JPWO2013136963A1 - 熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムを、(a)環状オレフィンモノマー100質量部、(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル100〜20質量%と、芳香族ビニル化合物又は炭素数2以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル0〜80質量%との(共)重合体であり、重量平均分子量が1000〜200万である(共)重合体0.5〜8質量部、(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤0.3〜8質量部、(d)リン系安定剤0.5〜10質量部及び(e)ヒンダードアミン系光安定剤0.5〜10質量部を含有する重合性組成物を開環メタセシス重合して得る。
Description
本発明は、ICチップ、LED等の半導体封止工程、多層プリント配線板製造時の積層熱プレス工程、フレキシブルプリント配線板製造時のカバーレイ貼付工程等の実装工程の歩留まり向上に寄与する熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルム及びその製造方法に関する。
ICチップ、LED等の半導体素子の小型化及び薄型化が、携帯電話等のモバイル機器の小型化及び薄型化に伴い、進んでいる。これらの素子を封止している封止チップ形状も変化している。最近では、従来の表面実装用素子に見られる、リードフレームが封止チップから伸びるように配置された形状のチップは主流ではなくなり、端子が素子上に直接配置される形状であるチップ・サイズ・パッケージ(CSP)、ボール・グリッド・アレイ(BGA)、クアッド・フラット・ノウリード・パッケージ(QFN)等の形状の実装用封止チップが主流になりつつある。これらの形状は、実装面積が小さいという利点を有し、機器の小型化に貢献している。更に、これらの形状の実装用封止チップは薄く、封止膜の薄膜化に貢献している。
しかし、製品の割れ、封止材の端子部からのはみ出しが、これらの形状の実装用封止チップの製造工程で発生しやすく、製造歩留まりが低下する。離型フィルムによるアシスト成形を用いる封止方法が、歩留まり向上のため検討された(例えば、特許文献1及び2参照)。当該封止方法で使用される離型フィルムの材料であるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)及びポリイミドは高価であり、当該離型フィルムは廃棄時に焼却処理できない。
一方、メタセシス重合触媒とメタセシス重合可能なシクロオレフィン類を含む液状物をキャリアー上で重合させて得られる架橋樹脂フィルムが離型フィルムとして検討された(例えば、特許文献3参照)。しかし、当該フィルムは、封止材、プリプレグ、接着剤に使用される樹脂との十分な離型性を有していない。
更に、外層が4−メチル−1−ペンテン系重合体樹脂を含み、内層がポリオレフィン系樹脂と、フェノール系酸化安定剤と、リン系安定剤又は硫黄系安定剤を含み、該内層の上下に該外層を有する多層樹脂層からなるプリント基板製造用離型フィルムが検討された(例えば、特許文献4参照)。しかし、当該フィルムがプリント基板製造時に高温に晒され続けると変色してしまう。
最近、環状オレフィンモノマーを開環メタセシス重合して得られる熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂を含み、封止材、プリプレグ、接着剤に使用される樹脂との十分な離型性と、引張破断伸び、引張破断強度等の機械的強度、高温耐変色性を有するフィルムが希求されていたが、このようなフィルムは見出されていない。
本発明が解決しようとする課題は、環状オレフィンモノマーを開環メタセシス重合して得られる熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂を含み、封止材、プリプレグ、接着剤に使用される樹脂との十分な離型性と、引張破断伸び、引張破断強度等の機械的強度、高温耐変色性を有するフィルムとその製造方法の提供である。
本発明の発明者は、鋭意検討の結果、(a)環状オレフィンモノマー、(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む特定の重合体、(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤、(d)リン系安定剤及び(e)ヒンダードアミン系光安定剤を含有する重合性組成物を開環メタセシス重合して得られる熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムが、封止材、プリプレグ、接着剤に使用される樹脂との十分な離型性、高い機械的強度と高温耐変色性を有することを見出し、本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムとその製造方法を完成させるに至った。
本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムは、(a)環状オレフィンモノマー100質量部、(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル100〜20質量%と、芳香族ビニル化合物又は炭素数2以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル0〜80質量%との(共)重合体であり、重量平均分子量が1000〜200万である(共)重合体0.5〜8質量部、(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤0.3〜8質量部、(d)リン系安定剤0.5〜10質量部及び(e)ヒンダードアミン系光安定剤0.5〜10質量部を含有する重合性組成物を開環メタセシス重合して得られる。
本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムは、封止材、プリプレグ、接着剤に使用される樹脂との十分な離型性と、引張破断伸び、引張破断強度等の機械的強度、高温耐変色性を有する。
本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの原料の1つである(a)環状オレフィンモノマーは、炭素原子で形成される環構造を有し、該環中に炭素−炭素二重結合を有する化合物である。その具体例は、ノルボルネン系モノマー、単環環状オレフィン等である。好ましい(a)環状オレフィンモノマーはノルボルネン系モノマーである。ノルボルネン系モノマーは、ノルボルネン環を含むモノマーである。ノルボルネン系モノマーの具体例は、ノルボルネン類、ジシクロペンタジエン類、テトラシクロドデセン類などである。これらは、アルキル基、アルケニル基、アルキリデン基、アリール基などの炭化水素基;カルボキシル基、酸無水物基などの極性基を置換基として含有し得る。
ノルボルネン系モノマーは、ノルボルネン環の二重結合以外に、さらに二重結合を有していてもよい。離型フィルムの離型性の向上の観点から、好ましいノルボルネン系モノマーは、非極性の、すなわち炭素原子と水素原子のみで構成されるノルボルネン系モノマーである。
非極性のノルボルネン系モノマーの具体例は、ジシクロペンタジエン、メチルジシクロペンタジエン、ジヒドロジシクロペンタジエン(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エンとも言う。)などの非極性のジシクロペンタジエン類;
テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−メチルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−エチルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−シクロヘキシルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−シクロペンチルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−メチレンテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−エチリデンテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−ビニルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−プロペニルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−シクロヘキセニルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−シクロペンテニルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−フェニルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エンなどの非極性のテトラシクロドデセン類;
