JPH0649820B2 - 不飽和ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐熱性、耐衝撃性に優れた不飽和ポリエステル
系樹脂組成物、特に耐熱性、耐衝撃性および低温打ち抜
き加工性に優れた電気用積層板製造用の該樹脂組成物に
関する。

本発明でいう電気用積層板とは、例えば各種電子部品の
基板として用いられる積層板、あるいは金属箔張り積層
板を意味し、その形状は例えば、厚みが0.5〜５mmであ
るような板状物をいう。

〔従来の技術〕

近年、不飽和ポリエステル樹脂を原料とした電気用積層
板が注目され、これは例えば、あらかじめメチロール化
合物等で予備処理されたセルロース系基材に不飽和ポリ
エステル樹脂組成物を含浸させた後積層して硬化するこ
とによって製造される。

一般に不飽和ポリエステル樹脂は良好な物性と成形加工
性とが相俟って広範な分野にわたって使用される代表的
な熱硬化性樹脂であり、電気用積層板においても打ち抜
き加工性を満足しつつ、かつ例えば２６０℃にも達する
半田浴で処理されても熱軟化しないことや部品に組み込
まれてからの耐衝撃性等、相反する物性の要求に対して
も種々の改良を加えて実用に供されてきている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら最近、特にＦＲＰの大型構造物分野では不
飽和ポリエステル樹脂の耐熱性を低下させることなく耐
衝撃性の更なる改良が要求されてきており、また、電気
用積層板においては、配線板加工工程での自動化、高密
度化の一層の進展に伴い、より低温での高精度の打ち抜
き加工性、より高度の耐熱性、耐衝撃性が要求されてき
ている。

しかし、耐熱性と耐衝撃性の両立的改良、打ち抜き加工
性と耐熱性、耐衝撃性の三特性バランスの更なる水準向
上は技術的に極めて困難であった。すなわち、硬質不飽
和ポリエステル樹脂への可撓性樹脂や可塑剤の添加、末
端に官能基を有する液状ポリブタジエン（共）重合体の
添加改質、ジエン系あるいはアクリレート系架橋ゴムの
配合等の従来技術によっては、特性の改良硬化が未だ十
分とはいえなかったり、耐衝撃性を改良することによっ
て耐熱性が犠牲になったり、液状の段階で相分離を生起
したり、積層用基材への含浸性が著しく劣る等の問題が
あった。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明者らは、耐熱性を犠牲にすることなく、す
ぐれた耐衝撃性および低温打ち抜き加工性を有する電気
用積層板に最適な不飽和ポリエステル樹脂および該樹脂
組成物を鋭意検討したところ本発明に到った。

すなわち、本発明は、 （ａ）骨格中に平均分子量６００〜６０００のポリオキ
シアルキレンセグメント２５〜７５重量％を含んでいる
不飽和ポリエステル、 （ｂ）前記ポリオキシアルキレンセグメントを含んでい
ない不飽和ポリエステル、 （ｃ）平均分子量２００〜６０００のポリオキシアルキ
レン多価アルコールおよび／又はその誘導体、 を含み、前記各成分の割合は、（ａ）ないし（ｄ）成分
の合計重量を基準にして、（ａ）成分はそのポリオキシ
アルキレン鎖含量が５〜３０％となる割合であり、
（ｃ）成分は０．１〜２０％であり、（ｄ）成分は１０
〜７０重量％であり、残余は（ｂ）成分であることを特
徴とする不飽和ポリエステル樹脂組成物である。

この樹脂組成物の硬化物はガラス転移温度が100℃〜200
℃の不飽和ポリエステルマトリックス相に、骨格中の平
均分子量600〜6000のポリオキシアルキレンセグメント
と、後添加軟質成分の平均分子量200〜6000のポリオキ
シアルキレン多価アルコール及び／又はその誘導体とか
らなるガラス転移温度が-100℃〜０℃の軟質成分が0.4
μ以下の分散径で分散しており、優れた耐熱性と優れた
耐衝撃性、低温打抜性を実現できるのである。

軟質成分の分散径が0.4μを超える場合は、耐衝撃性は
改良されないかむしろ低下する場合もあり、これはマト
リックス相との相溶性が小さく、界面の接着性が不十分
なため、応力エネルギーの吸収ができないばかりか、界
面がクラック生成の発端となる故と考えられる。さらに
軟質分散相の分散径が0.4μ以下であることから、本発
明の不飽和ポリエステル系樹脂組成物の硬化体は実質的
に不透明とはならず、通常、透明ないし半透明品として
得られる。分散径が0.2μ以下では耐衝撃性、低温打ち
抜き加工性のバランスが良好となり、0.1μ以下、例え
ば0.01〜0.1μではさらに好ましい結果が得やすい。

