JP2011032464A

JP2011032464A - 液晶ポリエステルの製造方法

Info

Publication number: JP2011032464A
Application number: JP2010146555A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Hosoda; 朋也細田; Tomoko Uehara; 朋子上原; Masanobu Matsubara; 政信松原
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2011-02-17
Also published as: KR20110004282A

Abstract

【課題】プリント配線板やパッケージ基板などの電子機器に絶縁樹脂基材の材料として利用される高重合度の液晶ポリエステルを工業的に製造する。
【解決手段】この液晶ポリエステルの製造方法は、溶融重縮合工程と冷却・固化工程と固相重合工程とを含む。冷却・固化工程において、前記プレポリマーの厚さが３ｃｍ以上になるように前記低重合度の液晶ポリエステルを冷却・固化する。これにより、液晶ポリエステルの内部で熱を対流させて冷却速度を遅くすることができる。その結果、液晶ポリエステルは、徐冷されて結晶化の度合が高くなり、その後の固相重合により、所望の重合度（流動開始温度）に到達する。したがって、流動開始温度が２６０℃以上の高重合度の液晶ポリエステルを工業的に製造することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント配線板（プリント基板、プリント回路基板）やパッケージ基板などの電子機器に絶縁樹脂基材の材料として利用するに好適な液晶ポリエステルの製造方法に関するものである。

この種の電子機器においては、導電層を表面に付して用いられるような絶縁樹脂基材が用いられており、この絶縁樹脂基材には、耐熱性、電気特性、低吸湿性、寸法安定性などの特性が求められている。従来、こうした絶縁樹脂基材としては、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸した基材が広範に使用されてきた。

ところが、近年の電子機器のデジタル信号伝播速度の高速化（数百ＭＨｚ以上）に伴い、デジタル信号周波数の高周波化が進展しており、より高度の電気特性（低誘電正接）を有する絶縁樹脂基材が要望されている。そのため、従来のガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸した基材では、必ずしも十分に対応できない状況にある。

そこで、このような要望に応えるべく、例えば特許文献１には、溶媒可溶性の液晶ポリエステルを含浸した樹脂含浸基材が提案されており、高度の電気特性の他、はんだ耐熱性を維持し得ることが開示されている。この溶媒可溶性の液晶ポリエステルは、結合の一部にアミド結合を有している。このような液晶ポリエステルを高分子量化する手法としては、溶融重縮合で低分子量の液晶ポリエステルを得た後、この液晶ポリエステルを冷却して固化し、さらに、パウダー状またはフレーク状に粉砕した後、固相重合で高分子量化する方法（以下、公知技術１という。）が知られていた。

特開２００７−１４６１３９号公報

しかしながら、公知技術１では、溶融重縮合工程において、その後工程である液晶ポリエステルの粉砕の手間をなるべく省くため、液晶ポリエステルを厚さ１ｍｍ程度の薄い板状に成形していた。その結果、冷却・固化工程において、液晶ポリエステルは、その表面のみならず内部まで急速に冷却され、結晶化の度合が低くなる。

したがって、特定構造の液晶ポリエステル、特にアミド結合を多く含む液晶ポリエステルに公知技術１を適用して工業的に製造しようとしても、流動開始温度が２６０℃以上の高重合度の液晶ポリエステルが得られないという課題があった。

