(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】P2023150588
(43)【公開日】2023-10-16
(54)【発明の名称】樹脂組成物、硬化物、電子回路基板材料、樹脂フィルム、プリプレグ、及び積層体
(51)【国際特許分類】
C08L 53/02 20060101AFI20231005BHJP
C08K 5/16 20060101ALI20231005BHJP
C08F 297/00 20060101ALI20231005BHJP
C08J 5/24 20060101ALI20231005BHJP
B32B 27/00 20060101ALI20231005BHJP
B32B 27/30 20060101ALI20231005BHJP
H05K 1/03 20060101ALI20231005BHJP
【FI】
C08L53/02
C08K5/16
C08F297/00
C08J5/24 CER
C08J5/24 CEZ
B32B27/00 104
B32B27/30 B
H05K1/03 610H
H05K1/03 630H
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022059766
(22)【出願日】2022-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000000033
【氏名又は名称】旭化成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】武田 圭史
(72)【発明者】
【氏名】森藤 一夫
【テーマコード(参考)】
4F072
4F100
4J002
4J026
【Fターム(参考)】
4F072AB09
4F072AB30
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4F072AD42
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4F072AJ04
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4F072AK05
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4F072AL13
4F100AB01B
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4J026HC06
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4J026HC49
4J026HE01
4J026HE02
4J026HE04
(57)【要約】
【課題】低誘電率及び低誘電正接で、相溶性と穴あけ加工性に優れた硬化物が得られる樹脂組成物を提供する。
【解決手段】成分(I)、成分(II)、及び成分(III)を含む樹脂組成物。
成分(I):共役ジエン単量体単位と、ビニル芳香族単量体単位とを含むブロック共重合体であって、前記共役ジエン単量体単位と前記ビニル芳香族単量体単位とを含むランダム重合体ブロック(A)と、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)、及び/又は、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロック(C)とを有し、前記ブロック共重合体100質量%に対して前記ランダム重合体ブロック(A)を30~85質量%含み、動的粘弾性測定(1Hz)により得られる前記ブロック共重合体のtanδピークが-30℃~60℃の範囲にある、ブロック共重合体。
成分(II):ビスマレイミド化合物。
成分(III):シアン酸エステル化合物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記に示す成分(I)、成分(II)、及び成分(III)を含む樹脂組成物。
成分(I):共役ジエン単量体単位と、ビニル芳香族単量体単位とを含むブロック共重合体であって、
前記共役ジエン単量体単位と前記ビニル芳香族単量体単位とを含むランダム重合体ブロック(A)と、
ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)、及び/又は、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロック(C)とを有し、
前記ブロック共重合体100質量%に対して前記ランダム重合体ブロック(A)を30~85質量%含み、
動的粘弾性測定(1Hz)により得られる前記ブロック共重合体のtanδピークが-30℃~60℃の範囲にある、ブロック共重合体。
成分(II):ビスマレイミド化合物。
成分(III):シアン酸エステル化合物。
【請求項2】
前記成分(I)のブロック共重合体100質量%のうち、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)の含有量が、3質量%~55質量%である、
請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項3】
