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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022156738
(43)【公開日】2022-10-14
(54)【発明の名称】積層体
(51)【国際特許分類】
   B32B 27/36 20060101AFI20221006BHJP
   B32B 27/34 20060101ALI20221006BHJP
   C08G 63/60 20060101ALI20221006BHJP
【FI】
B32B27/36
B32B27/34
C08G63/60
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021060577
(22)【出願日】2021-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000004444
【氏名又は名称】ENEOS株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001047
【氏名又は名称】弁理士法人セントクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小松 伸一
【テーマコード(参考)】
4F100
4J029
【Fターム(参考)】
4F100AK41B
4F100AK49A
4F100AS00B
4F100BA02
4F100BA07
4F100GB41
4F100JA04B
4F100JA11B
4F100JG05
4F100JM00B
4J029AA04
4J029AB04
4J029AD09
4J029AE01
4J029BB04A
4J029BB04B
4J029BB05A
4J029BB05B
4J029BB10A
4J029BB12A
4J029BB12B
4J029BB13A
4J029BB13B
4J029BC05A
4J029BC06A
4J029BD09A
4J029BD09B
4J029BE04
4J029BF13
4J029BG05X
4J029BG06X
4J029CB05A
4J029CB06A
4J029CB10A
4J029CC05A
4J029CC06A
4J029DB11
4J029DB13
4J029EB04A
4J029EB05A
4J029EC05A
4J029EC06A
4J029HB03A
4J029HB06
4J029JA261
4J029JC261
4J029KD02
4J029KE02
4J029KE05
(57)【要約】
【課題】ポリイミドフィルムを単独で利用した場合と比較して、より低い比誘電率及び誘電正接を発揮させることが可能な積層体を提供すること。
【解決手段】ポリイミドフィルムと、
前記ポリイミドフィルムの少なくとも一方の面に積層された、溶剤に可溶な液晶ポリエステルからなるポリエステル層と、
を備えることを特徴とする積層体。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリイミドフィルムと、
前記ポリイミドフィルムの少なくとも一方の面に積層された、溶剤に可溶な液晶ポリエステルからなるポリエステル層と、
を備えることを特徴とする積層体。
【請求項2】
前記溶剤に可溶な液晶ポリエステルが、
下記モノマー(A)~(C):
〔モノマー(A)〕2官能の芳香族ヒドロキシカルボン酸、
〔モノマー(B)〕2官能の芳香族ジカルボン酸、
〔モノマー(C)〕2官能の芳香族ジオール及び2官能の芳香族ヒドロキシアミンからなる群から選択される少なくとも1種の化合物、
からなり、前記モノマー(B)及び前記モノマー(C)のうちの少なくとも1種が屈曲性構造単位形成用の化合物を含んでおり、かつ、該屈曲性構造単位形成用の化合物の含有量が前記モノマー(A)~(C)の総モル量に対して20~40モル%である直鎖状の液晶ポリマー鎖が、下記モノマー(D):
〔モノマー(D)〕ヒドロキシ基、カルボキシ基及びアミノ基からなる群から選択される少なくとも1種の官能基を3~8個有する芳香族化合物、
を介して結合されてなり、かつ、前記モノマー(D)の含有割合が前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対して0.01~10モルの割合である液晶ポリエステルであることを特徴とする請求項1に記載の積層体。
【請求項3】
前記モノマー(A)が、4-ヒドロキシ安息香酸、4-(4-ヒドロキシフェニル)安息香酸及び2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記モノマー(B)が、2,6-ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸及びジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記モノマー(C)が、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、1-アミノ-7-ナフトール、4,4’-ビフェノール、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾールフルオレン、1,1’-ビ-2-ナフトール、メチルハイドロキノン、フェニルハイドロキノン、及び、6-メチル-3-アミノフェノールからなる群より選択される少なくとも1種であり、かつ、
前記屈曲性構造単位形成用の化合物が、イソフタル酸、ジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸、3-アミノフェノール、6-メチル-3-アミノフェノール、1-アミノ-7-ナフトール、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾールフルオレン、及び、1,1’-ビ-2-ナフトールからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項2に記載の積層体。
【請求項4】
前記モノマー(D)が、3,5-ジヒドロキシ安息香酸、1,3,5-トリヒドロキシベンゼン、2,5-ジヒドロキシテレフタル酸、1,5-ジヒドロキシナフタレン-2,6-ジカルボン酸、1,6-ジヒドロキシナフタレン-2,5-ジカルボン酸、1,4-ジヒドロキシ-2-ナフトエ酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、5-ヒドロキシイソフタル酸、及び、ベンゼンテトラカルボン酸からなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項2又は3に記載の積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、積層体に関する。
【背景技術】
【0002】
近年では、第5世代移動通信システム(以下、「5G」と称する)の本格導入が進んできている。このような5Gに使用されるGHz帯の高周波・高速通信機器(自動車用ミリ波レーダー、スマホ用アンテナなど)は、周波数が高くなるにしたがって伝送損失が大きくなるため、伝送損失の低減の観点から、基板等に誘電率と誘電正接の低い低誘電材料を利用することが求められている。そして、このような低誘電材料として、これまではポリイミドフィルムが主に利用されてきたが、更に低い誘電率と誘電正接を有するような新たな材料の出現が求められている。他方、近年では、誘電率と誘電正接の低い低誘電材料として液晶ポリエステルも注目されている。例えば、特開2006-88426号公報(特許文献1)においては、芳香族ジアミン由来の構造単位およびフェノール性水酸基を有する芳香族アミン由来の構造単位からなる群から選ばれる少なくとも一種の構造単位を全構造単位に対して10~35モル%含む液晶ポリエステルを用いて、フレキシブルプリント配線基板用ベースフィルムを製造することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2006-88426号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1には、液晶ポリエステルの組成物を、ガラスや金属板を支持体として塗布することまでは記載されているものの、その液晶ポリエステルを樹脂フィルムに積層するといった思想は何ら記載されていない。
【0005】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、ポリイミドフィルムを単独で利用した場合と比較して、より低い比誘電率及び誘電正接を発揮させることが可能な積層体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、積層体を、ポリイミドフィルムと、前記ポリイミドフィルムの少なくとも一方の面に積層された、溶剤に可溶な液晶ポリエステルからなるポリエステル層とを備えるものとすることにより、より低い比誘電率及び誘電正接を発揮させることが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明の積層体は、ポリイミドフィルムと、
前記ポリイミドフィルムの少なくとも一方の面に積層された、溶剤に可溶な液晶ポリエステルからなるポリエステル層と、
を備えることを特徴とするものである。
【0008】
前記本発明の積層体においては、前記溶剤に可溶な液晶ポリエステルが、
下記モノマー(A)~(C):
〔モノマー(A)〕2官能の芳香族ヒドロキシカルボン酸、
〔モノマー(B)〕2官能の芳香族ジカルボン酸、
〔モノマー(C)〕2官能の芳香族ジオール及び2官能の芳香族ヒドロキシアミンからなる群から選択される少なくとも1種の化合物、
からなり、前記モノマー(B)及び前記モノマー(C)のうちの少なくとも1種が屈曲性構造単位形成用の化合物を含んでおり、かつ、該屈曲性構造単位形成用の化合物の含有量が前記モノマー(A)~(C)の総モル量に対して20~40モル%である直鎖状の液晶ポリマー鎖が、下記モノマー(D):
〔モノマー(D)〕ヒドロキシ基、カルボキシ基及びアミノ基からなる群から選択される少なくとも1種の官能基を3~8個有する芳香族化合物、
を介して結合されてなり、かつ、前記モノマー(D)の含有割合が前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対して0.01~10モルの割合である液晶ポリエステルであることが好ましい。
【0009】
また、前記本発明の積層体においては、
前記モノマー(A)が、4-ヒドロキシ安息香酸、4-(4-ヒドロキシフェニル)安息香酸、及び2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記モノマー(B)が、2,6-ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸及びジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記モノマー(C)が、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、1-アミノ-7-ナフトール、4,4’-ビフェノール、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾールフルオレン、1,1’-ビ-2-ナフトール、メチルハイドロキノン、フェニルハイドロキノン、及び、6-メチル-3-アミノフェノールからなる群より選択される少なくとも1種であり、かつ、
前記屈曲性構造単位形成用の化合物が、イソフタル酸、ジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸、3-アミノフェノール、6-メチル-3-アミノフェノール、1-アミノ-7-ナフトール、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾールフルオレン、及び、1,1’-ビ-2-ナフトールからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
【0010】
また、前記本発明の積層体においては、前記モノマー(D)が、3,5-ジヒドロキシ安息香酸、1,3,5-トリヒドロキシベンゼン、2,5-ジヒドロキシテレフタル酸、1,5-ジヒドロキシナフタレン-2,6-ジカルボン酸、1,6-ジヒドロキシナフタレン-2,5-ジカルボン酸、1,4-ジヒドロキシ-2-ナフトエ酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、5-ヒドロキシイソフタル酸、及び、ベンゼンテトラカルボン酸からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、ポリイミドフィルムを単独で利用した場合と比較して、より低い比誘電率及び誘電正接を発揮させることが可能な積層体を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。なお、本明細書においては、特に断らない限り、数値X及びYについて「X~Y」という表記は「X以上Y以下」を意味するものとする。かかる表記において数値Yのみに単位を付した場合には、当該単位が数値Xにも適用されるものとする。
【0013】
本発明の積層体は、ポリイミドフィルムと;前記ポリイミドフィルムの少なくとも一方の面に積層された、溶剤に可溶な液晶ポリエステルからなるポリエステル層と;を備えることを特徴とするものである。
【0014】
(ポリイミドフィルム)
本発明にかかるポリイミドフィルムは特に制限されず、公知のポリイミドからなるフィルムを適宜利用できる。また、このようなポリイミドフィルムとしては、市販品を利用してもよく、例えば、宇部興産株式会社製ユーピレックス(登録商標)、東レ・デュポン株式会社製カプトン(登録商標)、株式会社カネカ製アピカル(登録商標)、東洋紡株式会社製ゼノマックス(登録商標)等が挙げられる。