そこで、本発明は、このような事情に鑑み、高重合度の液晶ポリエステルを工業的に製造することが可能な液晶ポリエステルの製造方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成すべく本発明者が鋭意検討したところ、溶融重縮合後の液晶ポリエステルの取り出し方を工夫すれば、その後の固相重合により、液晶ポリエステルが所望の重合度（流動開始温度）に到達することを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載の発明は、溶融重縮合によって低重合度の液晶ポリエステルを調製する溶融重縮合工程と、前記溶融重縮合工程で調製された液晶ポリエステルを冷却・固化してプレポリマーを調製する冷却・固化工程と、前記プレポリマーを固相重合させて高重合度の液晶ポリエステルを調製する固相重合工程とを含む液晶ポリエステルの製造方法であって、前記冷却・固化工程において、前記プレポリマーの厚さが３ｃｍ以上になるように前記低重合度の液晶ポリエステルを冷却・固化する液晶ポリエステルの製造方法としたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記固相重合工程において、前記溶融重縮合工程で調製された液晶ポリエステルを反応温度１８０℃以上で加熱して固相重合させることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の構成に加え、前記液晶ポリエステルは、以下の式（１）、（２）および（３）で示される構造単位を有し、全構造単位の合計含有量に対して、式（１）で示される構造単位の含有量が２０〜７０モル％、式（２）で示される構造単位の含有量が４０〜１５モル％、式（３）で示される構造単位の含有量が４０〜１５モル％の液晶ポリエステルであることを特徴とする。
（１）−Ｏ−Ａｒ¹−ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ²−ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ³−Ｙ−
（式中、Ａｒ¹は、フェニレン基またはナフチレン基を表し、Ａｒ²は、フェニレン基、ナフチレン基または下記式（４）で示される基を表し、Ａｒ³は、フェニレン基または下記式（４）で示される基を表し、ＸおよびＹは、それぞれ独立に、ＯまたはＮＨを表す。なお、Ａｒ¹、Ａｒ²またはＡｒ³で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ¹¹−Ｚ−Ａｒ¹²−
（式中、Ａｒ¹¹およびＡｒ¹²は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表し、Ｚは、Ｏ、ＣＯまたはＳＯ₂を表す。）

さらに、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加え、前記式（３）で示される構造単位のＸおよびＹの少なくとも一方がＮＨであることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、冷却・固化工程において低重合度の液晶ポリエステルを冷却・固化するときに、プレポリマーの厚さを厚くすることにより、液晶ポリエステルの内部で熱を対流させて冷却速度を遅くすることができる。その結果、液晶ポリエステルは、徐冷されて結晶化の度合が高くなり、その後の固相重合により、所望の重合度（流動開始温度）に到達する。したがって、流動開始温度が２６０℃以上の高重合度の液晶ポリエステルを工業的に製造することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る液晶ポリエステルの製造方法を示す工程図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］

図１には、本発明の実施の形態１を示す。この実施の形態１では、特定構造の液晶ポリエステルについて、その構成および製造方法を順に説明する。
＜液晶ポリエステルの構成＞

本発明に係る液晶ポリエステルとは、溶融時に光学異方性を示し、４５０℃以下の温度で異方性溶融体を形成するという特性を備えたポリエステルである。この液晶ポリエステルとしては、下記式（１）で示される構造単位（以下、「式（１）構造単位」という）と、下記式（２）で示される構造単位（以下、「式（２）構造単位」という）と、下記式（３）で示される構造単位（以下、「式（３）構造単位」という）とを有し、全構造単位の合計含有量（液晶ポリエステルを構成する各構造単位の質量を各構造単位の式量で割ることにより、各構造単位の含有量を物質量相当量（モル）として求め、それらを合計した値）に対して、式（１）構造単位の含有量が２０〜７０モル％、式（２）構造単位の含有量が４０〜１５モル％、式（３）構造単位の含有量が４０〜１５モル％のものが好ましい。
（１）−Ｏ−Ａｒ¹−ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ²−ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ³−Ｙ−
（式中、Ａｒ¹は、フェニレン基またはナフチレン基を表し、Ａｒ²は、フェニレン基、ナフチレン基または下記式（４）で示される基を表し、Ａｒ³は、フェニレン基または下記式（４）で示される基を表し、ＸおよびＹは、それぞれ独立に、ＯまたはＮＨを表す。Ａｒ¹、Ａｒ²またはＡｒ³で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ¹¹−Ｚ−Ａｒ¹²−
（式中、Ａｒ¹¹およびＡｒ¹²は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表し、Ｚは、Ｏ、ＣＯまたはＳＯ₂を表す。）

ここで、式（１）構造単位は、芳香族ヒドロキシカルボン酸由来の構造単位であり、この芳香族ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、ｍ−ヒドロキシ安息香酸、２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸、２−ヒドロキシ−３−ナフトエ酸、１−ヒドロキシ−４−ナフトエ酸等を挙げることができる。

また、式（２）構造単位は、芳香族ジカルボン酸由来の構造単位であり、この芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテル−４，４’−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−４，４’−ジカルボン酸、ジフェニルケトン−４，４’−ジカルボン酸等を挙げることができる。

