JP2002114894A - 芳香族液晶ポリエステル溶液組成物およびフィルムの製造方法 - Google Patents
芳香族液晶ポリエステル溶液組成物およびフィルムの製造方法Info
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Abstract
エステル溶液組成物、該組成物を用いてなる異方性の少
ないフィルム、およびその製造方法を提供する。 【解決手段】〔1〕溶媒100重量部と、芳香族液晶ポ
リエステル0.5〜100重量部とを含有する芳香族液
晶ポリエステル溶液組成物であって、該溶媒が式(I)
で表される塩素置換フェノール化合物を含有する芳香族
液晶ポリエステル溶液組成物。 (I)(式中、Aは、ハロゲン原子等を、iは0〜4を示
す)〔2〕上記〔1〕の芳香族液晶ポリエステル溶液組
成物から溶媒を除去して得られる芳香族液晶ポリエステ
ルフィルム。〔3〕上記〔1〕の芳香族液晶ポリエステ
ル溶液組成物を支持基板上に流延し、該溶液組成物から
溶媒を除去する芳香族液晶ポリエステルフィルムの製造
方法。
Description
ステル溶液組成物、芳香族液晶ポリエステルフィルムお
よびその製造方法に関する
波特性、低吸湿性を示すことから、エレクトロニクス基
板材料としての応用に期待が集まりつつある。従来提案
されている押し出し成形による芳香族液晶ポリエステル
から得られる芳香族液晶ポリエステルフィルムは概し
て、液晶ポリエステルが押し出し方向に著しく配向する
特性があるため、縦方向(流れ方向)の力学的物性に比
べて、横方向のそれが弱い、すなわち異方性が大きいと
いう欠点があった。異方性の小さい芳香族液晶ポリエス
テルのフィルムを得る方法として、溶媒に芳香族液晶ポ
リエステルを溶解させて溶液組成物を調製し、該溶液組
成物を流延し、流延物から溶媒を蒸発させて芳香族液晶
ポリエステルのフィルムを得る方法が知られている。芳
香族液晶ポリエステルを実質的に溶解できる溶媒が少な
く、溶媒としては、トリフルオロ酢酸(特開昭62―6
4832号公報)、テトラフルオロフェノール等(特開
平8―281817号公報)に限られていた。
溶媒は、腐食性が強い等のため取り扱いが必ずしも容易
でないという問題点があった。本発明の目的は、取り扱
いが容易な溶媒を用いた芳香族液晶ポリエステル溶液組
成物、該組成物を用いてなる異方性の少ないフィルム、
およびその製造方法を提供することにある。
点を解決するために鋭意検討した結果、特定の塩素置換
フェノール化合物を含有する溶媒に特定量の芳香族液晶
ポリエステルを溶解させることができ、該溶液を流延し
た後、溶媒を除去させることにより、上記目的を達成で
きることを見出し本発明に至った。
と、芳香族液晶ポリエステル0.5〜100重量部とを
含有する芳香族液晶ポリエステル溶液組成物であって、
該溶媒が下記一般式(I)で表される塩素置換フェノー
ル化合物を含有する芳香族液晶ポリエステル溶液組成物
に係るものである。 (I)(式中、Aは、アルキル基、ハロゲン原子またはハ
ロゲン化アルキル基を、iは0〜4の整数値を示す。i
が2以上の場合、複数あるAは同一でも異なっていても
よい。) また本発明は、〔2〕上記〔1〕の芳香族液晶ポリエス
テル溶液組成物から溶媒を除去して得られる芳香族液晶
ポリエステルフィルムに係るものである。さらに本発明
は、〔3〕上記〔1〕の芳香族液晶ポリエステル溶液組
成物を支持基板上に流延し、該溶液組成物から溶媒を除
去する芳香族液晶ポリエステルフィルムの製造方法に係
るものである。ここで本明細書において用いられる用語
の「フィルム」は、シート状の極薄のフィルムから肉厚の
フィルムを含有するもので、シート状のみならず、瓶状
の容器形態などを含有するものである。
液晶ポリエステルは、サーモトロピック液晶ポリマーと
呼ばれるポリエステルであり、例えば、芳香族ジカルボ
ン酸と芳香族ジオールと芳香族ヒドロキシカルボン酸と
の組み合わせからなるもの、異種の芳香族ヒドロキシカ
