合において、樹脂粒子が埋没した被膜を形成した場合にも、被膜に埋没している樹脂粒子を露出させる処理として、前述の樹脂粒子を露出させる処理と同様の処理を採用し得る。
【００５５】
樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を作製する方法は、前述の作製方法に限られない。工程簡略化の観点で、ポリイミド前駆体溶液に溶解しない樹脂粒子が予め水性溶剤に分散されている水性溶剤分散液中で、ポリイミド前駆体を合成するのも好ましい。例えば、具体的には、次の方法が挙げられる。
水を含む水性溶剤中で、樹脂粒子を造粒した樹脂粒子分散液とする。そして、この樹脂粒子分散液中で、有機アミン化合物の存在下、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合して樹脂（ポリイミド前駆体）を生成してポリイミド前駆体溶液とする。さらに、このポリイミド前駆体溶液に、水溶性非イオン性界面活性剤を加えて、樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を得てもよい。
【００５６】
樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液の作製方法としては、さらに、例えば、ポリイミド前駆体溶液と乾燥状態の樹脂粒子とを混合する方法、ポリイミド前駆体溶液と、樹脂粒子が予め水性溶剤に分散されている分散液とを混合する方法等が挙げられる。
なお、樹脂粒子が予め水性溶剤に分散されている分散液としては、予め樹脂粒子を水性溶剤に分散させた樹脂粒子の分散液を作製してもよく、樹脂粒子が予め水性溶剤に分散されている市販品の分散液を用意してもよい。なお、予め分散させた樹脂粒子の分散液を作製する場合、非イオン性界面活性剤をあらかじめ加え、樹脂粒子の分散性を高めてもよい。
【００５７】
そして、上記のようにして得られた樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を、前述の方法によって基板上に塗布して塗膜を形成する。その後、この塗膜を乾燥して、被膜が基板上に形成される。
【００５８】
−第２の工程−
第２の工程は、第１の工程で得られたポリイミド前駆体及び樹脂粒子を含む被膜を加熱して、ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドフィルムを形成する工程である。そして、第２の工程には、樹脂粒子を除去する処理を含んでいる。樹脂粒子を除去する処理を経て、多孔質ポリイミドフィルムが得られる。
【００５９】
第２の工程において、ポリイミドフィルムを形成する工程は、具体的に、第１の工程で得られたポリイミド前駆体及び樹脂粒子を含む被膜を加熱して、イミド化を進行させ、さらに加熱して、ポリイミドフィルムが形成される。なお、イミド化が進行し、イミド化率が高くなるにしたがい、溶剤に溶解し難くなる。
【００６０】
そして、第２の工程において、樹脂粒子を除去する処理を行う。樹脂粒子の除去は、被膜を加熱して、ポリイミド前駆体をイミド化する過程において除去してもよく、イミド化が完了した後（イミド化後）のポリイミドフィルムから除去してもよい。
なお、本実施形態において、ポリイミド前駆体をイミド化する過程とは、第１の工程で得られたポリイミド前駆体及び樹脂粒子を含む被膜を加熱して、イミド化を進行させ、イミド化が完了した後のポリイミドフィルムとなるよりも前の状態となる過程を示す。
【００６１】
具体的には、第１の工程で得られた塗膜を加熱し、ポリイミド前駆体をイミド化する過程の被膜（以下、この状態の被膜を「ポリイミド膜」と称することがある）から、樹脂粒子を除去する。又はイミド化が完了した後のポリイミドフィルムから、樹脂粒子を除去してもよい。そして、樹脂粒子が除去された多孔質ポリイミドフィルムが得られる（図１参照）。
なお、図１に示す符号のうち、３は基板、４は剥離層、７は空孔、６２は多孔質ポリイミドフィルムを表す。
【００６２】
なお、樹脂粒子を除去する過程で、樹脂粒子の樹脂成分が、ポリイミド樹脂以外の樹脂として、多孔質ポリイミドフィルムに含有される場合がある。図示はしないが、多孔質ポリイミドフィルムには、ポリイミド樹脂以外の樹脂を含有してもよい。
【００６３】
樹脂粒子を除去する処理は、樹脂粒子の除去性等の点で、ポリイミド前駆体をイミド化する過程において、ポリイミド膜中のポリイミド前駆体のイミド化率が１０％以上であるときに行うことが好ましい。イミド化率が１０％以上になると、溶剤に溶解し難い状態となりやすく、形態を維持しやすい。
【００６４】
樹脂粒子を除去する処理としては、多孔質ポリイミドフィルムが得られるのであれば、特に限定されない。例えば、樹脂粒子を加熱により分解除去する方法、樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する方法、樹脂粒子をレーザ等による分解により除去する方法等が挙げられる。
この樹脂粒子の除去は、例えば、イミド化の工程も兼ねて熱による分解除去のみで行ってもよいが、加熱による分解除去と樹脂粒子を溶解する有機溶剤による除去とを併用してもよい。残留応力をより緩和しやすくなり、多孔質ポリイミドフィルムの亀裂の発生を抑制する点から、樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する処理を含む方法も好ましい。なお、この作用は、有機溶剤により除去する処理では、有機溶剤に溶解した樹脂成分がポリイミド樹脂中に移行し易くなるためと推測される。
【００６５】
例えば、加熱により除去する方法では、樹脂粒子の種類によっては、加熱による分解ガスが発生する場合がある。そして、この分解ガスに起因して、多孔質ポリイミドフィルムには、破断や亀裂等が発生する場合があり得る。そのため、亀裂の発生を抑制する点で、樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する方法を採用することも好ましい。
なお、樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去した後に、さらに加熱を行い、除去率を上げることも効果的である。
【００６６】
また、樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する方法によって樹脂粒子を除去する場合、樹脂粒子を除去する過程で、有機溶剤に溶解した樹脂粒子の樹脂成分が、ポリイミド膜中に浸入する場合がある。そのため、この方法を採用することで、得られた多孔質ポリイミドフィルム中には、ポリイミド樹脂以外の樹脂を積極的に含有させ得る。ポリイミド樹脂以外の樹脂を含有させる点でも、樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する方法を採用するほうが好ましい。さらに、この方法による樹脂粒子の除去は、ポリイミド樹脂以外の樹脂を含有させる点で、ポリイミド前駆体をイミド化する過程の被膜（ポリイミド膜）に対して行うことが好ましい。ポリイミド膜の状態で、樹脂粒子を溶解する溶剤により、樹脂粒子を溶解することで、よりポリイミド膜中に浸入しやすくなる場合がある。
【００６７】
樹脂粒子を溶解する有機溶剤により除去する方法としては、例えば、樹脂粒子が溶解する有機溶剤と接触（例えば、溶剤中に浸漬、又は溶剤蒸気と接触）させ、樹脂粒子を溶解して除去する方法が挙げられる。この状態のときに、溶剤中に浸漬すると、樹脂粒子の溶解効率が高まる点で好ましい。
【００６８】
樹脂粒子を除去するための樹脂粒子を溶解する有機溶剤としては、ポリイミド膜、及びイミド化が完了したポリイミドフィルムを溶解せず、樹脂粒子が可溶な有機溶剤であれば、特に限定されるものではない。例えば、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等のエーテル類；ベンゼン、トルエン等の芳香族類；アセトンなどのケトン類；酢酸エチルなどのエステル類；が挙げられる。
これらの中でも、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等のエーテル類；ベンゼン、トルエン等の芳香族類が好ましく、テトラヒドロフラン、トルエンを用いることがさらに好ましい。
樹脂粒子を溶解する際に水性溶剤が残留している場合には、水性溶剤が非架橋樹脂粒子を溶解する溶剤中に溶解し、ポリイミド前駆体が析出し、いわゆる湿式相転換法と類似の状態となり、空孔径の制御が困難となる場合があるため、残留している水性溶剤量は、ポリイミド前駆体質量に対して２０質量％以下、好ましくは１０質量％以下に低減した後に有機溶剤で樹脂粒子を溶解除去することが好ましい。
【００６９】
第２の工程において、第１の工程で得た被膜を加熱して、イミド化を進行させてポリイミドフィルムを得るための加熱方法としては、特に限定されない。例えば、２段階以上の多段階で加熱する方法が挙げられる。例えば、２段階で加熱する場合、具体的には、例えば、以下に示す加熱条件が挙げられる。
【００７０】
第１段階の加熱条件としては、樹脂粒子の形状が保持される温度であることが望ましい。具体的には、例えば、５０℃以上１５０℃以下の範囲がよく、６０℃以上１４０℃以下の範囲が好ましい。また、加熱時間としては、１０分間以上６０分間以下の範囲がよい。加熱温度が高いほど加熱時間は短くてよい。
【００７１】
第２段階の加熱条件としては、例えば、１５０℃以上４００℃以下（好ましくは２００℃以上３９０℃以下）で、２０分間以上１２０分間以下の条件で加熱することが挙げられる。この範囲の加熱条件とすることで、イミド化反応がさらに進行し、ポリイミドフィルムが形成され得る。加熱反応の際、加熱の最終温度に達する前に、温度を段階的、又は一定速度で徐々に上昇させて加熱することがよい。