2−ノルボルネン、5−メチル−2−ノルボルネン、5−エチル−2−ノルボルネン、5−ブチル−2−ノルボルネン、5−ヘキシル−2−ノルボルネン、5−デシル−2−ノルボルネン、5−シクロヘキシル−2−ノルボルネン、5−シクロペンチル−2−ノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−ビニル−2−ノルボルネン、5−プロペニル−2−ノルボルネン、5−シクロヘキセニル−2−ノルボルネン、5−シクロペンテニル−2−ノルボルネン、5−フェニル−2−ノルボルネン、テトラシクロ[9.2.1.02,10.03,8]テトラデカ−3,5,7,12−テトラエン(1,4−メタノ−1,4,4a,9a−テトラヒドロ−9H−フルオレンとも言う。)、テトラシクロ[10.2.1.02,11.04,9]ペンタデカ−4,6,8,13−テトラエン(1,4−メタノ−1,4,4a,9,9a,10−ヘキサヒドロアントラセンとも言う。)などの非極性のノルボルネン類;
ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカ−4,10−ジエン、ペンタシクロ[9.2.1.14,7.02,10.03,8]ペンタデカ−5,12−ジエン、ヘキサシクロ[6.6.1.13,6.110,13.02,7.09,14]ヘプタデカ−4−エンなどの五環体以上の非極性の環状オレフィン類;などである。
テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−メチルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−エチルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−シクロヘキシルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−シクロペンチルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−メチレンテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−エチリデンテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−ビニルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−プロペニルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−シクロヘキセニルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−シクロペンテニルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、9−フェニルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エンなどの非極性のテトラシクロドデセン類;
2−ノルボルネン、5−メチル−2−ノルボルネン、5−エチル−2−ノルボルネン、5−ブチル−2−ノルボルネン、5−ヘキシル−2−ノルボルネン、5−デシル−2−ノルボルネン、5−シクロヘキシル−2−ノルボルネン、5−シクロペンチル−2−ノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−ビニル−2−ノルボルネン、5−プロペニル−2−ノルボルネン、5−シクロヘキセニル−2−ノルボルネン、5−シクロペンテニル−2−ノルボルネン、5−フェニル−2−ノルボルネン、テトラシクロ[9.2.1.02,10.03,8]テトラデカ−3,5,7,12−テトラエン(1,4−メタノ−1,4,4a,9a−テトラヒドロ−9H−フルオレンとも言う。)、テトラシクロ[10.2.1.02,11.04,9]ペンタデカ−4,6,8,13−テトラエン(1,4−メタノ−1,4,4a,9,9a,10−ヘキサヒドロアントラセンとも言う。)などの非極性のノルボルネン類;
ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカ−4,10−ジエン、ペンタシクロ[9.2.1.14,7.02,10.03,8]ペンタデカ−5,12−ジエン、ヘキサシクロ[6.6.1.13,6.110,13.02,7.09,14]ヘプタデカ−4−エンなどの五環体以上の非極性の環状オレフィン類;などである。
入手容易性とフィルムの耐熱性向上の観点から、好ましい非極性ノルボルネン系モノマーは、非極性ジシクロペンタジエン類、非極性テトラシクロドデセン類であり、より好ましい非極性ノルボルネン系モノマーは、非極性ジシクロペンタジエン類である。
極性基を含むノルボルネン系モノマーの具体例は、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−9−エン−4−カルボン酸メチル、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−9−エン−4−メタノール、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−9−エン−4−カルボン酸、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−9−エン−4,5−ジカルボン酸、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−9−エン−4,5−ジカルボン酸無水物、5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチル、2−メチル−5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチル、酢酸5−ノルボルネン−2−イル、5−ノルボルネン−2−メタノール、5−ノルボルネン−2−オール、5−ノルボルネン−2−カルボニトリル、2−アセチル−5−ノルボルネン、7−オキサ−2−ノルボルネンなどである。
単環環状オレフィンの具体例は、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテン、シクロドデセン、1,5−シクロオクタジエン、及び置換基を有するこれらの誘導体などである。
これらの(a)環状オレフィンモノマーは1種単独で若しくは2種以上を組み合わせて用いられる。単環環状オレフィンの添加量は、(a)環状オレフィンモノマーの全量に対して、好ましくは40質量%以下、より好ましくは20質量%以下である。単環環状オレフィンの添加量が上記上限以下であることにより、フィルムの耐熱性が十分に得られる。
(a)環状オレフィンモノマー、(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル100〜20質量%と、芳香族ビニル化合物又は炭素数2以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル0〜80質量%との(共)重合体であり、重量平均分子量が1000〜200万である(共)重合体、(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤、(d) リン系安定剤及び(e)ヒンダードアミン系光安定剤を含有する重合性組成物は、重合触媒の存在下に開環メタセシス重合される。重合触媒は、(a)環状オレフィンモノマーを開環メタセシス重合させる。当該重合触媒は特定の触媒に限定されない。
遷移金属原子を中心にして、イオン、原子、多原子イオン及び/又は化合物が複数結合してなる錯体が、重合触媒として用いられる。5族、6族及び8族(長周期型周期表、以下同じ)の原子が、遷移金属原子として使用される。それぞれの族の原子は特に限定されないが、好ましい5族の原子はタンタルであり、好ましい6族の原子はモリブデン、タングステンであり、好ましい8族の原子はルテニウム、オスミウムである。
好ましいメタセシス重合触媒は、8族のルテニウム、オスミウムの錯体であり、特に好ましいメタセシス重合触媒は、ルテニウムカルベン錯体である。ルテニウムカルベン錯体は、塊状重合時の触媒活性に優れるため、残留未反応モノマーが少ない架橋環状オレフィン重合体が生産性よく得られる。
ルテニウムカルベン錯体の具体例は、触媒活性の観点から、以下の式(1)又は式(2)で表される錯体である。
本発明におけるヘテロ原子は、周期表15族及び16族の原子である。ヘテロ原子の具体例は、窒素原子(N)、酸素原子(O)、リン原子(P)、硫黄原子(S)、砒素原子(As)、セレン原子(Se)などである。カルベン化合物の安定性の観点から、好ましいヘテロ原子はN、O、P、及びSであり、特に好ましいヘテロ原子はNである。
中性電子供与性化合物は、ヘテロ原子含有カルベン化合物とその他の中性電子供与性化合物に大別される。重合触媒の活性の観点から、好ましい中性電子供与性化合物は、ヘテロ原子含有カルベン化合物である。カルベン炭素の両側にヘテロ原子が隣接して結合しているヘテロ原子含有カルベン化合物が好ましく、カルベン炭素原子とその両側のヘテロ原子とを含んでヘテロ環が形成されているヘテロ原子含有カルベン化合物がより好ましい。カルベン炭素に隣接するヘテロ原子は、好ましくは嵩高い置換基を有している。
好ましいヘテロ原子含有カルベン化合物の具体例は、以下の式(3)又は式(4)で示される化合物である。
前記式(3)又は式(4)で表される化合物の具体例は、1,3−ジメシチルイミダゾリジン−2−イリデン、1,3−ジ(1−アダマンチル)イミダゾリジン−2−イリデン、1−シクロヘキシル−3−メシチルイミダゾリジン−2−イリデン、1,3−ジメシチルオクタヒドロベンズイミダゾール−2−イリデン、1,3−ジイソプロピル−4−イミダゾリン−2−イリデン、1,3−ジ(1−フェニルエチル)−4−イミダゾリン−2−イリデン、1,3−ジメシチル−2,3−ジヒドロベンズイミダゾール−2−イリデンなどである。