ルボン酸からなるもの、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジ
オールとの組み合わせからなるもの、ポリエチレンテレ
フタレートなどのポリエステルに芳香族ヒドロキシカル
ボン酸を反応させたもの、等が挙げられ、400℃以下
の温度で異方性溶融体を形成するものである。なお合成
原料としては、これらの芳香族ジカルボン酸、芳香族ジ
オール及び芳香族ヒドロキシカルボン酸の代わりに、そ
れらのエステル形成性誘導体が使用されることもある。
例えばカルボキシル基が酸塩化物、酸無水物などの反応
活性が高くポリエステルを生成する反応を促進するよう
な誘導体となっているもの、カルボキシル基がアルコー
ル類やエチレングリコール等のエステルであって、エス
テル交換反応によりポリエステルを生成するような誘導
体となっているものが挙げられる。またフェノール性水
酸基のエステル形成性誘導体としては、例えばフェノー
ル性水酸基がカルボン酸類とのエステルであって、エス
テル交換反応によりポリエステルを生成するような誘導
体となっているものが挙げられる。
よび芳香族ヒドロキシカルボン酸は、エステル形成性を
阻害しない限りにおいて、ハロゲン原子、アルキル基、
アリール基などで置換されていてもよい。
り返し構造単位としては、下記のものを例示することが
できるが、これらに限定されるものではない。
し構造単位:
位:
芳香族ジカルボン酸に由来する構造単位、芳香族ジオー
ルに由来する構造単位は、芳香環上にハロゲン原子、ア
ルキル基、アリール基等の置換基を有していてもよい。
ここに、アルキル基としては炭素数1〜10のアルキル
基が好ましく、アリール基としては炭素数6〜20のア
リール基が好ましい。
リエステルは、前記A1式で表される繰り返し構造単位
を少なくとも30モル%含むものが好ましい。具体的に
は繰り返し構造単位の組み合わせが下式(a)〜(f)
のものが好ましい。 (a):(A1)、(B2)または(B1)と(B2)の混
合物、(C3) (b):(a)の構造単位の組み合わせのものにおい
て、(C3)の一部または全部を(C1)に置き換えたも
の (c):(a)の構造単位の組み合わせのものにおい
て、(C3)の一部または全部を(C2)に置き換えたも
の (d):(a)の構造単位の組み合わせのものにおい
て、(C3)の一部または全部を(C4)に置き換えたも
の (e):(a)の構造単位の組み合わせのものにおい
て、(C3)の一部または全部を(C4)と(C5)の混
合物に置き換えたもの (f):(a)の構造単位の組み合わせのものにおい
て、(A1)の一部を(A2)に置き換えたもの
としては、液晶性発現の点で、p―ヒドロキシ安息香酸
に由来する繰り返し構造単位(A1)30〜80mol%、
ヒドロキノン、レゾルシノール、4,4’―ジヒドロキ
シビフェニル、ビスフェノールAおよびビスフェノール
Sからなる群から選ばれた一種または二種以上の化合物
に由来する繰り返し構造単位(順に、(C1),
(C2),(C3),(C4),(C5))10〜35mol
%、並びにテレフタル酸、イソフタル酸およびナフタレ
ンジカルボン酸からなる群から選ばれた一種または二種
以上の化合物に由来する繰り返し構造単位(順に、(B
1)、(B2)、(B3))10〜35mol%から実質的に
なることが好ましい。
びナフタレンジカルボン酸からなる群から選ばれた一種
または二種以上の化合物に由来する繰り返し構造単位の
合計モル数を1としたとき、イソフタル酸に由来する繰
り返し単位が0.5モル以上であることが、溶解性向上
の観点から好ましく、0.8モル以上であることがさらに
好ましい。
方法としては、公知の方法を採用することができる。例
えば、特公昭47−47870号公報、特公昭63−3
888号公報に記載の方法等が挙げられる。
用いる溶媒は、上記式(I)で表される塩素置換フェノ
ール化合物を溶媒の一成分として含むものである。該化
合物の量は、溶媒全体の量に対して通常10重量%〜1