【００７２】
なお、加熱条件は上記の２段階の加熱方法に限らず、例えば、１段階で加熱する方法を採用してもよい。１段階で加熱する方法の場合、例えば、上記の第２段階で示した加熱条件のみによってイミド化を完了させてもよい。
【００７３】
なお、第１の工程で、樹脂粒子を露出させる処理を施さない場合、開孔率を高める点で、第２の工程において、樹脂粒子を露出させる処理を行って樹脂粒子を露出させた状態としてもよい。第２の工程において、樹脂粒子を露出させる処理は、ポリイミド前駆体のイミド化を行う過程、又はイミド化後、且つ、樹脂粒子を除去する処理よりも前で行うことが好ましい。
【００７４】
樹脂粒子を露出させる処理は、例えば、ポリイミド膜が次に示す状態であるときに施すことが挙げられる。
ポリイミド膜中のポリイミド前駆体のイミド化率が１０％未満であるとき（すなわち、ポリイミド膜が水に溶解できる状態）に樹脂粒子を露出させる処理を行う場合、上記のポリイミド膜中に埋没している樹脂粒子を露出させる処理としては、拭き取る処理、水に浸漬する処理等が挙げられる。
【００７５】
また、ポリイミド膜中のポリイミド前駆体のイミド化率が１０％以上であるとき（すなわち、有機溶剤に溶解し難い状態）、及びイミド化が完了したポリイミドフィルムとなった状態であるときに樹脂粒子を露出させる処理を行う場合には、紙やすり等の工具類で機械的に切削して樹脂粒子を露出させる方法、ポリイミド樹脂を溶解するアルカリ溶液などでエッチングする方法、レーザ等で分解して樹脂粒子を露出させる方法が挙げられる。
例えば、機械的に切削する場合には、ポリイミド膜に埋没している樹脂粒子層の上部の領域（つまり、樹脂粒子層の基板から離れた側の領域）に存在する樹脂粒子の一部分が、樹脂粒子の上部に存在しているポリイミド膜とともに切削され、切削された樹脂粒子がポリイミド膜の表面から露出される。
【００７６】
その後、樹脂粒子が露出されたポリイミド膜から、既述の樹脂粒子の除去処理により樹脂粒子を除去する。そして、樹脂粒子が除去された多孔質ポリイミドフィルムが得られる。
【００７７】
なお、樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を用いて基板上に被膜を形成する場合、樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液を基板上に塗布し、樹脂粒子が埋没した塗膜を形成する。この塗膜を乾燥して被膜を形成する過程で、樹脂粒子を露出させる処理を行わずに、ポリイミド前駆体及び樹脂粒子を含む被膜を形成すると、樹脂粒子が埋没した被膜が形成される場合がある。例えば、樹脂粒子が埋没した被膜を加熱すると、イミド化する過程の被膜（ポリイミド膜）は、樹脂粒子層が埋没されている状態となる。開孔率を高めるために、第２の工程において行う、樹脂粒子を露出させる処理としては、既述の樹脂粒子を露出させる処理と同様の処理を採用し得る。そして、樹脂粒子の上部に存在しているポリイミド膜とともに切削され、樹脂粒子がポリイミド膜の表面から露出される。
【００７８】
その後、樹脂粒子が露出されたポリイミド膜から、既述の樹脂粒子の除去処理により樹脂粒子を除去する。そして、樹脂粒子が除去された多孔質ポリイミドフィルムが得られる。
【００７９】
なお、第２の工程において、第１の工程で使用した上記の被膜を形成するための基板は、乾燥した被膜となったときに剥離してもよく、ポリイミド膜中のポリイミド前駆体が、有機溶剤に溶解し難い状態となったときに剥離してもよく、イミド化が完了したフィルムになった状態のときに剥離してもよい。
【００８０】
以上の工程を経て、ポリイミド樹脂とポリイミド樹脂以外の樹脂とを含有する多孔質ポリイミドフィルムが得られる。そして、多孔質ポリイミドフィルムは、使用目的によって後加工してもよい。
【００８１】
ここで、ポリイミド前駆体のイミド化率について説明する。
一部がイミド化したポリイミド前駆体は、例えば、下記一般式（Ｉ−１）、下記一般式（Ｉ−２）、及び下記一般式（Ｉ−３）で表される繰り返し単位を有する構造の前駆体が挙げられる。
【００８２】
【化１】
2018138644.tif 000002
【００８３】
一般式（Ｉ−１）、一般式（Ｉ−２）、及び一般式（Ｉ−３）中、Ａは４価の有機基を示し、Ｂは２価の有機基を示す。ｌは１以上の整数を示し、ｍ及びｎは、各々独立に０又は１以上の整数を示す。
【００８４】
なお、Ａ及びＢは、後述の一般式（Ｉ）中のＡ及びＢと同義である。
【００８５】
ポリイミド前駆体のイミド化率は、ポリイミド前駆体の結合部（テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との反応部）において、イミド閉環している結合部数（２ｎ＋ｍ）の全結合部数（２ｌ＋２ｍ＋２ｎ）に対する割合を表す。つまり、ポリイミド前駆体のイミド化率は、「（２ｎ＋ｍ）／（２ｌ＋２ｍ＋２ｎ）」で示される。
【００８６】
なお、ポリイミド前駆体のイミド化率（「（２ｎ＋ｍ）／（２ｌ＋２ｍ＋２ｎ）」の値）は、次の方法により測定される。
【００８７】
−ポリイミド前駆体のイミド化率の測定−
・ポリイミド前駆体試料の作製
（ｉ）測定対象となるポリイミド前駆体溶液を、シリコーンウェハー上に、膜厚１μｍ以上１０μｍ以下の範囲で塗布して、塗膜試料を作製する。
（ｉｉ）塗膜試料をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中に２０分間浸漬させて、塗膜試料中の溶剤をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に置換する。浸漬させる溶剤は、ＴＨＦに限定されることなく、ポリイミド前駆体を溶解せず、ポリイミド前駆体溶液に含まれている溶剤成分と混和し得る溶剤より選択できる。具体的には、メタノール、エタノールなどのアルコール溶剤、ジオキサンなどのエーテル化合物が使用できる。
（ｉｉｉ）塗膜試料を、ＴＨＦ中より取り出し、塗膜試料表面に付着しているＴＨＦにＮ２ガスを吹き付け、取り除く。１０ｍｍＨｇ以下の減圧下、５℃以上２５℃以下の範囲にて１２時間以上処理して塗膜試料を乾燥させ、ポリイミド前駆体試料を作製する。
【００８８】
・１００％イミド化標準試料の作製
（ｉｖ）上記（ｉ）と同様に、測定対象となるポリイミド前駆体溶液をシリコーンウェハー上に塗布して、塗膜試料を作製する。
（ｖ）塗膜試料を３８０℃にて６０分間加熱してイミド化反応を行い、１００％イミド化標準試料を作製する。
【００８９】
・測定と解析
（ｖｉ）フーリエ変換赤外分光光度計（堀場製作所製、ＦＴ−７３０）を用いて、１００％イミド化標準試料、ポリイミド前駆体試料の赤外吸光スペクトルを測定する。１００％イミド化標準試料の１５００ｃｍ−１付近の芳香環由来吸光ピーク（Ａｂ’（１５００ｃｍ−１））に対する、１７８０ｃｍ−１付近のイミド結合由来の吸光ピーク（Ａｂ’（１７８０ｃｍ−１））の比Ｉ’（１００）を求める。
（ｖｉｉ）同様にして、ポリイミド前駆体試料について測定を行い、１５００ｃｍ−１付近の芳香環由来吸光ピーク（Ａｂ（１５００ｃｍ−１））に対する、１７８０ｃｍ−１付近のイミド結合由来の吸光ピーク（Ａｂ（１７８０ｃｍ−１））の比Ｉ（ｘ）を求める。
【００９０】
そして、測定した各吸光ピークＩ’（１００）、Ｉ（ｘ）を使用し、下記式に基づき、ポリイミド前駆体のイミド化率を算出する。
・式：  ポリイミド前駆体のイミド化率＝Ｉ（ｘ）／Ｉ’（１００）
・式：  Ｉ’（１００）＝（Ａｂ’（１７８０ｃｍ−１））／（Ａｂ’（１５００ｃｍ−１））
・式：  Ｉ（ｘ）＝（Ａｂ（１７８０ｃｍ−１））／（Ａｂ（１５００ｃｍ−１））
【００９１】
なお、このポリイミド前駆体のイミド化率の測定は、芳香族系ポリイミド前駆体のイミド化率の測定に適用される。脂肪族ポリイミド前駆体のイミド化率を測定する場合、芳香環の吸収ピークに代えて、イミド化反応前後で変化のない構造由来のピークを内部標準ピークとして使用する。
【００９２】
次に本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液の各成分について説明する。
【００９３】
〔ポリイミド前駆体溶液〕
ポリイミド前駆体溶液は、水性溶剤、樹脂粒子、有機アミン化合物、ポリイミド前駆体、および水溶性の非イオン性界面活性剤を含有する。
以下、ポリイミド前駆体溶液の各成分について説明する。
【００９４】
−ポリイミド前駆体−
ポリイミド前駆体は、一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位を有する樹脂（ポリイミド前駆体）である。
【００９５】
【化２】
2018138644.tif 000003
【００９６】
（一般式（Ｉ）中、Ａは４価の有機基を示し、Ｂは２価の有機基を示す。）
【００９７】
ここで、一般式（Ｉ）中、Ａが表す４価の有機基としては、原料となるテトラカルボン酸二無水物より４つのカルボキシル基を除いたその残基である。
一方、Ｂが表す２価の有機基としては、原料となるジアミン化合物から２つのアミノ基を除いたその残基である。
【００９８】
つまり、一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位を有するポリイミド前駆体は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との重合体である。
【００９９】
テトラカルボン酸二無水物としては、芳香族系、脂肪族系いずれの化合物も挙げられるが、芳香族系の化合物であることがよい。つまり、一般式（Ｉ）中、Ａが表す４価の有機基は、芳香族系有機基であることがよい。
【０１００】
