JPH0665339A - 積層板用変性フェノール樹脂の製造方法 - Google Patents

積層板用変性フェノール樹脂の製造方法

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JPH0665339A
JPH0665339A JP21781092A JP21781092A JPH0665339A JP H0665339 A JPH0665339 A JP H0665339A JP 21781092 A JP21781092 A JP 21781092A JP 21781092 A JP21781092 A JP 21781092A JP H0665339 A JPH0665339 A JP H0665339A
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雅弘 野本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温打ち抜き加工性に優れた紙−フェノール
樹脂積層板用のフェノール樹脂を提供する。 【構成】 リノール酸、リノレン酸を主成分とする乾性
油、半乾性油に固体酸触媒を用いて、フェノール類を付
加させたフェノール化植物油をフェノール樹脂の可撓剤
として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は低温打抜加工性に優れた
紙−フェノール積層板及び銅張り積層板(以下、両者を
積層板と総称する)用植物油変性フェノール樹脂の製造
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、紙−フェノール積層板は金型
による打抜加工によって、孔あけ或いは外形加工が行な
われている。近年は、プリント配線板の寸法変化を小さ
くするため、打抜加工を加温せずに室温で打ち抜く傾向
にある。従って積層板の打抜加工性を良くするため、可
撓化したフェノール樹脂が用いられてきた。フェノール
樹脂を可撓化する方法としては、一般的に、エリオステ
アリン酸を主成分とする反応性に富む桐油やトリフェニ
ルホスフェート等のリン酸エステル類が重用されてい
る。しかし、桐油は天然品であるため、異常気象、洪
水、地震等の自然災害や人為的要因による価格変動が激
しく、また、入手困難になる場合も多々あり、供給安定
性に難点があった。また、リン酸エステル類等による可
撓性化は、積層板の耐溶剤性や電気特性等に問題があ
り、リン酸エステル類のみで低温打抜加工性を実現する
ことは困難であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な難点のあるリン酸エステルや桐油に代わるに入手が用
意で、安価で供給、価格とも安定しているリノール酸、
リノレン酸を主成分とする乾性油、半乾性油にパーフル
オロアルカンスルホン酸型イオン交換樹脂等250℃以
下では固体の形状を維持したままで強酸性を示す酸性物
質いわゆる固体酸を触媒としてフェノール類を付加せし
めて得られるフェノール化植物油をフェノール樹脂の可
撓化剤として用いることによって安価で低温打抜加工性
に優れた積層板を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】桐油やカシュー油はフェ
ノールとの反応性に優れているため、従来から多量に使
用されていたが、上記したように種々の難点がある。そ
れ以外の植物油には、リノール酸やリノレン酸を主成分
とするアマニ油、大豆油、ヒマシ油等があるが、フェノ
ールとの反応性に乏しく、また、特開昭55−390
3、特開昭55−108414等に記載されているルイ
ス酸触媒を多量に用いる等反応条件を厳しくして、フェ
ノール類と反応させることが提案されている。これらの
触媒を多量に用いると、植物油の加水分解も同時に起こ
り低分子量成分が増加するため、積層板にした場合、表
面にこれらの低分子量物、未反応植物油がにじみだすと
いった実用上の問題と伴に、多量の触媒のため、積層板
の電気特性が低下するといった問題も生ずる。
【0005】本発明はリノール酸やリノレン酸を主成分
とする植物油はアマニ油や大豆油のように、価格あるい
は供給量の面からみて極めて安定した原料であることか
ら、こけれらをフェノール類と反応させることができれ
ば、積層板の可撓化に役立つと考えて、上述した欠点を
解消すべく鋭意検討した結果本発明に到達した。すなわ
ち、特殊な触媒を選択すれば、リノール酸、リノレン酸
を主成分とする植物油でも低分子量化を抑制しながらフ
ェノール類と反応させることが可能でしかも積層板の低
温打抜加工性を著しく向上させることができることを見
出し本発明を完成した。さらに詳しく説明すると、リノ
ール酸、リノレン酸を主成分とする植物油をフェノール
類と反応させるときに、触媒としてパーフルオロアルカ
ンスルホン酸型イオン交換樹脂250℃以下では固体の
形状を維持したままで強酸性を示す酸性物質いわゆる固
体酸を用いることによって、これらの植物油とフェノー
