JP2008138191A - ポリアミド樹脂ワニス、その硬化物、および物品。 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のポリアミド樹脂ワニスは、下記式(1)
【化1】
(式中、m、nは平均値で、0.005≦n/(m+n)≦1を示し、また、m+nは2〜200の正数である。Ar1は2価の芳香族基、Ar2はフェノール性水酸基を有する二価の芳香族基、Ar3は二価の芳香族基を示す(ただし、2個の芳香環が炭素数1〜3のアルキレン基(フッ素原子で置換されている場合を含む)で結合されている場合を除く)。)で表される構造を有する、フェノール性水酸基含有芳香族ポリアミド樹脂、及び2種以上の有機溶剤を含有する。
【選択図】なし
Description
しかしながら、前記したような臭素を含有する化合物は、難燃性には優れているものの廃棄、焼却時に環境汚染の原因となる物質を発生させる可能性がある点が指摘されている。また難燃性助剤として使用されるアンチモン化合物も同様にその毒性が懸念されている。近年の環境保護意識の高まりからエポキシ樹脂組成物においてもハロゲンフリー、アンチモンフリーの要望が高まっている。また、フェノールノボラックを硬化剤として使用したエポキシ樹脂の硬化物は信頼性には優れているものの、その硬化物は剛直でフレキシビリティーに欠ける。近年の電気・電子部品の形態としては、従来の大型パッケージやガラス繊維を基材とした剛直な基板を用いた板状のものだけではなく、ポリイミドフィルム、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、または柔軟性を持つシート状樹脂基板成型物が開発されており、これらはいずれも金属箔または金属回路に接触した積層構造としてフレキシブルプリント配線板に利用されている。該積層体は通常、ポリイミドや銅箔などの基材上にワニスの状態でエポキシ樹脂組成物を塗布し、溶剤を除去し、次いで塗布されたエポキシ樹脂組成物を硬化させることにより製造される。この場合使用される組成物には十分なフレキシビリティーと、ポリイミドや銅箔などの基材に対する高い接着性が要求される。また、電気・電子部品の信頼性という面からは樹脂組成物の純度と硬化物の耐熱性が要求されている。
一方、従来のエポキシ樹脂の脆弱性を改良したエポキシ樹脂組成物として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびフェノール性水酸基を有する芳香族ポリアミド樹脂(特許文献1)の3者を含有するエポキシ樹脂組成物(特許文献2)が開示され、耐熱性と強靱性を有するものであることが記載されている。また、特許文献3には、エポキシ樹脂とフェノール性水酸基含有ポリアミド樹脂を含むエポキシ樹脂組成物が難燃性に優れ、また、フレキシブルプリント配線板用材料として有用である旨が記載されている。
しかしながら、これら文献に開示されている芳香族ポリアミド樹脂は、溶剤溶解性が著しく低いため、溶解可能な溶媒が限定される。溶解可能な溶媒には、例えば、アミド系溶媒、グリコールエーテル類、環状エステル類や族ケトン類が挙げられるが、これらは一般に高沸点であるため、加工時、特に膜形成時における脱溶媒が容易でなく、その結果樹脂のTgが低く耐熱性が不十分となったり、半田耐熱性が不十分となったりすることがあり、一方、その他の脱溶媒の容易な溶剤への溶解性を改善することは困難であった。
(1)下記式(1)
(2)フェノール性水酸基含有芳香族ポリアミド樹脂が下記式(2)
(3)Ar3が下記式(3)
(4)溶剤が少なくともアミド系溶媒、グリコールエーテル類、環状エステル類、またはケトン類を含む上記(1)〜(3)のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂ワニス
(5)2種以上使用する溶剤のうち、最大量使用する溶剤がアミド類、グリコールエーテル類、環状エステル類、またはケトン類である上記(1)に記載のポリアミド樹脂ワニス
(6)エポキシ樹脂を含有する上記(1)に記載のポリアミド樹脂ワニス
(7)硬化促進剤を含有する上記(6)のエポキシ樹脂ワニス
(8)上記(1)〜(7)のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂ワニスを乾燥して得られる組成物
(9)上記(1)〜(7)のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂ワニスまたは上記(8)記載の組成物の硬化物
(10)上記(8に記載の組成物、または上記(9)に記載の硬化物の層を有する物品
(11)フィルム状に成形された上記(8)記載の組成物
に関する。
式(1)の繰り返し構造および式(2)のセグメントにおける−Ar3−基として下記式(3)