さらに、式（３）構造単位は、芳香族ジオール、フェノール性ヒドロキシル基（フェノール性水酸基）を有する芳香族アミンまたは芳香族ジアミンに由来する構造単位である。この芳香族ジオールとしては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、１，２−ベンゼンジオール、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス−（４−ヒドロキシフェニル）ケトン、ビス−（４−ヒドロキシフェニル）スルホン等を挙げることができる。

なお、このフェノール性ヒドロキシル基を有する芳香族アミンとしては、ｐ−アミノフェノール、３−アミノフェノール等が挙げられ、芳香族ジアミンとしては、１，４−フェニレンジアミン、１，３−フェニレンジアミン等が挙げられる。

本発明に係る液晶ポリエステルにおいて、式（２）構造単位が該芳香族ジオールとしてレゾルシン、１，２−ベンゼンジオールである場合、および／または該芳香族ジカルボン酸としてイソフタル酸である場合と併用して、式（３）構造単位が該芳香族ジオールとしてレゾルシン、１，２−ベンゼンジオールである場合、および／またはフェノール性ヒドロキシル基を有する芳香族アミンまたは芳香族ジアミンに由来する構造単位である場合には、溶媒可溶性の液晶ポリエステルとなる。

かかる溶媒可溶性とは、温度５０℃において、１質量％以上の濃度で溶媒（溶剤）に溶解することを意味する。この場合の溶媒とは、本発明に係る液晶ポリエステルを溶解して液状組成物（溶液組成物）を調製するのに好適な溶媒の何れか１種であり、詳細は後述する。

このような溶媒可溶性を有する液晶ポリエステルとしては、前記式（３）構造単位として、フェノール性ヒドロキシル基を有する芳香族アミンおよび／または芳香族ジアミンに由来する構造単位を含むものが好ましい。すなわち、式（３）で示される構造単位として、ＸおよびＹの少なくとも一方がＮＨである構造単位を含むと好ましく、実質的に全ての式（３）構造単位が、以下の式（３’）で示される構造単位（以下、「式（３’）構造単位」という）であることがより好ましい。
（３’）−Ｘ−Ａｒ³−ＮＨ−
（式中、Ａｒ³およびＸは前記と同義である。）

式（３’）構造単位は、全構造単位の合計含有量に対して、４０〜１５モル％の範囲で含むと、より好ましく、更に好ましくは３５〜２０モル％の範囲である。こうすることにより、溶媒可溶性は一層良好になる。このように、式（３’）構造単位を式（３）構造単位として有する液晶ポリエステルは、溶媒に対する溶解性が一層優れており、後述する液状組成物を用いる絶縁樹脂基材の製造がより容易になるという利点もある。

式（１）構造単位は、全構造単位の合計含有量に対して、２０〜７０モル％の範囲であり、２５〜５５モル％の範囲であると、より好ましい。このようなモル分率で式（１）構造単位を含む液晶ポリエステルは、液晶性を十分維持しながらも、溶媒に対する溶解性がより優れる傾向にある。さらに、式（１）構造単位を誘導する芳香族ヒドロキシカルボン酸としては、ｐ−ヒドロキシ安息香酸および／または２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸が容易に入手できるという点で好適である。液晶ポリエステルの溶媒可溶性の向上および誘電正接の低下といった観点から２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸が好ましい。

式（２）構造単位は、全構造単位の合計含有量に対して、４０〜１５モル％の範囲であり、３７．５〜２２．５モル％の範囲であると、より好ましい。このようなモル分率で式（２）構造単位を含む液晶ポリエステルは、液晶性を十分維持しながらも、溶媒に対する溶解性がより優れる傾向にある。式（２）構造単位を誘導する芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸および２，６−ナフタレンジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくも１種が容易に入手できるという点で好ましい。液晶ポリエステルの溶媒可溶性向上といった観点からイソフタル酸が好ましく、誘電正接の低下といった観点からは２，６−ナフタレンジカルボン酸が好ましい。

また、得られる液晶エステルがより高度の液晶性を発現する点では、式（２）構造単位と式（３）構造単位とのモル分率は、［式（２）構造単位］／［式（３）構造単位］で表して、０．９／１〜１／０．９の範囲が好適である。
＜液晶ポリエステルの製造方法＞