上の如き軟質成分の分散は、骨格中の軟質セグメントの
みでも可能であるが、本発明のようにさらに後添加の軟
質成分を加えると相容性をそこなわずに、分散する軟質
成分の量を増やすことが可能となり、該樹脂組成物から
得られる電気用積層板の耐熱性，耐衝撃性，打抜性の３
つの特性のバランスをさらに向上させることができる。

周知のように、不飽和ポリエステルは、エチレン性α，
β不飽和多価カルボン酸を必須成分として含み、エチレ
ン性α，β不飽和結合を含まない多価カルボン及び／又
はモノカルボンを任意成分として含む酸成分と、多価ア
ルコールを必須成分として含み、モノアルコールを任意
の成分として含むアルコール成分とのエステル化反応に
よって得られる重縮合物である。不飽和ポリエステル樹
脂は、このような不飽和ポリエステルと架橋用単量体と
の混合物である。

不飽和ポリエステルの骨格中にポリオキシアルキレンセ
グメントを導入するには、 不飽和ポリエステル剛性の
アルコール成分の一部として、分子量600〜6000のポリ
オキシアルキレン多価及び／又はモノアルコールを使用
して不飽和ポリエステルを合成するか、分子量600〜600
0のポリオキシアルキレン多価及び／又はモノアルコー
ルをポリオキシアルキレンセグメントを含まない不飽和
ポリエステルオリゴエステルと縮合反応せしめ、ポリオ
キシアルキレン多価及び／又はモノアルコールを不飽和
ポリエステルと共重合せしめることによって達成し得
る。

上記共重合ポリオキシアルキレン多価及び／又はモノア
ルコールの平均分子量が600〜6000である理由は、600以
下では耐衝撃性、低温打ち抜き加工性の改良の程度が小
さく、6000以上では共重合性が悪くなる。不飽和ポリエ
ステル樹脂組成物中のポリオキシアルキレンセグメント
の量は５〜30重量％であることが必要である。５重量％
以下では耐衝撃性、低温打ち抜き加工性の改良の程度は
小さく、逆に30重量％以上では剛性、耐熱性の低下が大
きくなるばかりか、耐衝撃性も却って低下する場合があ
る。また、ポリオキシアルキレン多価及び／又はモノア
ルコール共重合不飽和ポリエステル中のポリオキシアル
キレンセグメントの量は、共重合不飽和ポリエステルの
使用量にもよるが、耐熱性、耐衝撃性、低温打ち抜き加
工性および相溶性の観点から25〜75重量％であることが
好ましい。

本発明においていう、不飽和多価カルボン酸としては無
水マレイン酸，マレイン酸，フマル酸等の不飽和ジカル
ボン酸またはその無水物が一般的であり、不飽和モノカ
ルボン酸としてはマレイン化ジシクロペンタジエンが好
ましく使用できる。飽和多価カルボン酸としてはフタル
酸，イソフタル酸，テレフタル酸，テトラヒドロフタル
酸，エンディック酸，トリメリット酸，ピロメリット
酸，アジビン酸，コハク酸，セバシン酸，アゼライン
酸，テトラブロモフタル酸，ジブロモテレフタル酸，ク
ロレンディック酸およびこれらの無水物等が挙げられ
る。

前記の不飽和（多価またはモノ）カルボン酸とはエチレ
ン性のα，β不飽和結合を含むカルボン酸を意味し、飽
和（多価）カルボン酸とはエチレン性α，β不飽和結合
を有しないカルボン酸を意味する。