ル類を低分子量化反応を起こさせないで反応させること
が可能になった。これにホルムアルデヒドを反応させ、
レゾール化してワニスを紙基材に含浸させ、圧縮成形し
て積層板にした場合表面にしみだし、電気特性の低下も
なく従来の欠点が解消されることが分かった。
【0006】
【作用】本発明に用いられるリノール酸、リノレン酸を
主成分とする植物油には、アマニ油、サフラワー油、大
豆油、胡麻油、エノ油、アサミ油、菜種油、綿実油、脱
水ヒマシ油等があり、特に不飽和度が高くしかも価格が
安価でで供給量が安定しているアマニ油が好ましい。フ
ェノール類としては、フェノール、オルトクレゾール、
メタクレゾール、パラクレゾール、キシレノール、カテ
コール、レゾルシン、ハイドロキシン、オクチルフェノ
ール、tert−ブチフェノール、ノニルフェノール、
ビスフェノール−A等が挙げられる。植物油とフェノー
ル類との反応触媒に用いられる固体酸としては、粉状、
粒状、網状及び膜状のパーフルオロアルカンスルホン酸
型イオン交換樹脂や合成ゼオライトがある。
【0007】このイオン交換樹脂は次式[1]
【化1】 (lは5〜13.5、mは1000、xは1以上の整数
を示す。)で表され超強酸性のイオラン交換樹脂とし
て、市販されている(デュポン社商品名:ナフィオ
ン。)その他、合成ゼオライト等がある。(日本モービ
ルカタリスト社商品名:ZSM−5)。植物油とフェノ
ール類の配合比は、特に限定されないが積層板の特定か
ら、植物油:フェノール類=2:8〜4特に3:7〜
4:6が好ましい。植物油の配合比が6:4より大きく
なると、積層板の硬化性が低下し、表面がべとつく等の
欠点が現れる。また2:8より小さくなると積層板の低
温打抜加工性が満足できない。
【0008】また、触媒の添加量も特に限定されない
が、植物油100重量部に対して、イオン交換樹脂の表
面積にもよるが、直径2mmの粒状のイオン交換樹脂で
10〜200部で特に30〜100部が好ましい。20
0部以上になると、反応させる際に撹拌が困難になり、
反応をスムーズに進行させることができない。30部以
下では反応が遅くなり、工業的生産性が低下する。イオ
ン交換樹脂の粒径を細かくすれば、その使用量を減らす
ことができる。また、固体酸は反応溶液に浸されること
がないので、再生して何回でも繰り返し使用できるとい
うメリットがある。パーフルオロアルカンスルホン酸型
イオン交換樹脂は、硝酸、硫酸、塩酸で再生することが
でき、それを、反応触媒として用いることも可能であ
る。
【0009】植物油とフェノール類の反応は、無溶剤で
も溶剤中でも可能であるが、次のホルムアルデヒドとの
反応を考えると無溶剤で反応させるのが好ましい。反応
温度は、50〜250℃、特に、100℃以下が好まし
い。100℃以上になると、加水分解反応も頻発し低分
子量化が起こりやすくなり、ひいては積層板の特性低下
を引き起こす。植物油とフェノール類の反応が終了した
あと、場合によってはフェノールを追加し、ホルムアル
デヒド、塩基性触媒を添加して通常のレゾール化反応さ
せ積層板用樹脂を合成する。場合によっては、難燃剤を
添加して、難燃性積層板用樹脂にすることもできる。こ
うして得たワニスを紙基材に含浸して、加熱乾燥してプ
リプレグを作製する。これを所定枚数重ね合わせて、片
面に接着剤付銅箔を重ねて、所定の圧力、温度で所定時
間加圧加熱して銅張り積層板を作製する。以下実施例を
示して具体的に説明する。
【0010】
【実施例】
実施例1 (積層板用ワニスの合成例1)温度計、冷却管を備えた
21の三つ口フラスコにアマニ油200g、フェノール
200g、粒径2mmのパーフルオロアルカンスルホン
酸型イオン交換樹脂ナフィオン40gを加えて、80℃
で3時間反応させた。さらに、反応終了後、反応液を濾
過して、固体酸を濾別した。濾別した固体酸は、メチル
エチルケトンで洗浄し、乾燥して次に使えるようにし
た。濾液にフェノール180g、パラホルム255g、
メタノール80g、アンモニア水38gを加えて80℃
でレゾール化反応をした。160℃におけるゲル化時間
が6分になったところで、減圧下に加熱して脱水濃縮し
た。ゲル化時間が3分になったところで反応終了にして
トルエン200g、メタノール200gを加えてワニス
1とした。
【0011】実施例2 (積層板用ワニスの合成例2)実施例1と同様にフラス
コにアマニ油200g、m,p−クレゾール250g、
実施例1で使用したナフィオン30gをメチルエチルケ
トンで洗浄したのち、乾燥して硝酸で超強酸型に再生し
たものを加えて、90℃で2時間反応させた。さらに、
キシレン樹脂(三菱瓦斯化学社商品名:ニカノール−
H)50gを加えて、同じ温度で1時間反応させた。反
応終了後、反応液を濾過して、固体酸を濾別した。濾別
した固体酸は、メチルエチルケトンで洗浄し、乾燥して
次に使えるようにした。濾液にフェノール100g、パ
ラホルム177g、メタノール60g、アンモニア水2
1.6gを加えて80℃でレゾール化反応をした。16
0℃におけるゲル化時間が6分になったところで、減圧
下に加熱して脱水濃縮した。ゲル化時間が3分になった