芳香族系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、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−フランテトラカルボン酸二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルプロパン二無水物、３，３’，４，４’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、３，３’，４，４’−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、ビス（フタル酸）フェニルホスフィンオキサイド二無水物、ｐ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物、ｍ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物、ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４’−ジフェニルメタン二無水物等を挙げられる。
【０１０１】
脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，３−ジメチル−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、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、３，５，６−トリカルボキシノルボナン−２−酢酸二無水物、２，３，４，５−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフリル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ［２，２，２］−オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物等の脂肪族又は脂環式テトラカルボン酸二無水物；１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−８−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン等の芳香環を有する脂肪族テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
【０１０２】
これらの中でも、テトラカルボン酸二無水物としては、芳香族系テトラカルボン酸二無水物がよく、具体的には、例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−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’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物がよく、更に、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物がよく、特に、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物がよい。
【０１０３】
なお、テトラカルボン酸二無水物は、１種単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて併用してもよい。
また、２種以上を組み合わせて併用する場合、芳香族テトラカルボン酸二無水物、又は脂肪族テトラカルボン酸を各々併用しても、芳香族テトラカルボン酸二無水物と脂肪族テトラカルボン酸二無水物とを組み合わせてもよい。
【０１０４】
一方、ジアミン化合物は、分子構造中に２つのアミノ基を有するジアミン化合物である。ジアミン化合物としては、芳香族系、脂肪族系いずれの化合物も挙げられるが、芳香族系の化合物であることがよい。つまり、一般式（Ｉ）中、Ｂが表す２価の有機基は、芳香族系有機基であることがよい。
【０１０５】
ジアミン化合物としては、例えば、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、１，５−ジアミノナフタレン、３，３−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、５−アミノ−１−（４’−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチルインダン、６−アミノ−１−（４’−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチルインダン、４，４’−ジアミノベンズアニリド、３，５−ジアミノ−３’−トリフルオロメチルベンズアニリド、３，５−ジアミノ−４’−トリフルオロメチルベンズアニリド、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、２，７−ジアミノフルオレン、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’−メチレン−ビス（２−クロロアニリン）、２，２’，５，５’−テトラクロロ−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’−ジクロロ−４，４’−ジアミノ−５，５’−ジメトキシビフェニル、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）−ビフェニル、１，３’−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、４，４’−（ｐ−フェニレンイソプロピリデン）ビスアニリン、４，４’−（ｍ−フェニレンイソプロピリデン）ビスアニリン、２，２’−ビス［４−（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、４，４’−ビス［４−（４−アミノ−２−トリフルオロメチル）フェノキシ］−オクタフルオロビフェニル等の芳香族ジアミン；ジアミノテトラフェニルチオフェン等の芳香環に結合された２個のアミノ基と当該アミノ基の窒素原子以外のヘテロ原子を有する芳香族ジアミン；１，１−メタキシリレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、４，４−ジアミノヘプタメチレンジアミン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、イソフォロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−４，７−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ［６，２，１，０２．７］−ウンデシレンジメチルジアミン、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）等の脂肪族ジアミン及び脂環式ジアミン等が挙げられる。
【０１０６】
これらの中でも、ジアミン化合物としては、芳香族系ジアミン化合物がよく、具体的には、例えば、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルスルホンがよく、特に、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ｐ−フェニレンジアミンがよい。
【０１０７】
なお、ジアミン化合物は、１種単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて併用してもよい。また、２種以上を組み合わせて併用する場合、芳香族ジアミン化合物、又は脂肪族ジアミン化合物を各々併用しても、芳香族ジアミン化合物と脂肪族ジアミン化合物とを組み合わせてもよい。
【０１０８】
ポリイミド前駆体の数平均分子量は、１０００以上１５００００以下であることがよく、より好ましくは５０００以上１３００００以下、更に好ましくは１００００以上１０００００以下である。
ポリイミド前駆体の数平均分子量を上記範囲とすると、ポリイミド前駆体の溶剤に対する溶解性の低下が抑制され、製膜性が確保され易くなる。
【０１０９】
ポリイミド前駆体の数平均分子量は、下記測定条件のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）法で測定される。
・カラム：東ソーＴＳＫｇｅｌα−Ｍ（７．８ｍｍ  Ｉ．Ｄ×３０ｃｍ）
・溶離液：ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）／３０ｍＭＬｉＢｒ／６０ｍＭリン酸
・流速：０．６ｍＬ／ｍｉｎ
・注入量：６０μＬ
・検出器：ＲＩ（示差屈折率検出器）
【０１１０】
ポリイミド前駆体の含有量（濃度）は、全ポリイミド前駆体溶液に対して、０．１質量％以上４０質量％以下であることがよく、好ましくは０．５質量％以上２５質量％以下、より好ましくは１質量％以上２０質量％以下である。
【０１１１】
〔有機アミン化合物〕
有機アミン化合物は、ポリイミド前駆体（そのカルボキシル基）をアミン塩化して、その水性溶剤に対する溶解性を高めると共に、イミド化促進剤としても機能する化合物である。具体的には、有機アミン化合物は、分子量１７０以下のアミン化合物であることがよい。有機アミン化合物は、ポリイミド前駆体の原料となるジアミン化合物を除く化合物であることがよい。
なお、有機アミン化合物は、水溶性の化合物であることがよい。水溶性とは、２５℃において、対象物質が水に対して１質量％以上溶解することを意味する。
【０１１２】
有機アミン化合物としては、１級アミン化合物、２級アミン化合物、３級アミン化合物が挙げられる。