式(4)において、好ましいR1としては、水素原子、水酸基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の鎖状アルキル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の環状アルキル基等が挙げられ、互いに同一でも異なっていてもよいが、全て同一であるものが好ましい。また、式(4)において、好ましいR2としては、直接結合、−O−、−SO2−、−CO−、−(CH2)4〜6−、−O−C6H4−O−等が挙げられ、−O−または−SO2−が好ましい。なお、式(4)において、−NH−基が3,4’−または4,4’−結合となるような構造を選択するのが好ましい。
式(5)において、好ましいAr3としては前記と同じである。また、フェノール性水酸基を有するベンゼン環、有しないベンゼン環共に−CO−基が1,3結合となるような構造を選択するのが好ましい。
2種以上の有機溶剤の混合割合は、混合時にフェノール水酸基含有ポリアミド樹脂が可溶である良溶媒であれば特に限定されないが、たとえば主となる良溶媒100重量部に対し、それ以外の良溶媒を通常200〜0.3重量部、好ましくは100〜0.3重量部混合することができる。また貧溶媒を使用する場合は、たとえば主となる良溶媒100重量部に対し、150〜0.1重量部であるが、貧溶媒の種類などによっては30〜0.1重量部混合することもできる。また、これら有機溶剤は良溶媒、貧溶媒いずれも2種類もしくは3種以上を組合せて用いることができる。また、全有機溶剤の使用量は、ポリアミド樹脂ワニス中の樹脂濃度が、通常10〜80重量%、好ましくは10〜70重量%となる範囲が好ましい。
これらエポキシ樹脂は単独で、もしくは2種以上を組合せて用いることができる。
用いることのできるその他の添加剤としては、例えば硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、チタン酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、シリカ、タルク、カオリン、クレーや金属粉末、ガラス短繊維、ガラスビーズ等の無機充填材及びそれらの表面処理剤、各種樹脂ビーズや短繊維等の有機充填材及びそれらの表面処理剤、アエロジル等のチキソトロピー付与剤、シリコーン系、フッ素系等のレベリング剤や消泡剤、分散剤、紫外線吸収剤、光安定剤(例えば、ヒンダードアミン等)、酸化防止剤、難燃剤、帯電防止剤等が挙げられる。
温度計、冷却管、撹拌器を取り付けた300mlフラスコに窒素ガスパージを施し、5−ヒドロキシイソフタル酸0.21g、イソフタル酸9.57g、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル12.0g、塩化リチウム0.63g、N−メチルピロリドン64.92g、ピリジン13.89gを加え撹拌溶解させた後亜りん酸トリフェニル30.09gを加えて90℃で8時間反応させ、下記式(6)
この反応液を室温に冷却した後、メタノール60gに投入し析出した樹脂を濾別し、更に樹脂をメタノール60gで洗浄した後、メタノール中で還流して精製した。次いで室温まで冷却した後濾過し、濾過物を乾燥させて樹脂粉末(D)を得た。得量は18.8gで収率96%であった。この樹脂粉末(D)0.100gをN,N−ジメチルアセトアミド20.0mlに溶解させ、オストワルド粘度計を用い30℃で測定した対数粘度は、0.50dl/gであった。エポキシ基に対する活性水素当量は計算値で5000g/eqである。
合成例1で得られた樹脂粉末(D)10gに対しエポキシ樹脂としてNC−3000を0.55g(日本化薬株式会社製、ビフェニル骨格含有フェノールノボラック樹脂のグリシジルエーテル化物、エポキシ当量265から285g/eq)、硬化促進剤として2−メチルイミダゾール(2MZ)を0.04g加え、溶剤としてDMF14g及びシクロペンタノン2gを加えることにより本発明のポリアミド樹脂ワニス(F)を得た。
実施例1において、溶剤としてシクロペンタノンをNMPに変更した以外は同様にして、本発明のポリアミド樹脂ワニス(G)を得た。
実施例1のポリアミド樹脂ワニス(F)をPETフィルム上に乾燥後の厚さが80μmになるように塗布し、100℃で10分間乾燥しPETフィルムを除去することにより、本発明のシート状フィルムを得た。得られた本発明のシート状フィルムに含有する残溶剤量を定量した。結果を表1に示した。
実施例1のポリアミド樹脂ワニス(F)を厚さ25μmのポリイミド(ユーピレックス25SGA 宇部興産株式会社製)上にロールコーターを用いて、乾燥後の厚さが10μmになるように塗布し、乾燥条件140℃、3分で溶剤を除去した。この半硬化状態の接着剤付きユーピレックスフィルムの接着剤面に厚さ18μmのBHN箔(商品名;ジャパンエナジー社製圧延銅箔)の粗化処理面を貼り合わせ、170℃、5MPaで60分間加熱圧着して片面銅張樹脂積層板を得た。得られた本発明の片面銅張樹脂積層板を2cm角に切り出し、265℃のホットプレート上に30秒乗せ、外観を観察した。結果を表1に示した。