次に、本発明に係る液晶ポリエステルの製造方法について、図１に基づいて説明する。

まず、仕込み工程（図１のステップＳ１）で、粉体状の原料モノマーを仕込んだ後、アシル化工程（図１のステップＳ２）に移行し、この原料モノマーをアシル化してエステル形成性・アミド形成性誘導体に転換する。このように、後述する溶融重縮合に先立って原料モノマーをアシル化する方法が、操作が簡便であるため、好ましい。

ここで、このエステル形成性・アミド形成性誘導体について、例を挙げて説明する。

芳香族ヒドロキシカルボン酸や芳香族ジカルボン酸のような、カルボキシル基を有するモノマーのエステル形成性・アミド形成性誘導体としては、当該カルボキシル基が、ポリエステルやポリアミドを生成する反応を促進するように、酸塩化物、酸無水物等の反応活性の高い基になっているものや、当該カルボキシル基が、エステル交換・アミド交換反応によりポリエステルやポリアミドを生成するようにアルコール類やエチレングリコールなどとエステルを形成しているもの等が挙げられる。

芳香族ヒドロキシカルボン酸や芳香族ジオール等のような、フェノール性ヒドロキシル基を有するモノマーのエステル形成性・アミド形成性誘導体としては、エステル交換反応によりポリエステルやポリアミドを生成するように、フェノール性ヒドロキシル基がカルボン酸類とエステルを形成しているもの等が挙げられる。

また、芳香族ジアミンのように、アミノ基を有するモノマーのアミド形成性誘導体としては、例えば、アミド交換反応によりポリアミドを生成するように、アミノ基がカルボン酸類とアミドを形成しているもの等が挙げられる。

これらの中でも液晶ポリエステルをより簡便に製造するうえでは、芳香族ヒドロキシカルボン酸と、芳香族ジオール、フェノール性ヒドロキシル基を有する芳香族アミン、芳香族ジアミンといったフェノール性ヒドロキシル基および／またはアミノ基を有するモノマーとを、脂肪酸無水物でアシル化してエステル形成性・アミド形成性誘導体（アシル化物）とした後、このアシル化物のアシル基と、カルボキシル基を有するモノマーのカルボキシル基とがエステル交換・アミド交換を生じるようにして重合させ、液晶ポリエステルを製造する方法が特に好ましい。

このような液晶ポリエステルの製造方法は、例えば、特開２００２−２２０４４４号公報または特開２００２−１４６００３号公報に記載されている。

アシル化においては、フェノール性ヒドロキシル基とアミノ基との合計に対して、脂肪酸無水物の使用量が１〜１．２倍当量であることが好ましく、１．０５〜１．１倍当量であると、より好ましい。脂肪酸無水物の使用量が１倍当量未満では、重合時にアシル化物や原料モノマーが昇華して反応系が閉塞しやすくなる傾向があり、また、１．２倍当量を超える場合には、得られる液晶ポリエステルの着色が著しくなる傾向がある。

アシル化は、１３０〜１８０℃で５分〜１０時間反応させることが好ましく、１４０〜１６０℃で１０分〜３時間反応させることがより好ましい。

アシル化に使用される脂肪酸無水物は、価格と取扱性の観点から、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水イソ酪酸またはこれらから選ばれる２種以上の混合物が好ましく、特に好ましくは、無水酢酸である。

次いで、溶融重縮合工程（図１のステップＳ３）に移行し、溶融重縮合によって低重合度の液晶ポリエステル（具体的には、流動開始温度が２２０℃以下の液晶ポリエステル）を調製する。

このとき、アシル化に続く溶融重縮合は、１３０〜４００℃で０．１〜５０℃／分の割合で昇温しながら行うことが好ましく、１５０〜３５０℃で０．３〜５℃／分の割合で昇温しながら行うことがより好ましい。

また、溶融重縮合においては、アシル化物のアシル基がカルボキシル基の０．８〜１．２倍当量であることが好ましい。

アシル化および／または溶融重縮合の際には、ル・シャトリエ‐ブラウンの法則（平衡移動の原理）により、平衡を移動させるため、副生する脂肪酸や未反応の脂肪酸無水物は蒸発させる等して系外へ留去することが好ましい。