ここで、耐熱性の観点より、全酸成分中、不飽和多価カ
ルボン酸および不飽和モノカルボン酸の不飽和酸が、40
〜100モル％であることが好ましい。多価アルコールと
しては、エチレングリコール，プロピレングリコール，
ブタンジオール，ネオペンチルグリコール，ジエチレン
グリコール，ジプロピレングリコール，ヘキサンジオー
ル，水素化ビスフェノールＡ，ビスフェノールＡのエチ
レンオキサイドおよびプロピレンオキサイド付加物，ピ
スフェノールＡのエポキシ化物，グリセリン，ペンタエ
リスリトール，ジプロモネオペンチルグリコール，テト
ラブロモビスフェノールＡのエチレンオキサイドおよび
フロピレンオキサイド付加物，ポリオキシエチレングリ
コール，ポリオキシプロピレングリコール，ポリオキシ
テトラメチレングリコールおよびこれらの共重合体，ポ
リオキシプロピレントリオール等が挙げられる。モノア
ルコールとしては、ヒドロキシル化ジシクロペンタジエ
ン，シンナミルアルコール，ポリオキシエチレングリコ
ールモノアルキルエーテル，ポリオキシプロピレンモノ
アルキルエーテル等が挙げられる。ポリオキシアルキレ
ン多価あるいはモノアルコールの中では、より低温での
流動点を有するポリオキシプロピレン多価あるいはモノ
アルコール，ポリオキシエチレン−プロピレン多価ある
いはモノアルコール，ポリオキシエチレン−テトラメチ
レン多価あるいはモノアルコール，ポリオキシエチレン
−テトラメチレン多価あるいはモノアルコールが耐衝撃
性、低温打ち抜き加工性の観点より好ましく、更に経済
性より、ポリオキシプロピレン多価あるいはモノアルコ
ールが特に好ましい。更に、不飽和ポリエステルの末端
がマレイン化ジシクロペンタジエン及び／又はヒドロキ
シル化ジシクロペンタジエンで封止されていることが、
電気特性および経済性の観点から好ましいものである。
後ハロゲン化不飽和ポリエステルは例えば、酸成分とし
てマレイン化ジシクロペンタジエンやテトラヒドロ無水
フタル酸、エンディック酸、アルコール成分としてヒド
ロキシル化ジシクロペンタジエンやシンナミルアルコー
ルを用いて得られる不飽和ポリエステルを後ハロゲン化
物して得られる。ハロゲンとしては臭素が好ましい。

ポリオキシアルキレンセグメントを含まない不飽和ポリ
エステルは、アルコール成分としてポリオキシアルキレ
ン多価及び／又はモノアルコールをふくまないことを除
いて、これまで説明した不飽和ポリエステルと同様にし
て製造することができる。

ポリオキシアルキレンセグメントを含まない不飽和ポリ
エステルも後ハロゲン化することができ、その場合ポリ
オキシアルキレンセグメントを含む不飽和ポリエステル
と同じ方法を使用し得る。特にポリエステル鎖の中間部
分にテトラヒドロフタル酸残基を含有し、末端がマレイ
ン化ジシクロペンタジエンまたはヒドロキシル化ジシク
ロペンタジエンで封止されている不飽和ポリエステルを
後ハロゲン化したものが好ましい。

後ハロゲン化は、ポリオキシアルキレンセグメントを含
む不飽和ポリエステルのみ、該ポリオキシアルキレンセ
グメントを含まない不飽和ポリエステルのみ、またはそ
れらの両方について実施することができる。

後添加軟質成分としての、ポリオキシアルチレン多価ア
ルコール及び／又はその誘導体は、平均分子量200〜600
0のものが好ましくは、さらに好ましくは600〜4000、さ
らにさらに好ましくは、1000〜3000のものが使用され
る。

ポリオキシアルキレン多価アルコール及び／又はその誘
導体としては、ポリオキシエチレングリコール、ポリオ
キシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレン
グリコールおよびこれらの共重合体、ポリオキシプロピ
レントリオール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイ
ドおよびピロピレンオキサイド付加物，水添ビスフェノ
ールＡのエチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイ
ド付加物，ポリオキシエチレングリコールモノメチルエ
ーテル，ポリオキシプロピレングリコールモノメチルエ
ーテル，ポリオキシエチレン−プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル，ポリオキシテトラメチレングリコー
ルモノメチルエーテル，ポリオキシエチレングリコール
モノフェニルエーテル，ポリオキシプロピレングリコー
ルモノフェニルエーテル，ポリオキシエチレン−プロピ
レングリコールモノフェニルエーテルなどが挙げられ
る。

上記のポリオキシアルキレン多価アルコール及び／又は
その誘導体の中では特にポリオキシエチレン−プロピレ
ングリコールのブロック共重合体が好ましい。ポリオキ
シアルキレンセグメントを骨格中に含んでいる不飽和ポ
リエステルと、ポリオキシアルキレンセグメントをふく
んでいない不飽和ポリエステルとポリオキエチレン−プ
ロピレングリコールのブロック共重合体を混合すること
により、相溶性及び硬化後の分散径をコントロールで
き、耐熱性，耐衝撃性，打ち抜き加工性の３特性のバラ
ンスをとることが出来る。ポリオキシアルキレン多価ア
ルコール及び／又はその誘導体の配合量は、組成物中
０．１〜２０重量％、好ましくは２〜１０重量％であ
る。