前記式(3)又は式(4)で示される化合物のほかに、1,3,4−トリフェニル−2,3,4,5−テトラヒドロ−1H−1,2,4−トリアゾール−5−イリデン、1,3−ジシクロヘキシルヘキサヒドロピリミジン−2−イリデン、N,N,N’,N’−テトライソプロピルホルムアミジニリデン、1,3,4−トリフェニル−4,5−ジヒドロ−1H−1,2,4−トリアゾール−5−イリデン、3−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−2,3−ジヒドロチアゾール−2−イリデンなどのヘテロ原子含有カルベン化合物を用い得る。
ヘテロ原子含有カルベン化合物以外の中性電子供与性化合物は、中心金属から引き離されたときに中性の電荷を持つ配位子である。当該中性電子供与性化合物の具体例は、カルボニル類、アミン類、ピリジン類、エーテル類、ニトリル類、エステル類、ホスフィン類、チオエーテル類、芳香族化合物、オレフィン類、イソシアニド類、チオシアネート類などである。好ましい中性電子供与性化合物は、ホスフィン類、エーテル類及びピリジン類であり、より好ましい中性電子供与性化合物はトリアルキルホスフィンである。
前記式(1)及び式(2)において、アニオン(陰イオン)性配位子X1とX2は、中心金属原子から引き離されたときに負の電荷を持つ配位子であり、その具体例は、弗素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)、沃素原子(I)などのハロゲン原子、ジケトネート基、置換シクロペンタジエニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、カルボキシル基などである。好ましいアニオン性配位子はハロゲン原子であり、より好ましい配位子は塩素原子である。
前記式(1)において、X2とL2が互いに結合して多座キレート化配位子を形成しているルテニウムカルベン錯体の例は、下式(5)で表されるシフ塩基配位錯体である。
式(5)中、R7〜R9は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、又はヘテロ原子を含んでいてもよい1価の有機基を表す。ヘテロ原子を含んでいてもよい1価の有機基の具体例は、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数2〜20のアルキニル基、アリール基、炭素数1〜20のアルコキシル基、炭素数2〜20のアルケニルオキシ基、炭素数2〜20のアルキニルオキシ基、アリールオキシ基、炭素数1〜8のアルキルチオ基、炭素数1〜20のカルボニルオキシ基、炭素数1〜20のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜20のアルキルスルホニル基、炭素数1〜20のアルキルスルフィニル基、炭素数1〜20のアルキルスルホン酸基、アリールスルホン酸基、炭素数1〜20のホスホン酸基、アリールホスホン酸基、炭素数1〜20のアルキルアンモニウム基、アリールアンモニウム基等である。
これらのヘテロ原子を含んでいてもよい1価の有機基は、置換基を有していてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。置換基の例は、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシル基、アリール基である。1価の有機基が環を形成する場合、環は、芳香環、脂環及びヘテロ環のいずれであってもよい。
式(5)中、R10及びR11は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、又はヘテロアリール基を表し、これらの基は、置換基を有していてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。当該置換基の例は、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシル基、アリール基である。R10及びR11が環を形成する場合、環は、芳香環、脂環及びヘテロ環のいずれであってもよい。
前記式(1)で表される錯体化合物の具体例は、ベンジリデン(1,3−ジメシチル−4−イミダゾリジン−2−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、ベンジリデン(1,3−ジメシチル−4,5−ジブロモ−4−イミダゾリン−2−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、(1,3−ジメシチル−4−イミダゾリン−2−イリデン)(3−フェニル−1H−インデン−1−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、(1,3−ジメシチル−4−イミダゾリジン−2−イリデン)(3−メチル−2−ブテン−1−イリデン)(トリシクロペンチルホスフィン)ルテニウムジクロリド、ベンジリデン(1,3−ジメシチル−オクタヒドロベンズイミダゾール−2−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、ベンジリデン[1,3−ジ(1−フェニルエチル)−4−イミダゾリン−2−イリデン](トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、ベンジリデン(1,3−ジメシチル−2,3−ジヒドロベンズイミダゾール−2−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、ベンジリデン(トリシクロヘキシルホスフィン)(1,3,4−トリフェニル−2,3,4,5−テトラヒドロ−1H−1,2,4−トリアゾール−5−イリデン)ルテニウムジクロリド、(1,3−ジイソプロピルヘキサヒドロピリミジン−2−イリデン)(エトキシメチレン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、ベンジリデン(1,3−ジメシチル−4−イミダゾリジン−2−イリデン)ピリジンルテニウムジクロリド、(1,3−ジメシチル−4−イミダゾリジン−2−イリデン)(2−フェニルエチリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、(1,3−ジメシチル−4−イミダゾリン−2−イリデン)(2−フェニルエチリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、(1,3−ジメシチル−4,5−ジブロモ−4−イミダゾリン−2−イリデン)[(フェニルチオ)メチレン](トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、(1,3−ジメシチル−4,5−ジブロモ−4−イミダゾリン−2−イリデン)(2−ピロリドン−1−イルメチレン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリドなどの、ヘテロ原子含有カルベン化合物及び中性電子供与性化合物が各々1つ結合したルテニウム錯体化合物;
ベンジリデンビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、(3−メチル−2−ブテン−1−イリデン)ビス(トリシクロペンチルホスフィン)ルテニウムジクロリドなどの、2つの中性電子供与性化合物が結合したルテニウム錯体化合物;
ベンジリデンビス(1,3−ジシクロヘキシル−4−イミダゾリジン−2−イリデン)ルテニウムジクロリド、ベンジリデンビス(1,3−ジイソプロピル−4−イミダゾリン−2−イリデン)ルテニウムジクロリドなどの、2つのヘテロ原子含有カルベン化合物が結合したルテニウム錯体化合物;
式(6)で表される、X2とL2が互いに結合して多座キレート化配位子を形成しているルテニウムカルベン錯体;などである。
ベンジリデンビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、(3−メチル−2−ブテン−1−イリデン)ビス(トリシクロペンチルホスフィン)ルテニウムジクロリドなどの、2つの中性電子供与性化合物が結合したルテニウム錯体化合物;
ベンジリデンビス(1,3−ジシクロヘキシル−4−イミダゾリジン−2−イリデン)ルテニウムジクロリド、ベンジリデンビス(1,3−ジイソプロピル−4−イミダゾリン−2−イリデン)ルテニウムジクロリドなどの、2つのヘテロ原子含有カルベン化合物が結合したルテニウム錯体化合物;
式(6)で表される、X2とL2が互いに結合して多座キレート化配位子を形成しているルテニウムカルベン錯体;などである。
前記式(2)で表される錯体化合物の具体例は、(1,3−ジメシチル−4−イミダゾリジン−2−イリデン)(フェニルビニリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、(t−ブチルビニリデン)(1,3−ジイソプロピル−4−イミダゾリン−2−イリデン)(トリシクロペンチルホスフィン)ルテニウムジクロリド、ビス(1,3−ジシクロヘキシル−4−イミダゾリン−2−イリデン)フェニルビニリデンルテニウムジクロリドなどである。
特に好ましい錯体化合物は、前記式(1)で表され、かつ配位子として前記式(3)または(4)で表される化合物を1つ有するものである。
これらのルテニウムカルベン錯体は、(a)Org. Lett.,1999年、第1巻、953頁、(b)Tetrahedron. Lett.,1999年、第40巻、2247頁、(c)国際公開第2003/062253号パンフレットなどに記載された方法によって製造される。