これらの中でも、有機アミン化合物としては、２級アミン化合物、及び３級アミン化合物から選択される少なくとも一種（特に、３級アミン化合物）がよい。有機アミン化合物として、３級アミン化合物又は２級アミン化合物を適用すると（特に、３級アミン化合物）、ポリイミド前駆体の溶剤に対する溶解性が高まり易くなり、製膜性が向上し易くなり、また、ポリイミド前駆体溶液の保存安定性が向上し易くなる。
【０１１３】
また、有機アミン化合物としては、１価のアミン化合物以外にも、２価以上の多価アミン化合物も挙げられる。２価以上の多価アミン化合物を適用すると、ポリイミド前駆体の分子間に疑似架橋構造を形成し易くなり、また、ポリイミド前駆体溶液の保存安定性が向上し易くなる。
【０１１４】
１級アミン化合物としては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、２−エタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール、などが挙げられる。
２級アミン化合物としては、例えば、ジメチルアミン、２−（メチルアミノ）エタノール、２−（エチルアミノ）エタノール、モルホリンなどが挙げられる。
３級アミン化合物としては、例えば、２−ジメチルアミノエタノール、２−ジエチルアミノエタノール、２−ジメチルアミノプロパノール、ピリジン、トリエチルアミン、ピコリン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−エチルピペリジンなどが挙げられる。
ポリイミド前駆体溶液のポットライフ、フィルム膜厚均一性の観点で、３級アミン化合物が好ましい。この点で、２−ジメチルアミノエタノール、２−ジエチルアミノエタノール、２−ジメチルアミノプロパノール、ピリジン、トリエチルアミン、ピコリン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−エチルピペリジンからなる群から選択される少なくとも１種であることがより好ましい。
【０１１５】
ここで、有機アミン化合物としては、製膜性の点から、窒素を含有する複素環構造を有する脂肪族環状構造または芳香族環状構造のアミン化合物（以下、「含窒素複素環アミン化合物」と称する）も好ましい。含窒素複素環アミン化合物としては、３級アミン化合物であることがより好ましい。
含窒素複素環アミン化合物としては、例えば、イソキノリン類（イソキノリン骨格を有するアミン化合物）、ピリジン類（ピリジン骨格を有するアミン化合物）、ピリミジン類（ピリミジン骨格を有するアミン化合物）、ピラジン類（ピラジン骨格を有するアミン化合物）、ピペラジン類（ピペラジン骨格を有するアミン化合物）、トリアジン類（トリアジン骨格を有するアミン化合物）、イミダゾール類（イミダゾール骨格を有するアミン化合物）、モルホリン類（モルホリン骨格を有するアミン化合物）、ポリアニリン、ポリピリジン、ポリアミンなどが挙げられる。
【０１１６】
含窒素複素環アミン化合物としては、製膜性の点から、モルホリン類、ピリジン類、ピペリジン類、およびイミダゾール類よりなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましく、モルホリン類（モルホリン骨格を有するアミン化合物）であることがより好ましい。これらの中でも、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−メチルピペリジン、ピリジン、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、およびピコリンよりなる群から選択される少なくとも一種であることがより好ましく、Ｎ−メチルモルホリンであることがより好ましい。
【０１１７】
これらの中でも、有機アミン化合物としては、沸点が６０℃以上（好ましくは６０℃以上２００℃以下、より好ましくは７０℃以上１５０℃以下）の化合物であることがよい。有機アミン化合物の沸点を６０℃以上とすると、保管するときに、ポリイミド前駆体溶液から有機アミン化合物が揮発するのを抑制し、ポリイミド前駆体の溶剤に対する溶解性の低下が抑制され易くなる。
【０１１８】
有機アミン化合物は、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体のカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）に対して、５０モル％以上５００モル％以下で含有することがよく、好ましくは８０モル％以上２５０モル％以下、より好ましくは９０モル％以上２００モル％以下で含有することである。
有機アミン化合物の含有量を上記範囲とすると、ポリイミド前駆体の溶剤に対する溶解性が高まり易くなり、製膜性が向上し易くなる。また、ポリイミド前駆体溶液の保存安定性も向上し易くなる。
【０１１９】
上記の有機アミン化合物は、１種単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【０１２０】
〔水を含む水性溶剤〕
水を含む水性溶剤は、具体的には、全水性溶剤に対して水を５０質量％以上含有する溶剤であることがよい。水としては、例えば、蒸留水、イオン交換水、限外濾過水、純水等が挙げられる。
【０１２１】
水の含有量は、全水性溶剤に対して、５０質量％以上１００質量％以下が好ましく、７０質量％以上１００質量％以下がより好ましく、８０質量％以上１００質量％以下が更に好ましい。
【０１２２】
なお、水性溶剤が水以外の溶剤を含む場合、水以外の溶剤としては、例えば、水溶性有機溶剤が挙げられる。水以外の溶剤としては、ポリイミド成形体の透明性、機械的強度等の点から、水溶性の有機溶剤が好ましい。ここで、水溶性とは、２５℃において、対象物質が水に対して１質量％以上溶解することを意味する。
【０１２３】
上記水溶性の有機溶剤は、１種単独で用いてもよいが、２種以上併用してもよい。
【０１２４】
水溶性エーテル系溶剤は、一分子中にエーテル結合を持つ水溶性の溶剤である。水溶性エーテル系溶剤としては、例えば、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン、トリオキサン、１，２−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、水溶性エーテル系溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサンが好ましい。
【０１２５】
水溶性ケトン系溶剤は、一分子中にケトン基を持つ水溶性の溶剤である。水溶性ケトン系溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。これらの中でも、水溶性ケトン系溶剤としては、アセトンが好ましい。
【０１２６】
水溶性アルコール系溶剤は、一分子中にアルコール性水酸基を持つ水溶性の溶剤である。水溶性アルコール系溶剤は、例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、エチレングリコール、エチレングリコールのモノアルキルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールのモノアルキルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールのモノアルキルエーテル、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、グリセリン、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール等が挙げられる。これらの中でも、水溶性アルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、２−プロパノール、エチレングリコール、エチレングリコールのモノアルキルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールのモノアルキルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールのモノアルキルエーテルが好ましい。
【０１２７】
非プロトン性極性溶剤は、具体的には、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド（ＤＥＡｃ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ヘキサメチレンホスホルアミド（ＨＭＰＡ）、Ｎ−メチルカプロラクタム、Ｎ−アセチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾリジノン（ＤＭＩ）、１，３−ジメチル−イミダゾリドン等が挙げられる。非プロトン性極性溶剤を用いる場合、多孔質ポリイミドフィルムには非プロトン性極性溶剤を含まないことがよい。
【０１２８】
なお、水性溶剤として水以外の溶剤を含有する場合、併用される溶剤は、沸点が２７０℃以下であることがよく、好ましくは６０℃以上２５０℃以下、より好ましくは８０℃以上２３０℃以下である。併用される溶剤の沸点を上記範囲とすると、水以外の溶剤がポリイミド成形体に残留し難くなり、また、機械的強度の高いポリイミド成形体が得られ易くなる。
【０１２９】
ここで、ポリイミド前駆体が溶剤に溶解する範囲は、水の含有量、有機アミン化合物の種類及び量によって制御される。水の含有量が低い範囲では、有機アミン化合物の含有量が少ない領域でポリイミド前駆体は溶解し易くなる。逆に、水の含有量が高い範囲では、有機アミン化合物の含有量が多い領域でポリイミド前駆体は溶解し易くなる。また、有機アミン化合物が水酸基を有するなど親水性が高い場合は、水の含有量が高い領域でポリイミド前駆体は溶解し易くなる。