00重量%である。該溶媒を用いると、常温または加熱
下に芳香族液晶ポリエステルを溶解することができる。
芳香族液晶ポリエステルを比較的低温で溶解できること
から、これら塩素置換フェノール化合物は、30重量%
以上が好ましく、50重量%以上がより好ましく、60
重量%以上がさらに好ましく、70重量%以上が特に好
ましい。溶媒として、該塩素置換フェノール化合物が実
質的に100重量%のものを用いることは、溶媒の他の
成分と混合する必要がなく、簡便である点で好ましい。
原子またはハロゲン化アルキル基を示す。 iは0以上
4以下の整数値を示す。iが2以上の場合、複数あるA
は同一でも異なっていてもよいが、同一であることが好
ましい。
原子、臭素原子、よう素原子があげられる。溶解性の点
からは、フッ素原子、塩素原子が好ましく、さらに塩素
原子がコストと溶解性のバランスの点から好ましい。ハ
ロゲン原子が塩素原子のものとしては、例えば、4−ク
ロルフェノール、2、4−ジクロルフェノール、3、4
−ジクロルフェノール、2,4,5−トリクロルフェノ
ール、2,4,6−トリクロルフェノール、ペンタクロ
ルフェノールが挙げられる。ハロゲン原子がフッ素原子
のものとしては、例えば、4−クロル−2−フルオロフ
ェノール、4−クロル−3−フルオロフェノールなどが
あげられる。ハロゲン原子が臭素原子のものとしては、
例えば、4−クロル−2−ブロモフェノールなどが挙げ
られ、ヨウ素原子のものとしては、例えば、4−クロル
−2−ヨードフェノールが挙げられる。
4程度であり、例えばメチル基、エチル基、n―プロピ
ル基、i-プロピル基、n―ブチル基、i-プロピル基、t
―ブチル基が挙げられる。アルキル基が置換したものと
しては、例えば、4-クロル―m―クレゾール、4−クロ
ル−o−クレゾール等が挙げられる。
素原子が一つ以上のハロゲン原子で置換された基であ
り、該アルキル基は炭素数は、通常1〜4程度であり、
例えばメチル基、エチル基、n―プロピル基、i-プロピ
ル基、n―ブチル基、i-プロピル基、t―ブチル基が挙
げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原
子、臭素原子、よう素原子があげられる。ハロゲン化ア
ルキル基としては例えば、トリハロゲン化メチル基 ジ
ハロゲン化メチル基、モノハロゲン化メチル基、ハロゲ
ン化エチル基等が挙げられ中でもトリハロゲン化メチル
基が好ましく、トリフルオロメチル基が、入手性の観点
から好ましい。トリフルオロメチル基で置換されたもの
としては、例えば、4−クロル−2−トリフルオロメチ
ルフェノール、4−クロル−2−ペンタフルオロエチル
フェノールがあげられる。
ゲン原子のうち2種以上が置換したもののとしては、例
えば、4−クロロ−3−フルオロ−2−メチルフェノー
ルが挙げられる。
てが塩素原子であるもの、即ち、式(I)のiが1以上で
Aが全て塩素原子であるもの;式(I)のiが0である
もの;が価格と入手性の点で好ましい。具体的には、4
−クロルフェノール、2、4−ジクロルフェノール、
3、4−ジクロルフェノール、2,4,5−トリクロル
フェノール、2,4,6−トリクロルフェノール、ペン
タクロルフェノールが挙げられ、4-クロロフェノール
が特に好ましい。
まれる成分としては、溶液の保存時または後述の流延時
に芳香族液晶ポリエステルを析出させるものでなければ
特に限定されないが、o−ジクロルベンゼン、クロロホ
ルム、塩化メチレン、テトラクロロエタン等の塩素化合
物が、溶解性を妨げない点から好ましい。
に対して、0.5〜100重量部である。0.5重量部
未満だと溶液粘度が低すぎて均一に塗工できないことが
ある。作業性あるいは経済性の観点から1〜50重量部
の範囲が好ましく、2〜10重量部の範囲がより好まし
い。
に応じてフィルターによってろ過し、該溶液中に含まれ
る微細な異物を除去した後、通常は、テフロン(登録商
標)、金属、ガラス等により成る好ましくは表面平坦か
つ均一な支持基板上に流延し、その後溶媒を除去した後