前記成分(I)のブロック共重合体100質量%のうち、ビニル芳香族単量体単位の含有量が、30質量%~90質量%である、
請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項4】
前記成分(I)のブロック共重合体に含まれる共役ジエン単量体単位の合計100mоl%に対して、ビニル結合量が15~90mоl%である、
請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項5】
前記成分(I)のブロック共重合体に含まれる共役ジエン単量体単位の二重結合の水添率が15mоl%以上である、
請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項6】
前記成分(I)のブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)が、3万~50万である、
請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項7】
前記成分(I)の含有量が、前記樹脂組成物中の樹脂固形分100質量部に対して、5~50質量部である、
請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項8】
請求項1又は2に記載の樹脂組成物の硬化物。
【請求項9】
請求項8に記載の硬化物を含む、電子回路基板材料。
【請求項10】
請求項8に記載の硬化物を含む、樹脂フィルム。
【請求項11】
基材と、
請求項1又は2に記載の樹脂組成物と、
の複合体である、プリプレグ。
【請求項12】
基材と、
請求項8に記載の硬化物と、
の複合体である、プリプレグ。
【請求項13】
前記基材がガラスクロスである、
請求項11に記載のプリプレグ。
【請求項14】
前記基材がガラスクロスである、
請求項12に記載のプリプレグ。
【請求項15】
請求項10に記載の樹脂フィルムの硬化物と、
金属箔と、
を有する積層体。
【請求項16】
請求項11に記載のプリプレグの硬化物と、
金属箔と、
を有する積層体。
【請求項17】
請求項12に記載のプリプレグの硬化物と、
金属箔と、
を有する積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂組成物、硬化物、電子回路基板材料、樹脂フィルム、プリプレグ、及び積層体に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、情報ネットワーク技術の著しい進歩、及び情報ネットワークを活用したサービスの拡大に伴い、電子機器には、情報量の大容量化、及び処理速度の高速化が求められている。
これらの要求に応えるため、プリント基板やフレキシル基板等の、各種基板用材料には、誘電損失の小さい材料が求められている。
【0003】
従来から誘電損失の小さい材料を得るため、低誘電率及び/又は低誘電正接であり、強度、耐熱性等の機械物性に優れたエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリフェニレンエーテル系樹脂等の熱可塑性樹脂を主成分とした樹脂硬化物が検討され、開示されている。
しかしながら、従来開示されている材料は、低誘電率及び低誘電正接の観点から未だ改良の余地があり、これらをプリント基板に用いた場合、情報量及び処理速度が限定される、という問題点を有している。
【0004】
かかる問題点を改良する目的で、従来から、改質剤としてのゴム成分を添加した樹脂組成物や、前記ゴム成分を主成分とした樹脂組成物、及びこれらの硬化物が数多く提案されている。
例えば、低誘電率・低誘電正接化を実現するために、プリント配線基板において多層化された配線間の絶縁層として、スチレン系エラストマーを含有する樹脂材料を用いる技術が知られている。スチレン系エラストマーは、低誘電率・低誘電正接に優れ、伝送速度の高速化や伝送損失の低減に効果が期待される化合物である。また、プリント配線基板の高性能化及び多層化のために、このスチレン系エラストマーを用いたプリプレグの積層体をプリント配線基板に適用する技術が開示されている(例えば、特許文献1~3参照)。
【0005】
一方、多層プリント配線板の絶縁層をドリルで穴あけ加工する際には、発生する衝撃と摩擦熱により、絶縁層にクラックが発生し、生産効率の低下や絶縁層の性能の悪化を招来する、という問題点を有している。また、摩擦熱によりビアホール内に樹脂残渣(スミア)が発生し、粗化処理工程でスミアを除去することが必要となり、生産効率の低下を招来するという問題点があることが知られている(例えば、特許文献4参照)。
特に、ビスマレイミド化合物を含む樹脂組成物においては、加工の際にクラックが発生しやすいため、軟化剤として樹脂を添加する必要がある。例えば、特許文献5には、ビスマレイミド化合物とスチレン系エラストマーを含む樹脂組成物が開示されており、SP値が高いビスマレイミド化合物とスチレン系エラストマーとの相溶化を促すため、相溶化剤を配合することも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2011-001411号公報