【0015】
なお、このようなポリイミドフィルムの厚みは特に制限されるものではないが、積層体を高周波用フレキシブルプリント回路基板、高周波用フレキシブル銅張積層板、高周波用フレキシブル薄型多層基板、高周波部品、Wi-Fi(登録商標)用RF線路、Wi-Fi(登録商標)アンテナ、ミリ波帯アンテナ、デジタル線路、ミリ波レーダー用部品などの用途に応用するといった観点等からは、5μm~500μm(より好ましくは、10μm~250μm)であることが好ましい。
【0016】
(ポリエステル層)
本発明にかかるポリエステル層は、溶剤に可溶な液晶ポリエステルからなるものである。このように、本発明にかかるポリエステル層は、溶剤に可溶な液晶ポリエステルにより形成される層である。
【0017】
このようなポリエステル層を構成させる液晶ポリエステルとしては、特に制限されず、溶剤に可溶な特性を有する液晶ポリエステルであればよく、かかる特性(可溶性)を有する公知の液晶ポリエステルを適宜利用することができる。以下、本発明に好適に利用可能な液晶ポリエステルについて説明する。
【0018】
〈液晶ポリエステル〉
溶剤に可溶な液晶ポリエステルとしては、下記モノマー(A)~(C):
〔モノマー(A)〕2官能の芳香族ヒドロキシカルボン酸、
〔モノマー(B)〕2官能の芳香族ジカルボン酸、
〔モノマー(C)〕2官能の芳香族ジオール及び2官能の芳香族ヒドロキシアミンからなる群から選択される少なくとも1種の化合物、
を重合してなる構造部分を有するものを好適に利用できる。このようなモノマー(A)~(C)を重合してなる構造部分を有する液晶ポリエステルとしては、例えば、前記モノマー(A)~(C)の重合物の他、前記モノマー(A)~(C)を重合して得られる液晶ポリマー鎖を有する重合物等が挙げられる。
【0019】
また、このような溶剤に可溶な液晶ポリエステルとしては、前記モノマー(A)~(C)からなり、前記モノマー(B)及び前記モノマー(C)のうちの少なくとも1種が屈曲性構造単位形成用の化合物を含んでおり、かつ、該屈曲性構造単位形成用の化合物の含有量が前記モノマー(A)~(C)の総モル量に対して20~40モル%である直鎖状の液晶ポリマー鎖が、下記モノマー(D):
〔モノマー(D)〕ヒドロキシ基、カルボキシ基及びアミノ基からなる群から選択される少なくとも1種の官能基を3~8個有する芳香族化合物、
を介して結合されてなり、かつ、前記モノマー(D)の含有割合が前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対して0.01~10モルの割合である液晶ポリエステル(かかる液晶ポリエステルを、以下、場合により単に「液晶ポリエステル(I)」と称する)であることが好ましい。以下、このようなモノマー(A)~(D)について、分けて説明する。
【0020】
〔モノマー(A)〕
前記モノマー(A)は、2官能の芳香族ヒドロキシカルボン酸である。このような2官能の芳香族ヒドロキシカルボン酸としては、特に制限されるものではなく、液晶ポリエステルの製造に利用可能な公知の2官能の芳香族ヒドロキシカルボン酸を適宜利用することができ、例えば、式:HO-Ar-COOH(Arは2価の芳香族基を示す。なお、このような2価の芳香族基は置換基を有していてもよい。)で表される化合物を利用することができる。なお、このような式:HO-Ar-COOHで表される芳香族ヒドロキシカルボン酸において、式中のArとしては、例えば、それぞれ置換基を有していてもよい、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基などが挙げられる。なお、Arとしての2価の芳香族基が有していてもよい置換基は特に制限されず、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基などを挙げることができる。
【0021】
このようなモノマー(A)としては、液晶性の発現や低誘電正接化をより効率よく図ることができるといった観点、及び、入手容易性の観点から、下記式(1):
HO-Ar-COOH (1)
[式中のArは1,4-フェニレン、2,6-ナフチレン及び4,4’-ビフェニレンからなる群から選択される基である。]
で表される化合物群から選択される少なくとも1種の化合物を好適に利用することができる。なお、このような式(1)で表される化合物としては、p-ヒドロキシ安息香酸、4-(4-ヒドロキシフェニル)安息香酸、2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸が好ましい。また、このようなモノマー(A)としては1種を単独で利用してもよく、あるいは、2種以上を併用してもよい。
【0022】
〔モノマー(B)〕
前記モノマー(B)は、2官能の芳香族ジカルボン酸である。このような2官能の芳香族ジカルボン酸としては、特に制限されるものではなく、液晶ポリエステルの製造に利用可能な公知の2官能の芳香族ジカルボン酸を適宜利用することができ、例えば、式:HOOC-Ar-COOH(Arは2価の芳香族基を示す。なお、前記2価の芳香族基は置換基を有していてもよい。)で表される化合物を利用することができる。なお、このような式:HOOC-Ar-COOHで表される芳香族ジカルボン酸において、Arはモノマー(A)の式において説明したものと同義である。また、このようなモノマー(B)において、式:HOOC-Ar-COOH中のArとしては、特に制限されないが、例えば、下記式:
【0023】
【化1】
【0024】
(式中、Rはそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される1種であり、Zは単結合又は式:-O-、-O-(CH-O-、-O-(CH-O-、-C(CF、-CO-及び-SO-で表される基からなる群から選択される1種の基である。)
で表される基の中から選択される基を好適なものとして挙げることができる。なお、Ar(2価の芳香族基)中の隣接する炭素原子にカルボン酸が結合した化合物(例えば、Arがナフチレンである場合にカルボン酸基が隣接して存在する1,2置換や2,3置換、1,8置換の化合物等)は、採用する反応条件によっては液晶ポリエステルの製造時に酸二無水物化が並行して進行する可能性があるため、式:HOOC-Ar-COOHで表される化合物としては、Ar中の隣接する炭素原子にカルボン酸が結合していない化合物をより好適に利用できる。
【0025】
また、このようなモノマー(B)としては、液晶性の発現や低誘電正接化をより効率よく図ることができるといった観点、及び、溶剤可溶性をより向上させることが可能であるといった観点から、下記式(2):
HOOC-Ar-COOH (2)
[式中のArは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有していてもよく、かつ、1,4-フェニレン、1,3-フェニレン、1,4-ナフチレン、1,5-ナフチレン、1,7-ナフチレン(別称:2,8-ナフチレン)、1,3-ナフチレン(別称:2,4-ナフチレン)、1,6-ナフチレン(別称:2,5-ナフチレン)、2,6-ナフチレン、2,7-ナフチレン、及び、下記式(2-1):
【0026】
【化2】
【0027】
(式中のZは、単結合、又は、式:-O-、-O-(CH-O-、-O-(CH-O-、-C(CF-、-CO-及び-SO-で表される基からなる群から選択される1種の基である。なお、*1及び*2で表される結合手はそれぞれ、式(2)中のCOOH基と結合している結合手である。)
で表される基からなる群から選択される基である(このように、Arとして選択され得る各基(上記式(2-1)で表される基を含む)は、無置換のものであっても、あるいは、前記置換基を少なくとも1つ有するものであってもよい。すなわち、Arとして選択され得る各基は、無置換の基又は前記置換基のうちの少なくとも1つにより置換された基となる。)。]
で表される化合物群から選択される少なくとも1種の化合物が好ましい。なお、前述のように、Arとして選択され得る各基(上記式(2-1)で表される基を含む)は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有するものであってもよい。
【0028】
また、前記Arが上記式(2-1)で表される基である場合、式(2-1)中のZは、単結合、又は、式:-O-、-O-(CH-O-、-O-(CH-O-、-C(CF-、-CO-及び-SO-で表される基からなる群から選択される1種の基である。このような式(2-1)中のZとしては、低誘電正接化や溶剤可溶性向上の観点でより高い効果を得ることが可能であることから、式:-O-で表される基、-CO-及び-SO-であることが好ましく、式:-O-で表される基であることがより好ましい。さらに、前記Arが上記式(2-1)で表される基である場合、低誘電正接化の観点でより高い効果を得ることが可能であることから、Arとしては、式(2-1)で表され、Zが単結合であり、かつ、*1及び*2で表される結合手が3,3’の位置又は4,4’の位置に結合している基(すなわち、3,3’-ビフェニレン、4,4’-ビフェニレン)を好適に利用できる。また、前記Arとして選択される各基は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有するものであってもよい。すなわち、前記Arとして選択される各基は、前記置換基の少なくとも1つに水素原子が置換された基であってもよい。このような置換基としては、低誘電正接化や溶剤可溶性向上の観点でより高い効果を得ることが可能であることから、メチル基、フェニル基、トリフルオロメチル基であることがより好ましく、メチル基、フェニル基であることがより好ましい。
【0029】
また、このような式(2)で表される化合物としては、液晶性の発現や低誘電正接化をより効率よく図ることができるといった観点、及び、溶剤可溶性をより向上させることが可能であるといった観点から、テレフタル酸、イソフタル酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、2,7-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(別名:4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテル)がより好ましく、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が更に好ましい。
【0030】
なお、このような式(2)で表される化合物において、屈曲性構造単位形成用の化合物としては、Arがフッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有していてもよくかつ1,3-フェニレン、1,7-ナフチレン(別称:2,8-ナフチレン)、1,3-ナフチレン(別称:2,4-ナフチレン)、1,6-ナフチレン(別称:2,5-ナフチレン)、前記Zが単結合でありかつ*1及び*2で表される結合手が3,4’の位置、3,3’の位置、3,2’の位置又は2,2’の位置に結合した前記式(2-1)で表される基、及び、前記Zが式:-O-、-O-(CH-O-、-O-(CH-O-、-C(CF-、-CO-及び-SO-で表される基からなる群から選択される1種である前記式(2-1)で表される基からなる群から選択される基である、上記式(2)で表される化合物を挙げることができる。ここにおいて「屈曲性構造単位形成用の化合物」とは、例えば、1,3-フェニレンのような構造部分を有する化合物のように、その化合物を用いて液晶ポリマー鎖内の構造を形成せしめた際に、ポリマー鎖が真っ直ぐな直線構造とならずにその化合物に由来した構造により屈曲した鎖を形成することを可能とするものであって、ポリマー鎖において屈曲した構造部分(構造単位)を形成するために利用される化合物をいう。他方、このような式(2)で表される化合物において、直線状の構造部分(構造単位)形成用の化合物(屈曲性構造単位形成用の化合物以外のもの)としては、Arがフッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有していてもよくかつ1,4-フェニレン、4,4’-ビフェニレン、1,4-ナフチレン、1,5-ナフチレン、2,6-ナフチレン、及び、2,7-ナフチレンなどからなる群から選択される基である、上記式(2)で表される化合物を挙げることができる。
【0031】
また、このような式(2)で表される化合物の中でも、液晶性の発現や低誘電正接化をより効率よく図ることができるといった観点、及び溶剤可溶性をより向上させることが可能であるといった観点からは、2,6-ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテルが好ましく、2,6-ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテルがより好ましく、2,6-ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテルが更に好ましく、2,6-ナフタレンジカルボン酸が特に好ましい。
【0032】
また、このようなモノマー(B)として利用する化合物のうちの少なくとも1種を屈曲性構造単位形成用の化合物とする場合、かかる屈曲性構造単位形成用の化合物としては、液晶性の発現や低誘電正接化をより効率よく図ることができるといった観点、及び、溶剤可溶性をより向上させることが可能であるといった観点からは、イソフタル酸、1,7-ナフタレンジカルボン酸、1,3-ナフタレンジカルボン酸、1,6-ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテルが好ましく、イソフタル酸が特に好ましい。
【0033】
〔モノマー(C)〕