【０１３０】
また、非プロトン性極性溶剤等（例えば、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等）の有機溶剤で合成したポリイミド前駆体を水や、アルコール等の貧溶剤に添加、析出させ、分離したものを、ポリイミド前駆体としてもよい。
【０１３１】
〔樹脂粒子〕
樹脂粒子は、水を含む水性溶剤に溶解しないものである。また、樹脂粒子は、ポリイミド前駆体溶液に溶解しないものである。
樹脂粒子としては、特に限定されるものではないが、ポリイミド以外の樹脂からなる樹脂粒子である。例えば、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂等の重合性単量体を重縮合して得られた樹脂粒子、ビニル樹脂、オレフィン樹脂等の重合性単量体をラジカル重合して得られた樹脂粒子が挙げられる。ラジカル重合して得られた樹脂粒子としては、（メタ）アクリル樹脂、（メタ）アクリル酸エステル樹脂、スチレン・（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂の樹脂粒子等が挙げられる。
樹脂粒子としては、前述の第２工程で行う樹脂粒子の除去の点から、ポリイミド樹脂を溶解しない溶剤に可溶な樹脂粒子であることが好ましい。
また、これらの中でも、樹脂粒子としては、粒子形状の制御、除去性の観点から、ラジカル重合性のモノマーを用いた樹脂が好ましく、（メタ）アクリル樹脂、（メタ）アクリル酸エステル樹脂、スチレン・（メタ）アクリル樹脂、及びポリスチレン樹脂からなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。
【０１３２】
ここで、本明細書中において、「溶解しない」とは、２５℃において、対象となる物質が、対象となる液体に対して溶解しないことに加え、３質量％以下の範囲内で溶解することも含む。
例えば、「水を含む水性溶剤に溶解しない」とは、対象となる樹脂粒子が、２５℃において、水を含む水性溶剤に実質的に溶解しない樹脂粒子であることを意味し、樹脂粒子が水を含む水性溶剤に対して溶解しないことに加え、３質量％以下の範囲内で溶解することも含む。また、「ポリイミド前駆体溶液に溶解しない」とは、２５℃において、対象となる樹脂粒子が、ポリイミド前駆体溶液に実質的に溶解しない樹脂粒子であることを意味し、樹脂粒子がポリイミド前駆体溶液に対して溶解しないことに加え、３質量％以下の範囲内で溶解することも含む。
「有機溶剤に可溶」とは、２５℃において、対象となる樹脂粒子が対象となる有機溶剤に対して質量基準で１０％以上溶解することを意味する。
【０１３３】
なお、本明細書中において、「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」および「メタクリル」のいずれをも含むことを意味するものである。
【０１３４】
樹脂粒子が、例えば、ビニル樹脂粒子である場合には、その合成方法は、特に限定されず、公知の重合法（乳化重合、ソープフリー乳化重合、懸濁重合、ミニエマルション重合、マイクロエマルション重合等のラジカル重合法）が適用され得る。
【０１３５】
例えば、ビニル樹脂粒子の製造に乳化重合法を適用する場合、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性重合開始剤を溶解させた水中に、スチレン類、（メタ）アクリル酸類等の単量体を加え、さらに必要に応じてドデシル硫酸ナトリウム、ジフェニルオキサイドジスルホン酸塩類等の界面活性剤を添加し、攪拌を行いながら加熱することにより重合を行い、ビニル樹脂粒子が得られる。
【０１３６】
ビニル樹脂の単量体としては、例えば、スチレン、アルキル置換スチレン（例えば、α−メチルスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、２−エチルスチレン、３−エチルスチレン、４−エチルスチレン等）、ハロゲン置換スチレン（例えば２−クロロスチレン、３−クロロスチレン、４−クロロスチレン等）、ビニルナフタレン等のスチレン骨格を有するスチレン類；（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；（メタ）アクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸、ビニルスルホン酸等の酸類；エチレンイミン、ビニルピリジン、ビニルアミン等の塩基類；等の単量体を重合体させたビニル樹脂単位が挙げられる。
その他の単量体として、酢酸ビニルなどの単官能単量体、エチレングリコールジメタクリレート、ノナンジアクリレート、デカンジオールジアクリレートなどの二官能単量体、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等の多官能単量体を併用してもよい。
また、ビニル樹脂は、これらの単量体を単独で用いた樹脂でもよいし、２種以上の単量体を用いた共重合体である樹脂であってもよい。
【０１３７】
ビニル樹脂粒子を構成する樹脂に使用される単量体がスチレンを含有する場合、全単量体成分に占めるスチレンの割合は２０質量％以上１００質量％以下が好ましく、４０質量％以上１００質量％以下が更に好ましい。
【０１３８】
樹脂粒子の平均粒径としては、特に限定されない。例えば、０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることがよく、０．２５μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましく、０．２５μｍ以上０．４μｍ以下であることがより好ましい。樹脂粒子の平均粒径が、この範囲であると、樹脂粒子の生産性が向上し、凝集性が抑制されやすくなる。
なお、樹脂粒子の平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置（例えば、コールターカウンターＬＳ１３（ベックマン・コールター社製）の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積５０％となる粒径を体積平均粒径Ｄ５０ｖとして測定される。
【０１３９】
ポリイミド樹脂を溶解しない溶剤に可溶なポリイミド樹脂以外の樹脂の樹脂粒子としては、例えば、非架橋構造である樹脂粒子が好ましいが、前述の溶解性を有する範囲で架橋されていてもよい。樹脂粒子としては、具体的には、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＭＢ−シリーズ、積水化成品工業社製）、（メタ）アクリル酸エステル・スチレン共重合体（ＦＳ−シリーズ：日本ペイント社製）、ポリスチレン等が挙げられる。
【０１４０】
また、必要に応じて、ポリビニルブチラール樹脂等のアセタール樹脂；ナイロン等のポリアミド樹脂；アクリル樹脂；ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂等のビニル樹脂；ポリウレタン樹脂；ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、等で水溶性のものなどを加えてもよい。
【０１４１】
樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液において、樹脂粒子の含有量としては、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体固形分１００質量部に対して、２０質量％以上６００質量％以下（好ましくは２５質量％以上５５０質量％以下、より好ましくは３０質量％以上５００質量％以下）の範囲であることがよい。
【０１４２】
〔水溶性非イオン性界面活性剤〕
本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液は、水溶性非イオン性界面活性剤を用いる。例えば、金属イオンを含む陰イオン性界面活性剤を用いた場合、得られた多孔質ポリイミドフィルム中に、金属イオンが残留する場合が発生する可能性が考えられる。そして、金属イオンが残留した多孔質ポリイミドフィルムを、例えば、電池の電極等の用途に用いた場合に、適用した製品に不具合が生じる可能性が考えられる。そのため、本実施形態のポリイミド前駆体溶液では、水溶性非イオン性界面活性剤を用いている。
【０１４３】
水溶性非イオン性界面活性剤は、ポリイミド前駆体溶液に含まれる水を含む水性溶剤に溶解できるものであれば、特に限定されるものではない。水溶性非イオン性界面活性剤としては、例えば、グリセリン、ソルビトール、ショ糖などの多価アルコールと脂肪酸とがエステル結合した構造を持つエステル型；高級アルコール、アルキルフェノールなどの水酸基を持つ化合物に、エチンオキサイド等のアルキレンオキサイドが付加した構造を持つエーテル型；脂肪酸、または多価アルコールと脂肪酸とのエステルに、エチンオキサイド等のアルキレンオキサイドが付加した構造であり、分子中にエステル結合とエーテル結合の両方を持つ構造であるエステル・エーテル型；などが挙げられる。
なお、界面活性剤は表面開孔率向上の点で、熱分解しやすいものが好ましい。
【０１４４】
水溶性非イオン性界面活性剤は、フッ素またはケイ素からなる群から選ばれる少なくとも一つを含む非イオン性界面活性剤であることがよい（以下、フッ素を含む非イオン性界面活性剤を「含フッ素非イオン性界面活性剤」、ケイ素を含む非イオン性界面活性剤を「含ケイ素非イオン性界面活性剤」と称する場合がある）。
【０１４５】
水溶性非イオン性界面活性剤として、下記に一例を示すが、これらに制限されるものではない。