【特許文献2】特開2017-114964号公報
【特許文献3】特開2019-44090号公報
【特許文献4】特開2012-236908号公報
【特許文献5】特開2020-557680号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献5に記載されているように樹脂組成物に相溶化剤を添加すると、樹脂組成物の誘電率に影響したり、プリプレグなどに加工する工程で相溶化剤が析出する場合がある、という問題点を有している。
そのため、相溶化剤を添加しなくても、エラストマー自体がビスマレイミドと良好な相溶性を示す樹脂組成物が望まれている。
【0008】
そこで本発明においては、低誘電率及び低誘電正接で、相溶性が良好で、穴あけ加工性に優れた硬化物が得られる樹脂組成物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】
【0009】
本発明者らは、上述した従来技術の課題を解決すべく鋭意検討した結果、共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とを含み、所定の構造を有するブロック共重合体であって、所定の温度領域にtanδピークを有する構造を持つブロック共重合体と、ビスマレイミド化合物と、シアン酸エステル化合物を含む樹脂組成物により上述した従来技術の問題点を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の通りである。
【0010】
〔1〕
下記に示す成分(I)、成分(II)、及び成分(III)を含む樹脂組成物。
成分(I):共役ジエン単量体単位と、ビニル芳香族単量体単位とを含むブロック共重合体であって、
前記共役ジエン単量体単位と前記ビニル芳香族単量体単位とを含むランダム重合体ブロック(A)と、
ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)、及び/又は、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロック(C)とを有し、
前記ブロック共重合体100質量%に対して前記ランダム重合体ブロック(A)を30~85質量%含み、
動的粘弾性測定(1Hz)により得られる前記ブロック共重合体のtanδピークが-30℃~60℃の範囲にある、ブロック共重合体。
成分(II):ビスマレイミド化合物。
成分(III):シアン酸エステル化合物。
〔2〕
前記成分(I)のブロック共重合体100質量%のうち、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)の含有量が、3質量%~55質量%である、前記〔1〕に記載の樹脂組成物。
〔3〕
前記成分(I)のブロック共重合体100質量%のうち、ビニル芳香族単量体単位の含有量が、30質量%~90質量%である、前記〔1〕又は〔2〕に記載の樹脂組成物。
〔4〕
前記成分(I)のブロック共重合体に含まれる共役ジエン単量体単位の合計100mоl%に対して、ビニル結合量が15~90mоl%である、前記〔1〕乃至〔3〕のいずれか一に記載の樹脂組成物。
〔5〕
前記成分(I)のブロック共重合体に含まれる共役ジエン単量体単位の二重結合の水添率が15mоl%以上である、前記〔1〕乃至〔4〕のいずれか一に記載の樹脂組成物。
〔6〕
前記成分(I)のブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)が、3万~50万である、前記〔1〕乃至〔5〕のいずれか一に記載の樹脂組成物。
〔7〕
前記成分(I)の含有量が、前記樹脂組成物中の樹脂固形分100質量部に対して、5~50質量部である、前記〔1〕乃至〔6〕のいずれか一に記載の樹脂組成物。
〔8〕
前記〔1〕乃至〔7〕のいずれか一に記載の樹脂組成物の硬化物。
〔9〕
前記〔8〕に記載の硬化物を含む、電子回路基板材料。
〔10〕
前記〔8〕に記載の硬化物を含む、樹脂フィルム。
〔11〕
基材と、前記〔1〕乃至〔7〕のいずれか一に記載の樹脂組成物及び/又は前記〔8〕に記載の硬化物との複合体である、プリプレグ。
〔12〕
前記基材がガラスクロスである、前記〔11〕に記載のプリプレグ。
〔13〕
前記〔10〕に記載の樹脂フィルム、及び前記〔11〕又は前記〔12〕に記載のプリプレグからなる群より選ばれるいずれかの硬化物と、金属箔とを有する積層体。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、低誘電率及び低誘電正接で、相溶性と穴あけ加工性に優れた硬化物が得られる樹脂組成物を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について、詳細に説明する。
なお、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではなく、本発明は、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。
【0013】
〔樹脂組成物〕
本実施形態の樹脂組成物は、下記に示す成分(I)、成分(II)、成分(III)を含む。