重合触媒の使用量は、(重合触媒中の金属原子:(a)環状オレフィンモノマー)のモル比で、例えば1:2,000〜1:2,000,000、好ましくは1:5,000〜1:1,000,000、より好ましくは1:10,000〜1:500,000の範囲である。重合触媒の量が(1:2,000,000)以上であることにより、重合反応率の低下による重合体中のモノマーの残留、及び、架橋重合体の架橋度の低下を抑制することができ、得られるフィルムの耐熱性を向上させることができる。また、重合触媒の量が(1:2,000)以下であることにより、製造コストを抑えることができ、また反応速度が速くなりすぎることを抑えて、後述する塊状重合時のフィルム成形を容易に行うことができる。
重合触媒は、重合活性を制御し、重合反応率を向上させる目的で活性剤(共触媒)と併用され得る。活性剤の具体例は、アルミニウム、スカンジウム、スズ、珪素のアルキル化物、ハロゲン化物、アルコキシ化物及びアリールオキシ化物などである。活性剤の更なる具体例は、トリアルコキシアルミニウム、トリフェノキシアルミニウム、ジアルコキシアルキルアルミニウム、アルコキシジアルキルアルミニウム、トリアルキルアルミニウム、ジアルコキシアルミニウムクロリド、アルコキシアルキルアルミニウムクロリド、ジアルキルアルミニウムクロリド等のアルミニウム化合物;トリアルコキシスカンジウム等のスカンジウム化合物;テトラアルコキシチタン等のチタン化合物;テトラアルキルズズ、テトラアルコキシスズ等のスズ化合物;テトラアルコキシジルコニウム等のジルコニウム化合物;ジメチルモノクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、テトラクロロシラン、ビシクロヘプテニルメチルジクロロシラン、フェニルメチルジクロロシラン、ジヘキシルジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、メチルトリクロロシラン等のシラン化合物;などである。
活性剤の使用量は、(重合触媒中の金属原子:活性剤)のモル比で、例えば、1:0.05〜1:100、好ましくは1:0.2〜1:20、より好ましくは1:0.5〜1:10の範囲である。
重合触媒は、重合活性を制御し、重合反応速度を調節する目的で重合調節剤と併用され得る。重合調節剤の具体例は、トリフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリブチルホスフィン、1,1−ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,5−ビス(ジフェニルホスフィノ)ペンタンなどのリン化合物;エーテル、エステル、ニトリルなどのルイス塩基等である。これらの使用量は、重合触媒1モルに対し、例えば0.01〜50モル、好ましくは0.05〜10モルである。
本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの製造方法は、溶液重合法、塊状重合法のいずれでもよいが、溶媒除去の工程が不要で、重合と同時にフィルム形状に成形された樹脂組成物を得られるとの観点から、塊状重合法が好ましい。
塊状重合法は、(a)環状オレフィンモノマー、(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル100〜20質量%と、芳香族ビニル化合物又は炭素数2以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル0〜80質量%との(共)重合体であり、重量平均分子量が1000〜200万である(共)重合体、(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤、(d)リン系安定剤及び(e)ヒンダードアミン系光安定剤を含有する重合性組成物を、重合触媒、必要に応じ用いられる添加剤の存在下に開環メタセシス重合してフィルム形状に成形する工程を含む。
(a)環状オレフィンモノマーは開環メタセシス重合されて、環状オレフィン重合体が得られ、更に、当該環状オレフィン重合体は、開環メタセシス重合後または開環メタセシス重合と同時に、架橋されて架橋環状オレフィン重合体が得られると考えられる。
本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムは、(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル100〜20質量%と、芳香族ビニル化合物又は炭素数2以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル0〜80質量%との(共)重合体であり、重量平均分子量が1000〜200万である(共)重合体を含有する。なお、本発明において、「(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル100〜20質量%と、芳香族ビニル化合物又は炭素数2以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル0〜80質量%との(共)重合体であり、重量平均分子量が1000〜200万である重合体」を、「(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む特定の重合体」、又は単に、「(b)重合体」と称することがある。
(b)重合体は、好ましくは、炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル80〜20質量%と、芳香族ビニル化合物又は炭素数2以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル20〜80質量%との(共)重合体であり、重量平均分子量が1000〜200万である。
炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を構成するモノマーの具体例は、n−プロピルアクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、sec−ブチルアクリレート、sec−ブチルメタクリレート、t−ブチルアクリレート、t−ブチルメタクリレート、n−ペンチルアクリレート、n−ペンチルメタクリレート、n−ヘキシルアクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−デシルアクリレート、n−デシルメタクリレート、n−ドデシルアクリレート、n−ドデシルメタクリレート、n−トリデシルアクリレート、n−トリデシルメタクリレート等である。1種又は2種以上の炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが使用される。
芳香族ビニル化合物単位を構成するモノマーの具体例は、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、ジビニルベンゼン、N,N−ジメチル−p−アミノエチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、 N,N−ジエチル−p−アミノエチルスチレン、2,4−ジエチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等である。中でも、スチレン、α−メチルスチレンが特に好ましく、スチレンが最も好ましい芳香族ビニル化合物である。1種又は2種以上の芳香族ビニル化合物が使用される。
炭素数2以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を構成するモノマーの具体例は、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレートである。1種又は2種以上の炭素数2以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが使用される。
炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位の重合割合が上記下限以上であることにより、(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む特定の重合体が(a)環状オレフィンモノマーに溶解し易くなる。
(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む特定の重合体の重量平均分子量は1000〜200万であり、好ましくは5000〜160万であり、より好ましくは1万〜120万であり、更に好ましくは2万〜100万であり、特に好ましくは2万〜10万である。当該重量平均分子量が上記下限以上であることにより、熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの離型性と機械的強度が向上する。一方、当該重量平均分子量が上記上限以下であることにより、(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む特定の重合体が(a)環状オレフィンモノマーに溶解し易くなる。
上記重合性組成物は、100質量部の(a)環状オレフィンモノマーに対して0.5〜8質量部の(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む特定の重合体を含有する。(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む特定の重合体の含有量が上記下限以上であることにより、熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの離型性と機械的強度が向上する。(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む特定の重合体の含有量が上記上限以下であることにより、熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムが強靭になる。