に、使用した場合には支持基板から剥離することによっ
て、フィルムを得ることができる。得られたフィルム
は、必要に応じて熱処理が行われる。溶媒の除去の方法
は特に限定されないが、溶媒の蒸発により行なうことが
好ましい。溶媒を蒸発させる方法としては、加熱、減
圧、通風などの方法が考えられる。中でも生産効率、取
り扱い性の点から加熱して蒸発することが好ましく、通
風しつつ加熱して蒸発することがさらに好ましい。
物または本発明で用いる芳香族液晶ポリエステルフィル
ムには、本発明の目的を損なわない範囲で、シリカ、水
酸化アルミニウム、炭酸カルシウムなどの無機フィラ
ー、硬化エポキシ樹脂、架橋ベンゾグアナミン樹脂、架
橋アクリルポリマーなどの有機フィラー、熱可塑性樹
脂、例えばポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレン
スルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、
ポリエーテルスルホン、ポリフェニルエーテル及びその
変性物、ポリエーテルイミド等や、熱硬化性樹脂、例え
ばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シ
アネート樹脂等、シランカップリング剤、酸化防止剤、
紫外線吸収剤などの各種添加剤を一種または二種以上を
添加することもできる。
用いて製造される芳香族液晶ポリエステルフィルムは、
高周波特性、低吸湿性などの優れた特性を生かして、近
年注目されているビルドアップ工法などにより得られ
る、半導体パッケージやマザーボード用の多層プリント
基板、フレキシブルプリント配線板、テープオートメー
テッドボンディング用フィルム、その他8ミリビデオテ
ープの基材、業務用デジタルビデオテープの基材、透明
導電性(ITO)フィルムの基材、偏光フィルムの基
材、各種調理食品用、電子レンジ加熱用の包装フィル
ム、電磁波シールド用フィルム、抗菌性フィルム、気体
分離用フィルム等に用いられる。
る。
還流冷却器を備えた反応器に、p―ヒドロキシ安息香酸
141g(1.02モル)、4,4’−ジヒドロキシ
ビフェニル 63.3g(0.34モル)、イソフタル
酸 56.5g(0.34モル)及び無水酢酸 191g
(1.87モル)、を仕込んだ。反応器内を十分に窒素
ガスで置換した後、窒素ガス気流下で15分かけて15
0℃まで昇温し、温度を保持して3時間還流させた。そ
の後、留出する副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去し
ながら170分かけて320℃まで昇温し、トルクの上
昇が認められる時点を反応終了とみなし、内容物を取り
出した。得られた固形分は室温まで冷却し、粗粉砕機で
粉砕後、窒素雰囲気下250℃で3時間保持し、固層で
重合反応を進めた。
を、100kg荷重下、250℃で10分間、島津製作所
(株)製フローテスタCFT−500を用いて圧縮成形
し、厚さ3mmの円盤状の試験片を得た。この試験片を
用いて、ヒューレットパッカード(株)製HP4291
A RFインピーダンス/マテリアルアナライザーによ
り、用いた芳香族液晶ポリエステル粉末の高周波(1G
HZ)での誘電率2.99及び誘電正接 0.012を
確認した。また東洋製作所製の恒温恒湿機ADVANT
EC AGX型を用いて85℃/85%RH・168時
間における吸水率を測定した結果、吸水率は0.1%以
下であることを確認した。
0.5gを4―クロロフェノール9.5gに加え、12
0℃に加熱した結果、完全に溶解し透明な溶液が得られ
ることを確認した。この溶液をガラス基板上に流延し、
通風オーブン中70℃で1時間溶媒を蒸発させた結果、
厚さ30μmの透明なフィルムを得ることができた。簡
易分子配向計(王子測定機器製 MOA−5012)に
より、配向パターンを測定した結果、縦方向(分子の流
れ方向)MDと、横方向TDの比が1であり、異方性が
ないことを確認した。