成分(I):共役ジエン単量体単位と、ビニル芳香族単量体単位とを含むブロック共重合体であって、共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とを含むランダム重合体ブロック(A)と、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)及び/又は共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロック(C)とを有する。前記ランダム重合体ブロック(A)の含有量が前記ブロック共重合体100質量%に対して30~85質量%であり、動的粘弾性測定(1Hz)により得られる前記ブロック共重合体のtanδピークが-30℃~60℃の範囲にある。
成分(II):ビスマレイミド化合物。
成分(III):シアン酸エステル化合物。
上記構成を有することにより、低誘電率及び低誘電正接で、相溶性と穴あけ加工性に優れた硬化物が得られる。
【0014】
(成分(I))
本実施形態の樹脂組成物を構成する成分(I)のブロック共重合体(以下、ブロック共重合体(I)、成分(I)と記載することがある。)は、硬化物の低誘電率、低誘電正接の観点から、共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とを含むブロック共重合体であって、水添物であってもよい。
ブロック共重合体(I)は、共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とを含むランダム重合体ブロック(A)(以下、ランダム重合体ブロック(A)、重合体ブロック(A)と記載することがある。)を含み、さらに、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)(以下、重合体ブロック(B)と記載することがある。)及び/又は共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロック(C)(以下、重合体ブロック(C)と記載することがある。)を有する。
【0015】
本明細書における共役ジエン単量体単位とは、共役ジエン化合物が重合して生成する重合体ブロック又はブロック共重合体中の、共役ジエン化合物に由来する構成単位を指す。
共役ジエン化合物は、1対の共役二重結合を有するジオレフィンである。
共役ジエン化合物としては、以下に限定されないが、例えば、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、2-メチル-1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエン等が挙げられる。
これらの中でも、好ましくは1,3-ブタジエン、イソプレンである。
これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0016】
本明細書におけるビニル芳香族単量体単位とは、ビニル芳香族化合物が重合して生成する、重合体ブロック又はブロック共重合体中の、ビニル芳香族化合物に由来する構成単位を指す。
ビニル芳香族化合物としては、以下に限定されないが、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ジビニルベンゼン、1,1-ジフェニルエチレン、N,N-ジメチル-p-アミノエチルスチレン、N,N-ジエチル-p-アミノエチルスチレン等が挙げられる。
これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0017】
本実施形態の樹脂組成物に用いるブロック共重合体(I)を構成するランダム重合体ブロック(A)は、ビニル芳香族単量体単位と、共役ジエン単量体単位とを含み、水添されていてもよい。
ランダム重合体ブロック(A)は、ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位とが主構成単位であることが好ましい。ここで、主要構成単位であるとは、ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位との合計が、ランダム重合体ブロック(A)の全質量に対し、80質量%以上であることを指す。ランダム重合体ブロック(A)におけるビニル芳香族単量体単位及び共役ジエン単量体単位の含有量は、ランダム重合体ブロック(A)の全質量に対し、好ましくは90質量%以上であり、より好ましくは95質量%以上であり、さらに好ましくは100質量%である。
【0018】
なお、ランダム重合体ブロック(A)において、ビニル芳香族単量体単位は均一に分布してもよく、テーパー状に分布していてもよい。また、ランダム重合体ブロック(A)にはビニル芳香族単量体単位が均一に分布している部分又はテーパー状に分布している部分がそれぞれ複数個共存していてもよい。
【0019】
ブロック共重合体(I)中に、ランダム重合体ブロック(A)、重合体ブロック(B)、重合体ブロック(C)がそれぞれ複数存在する場合、それらの分子量や組成等の構造は同一でも、異なっていてもよい。
【0020】