(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む特定の重合体の重合方法は、特定の重合方法に限定されない。当該重合方法の具体例は、溶液重合、乳化重合、懸濁重合、塊状重合である。
(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む特定の重合体の分子鎖末端は、好ましくは水酸基で変性されている。
(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む特定の重合体は市販されている。当該市販品の具体例は、ガンツ化成(株)製ガンツパールGBS−40Nなどである。
本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムは、(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤を含有する。ヒドラジン構造を有するフェノール系安定剤の具体例は、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)アセチル]ヒドラジン、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ブチロニル]ヒドラジン、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)オクチロニル]ヒドラジン、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ステアロイル]ヒドラジン、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ベンゾイル]ヒドラジン等である。
オキサミド構造を有するフェノール系安定剤の具体例は、N,N’−ビス[2−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)アセチルオキシ〕エチル]オキサミド、N,N’−ビス[2−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル]オキサミド、N,N’−ビス[2−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ブチロニルオキシ〕エチル]オキサミド、N,N’−ビス[2−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)オクチロニルオキシ〕エチル]オキサミド、N,N’−ビス[2−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ステアロイルオキシ〕エチル]オキサミド、N,N’−ビス[2−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ベンゾイルオキシ〕エチル]オキサミド等である。
上記(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤の1種類又は2種以上が使用される。これらのうち、高温耐変色性の観点から、ヒドラジン構造を有するフェノール系安定剤が好ましく、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジンが特に好ましい。
上記重合性組成物は、100質量部の(a)環状オレフィンモノマーに対して0.3〜8質量部、好ましくは1〜5質量部、より好ましくは1〜3質量部の(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤を含有する。(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤の含有量が上記下限以上であることにより、熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの高温耐変色性が優れる。一方、(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤の含有量が上記上限以下であることにより、(a)環状オレフィンモノマーに不溶の部分が生じることがなくフィルムを得ることができる。
本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムは、(d) リン系安定剤を含有する。(d)リン系安定剤の具体例は、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス[2,4−ビス(1,1−ジメチルエチル)−6−メチルフェニル]エチルエステル亜リン酸塩、ビス−(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジステアリル[(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]ホスフォネート、ジエチル{[(3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル)メチル]ホスフォネート}、6−〔3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチル)プロポキシ〕−2,4,8,10−テトラ−tert−ブチルジベンズ〔d,f〕〔1,3,2〕−ジオキサホスフェピン、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト等である。これらの1種類又は複数が併用されて使用される。
(d)リン系安定剤の含有量は、100質量部の(a)環状オレフィンモノマーに対して0.5〜10質量部であり、より好ましくは1〜5質量部であり、さらに好ましくは1〜3質量部である。
本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムは、(e)ヒンダードアミン系光安定剤を含有する。(e)ヒンダードアミン系光安定剤の具体例は、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−アリル−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−ベンジル−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(4−t−ブチル−2−ブテニル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ステアロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−エチル−4−サリチロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−メタクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル−β(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、1−ベンジル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニルマレイネート(maleinate)、(ジ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−アジペート、(ジ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−セバケート、(ジ−1,2,3,6−テトラメチル−2,6−ジエチル−ピペリジン−4−イル)−セバケート、(ジ−1−アリル−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−イル)−フタレート、1−アセチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル−アセテート、トリメリット酸−トリ−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)エステル、1−アクリロイル−4−ベンジルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、ジブチル−マロン酸−ジ−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−ピペリジン−4−イル)−エステル、ジベンジル−マロン酸−ジ−(1,2,3,6−テトラメチル−2,6−ジエチル−ピペリジン−4−イル)−エステル、ジメチル−ビス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オキシ)−シラン,トリス−(1−プロピル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−ホスフィット、トリス−(1−プロピル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−ホスフェート,N,N’−ビス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−ヘキサメチレン−1,6−ジアミン、N,N’−ビス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−ヘキサメチレン−1,6−ジアセトアミド、1−アセチル−4−(N−シクロヘキシルアセトアミド)−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン、4−ベンジルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、N,N’−ビス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−N,N’−ジブチル−アジパミド、N,N’−ビス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−N,N’−ジシクロヘキシル−(2−ヒドロキシプロピレン)、N,N’−ビス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−p−キシリレン−ジアミン、4−(ビス−2−ヒドロキシエチル)−アミノ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−メタクリルアミド−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、α−シアノ−β−メチル−β−[N−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)]−アミノ−アクリル酸メチルエステル等である。これらの1種類又は複数種が併用されて使用される。