前記モノマー(C)は、2官能の芳香族ジオール及び2官能の芳香族ヒドロキシアミンからなる群から選択される少なくとも1種の化合物である。
【0034】
このような2官能の芳香族ジオールとしては、特に制限されるものではなく、液晶ポリエステルの製造に利用可能な公知の2官能の芳香族ジオールを適宜利用することができ、例えば、式:HO-Ar-OH(Arは2価の芳香族基を示す。なお、前記2価の芳香族基は置換基を有していてもよい。)で表される化合物を利用することができる。なお、このような式:HO-Ar-OHで表される芳香族ジオールにおいて、Arはモノマー(A)の式において説明したものと同義である。また、このようなモノマー(C)において、式:HO-Ar-OH中のArとしては、特に制限されないが、例えば、下記式:
【0035】
【化3】
【0036】
(式中、Rはそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される1種であり、Zは単結合又は式:-O-、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-C(CF-、-CPh-、-CO-、-S-及び-SO-で表される基からなる群から選択される1種の基である。)
で表される基の中から選択される基を好適なものとして挙げることができる。
【0037】
また、このようなモノマー(C)として用いられる2官能の芳香族ジオールとしては、液晶性の発現や低誘電正接化をより効率よく図ることができるといった観点、及び、溶剤可溶性をより向上させることが可能であるといった観点から、下記式(3):
HO-Ar-OH (3)
[式中のArは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有していてもよく、かつ、1,4-フェニレン、1,3-フェニレン、1,2-フェニレン、1,2-ナフチレン、1,4-ナフチレン、1,5-ナフチレン、1,7-ナフチレン(別称:2,8-ナフチレン)、1,8-ナフチレン、2,3-ナフチレン、1,3-ナフチレン(別称:2,4-ナフチレン)、1,6-ナフチレン(別称:2,5-ナフチレン)、2,6-ナフチレン、2,7-ナフチレン、及び、下記式(3-1):
【0038】
【化4】
【0039】
(式中のZは、単結合、又は、式:-O-、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-C(CF-、-CPh-、-CO-、-S-及び-SO-で表される基からなる群から選択される1種の基である。なお、式:-CPh-で表される基に関して、Phはフェニル基を示す。また、*1及び*2で表される結合手はそれぞれ、式(3)中のOH基と結合している結合手である。)
で表される基からなる群から選択される基であり(このように、Arとして選択され得る各基(上記式(3-1)で表される基を含む)は、無置換のものであっても、あるいは、前記置換基を少なくとも1つ有するものであってもよい。すなわち、Arとして選択され得る各基は、無置換の基又は前記置換基のうちの少なくとも1つにより置換された基となる。)]
で表される化合物群から選択される少なくとも1種の化合物が好ましい。なお、前述のように、Arとして選択され得る各基(上記式(3-1)で表される基を含む)は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有するものであってもよい。
【0040】
また、前記Arが上記式(3-1)で表される基である場合、式(3-1)中のZは、単結合、又は、式:-O-、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-C(CF-、-CPh-、-CO-、-S-及び-SO-で表される基からなる群から選択される1種の基である。このような式(3-1)中のZとしては、低誘電正接化や溶剤可溶性向上の観点でより高い効果を得ることが可能であることから、単結合や-O-や-CO-であることが好ましく、単結合や-CO-であることがより好ましい。なお、Zが単結合である場合の上記式(3-1)で表される基としては、1及び*2で表される結合手が2,2’の位置、3,3’の位置又は4,4’の位置に結合している基(すなわち、2,2’-ビフェニレン、3,3’-ビフェニレン、4,4’-ビフェニレン)を好適に利用できる。また、前記Arとして選択される各基は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有するものであってもよい。すなわち、前記Arとして選択される各基は、前記置換基の少なくとも1つに水素原子が置換された基であってもよい。このような置換基としては、低誘電正接化や溶剤可溶性向上の観点でより高い効果を得ることが可能であることから、メチル基、フェニル基、トリフルオロメチル基であることがより好ましく、メチル基、フェニル基であることがより好ましい。
【0041】
また、このような芳香族ジオールとしては、液晶性の発現や低誘電正接化をより効率よく図ることができるといった観点、及び溶剤可溶性をより向上させることが可能であるといった観点から、レゾルシノール、カテコール、ハイドロキノン、1,2-ジヒドロキシナフタレン、1,3-ジヒドロキシナフタレン、1,4-ジヒドロキシナフタレン、1,5-ジヒドロキシナフタレン、1,7-ジヒドロキシナフタレン、1,8-ジヒドロキシナフタレン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、1,6-ジヒドロキシナフタレン、2,6-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレン、1,1’-ビ-2-ナフトール(BINOL)、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾールフルオレン、メチルハイドロキノン(MHQ)、フェニルハイドロキノン(PhHQ)、1,4-ジヒドロキシ-2-メチルナフタレン、4,4’-ビフェノールがより好ましく、レゾルシノール、カテコール、ハイドロキノン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、BINOL、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾールフルオレン、MHQ、PhHQ、4,4‘-ビフェノールが更に好ましく、レゾルシノール、カテコール、ハイドロキノン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、BINOL、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾールフルオレン、MHQ、4,4‘-ビフェノールが特に好ましい。
【0042】
また、前記モノマー(C)として用いられる2官能の芳香族ヒドロキシアミンとしては、特に制限されるものではなく、液晶ポリエステルの製造に利用可能な公知の2官能の芳香族ヒドロキシアミンを適宜利用することができ、例えば、式:HO-Ar-NH(式中のArは2価の芳香族基を示す。なお、前記2価の芳香族基は置換基を有していてもよい。)で表される化合物を利用することができる。なお、このような式:HO-Ar-NHで表される芳香族ヒドロキシアミンにおいて、Arはモノマー(A)の式において説明したものと同義である。また、式:HO-Ar-NH中のArとしては、
【0043】
【化5】
【0044】
(式中、Rはそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される1種である。)
で表される基の中から選択される基を好適なものとして挙げることができる。なお、Ar(2価の芳香族基)中の隣接する炭素原子にヒドロキシ基とアミノ基が結合した化合物(例えば、Arがナフチレンである場合にヒドロキシ基とアミノ基が隣接して存在する1,2置換や2,3置換、1,8置換の化合物等)は、採用する反応条件によってはオキサゾール化が並行して進行する可能性があるため、上述のような式:HO-Ar-NHで表される化合物としては、Ar中の隣接する炭素原子にヒドロキシ基とアミノ基が結合していない化合物をより好適に利用できる。
【0045】
また、このような2官能の芳香族ヒドロキシアミンとしては、液晶性の発現や低誘電正接化をより効率よく図ることができるといった観点、及び、溶剤可溶性をより向上させることが可能であるといった観点から、下記式(4):
HO-Ar-NH (4)
[式中のArは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有していてもよく、かつ、1,4-フェニレン、1,3-フェニレン、3,3’-ビフェニレン、4,4’-ビフェニレン、1,4-ナフチレン、1,5-ナフチレン、1,7-ナフチレン、2,8-ナフチレン、1,3-ナフチレン、2,4-ナフチレン、1,6-ナフチレン、2,5-ナフチレン、2,6-ナフチレン、及び、2,7-ナフチレンからなる群から選択される基である。]
で表される化合物群から選択される少なくとも1種の化合物が好ましい。なお、Arとして選択され得る各基は、前述のように、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有するものであってもよい。すなわち、前記Arとして選択される各基は、前記置換基の少なくとも1つに水素原子が置換された基であってもよい。このような置換基としては、低誘電正接化や溶剤可溶性向上の観点でより高い効果を得ることが可能であることから、メチル基、フェニル基、トリフルオロメチル基であることがより好ましく、メチル基、フェニル基であることがより好ましい。
【0046】
なお、このような式(4)で表される化合物としては、液晶性の発現や低誘電正接化をより効率よく図ることができるといった観点、及び溶剤可溶性をより向上させることが可能であるといった観点から、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、1-アミノ-3-ナフトール(別名:4-アミノ-2-ナフトール)、1-アミノ-4-ナフトール(別名:4-アミノ-1-ナフトール)、2-アミノ-4-ナフトール(別名:3-アミノ-1-ナフトール)、2-アミノ-6-ナフトール(別名:6-アミノ-2-ナフトール)、2-アミノ-7-ナフトール(7-アミノ-2-ナフトール)、2-アミノ-8-ナフトール(7-アミノ-1-ナフトール)、1-アミノ-5-ナフトール(別名:5-アミノ-1-ナフトール)、8-アミノ-2-ナフトール(別名:1-アミノ-7-ナフトール)、6-アミノ-1-ナフトール(別名:2-アミノ-5-ナフトール)、5-アミノ-2-ナフトール(別名:1-アミノ-6-ナフトール)、6-メチル-3-アミノフェノール(6-Me-3-AP)、3-メチル-4-アミノフェノール(3-Me-4-AP)がより好ましく、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、8-アミノ-2-ナフトール、6-Me-3-AP、3-Me-4-APが更に好ましく、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、8-アミノ-2-ナフトールが特に好ましい。
【0047】
なお、上記式(3)で表される化合物及び上記式(4)で表される化合物において、屈曲性構造単位形成用の化合物としては、例えば、式中のArがフッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有していてもよく、かつ、1,3-フェニレン、1,2-フェニレン、1,2-ナフチレン、1,7-ナフチレン(別称:2,8-ナフチレン)、1,8-ナフチレン、2,3-ナフチレン、1,3-ナフチレン(別称:2,4-ナフチレン)、1,6-ナフチレン(別称:2,5-ナフチレン)、2,7-ナフチレン、前記Zが単結合でありかつ*1及び*2で表される結合手が3,4’の位置、3,3’の位置、3,2’の位置又は2,2’の位置に結合した前記式(3-1)で表される基、及び、前記Zが式:-O-、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-C(CF-、-CPh-、-CO-、-S-及び-SO-で表される基からなる群から選択される1種である前記式(3-1)で表される基からなる群から選択される基である、上記式(3)で表される化合物;式中のArがフッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有していてもよく、かつ、1,3-フェニレン、1,7-ナフチレン、2,8-ナフチレン、1,3-ナフチレン、2,4-ナフチレン、1,6-ナフチレン、2,5-ナフチレン、2,7-ナフチレンからなる群から選択される基である、上記式(4)で表される化合物を挙げることができる。他方、上記式(3)で表される化合物及び上記式(4)で表される化合物において、構造が直線状の構造部分(構造単位)形成用の化合物(屈曲性構造単位形成用の化合物以外のもの)としては、例えば、上記式(3)及び上記式(4)の中から選択されるいずれかの式(各式)で表され、かつ、式中のAr又はArが、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有していてもよい、1,4-フェニレン、4,4’-ビフェニレン、1,4-ナフチレン、1,5-ナフチレン、2,6-ナフチレン、及び、前記Zが単結合でありかつ*1及び*2で表される結合手が4,4’の位置、3,5’の位置、又は5,3’の位置に結合した前記式(3-1)で表される基からなる群から選択される基である化合物を挙げることができる。
【0048】