0.1gを4―クロロフェノール6g/1,1,2,2
−テトラクロロエタン4gの混合溶媒に加え、100℃
に加熱した結果、完全に溶解し透明な溶液が得られるこ
とを確認した。この溶液をガラス基板上に流延し、通風
オーブン中70℃で1時間溶媒を蒸発させた結果、厚さ
30μmの透明かつしなやかなフィルムを得ることがで
きた。簡易分子配向計(王子測定機器製 MOA−50
12)により、配向パターンを測定した結果、縦方向
(分子の流れ方向)MDと、横方向TDの比が1であ
り、異方性がないことを確認した。
0.5gをフェノール6g/1,1,2,2−テトラク
ロロエタン4gの混合溶媒に加え、100℃に加熱した
が、芳香族液晶ポリエステル粉末は全く溶解しなかっ
た。
0.5gを1,3,5−トリクロロベンゼン9.5gに
加え、120℃に加熱したが、芳香族液晶ポリエステル
粉末は全く溶解しなかった。
0.5gを2−クロルフェノール9.5gに加え、12
0℃に加熱したが、芳香族液晶ポリエステル粉末は全く
溶解しなかった。
0.5gを4−フルオロフェノール9.5gに加え、1
20℃に加熱したが、芳香族液晶ポリエステル粉末は全
く溶解しなかった。
用いてなる芳香族液晶ポリエステル溶液組成物を提供す
ることができる。本発明の芳香族液晶ポリエステル溶液
組成物から得られる芳香族液晶ポリエステルフィルム
は、異方性が少なく、かつ芳香族液晶ポリエステルに特
徴的な高周波特性、低吸湿性などに優れていることか
ら、半導体パッケージやマザーボード用の多層プリント
配線板などの電気・電子部品用途での、応用展開が期待
されるものである。
Claims (7)
- 【請求項1】溶媒100重量部と、芳香族液晶ポリエス
テル0.5〜100重量部とを含有する芳香族液晶ポリ
エステル溶液組成物であって、該溶媒が下記一般式
(I)で表される塩素置換フェノール化合物を含有する
ことを特徴とする芳香族液晶ポリエステル溶液組成物。 (I)(式中、Aは、アルキル基、ハロゲン原子またはハ
ロゲン化アルキル基を、iは0〜4の整数値を示す。i
が2以上の場合、複数あるAは同一でも異なっていても
よい。) - 【請求項2】式(I)のiが1以上でAが全て塩素原子で
あることを特徴とする請求項1記載の芳香族液晶ポリエ
ステル溶液組成物。 - 【請求項3】式(I)のiが0であることを特徴とする
請求項1記載の芳香族液晶ポリエステル溶液組成物。 - 【請求項4】芳香族液晶ポリエステルが、p―ヒドロキ
シ安息香酸に由来する繰り返し構造単位30〜80mol
%、ヒドロキノン、レゾルシノール、4,4’―ジヒド
ロキシビフェニル、ビスフェノールAおよびビスフェノ
ールSからなる群から選ばれた一種または二種以上の化
合物に由来する繰り返し構造単位10〜35mol%、並
びにテレフタル酸、イソフタル酸およびナフタレンジカ
ルボン酸からなる群から選ばれた一種または二種以上の
化合物に由来する繰り返し構造単位10〜35mol%か
ら実質的になることを特徴する請求項1〜3のいずれか
に記載の芳香族液晶ポリエステル溶液組成物。 - 【請求項5】テレフタル酸、イソフタル酸およびナフタ
レンジカルボン酸からなる群から選ばれた一種または二
種以上の化合物に由来する繰り返し構造単位の合計モル
数を1としたとき、イソフタル酸に由来する繰り返し単
位が0.5モル以上であることを特徴とする請求項4記
載の芳香族液晶ポリエステル溶液組成物。 - 【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載の芳香族液
晶ポリエステル溶液組成物から溶媒を除去して得られる
ことを特徴とする芳香族液晶ポリエステルフィルム。 - 【請求項7】請求項1〜5のいずれかに記載の芳香族液
晶ポリエステル溶液組成物を支持基板上に流延し、該溶
液組成物から溶媒を除去することを特徴とする芳香族液
晶ポリエステルフィルムの製造方法。
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