溶解パラメーターの観点から、ビニル芳香族化合物は共役ジエン化合物よりも極性の高い硬化樹脂との相溶性が高い傾向にあるが、ランダム重合体ブロック(A)においては、共役ジエン化合物が共重合されていることによりビニル芳香族化合物のみからなる重合体ブロックである場合よりも立体障害が小さくなる。その結果、ビニル芳香族化合物と共役ジエン化合物とのランダムブロックであるランダム重合体ブロック(A)がブロック共重合体(I)中に存在することにより、極性の高い硬化樹脂との相溶性が一層向上し、本実施形態の樹脂組成物及び/硬化物の強度が向上する傾向にある。また、相溶性の向上により後述する本実施形態の樹脂組成物及び/又は硬化物が、外部電場によるポリマーの運動性の低下及び/又は分極を抑制し、樹脂組成物及び/又は硬化物の誘電正接化/又は誘電率が良化する。外部電場によりポリマーが分極することによる損失(誘電率)、運動することで熱が生じエネルギー損失(誘電正接)のいずれも、架橋性樹脂との相溶性、反応性を十分に確保することで抑制し得ることから、ブロック共重合体(I)がランダム重合体ブロック(A)を有することにより、本実施形態の樹脂組成物及び/又は硬化物の強度を高め、また低誘電正接及び低誘電率にすることに繋がると考えられる。
【0021】
本実施形態樹脂組成物を構成する成分(II)のビスマレイミド化合物、成分(III)のシアン酸エステル化合物は、極性の高い樹脂である。
これら成分(II)、成分(III)との相溶性の観点から、ランダム重合体ブロック(A)は、ブロック共重合体(I)100質量%中に、30~85質量%含まれる。
ブロック共重合体(I)中のランダム重合体ブロック(A)の含有量が30質量%以上であることにより、本実施形態の樹脂組成物をフィルム塗工したときにフィルムに気泡が発生することを抑制できる。また、ブロック共重合体(I)中のランダム重合体ブロック(A)の含有量が85質量%以下であることにより、本実施形態の樹脂組成物のワニス溶液のゲル発生や相分離を抑制できる傾向にある。
また、本実施形態の樹脂組成物の硬化物の曲げ強度改良の観点から、ブロック共重合体(I)中のランダム重合体ブロック(A)の含有量は、好ましくは35~70質量%であり、より好ましくは40~60質量%である。
ブロック共重合体(I)中のランダム重合体ブロック(A)の含有量は、後述する実施例に記載の合成の各ステップ毎にポリマーを抜き取り、その分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定して、算出することにより得られる。
ブロック共重合体(I)中のランダム重合体ブロック(A)の含有量は、ブロック共重合体(I)を作製する際、重合工程におけるモノマーの添加のタイミング、添加量を調整することにより、上記数値範囲に制御できる。
【0022】
ブロック共重合体(I)は、上述したランダム重合体ブロック(A)に加えて、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)及び/又は共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロック(C)を有する。
ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)は、ビニル芳香族化合物単位を主成分とし、ビニル芳香族単量体単位の含有量が、重合体ブロック(B)全体を100質量%としたとき、95質量%を超えるものとし、好ましくは96質量%以上であり、より好ましくは97質量%以上であり、さらに好ましくは100質量%である。
【0023】
共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロック(C)は、共役ジエン単量体単位を主成分とし、共役ジエン単量体単位の含有量が、重合体ブロック(C)全体を100質量%としたとき、95質量%超であり、好ましくは96質量%以上であり、より好ましくは97質量%以上であり、さらに好ましくは100質量%である。
【0024】
成分(I)のブロック共重合体の構造は、以下に限定されないが、例えば、下記の一般式により表される構造を有するものが挙げられる。
(B-A)n、B-(A-B)n、A-(B-A)n、[(A-B)n]m-X、[(B-A)n]m-X、[(A-B)n-A]m-X、[(B-A)n-B]m-X、(A-B)n-X-(B)p、(C-A)n、C-(A-C)n、A-(C-A)n、[(C-A)n]m-X、[(A-C)n-A]m-X、[(C-A)n-C]m-X、C-(A-B)n、C-(B-A)n、C-(B-A-B)n、C-(A-B-A)n、B-C-(A-B)n、BC-(B-A)n、B-C-(A-B)n-C、[(B-A-C)n]m-X、[B-(AC)n]m-X、[(B-A)n-C]m-X、[(B-A-B)n-C]m-X、[(A-B-A)n-C]m-X、[(C-A-B)n]m-X、[C-(A-B)n]m-X、[C-(B-A-B)n]m-X、[C-(A-B-A)n]m-X
ここで、一般式中、Aはランダム重合体ブロック(A)、Bはビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)、Cは共役ジエン単量体単位を主体とするブロック(C)である。