(e)ヒンダードアミン系光安定剤の含有量は、100質量部の(a)環状オレフィンモノマーに対して0.5〜10質量部であり、より好ましくは1〜5質量部であり、さらに好ましくは1〜3質量部である。
本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムは、(f)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤以外のフェノール系安定剤を含有し得る。(f)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤以外のフェノール系安定剤の具体例は、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3,9−ビス{2−〔3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニロキシ〕−1,1−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5・5]ウンデカン、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール等である。これらの1種類又は複数種が併用されて使用される。
(f)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤以外のフェノール系安定剤の好ましい含有量は、100質量部の(a)環状オレフィンモノマーに対して0.5〜10質量部であり、より好ましくは1〜5質量部であり、さらに好ましくは1〜3質量部である。
各種の添加剤を、各種の用途、目的に応じたフィルムの特性改質、機能付与、成形作業性の改善などを目的として、本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムに含有させられる。そのような添加剤の具体例は、重合禁止剤、充填材、消泡剤、発泡剤、着色剤、紫外線吸収剤、安定剤、難燃剤、湿潤剤、分散剤、離型滑剤、可塑剤などである。好ましくは、安定剤を、架橋環状オレフィン重合体の耐久性および保存安定性を向上するため、含有させる。
重合禁止剤の具体例は、パラベンゾキノン、トルキノン、ナフトキノン等のキノン類;ハイドロキノン、パラ−t−ブチルカテコール、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン等のハイドロキノン類;ナフテン酸銅やオクテン酸銅等の銅塩;トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、トリメチルベンジルアンモニウムマレエート、フェニルトリメチルアンモニウムクロライド等の第4級アンモニウム塩類;キノンジオキシムやメチルエチルケトオキシム等のオキシム類;トリエチルアミン塩酸塩やジブチルアミン塩酸塩等のアミン塩酸塩類;等である。これらの1種類又は複数種が併用されて使用される。
充填材の具体例は、カーボンブラック、天然黒鉛、シリカ、珪砂、ガラス粉、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、クレーなどの無機充填材;木粉、ポリエステルビーズ、ポリスチレンビーズなどの有機充填材;等である。これらの1種類又は複数種が併用されて使用される。充填材は、架橋環状オレフィン重合体の収縮率、弾性率、熱伝導率、導電性などの物性を向上させる。
充填材の粒径、形状、アスペクト比、品位などのグレードは、熱硬化性架橋環状オレフィン重合体の物性により、適宜決定される。これらの充填材の使用量は、(a)環状オレフィンモノマー100質量部に対し、好ましくは400質量部以下、より好ましくは300質量部以下である。
離型滑剤の具体例は、シリコーンオイル、ステアリン酸亜鉛等である。これらの1種類又は複数種が併用されて使用される。離型滑剤は、フィルムの成形性、離型性、ハンドリング性などを改良し、フィルムに潤滑剤特性などの機能を付与する。離型滑剤の使用量は、(a)環状オレフィンモノマー100質量部に対し、好ましくは200質量部以下である。
(a)環状オレフィンモノマー、(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル100〜20質量%と、芳香族ビニル化合物又は炭素数2以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル0〜80質量%との(共)重合体であり、重量平均分子量が1000〜200万である(共)重合体、(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤、(d)リン系安定剤及び(e)ヒンダードアミン系光安定剤を含有する重合性組成物を、重合触媒及び必要に応じて用いられる添加剤の存在下に開環メタセシス重合する。重合触媒は、必要に応じて、少量の不活性溶剤に溶解又は懸濁して使用される。当該溶媒の具体例は、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、流動パラフィン、ミネラルスピリットなどの鎖状脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジエチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、ジシクロヘプタン、トリシクロデカン、ヘキサヒドロインデン、シクロオクタンなどの脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;インデン、テトラヒドロナフタレンなどの脂環と芳香環とを有する炭化水素;ニトロメタン、ニトロベンゼン、アセトニトリルなどの含窒素炭化水素;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどの含酸素炭化水素;などである。好ましい溶媒は、含酸素炭化水素、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、および脂環と芳香環とを有する炭化水素である。重合触媒としての活性を低下させない液状の老化防止剤又は可塑剤を溶剤として用いてもよい。
(a)環状オレフィンモノマー、(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル100〜20質量%と、芳香族ビニル化合物又は炭素数2以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル0〜80質量%との(共)重合体であり、重量平均分子量が1000〜200万である(共)重合体、(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤、(d)リン系安定剤及び(e)ヒンダードアミン系光安定剤及び必要に応じて用いられる添加剤を含む組成物の室温における粘度は、所望のフィルムの厚みにもよるが、0.4〜500mPa・sが好ましい。粘度が上記の好ましい範囲内にあることにより、フィルム形状に形成することが容易となる。上記組成物の粘度は、(a)環状オレフィンモノマーの種類、(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル100〜20質量%と、芳香族ビニル化合物又は炭素数2以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル0〜80質量%との(共)重合体であり、重量平均分子量が1000〜200万である(共)重合体、(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤、(d)リン系安定剤及び(e)ヒンダードアミン系光安定剤及び必要に応じて用いられる添加剤の使用量により調整される。
上記組成物を塊状重合してフィルム形状に成形する方法の具体例は、上記組成物を2つの支持体で挟み塊状重合する方法、上記組成物を支持体上に注ぐか又は塗布し塊状重合する方法、上記組成物を型内で塊状重合する方法である。上記組成物を2つの支持体で挟み塊状重合する方法は、薄く均一なフィルムを厚さの精度良く製造できるので、より好ましい。