ところで反応終了にしてトルエン200g、メタノール
200gを加えてワニス2とした。
【0012】実施例3 (積層板用ワニスの合成例3)実施例1と同様にフラス
コにフェノール200gとキシレン樹脂(三菱瓦斯化学
社商品名:ニカノール−H)50g、合成ゼオライト3
1.0gを仕込み100℃で1時間反応させた。それ
に、大豆油200gを追加して同じ温度で5時間反応さ
せた。反応終了後、反応液を濾過して、固体酸を濾別し
た。濾別した固体酸は、メチルエチルケトンで洗浄し、
乾燥して次に使えるようにした。濾液にフェノール18
0g、パラホルム255g、メタノール、80g、アン
モニア水38gを加えて80℃でレゾール化反応をし
た。160℃におけるゲル化時間が6分になったところ
で、減圧下に加熱して脱水濃縮した。ゲル化時間が3分
になったところで反応終了にしてトルエン200g、メ
タノール200gを加えてワニス3とした。
【0013】比較例1 (従来の方法による合成例)実施例1と同様にフラスコ
にアマニ油200g、m,p−クレゾール250g、p
−トルエンスルホン酸1.0gを加えて、90℃で2時
間反応させた。さらに、キシレン樹脂(三菱瓦斯化学社
商品名:ニカノール−H)50gを加えて、同じ温度で
1時間反応させた。その後で、フェノール100g、パ
ラホルム177g、メタノール、60g、アンモニア水
21.6gを加えて80℃でレゾール化反応をした。1
60℃の熱板上においてゲル化時間を測定しようとした
が、ゲル化した部分と油部分とに分離したものであった
が、7時間反応を続けたところで、減圧下に加熱して脱
水濃縮した。フラスコから留去するものがなくなった時
点でで反応終了にしてトルエン200g、メタノール2
00gを加えて比較ワニス1とした。
【0014】比較例2 (桐油変性フェノール樹脂の合成)実施例1と同様にフ
ラスコにフェノール200gとキシレン樹脂(三菱瓦斯
化学社商品名:ニカノール−H)50g、トリフルオロ
メチルスルホン酸1.0gを仕込み100℃で1時間反
応させた。それに、桐油200gを追加して同じ温度で
5時間反応させた。反応終了後、フェノール180g、
パラホルム255g、メタノール、80g、アンモニア
水38gを加えて80℃でレゾール化反応をした。16
0℃におけるゲル化時間が6分になったところで、減圧
下に加熱して脱水濃縮した。ゲル化時間が3分になった
ところで反応終了にしてトルエン200g、メタノール
200gを加えて比較ワニス2とした。
【0015】比較例3 (ルイス酸触媒使用アマニ油変性フェノール樹脂)実施
例1と同様にフラスコにフェノール200g、アマニ油
200g、塩化アルミニウム3gを加えて、100℃で
3時間反応させた。それに、フェノール180g、パラ
ホルム255g、メタノール、80g、アンモニア水3
8gを加えて80℃でレゾール化反応をした。160℃
におけるゲル化時間が6分になったところで、減圧下に
加熱して脱水濃縮した。ゲル化時間が3分になったとこ
ろで反応終了にしてトルエン200g、メタノール20
0gを加えて比較ワニス3とした。
【0016】以上、合成したワニス3種類を樹脂分48
%に調整して、水溶性フェノール樹脂で第一次含浸した
クラフト紙に含浸、乾燥させ植物油変性フェノール樹脂
のプリプレグを作製した。該プリプレグを所定枚数重ね
て、片側に接着剤付銅箔を重ねて、100kg/c
2 、160℃、1時間加熱加圧して銅張り積層板を作
製した。該積層板の特性をJIS−6481に準拠して
測定した。その結果を表1に示す。また、植物油とフェ
ノール類の反応における低分子量物の含有量を液体クロ
マトグラフィーで測定した結果も表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】
【発明の効果】表1から明らかなように、従来の方法で
は積層板の表面がべとつき、耐溶剤性に欠点があったも
のが本発明のように、十分低分子化反応を抑制しつつ、
植物油にフェノール類に反応させることによって、桐油
と同等の可撓性を有しながら耐溶剤性も改良でき、安価
な材料を使用可能にできたことは経済効果が大である。
フロントページの続き (72)発明者 井上 光弘 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リノール酸、リノレン酸を主成分とする
    乾性油、半乾性油に固体酸触媒を用いて、フェノール類
    を付加させたフェノール化植物油をフェノール樹脂の可
    撓剤として用いることを特徴とする積層板用植物油変性
    フェノール樹脂の製造法。
  2. 【請求項2】 固体酸がパーフルオロアルカンスルホン
    酸型イオン交換樹脂である請求項1記載の積層板用植物
    油変性フェノール樹脂の製造法。
  3. 【請求項3】 固体酸が合成ゼオライトである請求項1
    記載の積層板用植物油変性フェノール樹脂の製造法。
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