また、前記2官能の芳香族ヒドロキシアミンとしては、液晶性の発現や低誘電正接化をより効率よく図ることができるといった観点、及び、溶剤可溶性をより向上させることが可能であるといった観点からは、中でも、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、1-アミノ-5-ナフトール(別名:5-アミノ-1-ナフトール)、8-アミノ-2-ナフトール(別名:1-アミノ-7-ナフトール)、6-アミノ-1-ナフトール(別名:2-アミノ-5-ナフトール)、5-アミノ-2-ナフトール(別名:1-アミノ-6-ナフトール)、6-メチル-3-アミノフェノール(6-Me-3-AP)、3-メチル-4-アミノフェノール(3-Me-4-AP)がより好ましく、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、8-アミノ-2-ナフトール(別名:1-アミノ-7-ナフトール)、6-アミノ-1-ナフトール(別名:2-アミノ-5-ナフトール)、5-アミノ-2-ナフトール(別名:1-アミノ-6-ナフトール)、6-メチル-3-アミノフェノール(6-Me-3-AP)、3-メチル-4-アミノフェノール(3-Me-4-AP)が更に好ましく、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、8-アミノ-2-ナフトール(別名:1-アミノ-7-ナフトール)が特に好ましい。
【0049】
また、前記2官能の芳香族ジオールとしては、液晶性の発現や低誘電正接化をより効率よく図ることができるといった観点、及び溶剤可溶性をより向上させることが可能であるといった観点から、中でも、レゾルシノール、カテコール、ハイドロキノン、1,4-ジヒドロキシナフタレン、1,5-ジヒドロキシナフタレン、1,7-ジヒドロキシナフタレン、1,8-ジヒドロキシナフタレン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、1,6-ジヒドロキシナフタレン、2,6-ジヒドロキシナフタレン、及び、2,7-ジヒドロキシナフタレン、BINOL、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾールフルオレン、メチルハイドロキノン(MHQ)、フェニルハイドロキノン(PhHQ)、1,4-ジヒドロキシ-2-メチルナフタレン、4,4’-ビフェノールがより好ましく、レゾルシノール、カテコール、ハイドロキノン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、BINOL、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾールフルオレン、MHQ、PhHQ、4,4’-ビフェノールが更に好ましく、レゾルシノール、カテコール、2,3-ジヒドロキシナフタレンが特に好ましい。
【0050】
また、このようなモノマー(C)として利用する化合物のうちの少なくとも1種を屈曲性構造単位形成用の化合物とする場合、かかる屈曲性構造単位形成用の化合物としては、液晶性の発現や低誘電正接化をより効率よく図ることができるといった観点、及び、溶剤可溶性をより向上させることが可能であるといった観点からは、3-アミノフェノール、1-アミノ-7-ナフトール(別名:8-アミノ-2-ナフトール)、6-メチル-3-アミノフェノールが好ましく、3-アミノフェノール、1-アミノ-7-ナフトール(別名:8-アミノ-2-ナフトール)が特に好ましい。
【0051】
〔モノマー(D)〕
前記モノマー(D)は、ヒドロキシ基、カルボキシ基及びアミノ基からなる群から選択される少なくとも1種の官能基を3~8個有する芳香族化合物である。このような官能基を3~8個有する芳香族化合物において、官能基としては、液晶性の発現や低誘電正接化、及び、溶剤可溶性の観点でより高い効果を得ることが可能であることから、ヒドロキシ基、カルボキシ基が好ましい。
【0052】
このようなモノマー(D)としては、例えば、下記一般式(I):
【0053】
【化6】
【0054】
(式中、Xはそれぞれ独立にヒドロキシ基(水酸基)、カルボキシ基、アミノ基又は水素を示し、複数のXのうちの少なくとも1つがヒドロキシ基、カルボキシ基及びアミノ基からなる群から選択される少なくとも1種の官能基を示し、nは0~2の整数を示す。)
で表される化合物や、下記一般式(II):
【0055】
【化7】
【0056】
(式中、Yは単結合、又は、式:-O-、-CO-、-S-、-SO-、-CH-、-C(CH-及び-C(CF-で表される基からなる群から選択される1種の基であり、Xはそれぞれ独立にヒドロキシ基(水酸基)、カルボキシ基、アミノ基又は水素を示し、複数のXのうちの少なくとも3つがヒドロキシ基、カルボキシ基及びアミノ基からなる群から選択される少なくとも1種の官能基を示す。)
で表される化合物を好適に利用できる。
【0057】
また、このような官能基を3~8個有する芳香族化合物としては、例えば、2,5-ジヒドロキシテレフタル酸(2,5-DHTPA)、1,5-ジヒドロキシナフタレン-2,6-ジカルボン酸(1,5-DONDC)、1,6-ジヒドロキシナフタレン-2,5-ジカルボン酸、1,4-ジヒドロキシ-2-ナフトエ酸、テトラヒドロキシテレフタル酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸(別名:トリメシン酸(1,3,5-BTCA))、3,5-ジヒドロキシ安息香酸(別名:α-レソルシル酸(3,5-DHBA))、1,3,5-トリヒドロキシベンゼン(別名:フロログルシノール(1,3,5-BTOH))、ベンゼンテトラカルボン酸、ベンゼンペンタカルボン酸、ベンゼンヘキサカルボン酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ナフタレンペンタカルボン酸、ナフタレンヘキサカルボン酸、ナフタレンヘプタカルボン酸、ナフタレンオクタカルボン酸、5-ヒドロキシイソフタル酸、ジアミノベンゼンジカルボン酸、ジアミノナフタレンジカルボン酸、ジヒドロキシアントラセンジカルボン酸、ジアミノアントラセンジカルボン酸、3,3’-ジヒドロキシベンジジン、4,6-ジヒドロキシ-1,3-フェニレンジアミン、4,4’-スルホニルビス(2-アミノフェノール)、4,4’-(プロパン-2,2-ジイル)ビス(2-アミノフェノール)、4,4’-(パーフルオロプロパン-2,2-ジイル)ビス(2-アミノフェノール)、3,3’,4,4’-テトラアミノジフェニルエーテル、5,5’-メチレンビス(2-アミノ安息香酸)等を好適なものとして挙げることができる。
【0058】
また、このような官能基を3~8個有する芳香族化合物(モノマー(D))の中でも、液晶性の発現や低誘電正接化、及び、溶剤可溶性の観点でより高い効果を得ることが可能であることから、3,5-ジヒドロキシ安息香酸、1,3,5-トリヒドロキシベンゼン、2,5-ジヒドロキシテレフタル酸、1,5-ジヒドロキシナフタレン-2,6-ジカルボン酸、1,6-ジヒドロキシナフタレン-2,5-ジカルボン酸、1,4-ジヒドロキシ-2-ナフトエ酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、5-ヒドロキシイソフタル酸、ベンゼンテトラカルボン酸がより好ましく、2,5-ジヒドロキシテレフタル酸、1,5-ジヒドロキシナフタレン-2,6-ジカルボン酸、1,6-ジヒドロキシナフタレン-2,5-ジカルボン酸、1,4-ジヒドロキシ-2-ナフトエ酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸がより好ましく、2,5-ジヒドロキシテレフタル酸、1,5-ジヒドロキシナフタレン-2,6-ジカルボン酸、1,6-ジヒドロキシナフタレン-2,5-ジカルボン酸が更に好ましく、2,5-ジヒドロキシテレフタル酸が特に好ましい。
【0059】
次に、このようなモノマー(A)~(D)を利用して得られる液晶ポリエステルについて説明する。本発明においては、溶剤に可溶な液晶ポリエステルとして、前述のように、前記モノマー(A)~(C)の重合物や前記モノマー(A)~(C)を重合して得られる液晶ポリマー鎖を有する重合物等を好適に利用できるが、中でも、液晶ポリエステル(I)が好ましい。なお、溶剤に可溶な液晶ポリエステルとして好適な液晶ポリエステル(I)は、前記モノマー(A)~(C)からなり、前記モノマー(B)及び前記モノマー(C)のうちの少なくとも1種が屈曲性構造単位形成用の化合物を含んでおり、かつ、該屈曲性構造単位形成用の化合物の含有量が前記モノマー(A)~(C)の総モル量に対して20~40モル%である直鎖状の液晶ポリマー鎖が、前記モノマー(D)を介して結合されてなり、かつ、前記モノマー(D)の含有割合が前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対して0.01~10モルの割合である液晶ポリエステルである。以下、このような本発明に好適な液晶ポリエステル(I)について説明する。
【0060】
〈液晶ポリエステル(I)の構造について〉
前記液晶ポリエステル(I)は、前記モノマー(A)~(C)からなる特定の直鎖状の液晶ポリマー鎖が前記モノマー(D)を介して結合されてなる構造を有するものである。
【0061】
〈直鎖状の液晶ポリマー鎖〉
前記直鎖状の液晶ポリマー鎖は、上記モノマー(A)~(C)からなるポリマー鎖である。すなわち、このような直鎖状の液晶ポリマー鎖は、上記モノマー(A)に由来する構造単位(i)、上記モノマー(B)に由来する構造単位(ii)、及び、上記モノマー(C)に由来する構造単位(iii)を含むものである。
【0062】
このような上記モノマー(A)に由来する構造単位(i)としては、下記式(i):
-O-Ar-CO- (i)
[式中のArは2価の芳香族基を示す(なお、かかるArが上記式(1)中のArであることがより好ましい)。なお、前記2価の芳香族基は置換基を有していてもよい。]
で表される構造単位を好適なものとして挙げることができる。また、上記モノマー(B)に由来する構造単位(ii)としては、下記式(ii):
-OC-Ar-CO- (ii)
[式中のArは2価の芳香族基を示す(なお、かかるArが上記式(2)中のArであることがより好ましい)。なお、前記2価の芳香族基は置換基を有していてもよい。]
で表される構造単位を好適なものとして挙げることができる。さらに、上記モノマー(C)に由来する構造単位(iii)としては、下記式(iii)~(iv):
-O-Ar-O- (iii)
-O-Ar-NH- (iv)
[各式中のArは2価の芳香族基を示す(なお、式(iii)中のArは上記式(3)中のArであることがより好ましく、式(iv)中のArは上記式(4)中のArであることがより好ましい)。なお、前記2価の芳香族基は置換基を有していてもよい。]
で表される構造単位を好適なものとして挙げることができる。
【0063】
このような直鎖状の液晶ポリマー鎖において、上記モノマー(A)の含有量は、上記モノマー(A)~(C)の総モル量に対して20~70モル%であることが好ましく、30~60モル%であることがより好ましい。このようなモノマー(A)の含有量を前記範囲内とすることで、液晶性の発現や低誘電正接化、及び、溶剤可溶性の点でより高い効果が得られる傾向にある。特に、モノマー(A)の含有量を前記下限以上とすることで液晶性の発現や低誘電正接化といった効果をより向上させることが可能となり、他方、前記上限以下とすることで溶剤可溶性をより向上させることが可能となる。
【0064】
また、前記直鎖状の液晶ポリマー鎖において、上記モノマー(B)の含有量は、上記モノマー(A)~(C)の総モル量に対して10~50モル%であることが好ましく、20~40モル%であることがより好ましい。このようなモノマー(B)の含有量を前記範囲内とすることで、液晶性の発現や低誘電正接化、及び溶剤可溶性の点でより高い効果が得られる傾向にある。特に、モノマー(B)の含有量を前記下限以上とすることで溶剤可溶性をより向上させることが可能となり、他方、前記上限以下とすることで液晶性や低誘電正接化をより向上させることが可能となる。
【0065】
さらに、前記直鎖状の液晶ポリマー鎖において、上記モノマー(C)の含有量は、上記モノマー(A)~(C)の総モル量に対して10~50モル%であることが好ましく、20~40モル%であることがより好ましい。このようなモノマー(C)の含有量を前記範囲内とすることで、液晶性の発現や低誘電正接化、及び溶剤可溶性の点でより高い効果が得られる傾向にある。特に、モノマー(C)の含有量を前記下限以上とすることで溶剤可溶性をより向上させることが可能となり、他方、前記上限以下とすることで液晶性の発現や低誘電正接化といった効果をより向上させることが可能となる。なお、本発明において、モノマー(A)~(C)に由来する各構造単位の含有量の好適な範囲は、上記モノマー(A)~(C)の含有量と同様のものとなる。
【0066】
さらに、このような直鎖状の液晶ポリマー鎖においては、モノマー(A)100質量部に対するモノマー(B)~(C)の合計量が50~200質量部(より好ましくは55~190質量部、更に好ましくは60~180)であることが好ましい。モノマー(B)~(C)の合計量が前記範囲内にある場合には、液晶性の発現や低誘電正接化、及び、溶剤可溶性をより向上させることが可能となる。特に、モノマー(B)~(C)の合計量を前記下限以上とすることで溶剤可溶性をより向上させることが可能となり、他方、前記上限以下とすることで液晶性や低誘電正接化をより向上させることが可能となる。
【0067】