各ブロックの境界は必ずしも明瞭に区別される必要はない。
mは2以上の整数、好ましくは2~10の整数であり、n及びpは1以上の整数、好ましくは1~10の整数である。
Xはカップリング剤の残基又は多官能開始剤残基を示す。
また、Xに結合しているポリマー鎖の構造は同一でも、異なっていてもよい。
【0025】
ブロック共重合体(I)の構造は、成分(II)、成分(III)との相溶性の観点から、B-(A-B)n、(B-A)n、[(B-A)n]m-X、又はC-(B-A-B)nが特に好ましい。
【0026】
<tanδピーク>
ブロック共重合体(I)は、本実施形態の樹脂組成物の硬化物に対するドリルでの穴あけ加工性改良の観点から、動的粘弾性測定(1Hz)により得られるtanδピークが-30℃~60℃の範囲にある。
上記のtanδピークが-30℃以上であることにより、本実施形態の樹脂組成物の硬化物に対する穴あけ加工時にスミアの発生を抑制できる。また、tanδピークが60℃以下であることにより、穴あけ加工時にクラックが発生しにくい傾向にある。
硬化物の厚みが厚くなる場合は、ブロック共重合体(I)のtanδピーク温度は、好ましくは-25℃~50℃、より好ましくは-20℃~40℃である。
tanδピークは、後述する実施例に記載の方法により測定できる。
tanδピーク温度は、ランダム重合体ブロック(A)に含まれるビニル芳香族単量体単位の含有量や、及び前記共役ジエンの水添する前に含まれるビニル結合量、水素添加率(水添率)を調整することにより、上記数値範囲に制御できる。
ランダム重合体ブロック(A)に含まれるビニル芳香族単量体単位が増加することによりブロック共重合体(I)のtanδピークが上がる傾向にあり、減少することにより下がる傾向にある。
水添前のビニル結合量が増加することによってtanδピーク温度が上がる傾向にあり、減少することにより下がる傾向にある。
水添率が増加することによりtanδピーク温度が下がる傾向にあり、減少することにより上がる傾向にある。
【0027】
例えば、tanδピーク温度を-30℃~60℃に収めるためには、下記式(1)を満たすように「B-A-B」の構造のポリマーを設計すればよい。
0.3< x+y+z <2.5 かつ
0.002<xyz<0.33 式(1)
前記式(1)において、ランダム重合体ブロック(A)に含まれるビニル芳香族単量体単位の質量分率x、ブロック共重合体(I)中に含まれる水添前のビニル結合量のモル分率y、水素添加量の百分率zと定義される。
【0028】
<ビニル芳香族単量体単位/共役ジエン単量体単位の質量比>
ランダム重合体ブロック(A)に含有されるビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位の質量比は、tanδピーク温度に特に影響する。
ビニル芳香族単量体単位/共役ジエン単量体単位の質量比を5/95~80/20に設定することで、tanδピーク温度を-30℃~60℃に制御できる傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物の硬化物に対する穴あけ時の樹脂流れとクラックの抑制、前記成分(II)、(III)への相溶性の観点から、ビニル芳香族単量体単位/共役ジエン単量体単位の質量比が5/95~80/20であることが好ましく、より好ましくは15/85~70/30、さらに好ましくは20/80~60/40である。
また、ランダム重合体ブロック(A)中のビニル芳香族単量体単位の含有量は、実施例に記載の方法によって測定できる。
【0029】
<重合体ブロック(B)の含有量>
ブロック共重合体(I)中のビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)の含有量は、本実施形態の樹脂組成物の硬化物の熱線膨張係数低減の観点から、3~55質量%であることが好ましく、3~50質量%がより好ましく、5~48質量%がさらに好ましく、7~45質量%がさらにより好ましく、10~40質量%がよりさらに好ましい。
ブロック共重合体(I)中の重合体ブロック(B)の含有量は、後述する実施例に記載の方法で測定できる。
ブロック共重合体(I)中の重合体ブロック(B)の含有量は、ブロック共重合体(I)の製造工程における重合ステップにおいて、ビニル芳香族化合物の添加のタイミング、添加量を調整することにより、上記数値範囲に制御できる。
【0030】
<ビニル芳香族単量体単位の含有量>
ブロック共重合体(I)は、本実施形態の樹脂組成物の硬化物の熱線膨張係数低減の観点から、ブロック共重合体(I)100質量%のうち、ビニル芳香族単量体単位の含有量が、30質量%~90質量%であることが好ましく、より好ましくは33質量%~88質量%、さらに好ましくは35質量%~85質量%である。ブロック共重合体(I)中のビニル芳香族単量体単位の含有量は、実施例に記載の方法によって測定できる。
ブロック共重合体(I)中のビニル芳香族単量体単位の含有量は、ブロック共重合体(I)の製造工程におけるビニル芳香族化合物の添加のタイミング、添加量を調整することにより、上記数値範囲に制御できる。
【0031】
<ビニル結合量>