なお、アシル化や溶融重縮合においては触媒の存在下に行ってもよい。こうした触媒としては、従来からポリエステルの重合用触媒として公知のものを使用することができ、例えば、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモン等の金属塩触媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン、Ｎ−メチルイミダゾール等の有機化合物触媒を挙げることができる。

ただし、金属を含む触媒は半導電性樹脂ベルトを製造する際の電気特性に影響することが大きいため、前記の触媒の中でも、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン、Ｎ−メチルイミダゾール等の窒素原子を２個以上含む複素環状化合物が好ましく使用される（例えば、特開２００２−１４６００３号公報参照）。

この触媒は、通常、原料モノマーの投入時に一緒に投入され、アシル化後も除去することは必ずしも必要ではなく、触媒を除去しない場合には、アシル化からそのまま溶融重縮合に移行することができる。

この溶融重縮合工程で得られる低重合度の液晶ポリエステルは、反応容器からの排出性（抜き出しやすさ）を考慮し、流動開始温度が２２０℃以下であることが必要である。好ましくは１６０〜２１５℃であり、より好ましくは１７０〜２１０℃である。流動開始温度が２２０℃を上回ると、反応容器内で液晶ポリエステルの固化が促進され、液晶ポリエステルの排出が困難となる。

ここでいう流動開始温度とは、フローテスターによる溶融粘度の評価において、９．８ＭＰａ（１００ｋｇ／ｃｍ²）の圧力下で液晶ポリエステルの溶融粘度が４８００Ｐａ・ｓ以下になる温度をいう。なお、この流動開始温度とは、液晶ポリエステルの分子量の目安として当業者には周知のものである（例えば、小出直之編「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」第９５〜１０５頁、シーエムシー、１９８７年６月５日発行を参照）。

その後、冷却・固化工程（図１のステップＳ４）に移行し、液晶ポリエステルを冷却して固化させる。

このとき、固化後の厚さが３ｃｍ以上、好ましくは５ｃｍ以上になるように液晶ポリエステルを反応容器から取り出すことにより冷却・固化する。すると、液晶ポリエステルの内部で熱が対流するため、液晶ポリエステルの冷却速度が遅くなる。その結果、液晶ポリエステルは、徐冷されて結晶化の度合が高くなる。固化後の厚さが３ｃｍ以上になるようにするには、反応容器から取り出した液晶ポリエステルを、３ｃｍ以上の厚さになるように置いた状況下で冷却・固化すればよい。

次に、粗粉砕工程（図１のステップＳ５）に移行し、液晶ポリエステルを所定の粒径（例えば、０．５〜６．０ｍｍ）になるまで粗粉砕する。この粗粉砕は、乾式であっても湿式であってもよい。

さらに、微粉砕工程（図１のステップＳ６）に移行し、液晶ポリエステルを所定の粒径（例えば、５０〜１０００μｍ）になるまで微粉砕する。この微粉砕は、乾式であっても湿式であってもよい。すると、所定の粒径を有するプレポリマーが得られる。

このように、粗粉砕工程および微粉砕工程の２段階で液晶ポリエステルの粉砕作業が行われるため、所定の粒径に揃えられたプレポリマーを短時間で得ることができる。

最後に、固相重合工程（図１のステップＳ７）に移行し、このプレポリマーを固相重合させて固形状ポリマーを調製する。

すなわち、粉砕後の液晶ポリエステルを、例えば、窒素等の不活性ガスの雰囲気下、反応温度１８０〜２８０℃で、５分〜３０時間固相状態で加熱処理するという操作により実施できる。好ましい反応温度は１８０〜２４０℃であり、より好ましくは２００〜２４０℃である。固相重合により、パウダー状またはフレーク状のプレポリマーは、融着によって固形状ポリマーに変化する。

ここで、反応温度が１８０℃を下回ると固相重合後に得られる固形状ポリマーと固相重合反応容器との融着が強く、剥離しにくいため収率が著しく低下する。また、反応温度が２８０℃を超えると、得られる液晶ポリエステルが着色しやすい傾向にあるため、好ましくない。

このとき、プレポリマーは、上述したとおり、結晶化の度合が高くなっているので、固相重合によって所望の重合度（流動開始温度）に到達する。したがって、流動開始温度が２６０℃以上の高重合度の液晶ポリエステルを工業的に製造することが可能となる。