また、前記モノマー(A)~(C)からなる直鎖状の液晶ポリマー鎖において、前記モノマー(B)及び前記モノマー(C)のうちの少なくとも1種が屈曲性構造単位形成用の化合物を含んでいる。このような条件を満たすために、例えば、モノマー(A)と、屈曲性構造単位形成用の化合物を含むモノマー(B)と、屈曲性構造単位形成用の化合物を含まないモノマー(C)とを組み合わせて利用してもよく、モノマー(A)と、屈曲性構造単位形成用の化合物を含まないモノマー(B)と、屈曲性構造単位形成用の化合物を含むモノマー(C)とを組み合わせて利用してもよく、モノマー(A)と、屈曲性構造単位形成用の化合物を含むモノマー(B)と、屈曲性構造単位形成用の化合物を含むモノマー(C)とを組み合わせて利用してもよい。また、モノマー(B)を屈曲性構造単位形成用の化合物を含むものとして利用する場合、かかるモノマー(B)を、屈曲性構造単位形成用の化合物のみからなるものとしてもよく、あるいは、屈曲性構造単位形成用の化合物とそれ以外の化合物とからなるものとしてもよい。同様に、モノマー(C)を屈曲性構造単位形成用の化合物を含むものとして利用する場合、かかるモノマー(C)を、屈曲性構造単位形成用の化合物のみからなるものとしてもよく、あるいは、屈曲性構造単位形成用の化合物とそれ以外の化合物とからなるものとしてもよい。
【0068】
このように、直鎖状の液晶ポリマー鎖を構成する「前記モノマー(B)として含有される化合物」及び直鎖状の液晶ポリマー鎖を構成する「前記モノマー(C)として含有される化合物」のうちの少なくとも1種を前記屈曲性構造単位形成用の化合物とすることで、直鎖状の液晶ポリマー鎖中に屈曲性のある構造部分を含有させることが可能となり、これにより液晶性と溶剤可溶性を発現させることが可能となる。なお、このような屈曲性構造単位形成用の化合物としては、Arがフッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有していてもよく、かつ、1,3-フェニレン、1,7-ナフチレン(別称:2,8-ナフチレン)、1,3-ナフチレン(別称:2,4-ナフチレン)、及び、1,6-ナフチレン(別称:2,5-ナフチレン)、前記Zが単結合でありかつ*1及び*2で表される結合手が3,4’の位置、3,3’の位置、3、2’の位置又は2,2’の位置に結合した前記式(2-1)で表される基、及び、前記Zが式:-O-、-O-(CH-O-、-O-(CH-O-、-C(CF-、-CO-及び-SO-で表される基からなる群から選択される1種である前記式(2-1)で表される基からなる群から選択される基である上記式(2)で表される化合物群;Arがフッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有していてもよく、かつ、1,3-フェニレン、1,2-フェニレン、1,2-ナフチレン、1,7-ナフチレン(別称:2,8-ナフチレン)、1,8-ナフチレン、2,3-ナフチレン、1,3-ナフチレン(別称:2,4-ナフチレン)、1,6-ナフチレン(別称:2,5-ナフチレン)、及び、2,7-ナフチレンからなる群から選択される基(より好ましくは1,3-フェニレン、1,7-ナフチレン(別称:2,8-ナフチレン)、1,3-ナフチレン(別称:2,4-ナフチレン)、1,6-ナフチレン(別称:2,5-ナフチレン)からなる群から選択される基)、前記Zが単結合でありかつ*1及び*2で表される結合手が3,4’の位置、3,3’の位置、3、2’の位置又は2,2’の位置に結合した前記式(3-1)で表される基、及び、前記Zが式:-O-、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-C(CF-、-CPh-、-CO-、-S-及び-SO-で表される基からなる群から選択される1種である前記式(3-1)で表される基からなる群から選択される基である上記式(3)で表される化合物群;並びに、Arがフッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基及びフェニル基からなる群から選択される置換基を少なくとも1つ有していてもよく、かつ、1,3-フェニレン、1,7-ナフチレン、2,8-ナフチレン、1,3-ナフチレン、2,4-ナフチレン、1,6-ナフチレン、2,5-ナフチレン、及び、2,7-ナフチレンからなる群から選択される基である上記式(4)で表される化合物群;からなる群から選択される少なくとも1種の化合物を好適に利用できる。
【0069】
また、このような屈曲性構造単位形成用の化合物の中でも、液晶性の発現や低誘電正接化、及び、溶剤可溶性の観点でより高い効果を得ることが可能であることから、イソフタル酸(モノマー(B)の1種)、ジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸(モノマー(B)の1種)、3-アミノフェノール(モノマー(C)の1種)、6-メチル-3-アミノフェノール(モノマー(C)の1種)、1-アミノ-7-ナフトール(別名「8-アミノ-2-ナフトール」:モノマー(C)の1種)、レゾルシノール(モノマー(C)の1種)、ビスフェノールフルオレン(モノマー(C)の1種)、ビスクレゾールフルオレン(モノマー(C)の1種)、2,3-ジヒドロキシナフタレン(モノマー(C)の1種)、カテコール(モノマー(C)の1種)、BINOL(モノマー(C)の1種)が好ましく、イソフタル酸、3-アミノフェノール、1-アミノ-7-ナフトール(別名「8-アミノ-2-ナフトール」)がより好ましく、3-アミノフェノール、1-アミノ-7-ナフトール(別名「8-アミノ-2-ナフトール」)が特に好ましい。
【0070】
また、このような直鎖状の液晶ポリマー鎖において、前記屈曲性構造単位形成用の化合物の含有量は、上記モノマー(A)~(C)の総モル量に対して20~40モル%(より好ましくは22~38モル%、更に好ましくは24~36モル%)である。このような屈曲性構造単位形成用の化合物の含有量が前記下限未満では溶剤可溶性が低下し、他方、前記上限を超えると、液晶性を発現させたり、低誘電正接化(誘電正接を低くさせること)を図ることが困難となる。
【0071】
このように、前記屈曲性構造単位形成用の化合物の含有量が上記モノマー(A)~(C)の総モル量に対して20~40モル%であるため、直鎖状の液晶ポリマー鎖中には、かかる前記屈曲性構造単位形成用の化合物に由来するモノマー単位(構造単位)が液晶ポリマー鎖を形成するモノマー単位の総量に対して20~40モル%の割合で含まれることとなる。そのため、液晶ポリマー鎖の形状は直線状ではなく、適度に屈曲した屈曲線状となり、これにより溶剤に溶解することが可能となるとともに、液晶性を発現させつつ低誘電正接化を図ることが可能となる。
【0072】
また、このようなモノマー(A)~(C)からなる直鎖状の液晶ポリマー鎖としては、 前記モノマー(A)が、4-ヒドロキシ安息香酸、4-(4-ヒドロキシフェニル)安息香酸、及び2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記モノマー(B)が、2,6-ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸及びジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記モノマー(C)が、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、1-アミノ-7-ナフトール、4,4’-ビフェノール、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾールフルオレン、1,1’-ビ-2-ナフトール、メチルハイドロキノン、フェニルハイドロキノン、及び、6-メチル-3-アミノフェノールからなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記モノマー(B)及び前記モノマー(C)のうちの少なくとも1種が屈曲性構造単位形成用の化合物を含んでおり、かつ、
前記屈曲性構造単位形成用の化合物が、イソフタル酸、ジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸、3-アミノフェノール、6-メチル-3-アミノフェノール、1-アミノ-7-ナフトール、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾールフルオレン、及び、1,1’-ビ-2-ナフトールからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。また、このようなモノマー(A)~(C)からなる直鎖状の液晶ポリマー鎖の中でも、以下の(1)~(12)に例示するようにモノマーを組み合わせて形成される直鎖状の液晶ポリマー鎖がより好ましい。
(モノマー(A)~(C)の好適な組み合わせの例)
(1)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/2,6-ナフタレンジカルボン酸/3-アミノフェノール
(2)4-ヒドロキシ安息香酸/2,6-ナフタレンジカルボン酸/3-アミノフェノール
(3)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/イソフタル酸/4-アミノフェノール
(4)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/イソフタル酸/3-アミノフェノール
(5)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/2,6-ナフタレンジカルボン酸/1-アミノ-7-ナフトール
(6)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/2,6-ナフタレンジカルボン酸/ビスフェノールフルオレン
(7)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/2,6-ナフタレンジカルボン酸/ビスクレゾールフルオレン
(8)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/2,6-ナフタレンジカルボン酸/BINOL
(9)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/イソフタル酸/1-アミノ-7-ナフトール
(10)4-ヒドロキシ安息香酸/2,6-ナフタレンジカルボン酸/1-アミノ-7-ナフトール
(11)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/テレフタル酸/1-アミノ-7-ナフトール
(12)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/テレフタル酸/3-アミノフェノール
(13)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/イソフタル酸/メチルハイドロキノン
(14)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/イソフタル酸/フェニルハイドロキノン
(15)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/ジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸/メチルハイドロキノン
(16)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/2,6-ナフタレンジカルボン酸/6-メチル-3-アミノフェノール
(17)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/イソフタル酸/4,4’-ビフェニルジカルボン酸/メチルハイドロキノン
(18)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/イソフタル酸/4,4’-ビフェニルジカルボン酸/メチルハイドロキノン/4,4’-ビフェノール
(19)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/イソフタル酸/メチルハイドロキノン/4,4’-ビフェノール
(20)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/ジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸/4,4’-ビフェニルジカルボン酸/メチルハイドロキノン
(21)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/ジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸/4,4’-ビフェニルジカルボン酸/メチルハイドロキノン/4,4’-ビフェノール
(22)2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸/ジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸/メチルハイドロキノン/4,4’-ビフェノール。
【0073】
〈直鎖状の液晶ポリマー鎖が前記モノマー(D)を介して結合した構造について〉
前記液晶ポリエステル(I)は、前記直鎖状の液晶ポリマー鎖が前記モノマー(D)を介して結合されてなるものである。このような液晶ポリエステル(I)において、前記モノマー(D)の含有割合は前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対して0.01~10モルの割合である。すなわち、このような液晶ポリエステル(I)においては、前記モノマー(A)~(C)の総モル量を100モルに換算した場合に、かかるモノマー(A)~(C)の総モル量100モル(換算値)に対して前記モノマー(D)が0.01~10モルの割合で含有されてなる。このようなモノマー(D)の含有割合が前記下限未満では低誘電正接化を図ることが困難となるととともに樹脂溶液のポットライフ(可使時間)が低下してしまい、他方、前記上限を超えると、溶媒に対して溶解させた場合に固形分が残留してしまい、高度な溶解性が得られなくなる。
【0074】