樹脂、ガラス、金属など一般公知の素材が、上記支持体として選択される。樹脂の具体例は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレートなどのポリエステル;ポリカーボネート;ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン;ナイロンなどのポリアミド;ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂;であり、入手が容易なポリエステルが好ましい。支持体の好ましい形状は、材料が金属又は樹脂であればドラム又はベルトである。好ましい支持体は、入手が容易で安価な樹脂フィルムである。
上記組成物を、必要に応じ重合触媒が活性を発現する温度まで加熱して塊状重合する。重合温度は、例えば0〜250℃、好ましくは20〜200℃である。上記組成物の加熱方法は特に制約されない。当該加熱方法の具体例は、加熱プレート上で加熱する方法、プレス機を用いて加圧しながら加熱(熱プレス)する方法、加熱したローラーで押圧する方法、加熱炉を用いる方法などである。重合反応時間は、重合触媒の量および加熱温度により適宜決定されるが、例えば、1分間〜24時間である。
環状オレフィン重合体は架橋される。架橋は重合後又は重合と同時に行われる。重合と同時に行う架橋は、より少ない工程で工業的に有利に本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムを得られるので、より好ましい。
架橋方法の具体例は、(A)(a)環状オレフィンモノマーの少なくとも一部として架橋性モノマーを用いて、これを重合させ三次元架橋構造を有する重合体を得る方法;(B)上記組成物に架橋剤を添加して塊状重合を行い、さらに重合と同時または重合後に架橋反応を行って架橋する方法;(C)環状オレフィン重合体に光または電子線を照射し、重合後に架橋反応を行って架橋する方法;などである。これらの方法は、そのうちの1法を用いてもよく、2法以上を併用してもよい。フィルムの物性制御のし易さと経済性の点から、(A)の方法が好ましい。
炭素−炭素二重結合を2以上有する(a)環状オレフィンモノマーが、(A)の方法に用いられる架橋性モノマーとして用いられる。当該環状オレフィンモノマーの具体例は、ジシクロペンタジエン、トリシクロペンタジエン等である。架橋性モノマーの使用量及び重合時の加熱温度により架橋密度を制御できる。架橋性モノマーの使用量は、フィルムの用途に応じて適正な架橋密度が様々であるため特に限定されない。架橋性モノマーの好ましい使用量は、環状オレフィンモノマー全量中の架橋性モノマーの割合で0.1〜100モル%である。
公知の熱架橋剤及び光架橋剤が、(B)の方法に用いられる架橋剤として用いられる。好ましい熱架橋剤は、有機過酸化物、ジアゾ化合物、非極性ラジカル発生剤などのラジカル発生剤である。架橋剤の使用量は、(a)環状オレフィンモノマー100質量部に対して、好ましくは0.1〜10質量部、より好ましくは0.5〜5質量部である。熱架橋剤を用いる場合の架橋を行う温度は、例えば、100〜250℃、好ましくは150〜200℃である。架橋する時間は特に制約されないが、例えば、数分間から数時間である。
本発明における塊状重合および架橋は、好ましくは酸素分子および水の不存在下で行われる。当該塊状重合及び架橋方法の具体例は、(1)窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で塊状重合および架橋を行う方法(2)真空下で塊状重合および架橋を行う方法、(3)支持体上に塗布した上記組成物を樹脂フィルムなどで覆って密閉した状態で塊状重合および架橋を行う方法である。当該樹脂フィルムの具体例は、前記支持体として例示したものである。酸素分子または水の存在下で塊状重合および架橋を行うと、得られるフィルムの表面が酸化され、所望の屈曲性を発揮することが困難となる場合がある。
本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの厚さは、用途に応じて適正値が様々であり、特に限定されないが、例えば、0.5〜5,000μmであり、ハンドリング性の観点から、好ましい当該厚さは5〜500μmである。本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの表面は、平滑であってもよいが、エンボス加工、凹凸を有するポリエチレンテレフタレートなどの基材で挟んで重合し表面に凹凸形状を付与する加工等により、凹凸形状を形成されていてもよい。
以上のように本発明に係る重合性組成物は、好ましくは、更に、上記(a)環状オレフィンモノマー100質量部に対して0.5〜10質量部の(f)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤以外のフェノール系安定剤を含む。上記(b)(共)重合体の分子鎖末端は、好ましくは、水酸基で変性されている。好ましい(a)環状オレフィンモノマーはノルボルネン系モノマーである。好ましい(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤はヒドラジン構造を有するフェノール系安定剤である。上記熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの好ましい用途は、半導体封止工程に用いられる離型フィルム又はプリント基板製造用の離型フィルムである。
本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの製造方法は、上記重合性組成物を、重合触媒の存在下に開環メタセシス重合する工程を含む。好ましくは、上記重合性組成物と上記重合触媒とを含む組成物を支持体上に塗布し、開環メタセシス重合を上記支持体上で行う。好ましい重合触媒はルテニウムカルベン錯体である。
以下、実施例、参考例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。実施例、参考例および比較例における部および%は、特に断りのない限り質量基準である。
各種物性は下記のとおりに測定された。
(1)(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む特定の重合体の重量平均分子量
上記重量平均分子量は、下記条件によりGPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ)法で標準ポリスチレン換算で求めた。
溶媒;テトラヒドロフラン
カラム温度:40℃
流速:0.3ml/min
ガードカラム:Plgel MiniMix−A GUARD 20μm、4.6mmI.D.×5cm(ポリマーラボラトリーズ製)
分析カラム:Plgel MiniMix−A 20μm、4.6mmI.D.×25cm×3本(ポリマーラボラトリーズ製)
検出器:RI検出器/Waters2414(ウォーターズ製)
(2)熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの引張特性
熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの引張破断伸び及び引張破断強度をJIS K6871に準拠して23℃で測定した。フィルムの引張破断伸びが大きいほど、金型の密閉性が高くなり、封止樹脂のバリの生成を抑制できる。フィルムの引張破断強度が大きいほど、フィルムは破れ難く、封止樹脂の漏れを抑制できる。
(1)(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む特定の重合体の重量平均分子量
上記重量平均分子量は、下記条件によりGPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ)法で標準ポリスチレン換算で求めた。
溶媒;テトラヒドロフラン
カラム温度:40℃
流速:0.3ml/min
ガードカラム:Plgel MiniMix−A GUARD 20μm、4.6mmI.D.×5cm(ポリマーラボラトリーズ製)
分析カラム:Plgel MiniMix−A 20μm、4.6mmI.D.×25cm×3本(ポリマーラボラトリーズ製)
検出器:RI検出器/Waters2414(ウォーターズ製)
(2)熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの引張特性
熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの引張破断伸び及び引張破断強度をJIS K6871に準拠して23℃で測定した。フィルムの引張破断伸びが大きいほど、金型の密閉性が高くなり、封止樹脂のバリの生成を抑制できる。フィルムの引張破断強度が大きいほど、フィルムは破れ難く、封止樹脂の漏れを抑制できる。
(3)熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの対プリプレグ剥離力
300mm×300mmに打ち抜かれたプリント基板積層用プリプレグ(パナソニック電工(株)製FR−4 R−1661(G)GBタイプ 厚さ0.2mm)の両面を、各実施例又は比較例の離型フィルムではさんで真空プレス中に挿入し、1.0MPa、180℃で70分間加熱硬化した後、40℃まで冷却して、得られた試料を真空プレスから取り出した。25mm×150mmの試験片を当該試料から切り出し、180度剥離力をJIS K 6854−2に従って測定した。当該剥離力を初期対プリプレグ剥離力とした。