そして、固相重合により得られた固形状ポリマーを反応容器から取り出す。

ここで、液晶ポリエステルの製造工程が終了する。
［発明のその他の実施の形態］

なお、上述した実施の形態１では、溶融重縮合工程の前にアシル化工程を設けた場合について説明したが、使用する原料モノマーの種類によっては、このアシル化工程を省くことも可能である。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明が実施例に限定されるものでないことは言及するまでもない。
［合成例１］

以下のようにして、比較的低分子量の液晶ポリエステル（プレポリマー）を調製した。

すなわち、攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却器を備えた反応器に、２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸１９．８ｋｇ（１０５モル）、４−ヒドロキシアセトアニリド１４．８ｋｇ（９７．５モル）、イソフタル酸１６．２ｋｇ（９７．５モル）および無水酢酸２３．８ｋｇ（２３２．５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３０分かけて１５０℃まで昇温し、その温度を保持して３時間還流させた。

その後、留出する副生酢酸および未反応の無水酢酸を留去しながら、２４０分かけて３００℃まで昇温し、３００℃到達直後、ＳＵＳ製のバット上に厚みが１０ｃｍになるように内容物を取り出した。室温放置条件下で冷却後、得られた厚みが１０ｃｍのプレポリマーを粉砕機で粉砕した。得られた粉末について、（株）島津製作所製のフローテスター「ＣＦＴ−５００」により流動開始温度を測定したところ、流動開始温度は２４０℃であった。
［実施例１］

合成例１で得られた粉末をアルミニウム製の固相重合トレーに充填し、３０℃から１８０℃まで１時間かけて昇温した後、同温度（１８０℃）から２１５℃まで５時間５０分間かけて昇温し、次いで、同温度（２１５℃）で５時間保温して固相重合させた。冷却して得られた液晶ポリエステルについて、樹脂粒子間のシンタリングが弱く、容易にパウダー状にほぐすことができた。こうして得られた液晶ポリエステルについて、（株）島津製作所製のフローテスター「ＣＦＴ−５００」により流動開始温度を測定したところ、流動開始温度は２７０℃（つまり、２６０℃以上）であった。
［合成例２］

その後、留出する副生酢酸および未反応の無水酢酸を留去しながら、２４０分かけて３００℃まで昇温し、３００℃到達直後、ＳＵＳ製のバット上に厚みが４ｃｍになるように内容物を取り出した。室温放置条件下で冷却後、得られた厚みが４ｃｍのプレポリマーを粉砕機で粉砕した。得られた粉末について、（株）島津製作所製のフローテスター「ＣＦＴ−５００」により流動開始温度を測定したところ、流動開始温度は２２８℃であった。
［実施例２］

合成例２で得られた粉末をアルミニウム製の固相重合トレーに充填し、３０℃から１８０℃まで１時間かけて昇温した後、同温度（１８０℃）から２１５℃まで５時間５０分間かけて昇温し、次いで、同温度（２１５℃）で５時間保温して固相重合させた。冷却して得られた液晶ポリエステルについて、樹脂粒子間のシンタリングが弱く、容易にパウダー状にほぐすことができた。こうして得られた液晶ポリエステルについて、（株）島津製作所製のフローテスター「ＣＦＴ−５００」により流動開始温度を測定したところ、流動開始温度は２６２℃（つまり、２６０℃以上）であった。
［合成例３］

すなわち、攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却器を備えた反応器に、２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸６５８．６ｇ（３．５モル）、４−ヒドロキシアセトアニリド４９１．３ｇ（３．２５モル）、イソフタル酸５３９．９ｇ（３．２５モル）および無水酢酸７９１．２ｇ（７．７５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１５０℃まで昇温し、その温度を保持して３時間還流させた。

その後、留出する副生酢酸および未反応の無水酢酸を留去しながら、２４０分かけて３００℃まで昇温し、３００℃到達直後、アルミニウム製のバット上に厚みが１ｃｍになるように内容物を取り出した。室温放置条件下で冷却後、得られた厚みが１ｃｍのプレポリマーを粉砕機で粉砕した。得られた粉末について、（株）島津製作所製のフローテスター「ＣＦＴ−５００」により流動開始温度を測定したところ、流動開始温度は１８４℃であった。
［比較例１］