本発明においていう架橋用単量体としては、一般的にス
チレンか用いられるが、α−メチルスチレン，ビニルト
ルエン，ｐ−メチルスチレン，クロロスチレン，ジビニ
ルベンゼン，Ｃ_１〜Ｃ₁₀アクキルアクリレート，Ｃ_１〜
Ｃ₁₀アルキルメタクリレート，ヒドロキシアルキルアク
リレート，ヒドロキシアルキルメタクリレート，フタル
酸ジアリル，シアヌル酸トリアリル等の単量体およびそ
れらのスチレンとの混合物も使用することができる。架
橋用単量体の配合量は組成物中10〜70重量％，好ましく
は20〜50重量％である。

本発明の樹脂組成物は添加型難燃剤を含むことができ
る。難燃剤としては、トリオクチルホスフェート，トリ
フェニルホスフェート，トリクレジルホスフェート，ト
リエチルホスファイト，トリフェニルホスファイト，ト
リス（クロルエチル）ホスフェート，赤リン等のリン系
難燃剤，塩素化パラフィン，テトラブロモビスフェノー
ルＡおよびその誘導体，ジフェニルエーテルのブロム化
物，トリブロモフェノールのモノグリシジルエーテル等
のハロゲン系難燃剤，三酸化アンチモン，五酸化アンチ
モン，アンチモン酸ソーダ等のアンチモン化合物，ホウ
酸亜鉛，水酸化アルミニウム等が挙げられる。

後添加の軟質成分として、ポリオキシアルキレン多価ア
ルコール及び／又はその誘導体以外にも、ポリカプロラ
クトン類，植物油誘導体，ダイマー酸誘導体，キシレン
樹脂等は効果が認められる。又、これらをポリオキシア
ルキレン多価アルコール及び／又はその誘導体と併用し
てもさしつかえない。

また、必要に応じ、他の重合体あるいは充填剤、酸化防
止剤、安定剤、無機顔料等の各種の添加剤を含有させる
ことができる。

本発明の樹脂組成物は汎用の有機過酸化物を用いて硬化
させることができる。好ましい有機過酸化物の例は、パ
ーオキシケタール類として1,1−ビス（ｔ−ブチルパー
オキシ）−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビ
ス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン等、ジアル
キルパーオキサイド類としてジ−ｔ−ブチルパーオキサ
イド、パーオキシエステル類としてｔ−ブチルパーオキ
シベンゾエート等がある。これらは樹脂組成物に対して
0.5〜2.0部程度用いる。

なお、硬化触媒はこれらに限定されるのではなく、有機
過酸化物とともに、または単独で光に感応する硬化触媒
や放射線電子線に感応する硬化触媒等の公知の硬化触媒
も利用できる。

本発明の樹脂組成物の用途に特に限定はないが、公知方
法に従って電気用積層板の製造に好適に使用できる。す
なわち基材に樹脂組成物を含浸し、含浸した基材を複数
枚積層し、金属箔張り積層板にあっては片面または両面
に金属箔を重ね、硬化成型することによって電気用積層
板を得ることができる。基材はガラスクロス、ガラスマ
ット等のガラス系基材や、好ましくはセルロース系基材
またはこれらの混抄基材等が使用できるが、特に好まし
くは例えばクラフト紙やリンター紙を用いることがで
き、その場合不飽和ポリエステル樹脂組成物を基材に含
浸する前に予備含浸することが好ましい。

また上述の樹脂含浸基材を積層硬化する場合には、特開
昭56-98136号に開示したように、硬化の際の成形圧が実
質的に無圧の条件で連続的に硬化させるのが最も良好な
方法である。

以下実施例により本発明を詳細に説明する。実施例中、
部および％は重量基準による。

〔実施例〕

合成例１ 攪拌機、温度計、分留管および窒素導入管を取付けた１
フラスコにマレイン化ジシクロペンタジエン47.7ｇ、
フマル酸とジプロピレングリコールからのフマル酸のジ
プロピレングリコールジエステル283.6ｇ、平均分子量3
000の三官能ポリプロピレングリコールとアジピン酸か
らのポリプロピレングリコールトリ（アジピン酸）エス
テル216.6ｇ、無水マレイン酸103.8ｇ、ハイドロキノン
0.06ｇを入れ、窒素気流中酸価15まで脱水縮合を進め、
内温を下げ、スチレンを添加して、スチレン濃度37％の
不飽和ポリエステル樹脂(A)を得た。