また、前記液晶ポリエステル(I)において前記モノマー(D)の含有割合(モノマー(D)に由来する構造単位の含有割合)は前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対して0.01~10モルの割合とする必要があるが、かかるモノマー(D)の含有割合をより少なくした場合(例えば、前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対してモノマー(D)の含有割合を5モル以下程度とした場合)には、前記直鎖状の液晶ポリマー鎖が前記モノマー(D)を介して結合されてなる構造を、いわゆるデンドリマー(ハイパーブランチポリマー又はスターバーストポリマー)のような多分岐型の構造とすること、すなわち、中心分子(コア)が前記モノマー(D)に由来するものとなり、かつ、前記直鎖状の液晶ポリマー鎖がそのコアに結合した側鎖となる多分岐型の構造とすることが可能であるものと考えられる。なお、前記モノマー(D)が多官能のモノマーであることから、その官能基の数に応じて、前記モノマー(D)を中心分子として多分岐型の構造を形成し得る。また、モノマー(D)の含有割合を前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対して0.01~10モルの範囲内において比較的多くした場合(例えば、前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対してモノマー(D)の含有割合を6モル以上程度とした場合)には、少なくとも一部に網目状の構造が形成され得るものと考えられる。なお、液晶ポリエステルにおいてモノマー(D)の含有割合を前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モル(換算値)に対して10モルを超えた量(割合)とした場合には、形成される網目状の構造が密な状態となってしまい、これにより溶媒に対する溶解性が高度なものとならないものと本発明者らは推察している。
【0075】
ここにおいて、誘電正接をより低い値とするといった観点や溶解性をより向上させるといった観点からは、前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対するモノマー(D)の含有割合は0.1~5モルであることが好ましく、0.5~4モルであることがより好ましい。他方、低い重合度の段階で樹脂の靭性や樹脂溶液の溶液安定性をより向上させるといった観点からは、前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対するモノマー(D)の含有割合は6~10モルであることが好ましく、7~9モルであることがより好ましい。
【0076】
また、このような液晶ポリエステルにおいて、直鎖状の液晶ポリマー鎖を構成するモノマー(A)~(C)の合計量は、モノマー(A)~(D)の総量に対して90.0~99.9モル%であることが好ましく、93.0~99.4モル%であることがより好ましい。このようなモノマー(A)~(C)の合計量(直鎖状の液晶ポリマー鎖の含有量)が前記範囲内にある場合には、液晶性の発現、低誘電正接化、及び溶剤可溶性の点でよりバランスの優れたものとなる傾向にある。
【0077】
なお、前記液晶ポリエステル(I)は、前記直鎖状の液晶ポリマー鎖に由来して、液晶性(光学異方性)を有するものとなり、かかる液晶性は偏光顕微鏡観察により確認することができる。ここで、前記直鎖状の液晶ポリマー鎖は、用いるモノマーの種類及び屈曲性構造単位形成用の化合物の含有量等から液晶性(光学異方性)を有するものとなるため、最終的に得られた液晶ポリエステルが液晶性を有するものであると判断された場合に、前記モノマー(A)~(C)からなる前記直鎖状のポリマー鎖も液晶性を有するものと判断することができる。
【0078】
このような液晶ポリエステル(I)を製造するための方法としては特に制限されないが、例えば、前記モノマー(A)~(D)を含有しており、前記モノマー(B)及び前記モノマー(C)のうちの少なくとも1種が屈曲性構造単位形成用の化合物を含んでおり、該屈曲性構造単位形成用の化合物の含有量が前記モノマー(A)~(C)の総モル量に対して20~40モル%であり、かつ、前記モノマー(D)の含有割合が前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対して0.1~10モルの割合である原料混合物を重縮合させることにより、前記モノマー(A)~(C)からなる直鎖状の液晶ポリマー鎖が前記モノマー(D)を介して結合されてなる液晶ポリエステル(I)を得る方法(かかる方法を、以下、場合により「製造方法(I)」と称する)を採用することができる。
【0079】
このような方法(I)に利用する原料混合物は、前記モノマー(A)~(D)を含有するものである。このような原料混合物において、前記モノマー(B)及び前記モノマー(C)のうちの少なくとも1種が屈曲性構造単位形成用の化合物を含んでいる。このような原料混合物の形態は特に制限されず、屈曲性構造単位形成用の化合物を含むモノマー(B)を他のモノマーと組み合わせたものとしてもよく、あるいは、屈曲性構造単位形成用の化合物を含むモノマー(C)を他のモノマーと組み合わせたものとしてもよく、更には、屈曲性構造単位形成用の化合物を含むモノマー(B)及び屈曲性構造単位形成用の化合物を含むモノマー(C)を他のモノマーと組み合わせたものとしてもよい。
【0080】
また、このような原料混合物において、前記屈曲性構造単位形成用の化合物の含有量は、前記モノマー(A)~(C)の総モル量に対して20~40モル%(より好ましくは22~38モル%、更に好ましくは24~36モル%)である。このような屈曲性構造単位形成用の化合物の含有量が前記下限未満では溶剤可溶性が低下し、他方、前記上限を超えると、液晶性を発現させたり、低誘電正接化(誘電正接を低くさせること)を図ることが困難となる。
【0081】
さらに、このような原料混合物において、前記モノマー(D)の含有割合は前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対して0.01~10モルの割合である。このようなモノマー(D)の含有割合が、前記下限未満では、前記原料混合物を重縮合させた場合に、多分岐構造部分が形成されず、所望の誘電正接が得られない。他方、前記モノマー(D)の含有割合が前記上限を超えると前記原料混合物を重縮合させた場合に、前記モノマー(D)とモノマー(A)~(C)との接触確率が高くなって、密な網目状の構造が形成されて溶媒に対する溶解性が低下してしまう。
【0082】
また、液晶性の発現、低誘電正接化、及び、溶剤可溶性の点でよりバランスのよいものとなることから、前記モノマー(D)の含有割合は前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対して0.1~5モル(更に好ましくは0.5~4モル)の割合とすることがより好ましい。このように、原料混合物中のモノマー(D)の含有割合を、前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対して5モル以下となるように、より低い値とした場合には、モノマー(D)と他のモノマーとの接触確率が低下するため、モノマー(A)~(C)からなる直鎖状の液晶ポリエステル鎖が、コアのモノマー(D)を介して結合した構造を、いわゆるデンドリマー型の構造とすることが可能となる。他方、低い重合度の段階で樹脂の靭性や樹脂溶液の溶液安定性(ポットライフ)をより向上させるといった観点からは、前記モノマー(A)~(C)の総モル量100モルに対するモノマー(D)の含有割合は6~10モルであることが好ましく、7~9モルであることがより好ましい。
【0083】
また、得られる液晶ポリエステルにおいて直鎖状の液晶ポリマー鎖中のモノマー(A)の含有量、モノマー(B)の含有量、及び、モノマー(C)の含有量を、それぞれ前述の好適な範囲内のものとすることが可能となることから、前記原料混合物において、前記モノマー(A)~(C)の総モル量に対するモノマー(A)の含有量を20~70モル%(より好ましくは30~60モル%)とすることが好ましく、また、前記モノマー(A)~(C)の総モル量に対するモノマー(B)の含有量を、10~50モル%(より好ましくは20~40モル%)とすることが好ましく、更に、前記モノマー(A)~(C)の総モル量に対するモノマー(C)の含有量を10~50モル%(より好ましく20~40モル%)とすることが好ましい。また、前記モノマー(A)100質量部に対する前記モノマー(B)~(C)の合計量は50~200質量部(より好ましくは55~190質量部、更に好ましくは60~180)とすることが好ましい。
【0084】
さらに、前記原料混合物は、工業的な製造法(脱カルボン酸重合)の観点からは酸無水物を更に含むことが好ましい。このような酸無水物としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水イソ酪酸を好適なものとして挙げることができ、中でも、縮合物(カルボン酸)除去の容易性の観点からは無水酢酸がより好ましい。なお、このような酸無水物の含有量は、全モノマー(モノマー(A)~(D))中の水酸基およびアミノ基に対して1.00~1.20モル当量(より好ましくは1.01~1.10モル当量)とすることが好ましい。
【0085】
また、このような原料混合物においては、必要に応じて、触媒、他のモノマー、縮合剤、共沸溶剤等のポリエステルの重縮合に利用可能な公知の添加成分や、オリゴマー、ポリマーなどを適宜含有させてもよい。
【0086】
このような触媒としては、ポリエステルの重合用触媒として従来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-メチルイミダゾール等の窒素含有複素環化合物等の有機化合物触媒:等が挙げられる。このような触媒の使用量は、特に限定されるものではないが、モノマーの総量100質量部に対して、0.0001~0.1重量部であることが好ましい。
【0087】
また、前記原料混合物を重縮合(反応)させる方法としては、各モノマー(A)~(D)が有する官能基(ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基等)同士をそれぞれ反応させて重縮合することにより液晶ポリエステルを得ることが可能な方法であればよく、例えば、エステル結合及び/又はアミド結合を形成することが可能な公知の重縮合の方法を適宜利用することができる。
【0088】
また、前記原料混合物を重縮合(反応)させる際に、反応効率や製品得率をより向上させることが可能でありながら工程を削減することが可能となるといった観点から、原料混合物を溶融重合により重縮合せしめることが好ましい。また、このような重縮合の際の反応条件は、用いるモノマーの種類に応じて、液晶ポリエステルの形成に利用される公知の条件を適宜採用することができ、特に制限されるものではないが、0~400℃(より好ましくは100~380℃)の温度条件下において前記原料混合物を0.1~100時間反応させることで溶融重合により重縮合することが好ましい。
【0089】
このような重縮合に際しては、重合度や物性の向上の観点から、原料混合物を100~400℃(より好ましくは120~380℃)の第一の温度条件下において反応させて低い重合度のポリマー(プレポリマー)を形成した後に、150~400℃(より好ましくは160~380℃)の第二の温度条件下で更に反応させることにより原料混合物を溶融重合または固相重合により重縮合させる方法を採用することが好ましい。このような第一の温度条件下における反応時間は0.1~50時間(より好ましくは0.5~30時間)とすることが好ましく、また、第二の温度条件下における反応時間は0.5~50時間(より好ましくは1.0~30時間)とすることが好ましい。このような第一及び第二の温度条件及び各反応時間を前記範囲内とすることで重合度や物性の向上を図ることが可能となる。
【0090】
なお、前記第一の温度条件下において反応させる溶融重合等によりプレポリマーを得た後に、かかるプレポリマーを冷却固化し、その後粉砕してパウダー状もしくはフレーク状にした後、公知の固相重合方法(例えば、窒素等の不活性雰囲気下、または真空下において100~400℃の温度範囲で1~30時間プレポリマー樹脂を熱処理する等の方法)を利用して重縮合させてもよい。
【0091】
また、このような重縮合(好ましくは溶融重合)を行う際に利用可能な重合反応装置は特に限定されず、例えば、高粘度流体の反応に用いられる公知の反応装置を適宜利用してもよい。このような反応装置としては、例えば、錨型、多段型、螺旋帯型、螺旋軸型等、あるいはこれらを変形した各種形状の撹拌翼をもつ撹拌装置を有する撹拌槽型重合反応装置、又は、ニーダー、ロールミル、バンバリーミキサー等の樹脂の混練に使用される混合装置等が挙げられる。
【0092】
このようにして、前記原料混合物を重縮合することにより、前記モノマー(A)~(C)からなる直鎖状の液晶ポリマー鎖が前記モノマー(D)を介して結合されてなる液晶ポリエステル(I)を得ることができる。
【0093】
以上、本発明に好適な液晶ポリエステル(I)について説明したが、本発明にかかる液晶ポリエステルとしては、溶剤に可溶なものであればよく、その構造は上記構造に制限されるものではない。また、本発明にかかる液晶ポリエステル(好ましくは液晶ポリエステル(I))としては、数平均分子量(Mn)が10000~1000000であることが好ましく、50000~500000であることがより好ましく、また、重量平均分子量(Mw)が20000~2000000であることが好ましく、100000~1000000であることがより好ましい。また、液晶ポリエステルにおいて、数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)の比率(Mw/Mn)は1.0~15.0(より好ましくは2.0~10.0)の範囲にあることが好ましい。このようなMn及びMwが前記範囲内にある場合には、製膜した場合により均一で、より強度に優れたフィルムを形成することが可能となる傾向にある。このような分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)分析により測定することができる。なお、具体的な測定方法としては後述の実施例で得られた液晶ポリエステルの数平均分子量の測定方法において採用している方法と同様の方法を採用することができる。