エーテル型としては、例えば、エマルゲン１０３、エマルゲン７０５、エマルゲン７０９、エマルゲンＬＳ−１１４（いずれも、花王製）等が挙げられる。
エステル型としては、レオドールＳＰ−Ｌ１０、レオドールスーパーＳＰ−Ｌ１０、エマゾールＯ−１０Ｖ（花王製）
エステル・エーテル型としては、例えば、レオドールＴＷ−Ｌ１２０、レオドールＴＷ−Ｏ１０６Ｖ、レオドールＭＯ−６０（いずれも、花王製）等が挙げられる。
含フッ素非イオン性界面活性剤としては、例えば、メガファック（登録商標）Ｆ−４１０、Ｆ−４４４、Ｆ−４７７、Ｆ−５５３（以上、ＤＩＣ社製）、ＬＥ−６０４，ＬＥ−６０５（以上、共栄社化学社製）、ポリフォックスシリーズのＰＦ−６３６、ＰＦ−６３２０、ＰＦ−６５６、ＰＦ−６５２０（以上、オムノバ社製）等が挙げられる。
含ケイ素非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリフローＫＬ-４０１、ポリフローＫＬ-４０４（以上、共栄社化学社製）、ＢＹＫ−３０７、ＢＹＫ−３３３、ＢＹＫ−３７８（以上、ビックケミー社製）等が挙げられる。
【０１４６】
水溶性非イオン性界面活性剤の含有量は、多孔質ポリイミドフィルムを形成したときの表面開孔率が向上する点で、樹脂粒子の固形分に対して、０．１質量％以上５．０質量％以下（好ましくは、０．１質量％以上４．５質量％以下）の範囲であることがよい。
なお、水溶性非イオン性界面活性剤の含有量が、５．０質量％以下の範囲であれば、多孔質膜の開孔率が高まり、多孔質ポリイミドフィルム表面の欠落部（ボイド）の発生も抑制され易くなる。また、多孔質膜の製膜性が良好になる傾向がある。多すぎると原因は不明であるが、欠陥を逆に生じやすくなる場合がある。
本明細書中において、ボイドとは、多孔質ポリイミドフィルム表面に平均空孔径の３倍以上の大きさの欠落部のことを表す。
【０１４７】
〔その他の添加剤〕
本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法において、ポリイミド前駆体溶液には、イミド化反応促進のための触媒や、製膜品質向上のためのレベリング材などを含んでもよい。
イミド化反応促進のための触媒には、酸無水物など脱水剤、フェノール誘導体、スルホン酸誘導体、安息香酸誘導体などの酸触媒などを使用してもよい。
【０１４８】
また、ポリイミド前駆体溶液には、多孔質ポリイミドフィルムの使用目的に応じて、例えば、導電性付与のために添加される導電材料（導電性（例えば、体積抵抗率１０７Ω・ｃｍ未満）もしくは半導電性（例えば、体積抵抗率１０７Ω・ｃｍ以上１０１３Ω・ｃｍ以下））を含有していてもよい。
導電剤としては、例えば、カーボンブラック（例えばｐＨ５．０以下の酸性カーボンブラック）；金属（例えばアルミニウムやニッケル等）；金属酸化物（例えば酸化イットリウム、酸化錫等）；イオン導電性物質（例えばチタン酸カリウム、ＬｉＣｌ等）；等が挙げられる。これら導電材料は、１種単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【０１４９】
また、ポリイミド前駆体溶液には、多孔質ポリイミドフィルムの使用目的に応じて、機械強度向上のため添加される無機粒子を含有していてもよい。無機粒子としては、シリカ粉、アルミナ粉、硫酸バリウム粉、酸化チタン粉、マイカ、タルクなどの粒子状材料が挙げられる。また、リチウムイオン電池の電極として用いられるＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏなどを含んでもよい。
【０１５０】
−ポリイミド前駆体溶液の製造方法−
ポリイミド前駆体溶液の製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、以下に示す製造方法が挙げられる。
【０１５１】
一例としては、水性溶剤中で、有機アミン化合物の存在下、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合して樹脂（ポリイミド前駆体）を生成してポリイミド前駆体溶液を得る方法が挙げられる。
この方法によれば、水性溶剤を適用するため、生産性も高く、ポリイミド前駆体溶液が１段階で製造される点で工程の簡略化の点で有利である。
【０１５２】
他の例としては、非プロトン性極性溶剤等（例えば、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等）の有機溶剤中で、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合して樹脂（ポリイミド前駆体）を生成した後、水や、アルコール等の水性溶剤に投入して樹脂（ポリイミド前駆体）を析出させる。その後、水性溶剤に、ポリイミド前駆体と有機アミン化合物とを溶解させポリイミド前駆体溶液を得る方法が挙げられる。
【０１５３】
〔多孔質ポリイミドフィルム〕
次に、本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液、及び本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムの製造方法によって得られた多孔質ポリイミドフィルムにて説明する。
【０１５４】
多孔質ポリイミドフィルムは、有機アミン化合物、及びポリイミド樹脂以外の樹脂を含有し、かつ、非プロトン性極性溶剤を実質的に含有しないものが好ましい。
【０１５５】
有機アミン化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、亀裂発生の抑制、空孔形状の制御等の点で、多孔質ポリイミドフィルムの全体に対し、０．００１質量％以上であることがよい。この範囲で含有していると、多孔質ポリイミドフィルムの亀裂の発生が抑制され易くなる。同様の点で、有機アミン化合物の含有量の下限は、０．００３質量％以上であることが好ましく、０．００５質量％以上であることがより好ましい。また、有機アミン化合物の含有量の上限は特に限定されるものではないが、１．０質量％以下であることが好ましく、０．９質量％以下であることがより好ましい。
なお、多孔質ポリイミドフィルムに含有する有機アミン化合物の量は、例えば、前述の多孔質ポリイミドフィルムの製造工程の第１工程における有機アミン化合物の使用量、第２工程における加熱温度の温度などによって制御し得る。
【０１５６】
ポリイミド樹脂以外の樹脂の含有量としては、亀裂発生の抑制、空孔形状の制御等の点で、多孔質ポリイミドフィルムの全体に対し、０．００５質量％以上１質量％以下であることが好ましい。同様の点で、ポリイミド樹脂以外の樹脂の含有量の下限は、０．００８質量％以上であることがより好ましく、０．０１質量％以上であることがさらに好ましい。また、ポリイミド樹脂以外の樹脂の含有量の上限は１．０質量％以下であることがより好ましく、０．９質量％以下であることがさらに好ましい。
なお、多孔質ポリイミドフィルムに含有するポリイミド樹脂以外の樹脂の量は、例えば、前述の多孔質ポリイミドフィルムの製造工程の第１工程における樹脂粒子の使用量、第２工程における樹脂粒子の除去する処理の条件などによって制御し得る。
【０１５７】
多孔質ポリイミドフィルムに含有するポリイミド樹脂以外の樹脂の存在状態は、特に限定されない。例えば、多孔質ポリイミドフィルムの内部、多孔質ポリイミドフィルムの表面（多孔質ポリイミドフィルムの空孔の表面を含む）の少なくとも一方に存在していればよい。
【０１５８】
非プロトン性極性溶剤は実質的に含有しない。前述のように、実質的に含有しないとは、非プロトン性極性溶剤の含有量が０．００１質量％以下であることを意味するが、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析（ＧＣ−ＭＳ）による分析で検出されないことがより好ましい。
非プロトン性極性溶剤の含有量は、多孔質ポリイミドフィルムを製造する過程で、非プロトン性極性溶剤を使用した場合でも、その使用量と、第２工程における加熱温度の温度などによって制御し得る。ただし、非プロトン性極性溶剤は、使用しないことが好ましい。
【０１５９】
−有機アミン化合物、ポリイミド以外の樹脂、水溶性非イオン性界面活性剤のフッ素原子およびケイ素原子、及び非プロトン性極性溶剤の確認−
多孔質ポリイミドフィルム中の有機アミン化合物、非プロトン性極性溶剤、及びポリイミド以外の樹脂、水溶性非イオン性界面活性剤のフッ素原子およびケイ素原子の存在およびその含有量は、例えば、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析（ＧＣ−ＭＳ）によって検出される成分を分析および定量することで測定することができる。具体的には、以下のように測定する。
多孔質ポリイミドフィルム中の含有成分を、落下型の熱分解装置（フロンティアラボ社製：ＰＹ−２０２０Ｄ）を設置したガスクロマトグラフ質量分析計（島津社製ＧＣＭＳ  ＱＰ−２０１０）により分析する。有機アミン化合物、および、非プロトン性極性溶剤は、多孔質ポリイミドフィルムの０．４０ｍｇを精確に秤量し、熱分解温度４００℃で測定する。  ポリイミド以外の樹脂の成分については、多孔質ポリイミドフィルム０．２０ｍｇを精確に秤量し、熱分解温度６００℃で測定する。ポリイミド以外の樹脂については、熱分解温度４００℃と熱分解温度６００℃のクロマトグラムを比較し、例えば、ポリスチレンの解重合によるスチレンモノマーが熱分解温度４００℃よりも熱分解温度６００℃で多く検出されることでポリマー由来であることを確認できる。界面活性剤成分の定量化は困難であるため、フッ素化合物由来、ケイ素化合物由来のピークの検出有無のみを定性分析した。