合成例２ 同様の１フラスコにマレイン化ジシクロペンタジエン
298.0ｇ、無水テトラヒドロフタル酸とエチレングリコ
ールからのテトラヒドロフタル酸ジ（エチレングリコー
ル）エステル325.5ｇ、フマル酸69.6ｇ、ハイドロキノ
ン0.03ｇを入れ、窒素気流下内温140〜190℃で酸価20ま
で脱水縮合を進めた。内温を下げて、分留管の代わりに
滴下漏斗、コンデンサーを取り付け、塩化メチレンを加
えて50％溶液を得た。これを氷水浴中、内温を20℃以下
に保ちながら、臭素373.5ｇを１時間を要して滴下、反
応させた。塩化メチレンを留去したのち、ハイドロキノ
ン0.1ｇを加えたスチレン481.7ｇを入れ、スチレン濃度
32％の臭素化硬室不飽和ポリエステル(B)を得た。

合成例３ 合成例２と同様にして、イソフタル酸66.4ｇ、イソフタ
ル酸のジエチレングリコールジエステル410.4ｇ、無水
マレイン酸78.4ｇを酸価30まで脱水縮合させ、スチレン
を加えて、スチレン濃度35％の不飽和ポリエステル(C)
を得た。

実施例１ 軟質不飽和ポリエステル樹脂(A)25部、臭素化不飽和ポ
リエステル樹脂(B)49部、花王（製）ポリオキシエチレ
ン−プロピレンブロック共重合体PP230 ３部、スチレ
ン ８部、日本油脂（製）有機過酸化物硬化触媒パーヘ
キサ３Ｍ １部を混合して得られた樹脂組成物を２枚の
ガラス板中に注型し、110℃で１時間、150℃で30分加熱
硬化させて厚さ３mmの注型板を得た。注型板の性質を表
−１に示す。下記比較例１及び２の注型板に比べ優れた
耐熱性、耐衝撃性を有している。

比較例１ 不飽和ポリエステル(C)100部、パーヘキサ３Ｍ １部を
混合して得られた樹脂組成物から実施例１と同様にして
注型板を得た。注型板の性質を表−１に示す。

比較例２ 軟質不飽和ポリエステル(A)25部、臭素化不飽和ポリエ
ステル樹脂(B)49部、スチレン 11部、パーヘキサ３Ｍ
１部を混合して得られた樹脂組成物から実施例１と同
様にして注型板を得た。注型板の性質を表−１に示す。

実施例２ 合成例１で示した軟質不飽和ポリエステル樹脂(A)25
部、合成例４で示した臭素化不飽和ポリエステル樹脂
(B)49部、スチレン ８部、三酸化アンチモン4.3部、PP
230 ３部、パーヘキサ３Ｍ １部をロールで十分に混
練し、難燃不飽和ポリエステル樹脂組成物を得、メチロ
ールメラミン処理紙基材に含浸し、含浸基材５枚を積層
し、110℃で15分、150℃で10分加熱硬化させて厚み1.55
mmの積層板を得た。積層板の性質を表−２に示す。下記
比較例２に比べ、優れた耐熱性、耐衝撃性、低温打ち抜
き加工性を有している。

比較例２ 軟質不飽和ポリエステル樹脂(A)28部、臭素化不飽和ポ
リエステル樹脂(B)49部、スチレン ８部、三酸化アン
チモン4.3部、パーヘキサ３Ｍ １部をロールで十分に
混練し、実施例２と同様にして厚み1.55mmの積層板を得
た。積層板の性質を表−２に示す。

実施例３ 軟質不飽和ポリエステル樹脂(A)25部、臭素化不飽和ポ
リエステル樹脂(B)49部、日本油脂（製）ポリプロピレ
ングリコールD-1200 ３部、スチレン ８部、三酸化ア
ンチモン4.3部、パーヘキサ３Ｍ １部をロールで十分
に混練し、実施例２と同様にして厚み1.55mmの積層板を
得た。積層板の性質を表−２に示す。比較例２に比べ優
れた耐衝撃性、低温打抜性を有している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）骨格中に平均分子量６００〜６００
   ０のポリオキシアルキレンセグメント２５〜７５重量％
   を含んでいる不飽和ポリエステル、 （ｂ）前記ポリオキシアルキレンセグメントを含んでい
   ない不飽和ポリエステル、 （ｃ）平均分子量２００〜６０００のポリオキシアルキ
   レン多価アルコールおよび／又はその誘導体、 （ｄ）架橋用単量体 を含み、前記各成分の割合は、（ａ）ないし（ｄ）成分
   の合計重量を基準にして、（ａ）成分はそのポリオキシ
   アルキレン鎖含量が５〜３０％となる割合であり、
   （ｃ）成分は０．１〜２０％であり、（ｄ）成分は１０
   〜７０重量％であり、残余は（ｂ）成分であることを特
   徴とする不飽和ポリエステル樹脂組成物。