【0094】
また、本発明にかかる液晶ポリエステルは、100~400℃の融点を有するものである場合、かかる温度で熱溶融した後に光学的な異方溶融相を奏するものとすることもできる。このような光学的な異方溶融相の状態は偏光顕微鏡によって観察することができる。
【0095】
また、本発明にかかる液晶ポリエステルは、溶剤(溶媒)に可溶なものである。なお、本発明においては、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)16gに対して液晶ポリエステルを4gを混合して100℃で2時間加熱した場合に、そのポリエステルの固形分を目視にて確認できない場合には、該液晶ポリエステルが溶媒に溶解可能(溶剤に可溶)なものであると判断する。このように、本発明にかかる液晶ポリエステルは、溶媒に可溶であることから、各種溶媒に対して溶解して樹脂溶液として利用することも可能であり、これにより成形時の作業性をより向上させることも可能である。
【0096】
次に、このような溶剤に可溶な液晶ポリエステルからなるポリエステル層について説明する。
【0097】
本発明において、前記ポリエステル層は、前記ポリイミドフィルムの少なくとも一方の面に積層されていればよい。前記ポリイミドフィルムを構成するポリイミドは、極性(吸水性)の高いイミド骨格を有するため、それを単独で利用した場合、使用環境下において雰囲気ガス中の水分等を吸収してしまい、比誘電率や誘電正接が大きくなってしまうデメリットがある。一方、ポリエステル層は、その層を構成する液晶ポリエステルの構造上、比較的、吸水性が低い。本発明の積層体においては、そのようなポリイミドフィルムの少なくとも一方の面に前記ポリエステル層を形成しているため、前記ポリエステル層の形成されている面側からの水分の侵入をより低減させることが可能である。このように、本発明の積層体は、その構造上、使用時の吸水をより低減させることもでき、比誘電率や誘電正接を低い状態に、より長期に亘って維持することも可能である。また、本発明の積層体に関して、吸水をより抑制するといった観点からは、前記ポリイミドフィルムの両面に、前記ポリエステル層が積層されていることが好ましい。
【0098】
このようなポリエステル層の厚みは、制限されるものではないが、積層体を高周波用フレキシブルプリント回路基板、高周波用フレキシブル銅張積層板、高周波用フレキシブル薄型多層基板、高周波部品、Wi-Fi(登録商標)用RF線路、Wi-Fi(登録商標)アンテナ、ミリ波帯アンテナ、デジタル線路、ミリ波レーダー用部品などの用途に応用するといった観点等からは、0.1μm~500μm(より好ましくは、1μm~200μm)であることが好ましい。
【0099】
また、このようなポリエステル層は、前記溶剤に可溶な液晶ポリエステルからなる層であればよく、かかる層は、前記液晶ポリエステルとともに添加成分を含んでいてもよい。このような添加成分としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤・ヒンダードアミン系光安定剤、核剤・透明化剤、無機フィラー(ガラス繊維、ガラス中空球、タルク、マイカ、アルミナ、チタニア、シリカなど)、重金属不活性化剤・フィラー充填プラスチック用添加剤、難燃剤、加工性改良剤・滑剤/水分散型安定剤、永久帯電防止剤、靱性向上剤、界面活性剤、炭素繊維等が挙げられる。
【0100】
また、本発明の積層体を製造するための方法は、特に制限されないが、例えば、溶剤に可溶な液晶ポリエステルを、溶剤(溶媒)に溶解させてなる樹脂溶液(ワニス)を用いることにより容易に製造することが可能である。このような積層体を製造するための方法として好適に利用可能な方法としては、例えば、前記樹脂溶液(ワニス)を前記ポリイミドフィルムの少なくとも一方の面に塗布してコート膜を形成し、かかるコート膜を硬化することにより製造する方法を例示できる。以下、このような樹脂溶液を用いて積層体を製造する方法を簡単に説明する。
【0101】
前記樹脂溶液(ワニス)は、前記溶剤に可溶な液晶ポリエステルと、溶剤(溶媒)とからなるものである。このような樹脂溶液(ワニス)に用いる溶剤(溶媒)としては、液晶ポリエステルを溶解することが可能なものであればよく、特に制限されず、プロトン系溶媒を好適なものとして挙げることができ、例えば、ハロゲン系溶媒(1-クロロブタン、クロロベンゼン、1,1-ジクロロエタン、1,2-ジクロロエタン、クロロホルム、1,1,2,2-テトラクロロエタン等)、エーテル系溶媒(ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等)、ケトン系溶媒(アセトン、シクロヘキサノン等)、エステル系溶媒(酢酸エチル等)、ラクトン系溶媒(γ-ブチロラクトン等)、カーボネート系溶媒(エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等)、アミン系溶媒(トリエチルアミン、ピリジン等)、ニトリル系溶媒(ベンゾニトリル、アセトニトリル、サクシノニトリル等)、アミド系溶媒(N,N’-ジメチルホルムアミド、N,N’-ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)等)、ニトロ系溶媒(ニトロメタン、ニトロベンゼン等)、スルフィド系溶媒(ジメチルスルホキシド、スルホラン等)、リン酸系溶媒(ヘキサメチルリン酸アミド、トリn-ブチルリン酸等)が挙げられる。このような溶媒の中でも、より高い溶解性が得られるといった観点から、N,N’-ジメチルホルムアミド、N,N’-ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、又は、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)がより好ましく、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)が特に好ましい。このような溶媒は、1種を単独であるいは2種以上を混合して使用してもよい。
【0102】
このような樹脂溶液(ワニス)においては、前記液晶ポリエステルの含有量は特に制限されないが、0.1~80質量%(より好ましくは1~50質量%)であることが好ましい。このような含有量が前記範囲内とすることで、樹脂フィルム(かかる樹脂フィルムは基板に積層した樹脂層として利用してもよい)等を製造するためのワニスとしてより好適に利用可能となる。なお、このような樹脂溶液(ワニス)は、フィルムを形成するための溶液として利用するといった観点から、溶媒の質量を前記液晶ポリエステルの質量の2~100倍の量とすることが好ましい。なお、このような樹脂溶液には、目的とするポリエステル層の設計や積層体の用途等に応じ、例えば、前記添加成分(酸化防止剤、紫外線吸収剤・ヒンダードアミン系光安定剤等)を適宜含有させていてもよい。
【0103】
このような樹脂溶液(ワニス)を前記ポリイミドフィルムの少なくとも一方の面に塗布する方法としては、特に制限されないが、例えば、スピンコート法、ローラーコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、ディップコート法、スロットコート法、滴下法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、ダイコート法、カーテンコート法、インクジェット法等の公知の方法を適宜採用できる。例えば、ディップコート法を採用して、前記樹脂溶液中に前記ポリイミドフィルムを浸漬した場合、前記ポリイミドフィルムの両面に前記樹脂溶液を塗布して、その両面にコート膜を形成し、前記ポリイミドフィルムの両面に前記液晶ポリエステルを容易に形成することもできる。
【0104】
また、前記樹脂溶液(ワニス)を前記ポリイミドフィルムの少なくとも一方の面に塗布してコート膜を形成した後、かかるコート膜を硬化することにより、液晶ポリエステル層が積層された積層体を得ることができる。このようなコート膜の硬化の方法としては、特に制限されないが、例えば、前記コート膜(塗膜)を100~400℃程度の温度で0.1~50時間加熱することで硬化せしめる方法(加熱硬化法)を採用してもよい。また、このような方法により加熱硬化せしめる前に、前記コート膜(塗膜)から溶媒を除去する工程を施してもよい。このような溶媒除去工程も特に制限されず、溶媒の種類に応じて、条件を適宜設定して行うことができる(例えば、塗膜を20~200℃の温度条件下において0.1~50時間程度静置する方法を採用してもよい)。なお、溶媒除去工程においては、イナートガス(不活性ガス)を流しながら加熱、または、減圧しながら加熱する方法を採用することが好ましく、このときの温度条件としては、50℃以上または蒸発させる溶媒の沸点以上の温度を採用することが好ましい。
【0105】
なお、このような本発明の積層体は、その用途に応じて、他の層などを更に有していてもよい。かかる他の層としては特に制限されず、銅箔やアルミ箔などの金属層、ポリシリコン、アモルファスシリコン、LTPS、LTPO、IGZOなどの半導体層、ITOなどの透明導電膜層、ガラス層等が挙げられる。
【0106】
また、本発明の積層体の用途は特に制限されないが、例えば、高周波用フレキシブルプリント回路基板、高周波用フレキシブル銅張積層板、高周波用フレキシブル薄型多層基板、高周波部品、Wi-Fi(登録商標)用RF線路、Wi-Fi(登録商標)アンテナ、ミリ波帯アンテナ、デジタル線路、ミリ波レーダー用部品、フレキシブル液晶ディスプレイ基板、フレキシブル有機ELディスプレイ基板、フレキシブルマイクロLED基板、フレキシブル量子ドットディスプレイ基板、有機EL照明用基板、フレキシブル太陽電池用基板等を挙げることができる。
【実施例0107】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0108】
〔各実施例等で利用した原料化合物について〕
実施例等で利用した化合物(モノマー)の略称等を以下に示す。以下の実施例等の記載(表を含む)においては、下記略称を利用して化合物を表現する。
【0109】
〈モノマー(A):2官能の芳香族ヒドロキシカルボン酸〉
・2,6-HNA:2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸(上野製薬株式会社製)
〈モノマー(B):2官能の芳香族ジカルボン酸〉
・2,6-NDCA:2,6-ナフタレンジカルボン酸(上野製薬株式会社製)
・IPA:イソフタル酸(三菱ガス化学株式会社製)
・DCDPE:ジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸(東京化成工業株式会社製)
〈モノマー(C):2官能の芳香族ヒドロキシアミン〉
・3-AP:3-アミノフェノール(Aldrich製)
・4-AP:4-アミノフェノール(Aldrich製)
・1,7-ANL:1-アミノ-7-ナフトール(Aldrich製:8-アミノ-2-ナフトール)
・MHQ:メチルハイドロキノン(精工化学株式会社製)
〈モノマー(D):多官能(4官能)の芳香族化合物〉
・2,5-DHTPA:2,5-ジヒドロキシテレフタル酸(東京化成工業株式会社製)
・1,5-DONDC:1,5-ジヒドロキシナフタレン-2,6-ジカルボン酸(スガイ化学工業株式会社製)
・1,3,5-BTCA:1,3,5-ベンゼントリカルボン酸(東京化成工業株式会社製)
・5H-IPA:5-ヒドロキシイソフタル酸(東京化成工業株式会社製)
・3,5-DHBA:3,5-ジヒドロキシ安息香酸(東京化成工業株式会社製)
・1,3,5-BTOH:1,3,5-トリヒドロキシベンゼン(無水、東京化成工業株式会社製)
なお、モノマー(B)又は(C)として利用される「IPA」、「3-AP」、「1,7-ANL」、「DCDPE」はいずれも屈曲性構造単位形成用の化合物である。
【0110】
〔各実施例で調製したポリエステルの特性の評価方法について〕
各実施例において積層体を製造するために利用したポリエステルに関して、以下のようにして、その構造や特性等を評価した。
【0111】
<液晶ポリエステルの構造の評価>
各実施例で得られた液晶ポリエステルに対して、測定装置としてThermo SCIENTIFIC社製フーリエ変換赤外(FT-IR)分光光度計(商品名「NICOLET is10」)とCzitek社製の商品名「MicromATR vision」を用いて、全反射(ATR)の条件でIR測定を行うことにより構造を評価した。なお、IR測定において1700cm-1付近の吸収スペクトルは、エステルやアミドのC=O伸縮由来のものであるため、IR測定において1700cm-1付近の吸収スペクトルによりエステルのC=O伸縮の存在が確認されたものについては、モノマーの反応によりエステル化等が進行してポリエステルが形成されたものと評価した。
【0112】
<液晶ポリエステルの液晶性の評価>
各実施例で得られた液晶ポリエステルに対して、偏光顕微鏡観察することにより液晶性の有無を評価した。すなわち、オリンパス社製の偏光顕微鏡(商品名:「BHS-751-P-100」)とメトラー・トレド社製の加熱ステージシステム(HS82)等を用い、液晶ポリエステルを顕微鏡加熱ステージ上にて加熱溶融させた後、光学異方性の有無を観察することにより液晶性を確認した。
【0113】
<液晶ポリエステルの数平均分子量の測定>