熱分解装置：フロンティアラボ社製：ＰＹ−２０２０Ｄ
ガスクロマトグラフ質量分析計：島津社製ＧＣＭＳ  ＱＰ−２０１０
熱分解温度：４００℃、６００℃
ガスクロマト導入温度：２８０℃
Ｉｎｊｅｃｔ方法：スプリット比１：５０
カラム：フロンティアラボ社製：Ｕｌｔｒａ  ＡＬＬＯＹ−５，０．２５μｍ、０．２５μｍ  ＩＤ、３０ｍ
ガスクロマト温度プログラム：４０℃→２０℃／ｍｉｎ→２８０℃・１０ｍｉｎ保持
マスレンジ：ＥＩ、ｍ/ｚ＝２９−６００（ポリイミド樹脂以外の樹脂の含有量）
【０１６０】
−多孔質ポリイミドフィルムの特性−
多孔質ポリイミドフィルムは、球状に近い形状の空孔が連結したものを有する。本明細書中において、空孔の形状が「球状に近い」とは、球状、及びほぼ球状の両者の形状を包含するものである。具体的には、長径と短径の比（長径／短径）が１以上２以下である空孔の割合が５０％以上存在することを意味する。この空孔の存在割合が多いほど、球状の空孔の割合が増加する。長径と短径の比（長径／短径）が１以上２以下である空孔は、５０％以上１００％以下であることが好ましく、５５％以上１００％以下であることがさらに好ましい。また、長径と短径の比が１に近づくほど真球状に近くなる。球状に近い形状の空孔が連結したものであるため、連結部分は壁をなしている部分からの外挿で形状を推定する。
また、多孔質ポリイミドフィルムを、例えば、リチウムイオン電池の電池セパレータに適用した場合に、イオン流の乱れの発生が抑制されるため、リチウムデンドライトの形成が抑制されやすくなる。また、フィルターとして用いた場合、ろ過の精度（例えば、ろ液中に含まれる物質の大きさの均一性）が高まる。
【０１６１】
多孔質ポリイミドフィルムは、特に限定されないが、空孔率が３０％以上であることがよい。また、空孔率が４０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。空孔率の上限は、特に限定されないが、９０％以下の範囲であることがよい。
【０１６２】
また、空孔は、空孔どうしが互いに連結されて連なった形状であることが好ましい（図１参照）。空孔どうしが互いに連結されている部分の空孔径は、例えば、空孔径の最大径の１／１００以上１／２以下であることがよく、１／５０以上１／３以下であることが好ましく、１／２０以上１／４以下であることがより好ましい。具体的には、空孔どうしが互いに連結されて連なっている部分の空孔径の平均値は、５ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であることがよい。
【０１６３】
空孔径の平均値としては、特に限定されないが、０．１μｍ以上０．５μｍ以下の範囲であることがよく、０．２５μｍ以上０．５μｍ以下の範囲が好ましく、０．２５μｍ以上０．４５μｍ以下の範囲であることがより好ましい。
【０１６４】
多孔質ポリイミドフィルムは、空孔の最大径と最小径の比率（空孔径の最大値と最小値の比率）が１以上２以下である。好ましくは１以上１．９以下、より好ましくは１以上１．８以下である。この範囲の中でも、１に近いほうがさらに好ましい。この範囲にあることで、空孔径のバラつきが抑制される。また、本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムを、例えば、リチウムイオン電池の電池セパレータに適用した場合に、イオン流の乱れの発生が抑制されるため、リチウムデンドライトの形成が抑制されやすくなる。
なお、「空孔の最大径と最小径の比率」とは、空孔の最大径を最小径で除した値（つまり、空孔径の最大値／最小値）で表される比率である。
【０１６５】
空孔径の最大値、最小値、平均値、空孔どうしが互いに連結されている部分の空孔径の平均値、及び、空孔の長径と短径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察及び計測される値である。具体的には、まず、多孔質ポリイミドフィルムを切り出し、測定用試料を準備する。そして、この測定用試料をキーエンス（ＫＥＹＥＮＣＥ）社製のＶＥ  ＳＥＭにより、標準装備されている画像処理ソフトにて観察及び計測を実施する。観察及び計測は、測定用試料断面のうち、空孔部分のそれぞれについて１００個行い、それぞれの平均値と最小径、最大径、算術平均径を求める。空孔の形状が円形でない場合には、最も長い部分を径とする。また、上記の空孔部分のそれぞれについて、長径及び短径をキーエンス（ＫＥＹＥＮＣＥ）社製のＶＥ  ＳＥＭにより、標準装備されている画像処理ソフトにて観察及び計測を行い、長径／短径の比を算出する。
フィルム表面の開孔率は、ＳＥＭにて５視野を観測し、同様に画像処理ソフトにて解析し、５視野の最大開孔率、最少開孔率、平均開孔率にて評価する。
【０１６６】
多孔質ポリイミドフィルムの膜厚は、特に限定されるものでないが、１５μｍ以上５００μｍ以下であることがよい。
【０１６７】
−多孔質ポリイミドフィルムの適用−
多孔質ポリイミドフィルムは単層の構造としてもよく、２層以上の多層の構造としてもよい。本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムの製造方法で得られる多孔質ポリイミドフィルムを少なくとも１層含んでいれば、特に限定されるものではなく、目的に応じた層構造とすればよい。例えば、多孔質ポリイミドフィルムを多孔質材料（例えば、ポリオレフィン多孔膜および不織布の少なくとも一方など）と積層した構造の多孔質フィルムとしてもよい。
【０１６８】
本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムを積層構造にするために積層方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤により積層する方法など公知の積層方法が挙げられる。
【０１６９】
（多孔質ポリイミドフィルムの用途）
本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムが適用される用途としては、例えば、リチウム電池等の電池セパレータ；電解コンデンサー用のセパレータ；燃料電池等の電解質膜；電池電極材；気体又は液体の分離膜；低誘電率材料；各種フィルター；等が挙げられる。
【０１７０】
本実施形態に係る多孔質ポリイミドフィルムを、例えば、電池セパレータに適用した場合には、リチウムイオンのイオン流分布のバラつきが抑制される等の作用により、リチウムデンドライトの生成が抑制されると考えられる。これは、本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムに含まれる多孔質ポリイミドフィルムの空孔の形状、空孔径、存在分布のバラつきが抑制されているためと推測される。
また、例えば、電池電極材に適用した場合には、電解液に接触する機会が増加するため、電池の容量が増えると考えられる。これは、多孔質ポリイミドフィルムに含有させた電極用のカーボンブラック等の材料が、多孔質ポリイミドフィルムの空孔径の表面や、フィルムの表面に露出する量が増加するためと推測される。
さらに、例えば、多孔質ポリイミドフィルムの空孔内に、例えば、いわゆるイオン性液体をゲル化したイオン性ゲルを充填して電解質膜として適用することも可能である。本実施形態の多孔質ポリイミドフィルムの製造方法により、工程が簡略化されるため、より低コストの電解質膜が得られると考えられる。
【実施例】
【０１７１】
以下に実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「％」はすべて質量基準である。
【０１７２】
［樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液（Ｗ−１）の作製］
攪拌棒、温度計、滴下ロートを取り付けたフラスコに、水：１８００ｇを充填した。ここに、ｐ−フェニレンジアミン（分子量１０８．１４）：２７．２８ｇ（２５２．２７ミリモル）と、Ｎ−メチルモルホリン（有機アミン化合物）：５０．００ｇ（４９４．３２ミリモル）とを添加し、２０℃で１０分間攪拌して分散させた。更に、この溶液に３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（分子量２９４．２２）：７２．７２ｇ（２４７．１６ミリモル）を添加し、反応温度５０℃に保持しながら、２４時間攪拌して溶解、反応を行い、ポリイミド前駆体「水」溶液を得た。
このポリイミド前駆体「水」溶液１００ｇに、平均粒径０．１μｍの非架橋ポリメタクリル酸メチル・スチレン共重合体（ＦＳ−１０２Ｅ：日本ペイント社製）を１０部加えてディゾルバーにより、１，５００回転で３０分間攪拌し、樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液（Ｗ−１）を得た。樹脂粒子の分散状態をベックマン社製コールターカウンターＬＳ１３にて測定したところ、体積平均径、０．５２μｍで、０．１μｍと１．０５μｍの２つのピークが見られた。
【０１７３】
［樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液（Ｗ−２）の作製］
メタクリル酸メチル７１．２ｇ、ドデシル硫酸ナトリウム０．２１ｇ、イオン交換水１００質量部を混合し、ディゾルバーにより、１，５００回転で３０分間攪拌、乳化を行い、モノマー乳化液を作成した。続いて、イオン交換水４８０ｇを反応容器に投入し、窒素気流下、７５℃に加熱した後、モノマー乳化液のうち１２ｇを添加した後に、過硫酸アンモニウム１ｇをイオン交換水２０ｇに溶解させた重合開始剤溶液を１０分かけて滴下した。滴下後５０分間反応させた後に、残りのモノマー乳化液を２２０分かけて滴下し、さらに１８０分間反応させたアクリル樹脂粒子分散液として、樹脂粒子分散液（１）を得た。この樹脂粒子は、平均粒径は３００ｎｍであった。