300mm×300mmに打ち抜かれたプリント基板積層用プリプレグ(パナソニック電工(株)製FR−4 R−1661(G)GBタイプ 厚さ0.2mm)の両面を、各実施例又は比較例の離型フィルムではさんで真空プレス中に挿入し、1.0MPa、180℃で70分間加熱硬化した後、40℃まで冷却して、得られた試料を真空プレスから取り出した。25mm×150mmの試験片を当該試料から切り出し、180度剥離力をJIS K 6854−2に従って測定した。当該剥離力を初期対プリプレグ剥離力とした。
真空プレスから取り出した試料を90℃のオーブンに3日間保存し、25mm×150mmの試験片を当該試料から切り出し、180度剥離力をJIS K 6854−2に従って測定した。当該剥離力を加熱後対プリプレグ剥離力とした。対プリプレグ剥離力が小さいほど、離型性が高い。
(4)熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの加熱後変色
50mm×150mmに打ち抜かれた樹脂フィルムを90℃のオーブンに3日間保存して取り出し、取り出したフィルムの色差ΔE*をコニカミノルタセンシング(株)製色彩色差計CR−400を使用して測定した。値が小さいほど、高温耐変色性が高い。
50mm×150mmに打ち抜かれた樹脂フィルムを90℃のオーブンに3日間保存して取り出し、取り出したフィルムの色差ΔE*をコニカミノルタセンシング(株)製色彩色差計CR−400を使用して測定した。値が小さいほど、高温耐変色性が高い。
(実施例1〜4、参考例1〜2及び比較例1〜5)
表1及び表2に示される重合体、ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤以外のフェノール系安定剤、リン系安定剤、ヒンダードアミン系光安定剤及びヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤を、ジシクロペンタジエン90部及びトリシクロペンタジエン10部からなるノルボルネン系モノマー混合液に溶解して反応原液を得た。次に、表1及び表2に示される質量の式(7)の構造を有するルテニウム触媒を前記反応原液に添加し、ラインミキサーで混合し、25℃で、厚さ0.075mmのポリエチレンテレフタレート製キャリアフィルム上に塗工しキャスト製膜を行い、次いで直ぐに、塗布層の上から別に用意した前記同様のキャリアフィルムをラミネートした。その後、200℃で3分間加熱を行い、樹脂フィルムを得た。結果を表1及び表2に示す。
表1及び表2に示される重合体、ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤以外のフェノール系安定剤、リン系安定剤、ヒンダードアミン系光安定剤及びヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤を、ジシクロペンタジエン90部及びトリシクロペンタジエン10部からなるノルボルネン系モノマー混合液に溶解して反応原液を得た。次に、表1及び表2に示される質量の式(7)の構造を有するルテニウム触媒を前記反応原液に添加し、ラインミキサーで混合し、25℃で、厚さ0.075mmのポリエチレンテレフタレート製キャリアフィルム上に塗工しキャスト製膜を行い、次いで直ぐに、塗布層の上から別に用意した前記同様のキャリアフィルムをラミネートした。その後、200℃で3分間加熱を行い、樹脂フィルムを得た。結果を表1及び表2に示す。
2)(株)ADEKA製アデカスタブHP−10
3)BASFジャパン(株)製TINUVIN770
4)ガンツ化成(株)製ガンツパールGBS−40N(重量平均分子量50,000)
5)BASFジャパン(株)製IRGANOX MD1024
6)ケムチュラジャパン(株)製Naugard XL−1
7)RIMTEC(株)製VC843(ルテニウム触媒の1.8%シクロペンタノン溶液)。
実施例1〜4の重合性組成物から得られた離型フィルムの初期離型性、加熱後離型性、機械的強度及び高温耐変色性は高かった。
ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤を含まない参考例1の重合性組成物から得られた離型フィルムの初期離型性及び高温耐変色性は実施例1〜4に比較するとやや低かった。ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤の含有量が少なすぎる参考例2の重合性組成物から得られた離型フィルムの高温耐変色性は実施例1〜4に比較するとやや低かった。リン系安定剤及びヒンダードアミン系光安定剤を含まない比較例1及び3の重合性組成物から得られた離型フィルムの初期離型性及び高温耐変色性は低く、加熱後のこれらの離型フィルムはプリプレグから剥離しなかった。ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤の含有量が多すぎる比較例2の重合性組成物は固体化してしまい、フィルムが形成されなかった。ヒンダードアミン系光安定剤を含まない比較例4及びリン系安定剤を含まない比較例5の重合性組成物から得られた離型フィルムの初期離型性及び高温耐変色性は低かった。
本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂組成物は、半導体装置の製造における半導体封止工程に好適に用いられるフィルムを与える。本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムを用いて半導体封止を行う方法は特に限定されない。当該半導体封止方法の具体例は、(I)半導体チップを搭載したリードフレームと片側の金型内面との間に、リードフレーム基板と接触するように離型フィルムを介在させて樹脂封止する方法、(II)半導体チップを搭載したリードフレーム基板の、半導体チップ面と少なくとも片側の金型内面の間に、封止時にチップと金型の間に封止材料が充填されるように、離型フィルムを介在させて樹脂封止する方法、すなわち、離型フィルムを上金型、下金型内面の少なくとも一方の側に介在させる方法である。
本発明の熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムは、プリント基板製造時及びフレキシブルプリント基板のカバーレイ貼付工程時の離型フィルムとして好適に使用される。
Claims (10)
- (a)環状オレフィンモノマー100質量部、(b)炭素数3以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル100〜20質量%と、芳香族ビニル化合物又は炭素数2以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル0〜80質量%との(共)重合体であり、重量平均分子量が1000〜200万である(共)重合体0.5〜8質量部、(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤0.3〜8質量部、(d)リン系安定剤0.5〜10質量部及び(e)ヒンダードアミン系光安定剤0.5〜10質量部を含有する重合性組成物を開環メタセシス重合して得られる熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルム。
- 上記重合性組成物が、更に、上記(a)環状オレフィンモノマー100質量部に対して0.5〜10質量部の(f)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤以外のフェノール系安定剤を含む、請求項1に記載されている熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルム。
- 上記(b)(共)重合体の分子鎖末端が水酸基で変性されている、請求項1又は2に記載されている熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルム。
- 上記(a)環状オレフィンモノマーがノルボルネン系モノマーである、請求項1〜3のいずれか1項に記載されている熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルム。
- 上記(c)ヒドラジン構造又はオキサミド構造を有するフェノール系安定剤がヒドラジン構造を有するフェノール系安定剤である、請求項1〜4のいずれか1項に記載されている熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルム。
- 半導体封止工程に用いられる離型フィルムである、請求項1〜5のいずれか1項に記載されている熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルム。
- プリント基板製造用の離型フィルムである、請求項1〜5のいずれか1項に記載されている熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルム。
- 上記重合性組成物を、重合触媒の存在下に開環メタセシス重合する工程を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載されている熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの製造方法。
- 上記重合性組成物と上記重合触媒とを含む組成物を支持体上に塗布し、開環メタセシス重合を上記支持体上で行う、請求項8に記載されている熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの製造方法。
- 上記重合触媒がルテニウムカルベン錯体である、請求項8又は9に記載されている熱硬化性架橋環状オレフィン樹脂フィルムの製造方法。
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