各実施例で得られた液晶ポリエステルに対して、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)測定を行うことにより、数平均分子量(Mn)を求めた。すなわち、液晶ポリエステルのNMP溶液(液晶ポリエステルの含有量:20wt%)を作製し、その1滴(約15mg)を1.0mLのGPCの溶離液(1.0LのN,N-ジメチルアセトアミドに臭化リチウムを10mmol添加した溶液)に溶かし、TOSOH製のEcoSEC HLC-8320GPC(GPCカラム:TOSOH TSKgel super AW 2500×2本+TOSOH TSKgel super AW 3000×1本+TOSOH TSKgel super AW 4000×1本+TOSOH TSKgel guardcolumn super AW-L×1本)を用いて、流速0.5ml/分の条件で分析を行った。検出器として屈折計(RI)と紫外分析計(UV:275nm)を併用して分析を行い、RIのデータより数平均分子量(Mn)を求めた。
【0114】
<液晶ポリエステルの溶解性の評価>
各実施例で得られた液晶ポリエステル4.0gをN-メチル-2-ピロリドン(NMP)16.0gに対して混合し、得られた混合液を100℃で2時間加熱した後、該混合液中にポリエステルの固形分が残っているか否かを目視にて確認し、固形分が残っていない場合に溶媒溶解性があるものと評価し、少しでも固形分が残っていたものは溶媒溶解性がないものと評価した。なお、このような評価は樹脂溶液の調製工程の際に併せて行った。
【0115】
<液晶ポリエステルの融点の測定>
各実施例で得られた液晶ポリエステルに対して、DSC測定することにより融点を求めた。すなわち、ISO11357、ASTM D3418の試験方法に準拠して、セイコーSII社製の示差走査熱量計(DSC-7020)により融点を測定した。なお、かかる測定に際しては、窒素気流下(200mL/分)、昇温速度10℃/分で室温から300~380℃まで昇温してポリマーを完全に融解させた後、速度10℃/分で30℃まで降温し、更に10℃/分の速度で360℃まで昇温するときに得られる吸熱ピークの頂点を融点(Tm)として求めた。
【0116】
(実施例1)
<液晶ポリエステルの調製工程>
500mlのセパラブルフラスコ内に、2,6-HNA(0.205mol、38.59g)、2,6-NDCA(0.137mol、29.56g)、3-AP(0.137mol、14.92g)、2,5-DHTPA(0.003mol、0.68g)、無水酢酸(0.482mol、49.55g)を添加した。次に、得られた原料混合物をセパラブルフラスコ内において200℃で1時間加熱して重縮合せしめた後、330℃まで昇温して330℃で30分保持することにより更に重縮合させた。このようにして原料混合物の重縮合反応を行った後、溶融状態の樹脂(液晶ポリエステル)をセパラブルフラスコから抜き出し、室温(25℃)まで冷却することにより、塊状の液晶ポリエステル(数平均分子量(GPC):115240、融点319℃)を得た。
【0117】
なお、得られた液晶ポリエステルのIR測定の結果から、得られた樹脂は、芳香族ポリエステルのC=O伸縮振動が1726cm-1に確認されたことから、ポリエステル樹脂であることが分かった(なお、芳香族アミドのC=O伸縮振動が1672cm-1に確認された)。また、GPC測定の結果において、スペクトルが一峰性を示すことから、得られた樹脂が、網目状ではなくデンドリマー型の構造を有するもの(デンドリマー型液晶ポリエステル)であることも分かった。さらに、得られた液晶ポリエステルは液晶性(サーモトロピック液晶であった)を示すことが確認され、デンドリマー型液晶ポリエステルにおいては分岐鎖となるポリマー鎖の部分が液晶性を有することも分かった。なお、得られたポリエステルの特性等を表1に示す。
【0118】
<樹脂溶液の調製工程>
上述のようにして得られた塊状の液晶ポリエステル(デンドリマー型液晶ポリエステル)を木槌で砕いた後、該液晶ポリエステルの粉末(4.0g)にNMP(16.0g)を加え、100℃で2時間加熱して溶解させることにより樹脂溶液を得た。なお、このような樹脂溶液においては目視にて固形分が確認されなかった。このように、液晶ポリエステルがNMPに完全に溶解していたことから、上述のようにして得られた液晶ポリエステルは溶媒溶解性があることが分かった。
【0119】
<積層体の調製工程>
前項で得られた樹脂溶液をポリイミドフィルム(宇部興産株式会社製の商品名「UPILEX-25S」、縦:80mm、横3mm、厚み25μm、株式会社ダンベルのダンベルカッターで打抜いたフィルム)の両面に、加熱後の両面の塗膜の厚みの合計が22μm(片面の塗膜の厚みがそれぞれ11μm、積層体の全体の膜厚47μm)となるようにディップコートして、前記ポリイミドフィルム上に塗膜を形成した。その後、前記塗膜の形成されたポリイミドフィルムをイナートオーブン(窒素流量:5L/分)に投入し、窒素雰囲気下、80℃の温度条件で0.5時間加熱し、240℃の温度条件で60分加熱して、前記塗膜を焼成した後、窒素雰囲気下で80℃まで冷却して、前記ポリイミドフィルムの両面にポリエステルからなる薄膜(ポリエステル層)が積層された積層体を得た。
【0120】
(実施例2~15)
モノマー(B)~(D)の種類をそれぞれ表1又は表2に示す種類のものに変更し、モノマー(A)~(D)の使用量(モル量)をそれぞれ表1又は表2に示すモル比の条件を満たすように変更し、更に、積層体の調製工程において、ディップコート時に、積層体の全体の膜厚がそれぞれ表1又は表2に示す膜厚となるように塗膜の厚みを変更した以外は、実施例1で採用した「液晶ポリエステルの調製工程」、「樹脂溶液の調製工程」及び「積層体の調製工程」と同様の工程を採用して、液晶ポリエステルを調製した後、樹脂溶液を調製し、次いで、積層体を調製した。なお、表1及び表2の記載からも明らかなように、実施例1~12及び14~15においては、モノマー(A)~(C)のモル比(モノマー(A):モノマー(B):モノマー(C))が1.5:1.0:1.0となるように各モノマーを利用し、また、実施例13においては、モノマー(A)~(C)のモル比(モノマー(A):モノマー(B):モノマー(C)が2.0:1.0:1.0となるように各モノマーを利用した。また、実施例15においては、モノマー(D)を利用せずに液晶ポリエステルを調製した。各実施例等で得られたポリエステルの特性等(液晶性や溶媒溶解性の有無等)を表1又は表2に示す。また、実施例1と同様に、IR測定等により特性等の評価を行った結果、実施例2~15で採用している液晶ポリエステルの調製工程において得られたポリマーはいずれも、ポリエステルであることが確認されるとともに液晶性(サーモトロピック液晶であった)を示すことが確認された。また、実施例2~15で得られた液晶ポリエステルはいずれも、樹脂溶液の調製工程において、目視にて固形分が確認されず、NMPに完全に溶解していたことから、実施例2~15で採用している液晶ポリエステルの調製工程において得られた液晶ポリエステルはいずれも、溶媒溶解性があることが分かった。
【0121】
なお、表1及び表2に示すように、実施例1~14において、ポリエステル層を構成する液晶ポリエステルの調製に用いたモノマーに関し、モノマー(A)~(C)の総量に対する「屈曲性構造単位形成用の化合物」の含有量を29モル%(実施例1~12及び14)又は25モル%(実施例13)とし、かつ、モノマー(D)の含有割合は、モノマー(A)~(C)の合計量100モルに対して0.7モル、1.0モル又は7モルの割合とした。
【0122】
(比較例1)
市販のポリイミドフィルム(宇部興産株式会社製の商品名「UPILEX-25S」、縦:80mm、横3mm、厚み25μm、株式会社ダンベルのダンベルカッターで打抜いたフィルム)を、そのまま比較のためのフィルムとした。
【0123】
〔実施例1~15で得られた積層体及び比較例1として用いたポリイミドフィルムの特性の評価〕
<誘電正接(Df)及び比誘電率(Dk)の測定方法>
実施例1~15で得られた積層体、及び、比較例1のポリイミドフィルムをそれぞれ試料片として利用し、株式会社エーイーティー製の空洞共振器を、アンリツ株式会社製のスペクトルネットワークアナライザーMS46122B型に接続した測定装置を用いて、25℃、相対湿度50%、10GHzの条件において、空洞共振器法を採用して、比誘電率及び誘電正接を測定した。なお、測定に際しては、試料片に対して100℃で2時間乾燥する乾燥工程を施した後、25℃、湿度50%の恒温恒湿槽内に1昼夜(24時間)放置してから測定に利用した。得られた結果を表1及び表2に示す。
【0124】
【表1】
【0125】
【表2】
【0126】
表1及び表2に示す結果からも明らかなように、ポリイミドフィルムの両面に溶剤に可溶な液晶ポリエステルからなるポリエステル層(PEs層)を設けた積層体(実施例1~15)においてはいずれも、ポリイミドフィルムを単独で利用した場合(比較例1)と比較して、比誘電率及び誘電正接をより低い値とすることが可能となった。なお、モノマー(D)の使用の有無以外はモノマーの構成が同じである実施例3と実施例15を比較すると、モノマー(D)を利用することで、比誘電率及び誘電正接を更に低い値とすることが可能となることが分かった。このような結果から、モノマー(A)~(C)とともに特定量のモノマー(D)を利用している実施例1~14で得られた積層体においては、比誘電率及び誘電正接を更に低い値とすることが可能であることも分かった。
【0127】
<吸水性についての評価試験>
実施例1、実施例13、実施例14に関して、各実施例で調製した樹脂溶液を用いて、以下のようにして液晶ポリエステルのフィルムを調製し、そのフィルムから試料を作製して、各実施例の積層体中のポリエステル層(PEs層)を構成する液晶ポリエステルの吸水率を求めた。また、比較例1で用いた市販のポリイミドフィルム(宇部興産株式会社製の商品名「UPILEX-25S」)からも試料を作製し、かかるポリイミドフィルムを構成するポリイミドの吸水率も比較のために求めた。以下、先ず、液晶ポリエステルのフィルムの調製工程を説明し、次いで、吸水率の測定方法を説明する。
【0128】
(液晶ポリエステルのフィルムの調製工程)
実施例1、実施例13及び実施例14の「樹脂溶液の調製工程」において得られた樹脂溶液をそれぞれ用いて、以下のようにしてフィルムを調製した。すなわち、先ず、前記樹脂溶液をガラス基板[大型スライドガラス(松浪硝子工業株式会社製の商品名「S9213」、縦:76mm、横52m、厚み1.3mm)]の表面上に、加熱後の塗膜の厚みが25μmとなるようにスピンコートして、前記ガラス基板上に塗膜を形成した。その後、前記塗膜の形成されたガラス基板を70℃のホットプレート上に載せて0.5時間静置して前記塗膜から溶媒を蒸発させて除去した(溶媒除去処理)。このような溶媒除去処理を施した後、前記塗膜の形成されたガラス基板を、イナートオーブン(窒素流量:5L/分)に投入し、窒素雰囲気下、80℃の温度条件で0.5時間加熱し、次いで、240℃の温度条件で60分加熱した後、窒素雰囲気下で80℃まで冷却して、前記ガラス基板上にポリエステルからなる薄膜がコートされたポリエステルコートガラスを得た。次に、このようにして得られたポリエステルコートガラスを、90℃のお湯の中に浸漬して、前記ガラス基板からポリエステルフィルムを剥離することにより、ポリエステルフィルム(縦76mm、横52mm、厚み25μmの大きさのフィルム)を得た。
【0129】
(吸水率の測定方法)
前述のようにして得られた液晶ポリエステルのフィルム(厚み25μm)、及び、市販のポリイミドフィルム(宇部興産株式会社製の商品名「UPILEX-25S」、厚み25μm)をそれぞれ用いて、1cm角に切出した試料をそれぞれ調製した。次に、得られた試料をそれぞれ100℃に設定した真空オーブン中で1時間乾燥し、その後、精秤して、各試料の乾燥時の質量をそれぞれ測定した。その後、各試料をそれぞれ蒸留水に24時間浸漬した後、蒸留水中から試料を取り出し、付着した水分をペーパーウエス(日本製紙クレシア株式会社製、商品名「キムワイプ(登録商標)」)で拭き取って精秤することにより、各試料の吸水時の質量をそれぞれ測定した。そして、試料ごとに、吸水時の質量と乾燥時の質量とから、下記式:
[吸水率(質量%)]=([吸水時の質量]-[乾燥時の質量])/[乾燥時の質量]
を計算(試料の吸水時の質量と乾燥時の質量の差を、乾燥時の質量で除するように計算)することにより、吸水率を求めた。
【0130】
このような吸水率の測定の結果、実施例1、実施例13及び実施例14で得られた基材の両面に積層されているポリエステル層を構成する液晶ポリエステルの吸水率は、それぞれ1.0質量%(実施例1)、0.6質量%(実施例13)、0.2質量%(実施例14)であり、比較のためのポリイミドの吸水率は1.5質量%であった。このような結果から、ポリイミドフィルム(基材)の両面にポリエステル層を形成している積層体(実施例1、13及び14)においては、ポリイミドフィルムをそのまま利用した場合と比較して、吸水率が低くなることが分かった。そのため、本発明の積層体(実施例1~15)によれば、水分の影響による比誘電率及び誘電正接の増加をより高い水準で抑制することが可能となり、かかる観点からも、ポリイミドフィルムをそのまま利用した場合と比較して比誘電率及び誘電正接をより低い値とすることが可能であることも分かった。
【産業上の利用可能性】
【0131】
以上説明したように、本発明によれば、ポリイミドフィルムを単独で利用した場合と比較して、より低い比誘電率及び誘電正接を発揮させることが可能な積層体を提供することが可能となる。したがって、本発明の積層体は、特に、高周波用フレキシブルプリント回路基板、高周波用フレキシブル銅張積層板、高周波用フレキシブル薄型多層基板、高周波部品、Wi-Fi(登録商標)用RF線路、Wi-Fi(登録商標)アンテナ、ミリ波帯アンテナ、デジタル線路、ミリ波レーダー用部品等の用途に利用する基材フィルム等として有用である。