この樹脂粒子分散液（１）を５０℃に冷却したのち、ｐ−フェニレンジアミン（分子量１０８．１４）：８．１ｇ（７０ミリモル）と、Ｎ−メチルモルホリン（有機アミン化合物）：２３．３ｇ（２３ミリモル）とを添加し、５０℃で１０分間攪拌して分散させた。更に、この溶液に３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（分子量２９４．２２）：２２．６ｇ（８０ミリモル）を添加し、５０℃で１０時間反応させ、樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液（Ｗ−２）を得た。
樹脂粒子の分散状態を、後述の各例におけるポリイミド前駆体溶液中の樹脂粒子の分散状態の評価と同様の測定方法により、ベックマン社製コールターカウンターＬＳ１３にて測定した。その結果、樹脂粒子の体積平均径は１．５８μｍであり、０．３１μｍと２．１０μｍの２つの極大値（ピーク）が見られた。
【０１７４】
＜実施例１＞
樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液（Ｗ−１）１０ｇに、含フッ素非イオン性界面活性剤、メガファック（登録商標）Ｆ−４１０を０．０１ｇ加え、ディゾルバーにより、１，５００回転で３０分間攪拌して、実施例１の樹脂粒子が分散したポリイミド前駆体溶液を得た。この溶液を減圧脱泡を行い、ガラス板上に塗布し、８０℃で１時間乾燥した。その後、４００℃まで１時間かけて加熱し、１時間保持した後冷却し、ガラス板から剥離して膜厚２０μｍの多孔質ポリイミドフィルム（ＰＩＦ−１）を作製した。
【０１７５】
＜実施例２＞
樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液水溶液（Ｗ−１）１０ｇに、含フッ素非イオン性界面活性剤、メガファック（登録商標）Ｆ−４１０を０．０２ｇ加えた以外は実施例１と同様にして膜厚２０μｍの多孔質ポリイミドフィルム（ＰＩＦ−２）を作製した。
【０１７６】
＜実施例３＞
樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液水溶液（Ｗ−１）１０ｇに、含フッ素非イオン性界面活性剤、メガファック（登録商標）Ｆ−４１０を０．０４ｇ加えた以外は実施例１と同様にして膜厚２０μｍの多孔質ポリイミドフィルム（ＰＩＦ−３）を作製した。
【０１７７】
＜比較例１＞
含フッ素非イオン性界面活性剤、メガファック（登録商標）Ｆ−４１０を加えなかった以外は実施例１と同様にして膜厚２０μｍの多孔質ポリイミドフィルム（ＲＰＩＦ−１）を作製した。
【０１７８】
＜実施例１１＞
含フッ素非イオン性界面活性剤、メガファック（登録商標）Ｆ−４１０を０．０６ｇ加えた以外は実施例１と同様にして膜厚２０μｍの多孔質ポリイミドフィルム（ＰＩＦ−１１）を作製した。
【０１７９】
＜実施例４＞
樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液水溶液（Ｗ−２）１０ｇに、含ケイ素非イオン性界面活性剤、ポリフローＫＬ-４０１を０．０１ｇ加え、ディゾルバーにより、１，５００回転で３０分間攪拌して、実施例４の樹脂粒子が分散したポリイミド前駆体溶液を得た。この溶液を減圧脱泡を行い、ガラス板上に塗布し、８０℃で１時間乾燥した。その後、４００℃まで１時間かけて加熱し、１時間保持した後冷却し、ガラス板から剥離して膜厚２０μｍの多孔質ポリイミドフィルム（ＰＩＦ−４）を作製した。
【０１８０】
＜実施例５＞
樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液水溶液（Ｗ−１）１０ｇに、含ケイ素非イオン性界面活性剤、ポリフローＫＬ-４０１を０．０２ｇ加えた以外は実施例４と同様にして膜厚２０μｍの多孔質ポリイミドフィルム（ＰＩＦ−５）を作製した。
【０１８１】
＜実施例６＞
樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液水溶液（Ｗ−１）１０ｇに、含ケイ素非イオン性界面活性剤、ポリフローＫＬ-４０１を０．０４ｇ加えた以外は実施例４と同様にして膜厚２０μｍの多孔質ポリイミドフィルム（ＰＩＦ−６）を作製した。
【０１８２】
＜比較例２＞
含ケイ素非イオン性界面活性剤、ポリフローＫＬ-４０１を加えなかった以外は実施例４と同様にして膜厚２０μｍの多孔質ポリイミドフィルム（ＲＰＩＦ−２）を作製した。
【０１８３】
＜実施例１２＞
含ケイ素非イオン性界面活性剤、ポリフローＫＬ-４０１を０．０６ｇ加えた以外は実施例４と同様にして、膜厚２０μｍの多孔質ポリイミドフィルム（ＰＩＦ−１２）を作製した。
【０１８４】
＜実施例７〜１０＞
水溶性非イオン性界面活性剤として、エマルゲン１０３、エマゾールＯ−１０Ｖ、ＰＦ−６５２０、及びＢＹＫ−３０７を用いた以外は実施例５と同様にして、多孔質ポリイミドフィルムＰＩＦ−７〜ＰＩＦ−１０を作製した。
【０１８５】
＜実施例１３、１４＞
実施例１、及び、実施例４に、さらに水に対して５質量％となるようにＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）を加え、同様にＰＩＦ−１３、ＰＩＦ−１４を作製した。
【０１８６】
［樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液（Ｗ−３）の作製］
メタクリル酸メチル７１．２ｇ、ドデシル硫酸ナトリウム０．１０ｇ、イオン交換水１００質量部を混合し、ディゾルバーにより、１，５００回転で３０分間攪拌、乳化を行い、モノマー乳化液を作成した。続いて、イオン交換水４８０ｇを反応容器に投入し、窒素気流下、７５℃に加熱した後、モノマー乳化液のうち１２ｇを添加した後に、過硫酸アンモニウム１ｇをイオン交換水２０ｇに溶解させた重合開始剤溶液を１０分かけて滴下した。滴下後５０分間反応させた後に、残りのモノマー乳化液を２２０分かけて滴下し、さらに１８０分間反応させたアクリル樹脂粒子分散液として、樹脂粒子分散液（１）を得た。この樹脂粒子は、平均粒径は４４０ｎｍであった。
この樹脂粒子分散液（１）を５０℃に冷却したのち、ｐ−フェニレンジアミン（分子量１０８．１４）：８．１ｇ（７０ミリモル）と、Ｎ−メチルモルホリン（有機アミン化合物）：２３．３ｇ（２３ミリモル）とを添加し、５０℃で１０分間攪拌して分散させた。更に、この溶液に３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（分子量２９４．２２）：２２．６ｇ（８０ミリモル）を添加し、５０℃で１０時間反応させ、樹脂粒子分散ポリイミド前駆体溶液（Ｗ−３）を得た。
樹脂粒子の分散状態を、後述の各例におけるポリイミド前駆体溶液中の樹脂粒子の分散状態の評価と同様の測定方法により、ベックマン社製コールターカウンターＬＳ１３にて測定した。その結果、樹脂粒子の体積平均径は１．８２μｍであり、０．４４μｍと２．５０μｍの２つの極大値（ピーク）が見られた。
【０１８７】
＜実施例１５＞
粒子分散ポリイミド前駆体溶液（Ｗ−３）を用いた以外は、実施例１と同様にしてＰＩＦ−１５を作製した。
【０１８８】
＜評価＞
（ポリイミド前駆体溶液中の樹脂粒子の分散状態の評価）
各例で得られたポリイミド前駆体溶液中の樹脂粒子の分散状態について、ベックマン・コールター社製、コールターカウンターＬＳ１３にて測定した。測定するに当たり、各例で得られたポリイミド前駆体を水で希釈して用いた。ポリイミド前駆体溶液中の樹脂粒子の体積平均粒径は、測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲（チャンネル）に対して、小径側から体積累積分布を描いて、累積５０％となる粒径を体積平均粒径とした。また、粒度分布のうち、極大値（ピーク）となる粒子径を測定した。結果を表１に示す。
【０１８９】
（表面開孔率の評価）
各例で得られた多孔質ポリイミドフィルムについて、既述のＳＥＭにて５視野確認し、最大開孔率、最少開孔率、平均開孔率、ボイド数を求めた。結果を表２に示す。
【０１９０】
（空孔径の分布の評価）
各例で得られた多孔質ポリイミドフィルムについて、空孔径の分布の評価（長径と短径との比率）を行った。具体的には、既述の方法で評価を行った。結果を表２に示す。
【０１９１】
（欠落部（ボイド）の評価）
各例で得られた多孔質ポリイミドフィルムについて、ボイドの評価を行った。既述のＳＥＭで５視野を観察し、多孔質ポリイミドフィルム表面に、平均空孔径の３倍以上の大きさの欠落部をボイドとし、以下の評価基準で評価した。結果を表２に示す。
【０１９２】
−評価基準−
Ａ：ボイドなし
Ｂ：１視野以上３視野以下
Ｃ：４視野以上
【０１９３】
（有機アミン化合物、ポリイミド以外の樹脂、及びＦ，Ｓｉ化合物の分析）
既述の方法により、ＧＣ−ＭＳを用いて各成分の含有量、有無を測定した。結果を表２に示す。
【０１９４】
【表１】
2018138644.tif 000004
【０１９５】
【表２】
2018138644.tif 000005
【０１９６】
上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、表面開孔率の評価結果が良好であることがわかる。
【０１９７】
表１および表２中の略号は以下のとおりである。
・「ＰＭＭＡ／Ｓｔ」：非架橋ポリメタクリル酸メチル・スチレン共重合体
・「ＰＭＭＡ」：非架橋ポリメタクリル酸メチル重合体
・「ＰＩ」：ポリイミド
【符号の説明】
【０１９８】
３  基板、４  剥離層、７  空孔、６２  多孔質ポリイミドフィルム
【図１】
2018138644.tif 000006