合成例３で得られた粉末をアルミニウム製の固相重合トレーに充填し、３０℃から１８０℃まで１時間かけて昇温した後、同温度（１８０℃）から２１５℃まで５時間５０分間かけて昇温し、次いで、同温度（２１５℃）で５時間保温して固相重合させた。冷却して得られた液晶ポリエステルは、固形状のポリマーとなった（固相重合中に粉末状から融着により固形状へと変化した）。この固形状のポリマーを粉砕し、得られた液晶ポリエステルの粉末について、（株）島津製作所製のフローテスター「ＣＦＴ−５００」により流動開始温度を測定したところ、流動開始温度は２５４℃（つまり、２６０℃未満）であった。
［合成例４］

その後、留出する副生酢酸および未反応の無水酢酸を留去しながら、２４０分かけて３００℃まで昇温し、３００℃到達直後、アルミニウム製のバット上に厚みが２ｃｍになるように内容物を取り出した。室温放置条件下で冷却後、得られた厚みが２ｃｍのプレポリマーを粉砕機で粉砕した。得られた粉末について、（株）島津製作所製のフローテスター「ＣＦＴ−５００」により流動開始温度を測定したところ、流動開始温度は１８５℃であった。
［比較例２］

合成例４で得られた粉末をアルミニウム製の固相重合トレーに充填し、３０℃から１８０℃まで１時間かけて昇温した後、同温度（１８０℃）から２１５℃まで５時間５０分間かけて昇温し、次いで、同温度（２１５℃）で５時間保温して固相重合させた。冷却して得られた液晶ポリエステルは、固形状のポリマーとなった（固相重合中に粉末状から融着により固形状へと変化した）。この固形状のポリマーを粉砕し、得られた液晶ポリエステルの粉末について、（株）島津製作所製のフローテスター「ＣＦＴ−５００」により流動開始温度を測定したところ、流動開始温度は２５６℃（つまり、２６０℃未満）であった。

本発明は、プリント配線板やパッケージ基板などの電子機器に絶縁樹脂基材の材料として用いられる液晶ポリエステルの製造に広く適用することができる。

Claims

溶融重縮合によって低重合度の液晶ポリエステルを調製する溶融重縮合工程と、
前記溶融重縮合工程で調製された液晶ポリエステルを冷却・固化してプレポリマーを調製する冷却・固化工程と、
前記プレポリマーを固相重合させて高重合度の液晶ポリエステルを調製する固相重合工程とを含む液晶ポリエステルの製造方法であって、
前記冷却・固化工程において、前記プレポリマーの厚さが３ｃｍ以上になるように前記低重合度の液晶ポリエステルを冷却・固化することを特徴とする液晶ポリエステルの製造方法。
前記固相重合工程において、前記溶融重縮合工程で調製された液晶ポリエステルを反応温度１８０℃以上で加熱して固相重合させることを特徴とする請求項１に記載の液晶ポリエステルの製造方法。
前記液晶ポリエステルは、以下の式（１）、（２）および（３）で示される構造単位を有し、全構造単位の合計含有量に対して、式（１）で示される構造単位の含有量が２０〜７０モル％、式（２）で示される構造単位の含有量が４０〜１５モル％、式（３）で示される構造単位の含有量が４０〜１５モル％の液晶ポリエステルであることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶ポリエステルの製造方法。
（１）−Ｏ−Ａｒ¹−ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ²−ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ³−Ｙ−
（式中、Ａｒ¹は、フェニレン基またはナフチレン基を表し、Ａｒ²は、フェニレン基、ナフチレン基または下記式（４）で示される基を表し、Ａｒ³は、フェニレン基または下記式（４）で示される基を表し、ＸおよびＹは、それぞれ独立に、ＯまたはＮＨを表す。Ａｒ¹、Ａｒ²またはＡｒ³で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ¹¹−Ｚ−Ａｒ¹²−
（式中、Ａｒ¹¹およびＡｒ¹²は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表し、Ｚは、Ｏ、ＣＯまたはＳＯ₂を表す。）
前記式（３）で示される構造単位のＸおよびＹの少なくとも一方がＮＨであることを特徴とする請求項３に記載の液晶ポリエステルの製造方法。