実施例3のシート状フィルムを150℃にて30分、続けて300℃にて30分加熱することにより、本発明の補強板を得た。この補強板の耐熱性をDMA法にて測定した。結果を表1に示した。
実施例1において、シクロペンタノンを使用せず、溶剤としてDMF16gを使用した他は実施例1と同様にして、比較用のポリアミド樹脂ワニス(I)を得た。
実施例3において、実施例1のポリアミド樹脂ワニス(F)の代わりに比較例1のポリアミド樹脂ワニス(I)を使用した以外は実施例3と同様にして、比較例1のポリアミド樹脂ワニス(I)をPETフィルム上に乾燥後の厚さが80μmになるように塗布し、100℃で10分間乾燥しPETフィルムを除去することにより、比較用のシート状フィルムを得た。得られたシート状フィルムに含有する残溶剤量を定量した。結果を表1に示した。
実施例4において、実施例1のポリアミド樹脂ワニスの代わりに比較例1のポリアミド樹脂ワニスに変更した以外は実施例4と同様にすることにより、比較用の片面銅張樹脂積層板を得た。得られた比較用の片面銅張樹脂積層板を2cm角に切り出し、265℃のホットプレート上に30秒乗せ、外観を観察した。結果を表1に示した。
比較例2のシート状フィルムを150℃にて30分、続けて300℃にて30分加熱することにより、比較用の補強板を得た。この補強板の耐熱性をDMA法にて測定した。結果を表1に示した。
実施例1において、溶剤としてDMFおよびシクロペンタノンを、DMAC11g、ジエチレングリコールモノメチルエーテル11gに変更した以外は同様にして、本発明のポリアミド樹脂ワニス(J)を得た。
実施例1において、溶剤としてDMFおよびシクロペンタノンを、ジエチレングリコールモノメチルエーテル20g、プロピレングリコールモノメチルエーテル4gに変更した以外は同様にして、本発明のポリアミド樹脂ワニス(K)を得た。
実施例1において、DMF、シクロペンタノンを使用せず、溶剤としてDMAC18gを使用した他は実施例1と同様にして、比較用のポリアミド樹脂ワニス(L)を得た。
実施例1において、DMF、シクロペンタノンを使用せず、溶剤としてジエチレングリコールモノメチルエーテル25gを使用した他は実施例1と同様にして、比較用のポリアミド樹脂ワニス(M)を得た。
実施例6のポリアミド樹脂ワニス(J)をPETフィルム上に乾燥後の厚さが25μmになるように塗布し、140℃で10分間乾燥しPETフィルムを除去することにより、本発明のシート状フィルムを得た。得られた本発明のシート状フィルムに含有する残溶剤量を定量した。結果を表1に示した。
実施例7のポリアミド樹脂ワニス(K)をPETフィルム上に乾燥後の厚さが25μmになるように塗布し、140℃で10分間乾燥しPETフィルムを除去することにより、本発明のシート状フィルムを得た。得られた本発明のシート状フィルムに含有する残溶剤量を定量した。結果を表1に示した。
実施例3において、実施例1のポリアミド樹脂ワニス(F)の代わりに比較例5のポリアミド樹脂ワニス(L)を使用した以外は実施例3と同様にして、比較例5のポリアミド樹脂ワニス(L)をPETフィルム上に乾燥後の厚さが25μmになるように塗布し、140℃で10分間乾燥しPETフィルムを除去することにより、比較用のシート状フィルムを得た。得られたシート状フィルムに含有する残溶剤量を定量した。結果を表1に示した。
実施例3において、実施例1のポリアミド樹脂ワニス(F)の代わりに比較例6のポリアミド樹脂ワニス(M)を使用した以外は実施例3と同様にして、比較例6のポリアミド樹脂ワニス(M)をPETフィルム上に乾燥後の厚さが25μmになるように塗布し、140℃で10分間乾燥しPETフィルムを除去することにより、比較用のシート状フィルムを得た。得られたシート状フィルムに含有する残溶剤量を定量した。結果を表1に示した。
Claims (11)
- 溶剤が少なくともアミド系溶媒、グリコールエーテル類、環状エステル類、またはケトン類を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂ワニス。
- 2種以上使用する溶剤のうち、最大量使用する溶剤がアミド系溶媒、グリコールエーテル類、環状エステル類、またはケトン類である請求項1記載のポリアミド樹脂ワニス。
- エポキシ樹脂を含有する請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂ワニス。
- 硬化促進剤を含有する請求項6のエポキシ樹脂ワニス。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂ワニスを乾燥して得られる組成物。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂ワニスまたは請求項8記載の組成物の硬化物。
- 請求項8に記載の組成物、または請求項9に記載の硬化物の層を有する物品。
- フィルム状に成形された請求項8記載の組成物。
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