ブロック共重合体(I)中の、水添前の共役ジエン単量体単位のビニル結合量は、スミア性、樹脂組成物硬化物の曲げ強度の観点から、共役ジエン単量体単位の合計100mоl%に対して15~90mоl%の範囲が好ましく、17~87mоl%の範囲がより好ましく、20~85mоl%の範囲がさらに好ましい。
水添前の共役ジエン単量体単位のビニル結合量とは、ブロック共重合体(I)中に1,2-結合、3,4-結合、及び1,4-結合の結合様式で組込まれている共役ジエン単量体単位のうち、1,2-結合及び3,4-結合様式で組込まれているものの割合(%)を意味する。
ビニル結合量は、ルイス塩基、例えばエーテル、アミン等の化合物をビニル化剤として使用することや、その使用量、重合温度を調整することにより上記数値範囲に制御でき、核磁気共鳴スペクトル解析(NMR)等によって測定できる。具体的には、後述する実施例に記載の方法により測定できる。
【0032】
<重量平均分子量>
ブロック共重合体(I)は、重量平均分子量(Mw)が、本実施形態の樹脂組成物の硬化物の曲げ強度、及び、成分(II)、(III)との相溶性と、本実施形態の樹脂組成物のワニスに使う溶剤溶解性の観点から、3万~50万が好ましく、より好ましくは5万~45万、さらに好ましくは7万~40万である。
重量平均分子量は、後述する実施例に記載の方法によって測定できる。なお、前記「溶剤溶解性」とは、後述する実施例に記載のワニスを製造する時に使われる溶剤のことを指す。
ブロック共重合体(I)の重量平均分子量は、ブロック共重合体(I)の製造工程における重合条件、具体的にはモノマーの添加量、重合温度、重合圧力、重合時間を調整することにより、上記数値範囲に制御できる。
【0033】
<水添率>
ブロック共重合体(I)は、本実施形態の樹脂組成物の硬化物の熱安定性の観点から、水素添加率(水添率)が、15mоl%以上であることが好ましく、より好ましくは20~99mоl%、さらに好ましくは25~98mоl%である。
水添率は、水添時の触媒量、水素フィード量等を調整することによって、上記数値範囲に制御できる。なお、水添速度は、例えば、水添時の触媒量、水素フィード量、圧力及び温度等を調整することにより制御できる。
【0034】
<ブロック共重合体(I)の含有量>
本実施形態の樹脂組成物中のブロック共重合体(I)の含有量は、本実施形態の樹脂組成物の硬化物の曲げ強度の観点から、本実施形態の樹脂組成物中の樹脂固形分100質量部に対して、5質量部以上50質量部以下であることが好ましい。さらに、ブロック共重合体(I)の含有量の下限値は前記樹脂組成物の曲げ強度改良の観点から、より好ましくは6質量部以上、さらに好ましくは7質量部以上であることが好ましい。さらに、ブロック共重合体(I)の含有量の上限値は、本実施形態の樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度低下抑制の観点から、より好ましくは50質量部以下、さらに好ましくは35質量部以下である。
ここで、樹脂組成物の樹脂固形分とは、樹脂組成物からフィラーと溶媒を除いた成分をいうものとする。樹脂固形分100質量部とは、樹脂組成物からフィラーと溶媒を除いた成分の総量が100質量部であることをいうものとする。
【0035】
(成分(II):ビスマレイミド化合物)
本実施形態の樹脂組成物は、成分(II):ビスマレイミド化合物(以下、ビスマレイミド化合物(II)、成分(II)と記載することがある。)を含有する。
ビスマレイミド化合物(II)としては、1分子中に1個以上のマレイミド基を有する化合物であれば、特に限定されるものではない。ビスマレイミド化合物(II)を用いることにより、耐熱性、吸湿時の耐熱性が向上する傾向にある。
ビスマレイミド化合物(II)としては、以下に限定するものではないが、例えば、N-フェニルマレイミド、N-ヒドロキシフェニルマレイミド、ビス(4-マレイミドフェニル)メタン、2,2-ビス{4-(4-マレイミドフェノキシ)-フェニル}プロパン、4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、ビス(3,5-ジメチル-4-マレイミドフェニル)メタン、ビス(3,5-ジエチル-4-マレイミドフェニル)メタン、フェニルメタンマレイミド、o-フェニレンビスマレイミド、m-フェニレンビスマレイミド、p-フェニレンビスマレイミド、o-フェニレンビスシトラコンイミド、m-フェニレンビスシトラコンイミド、p-フェニレンビスシトラコンイミド、2,2-ビス(4-(4-マレイミドフェノキシ)-フェニル)プロパン、3,3’-ジメチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、4-メチル-1,3-フェニレンビスマレイミド、1,6-ビスマレイミド-(2,2,4-トリメチル)ヘキサン、4,4’-ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4’-ジフェニルスルフォンビスマレイミド、1,3-ビス(3-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ジフェニルメタンビスシトラコンイミド、2,2-ビス[4-(4-シトラコンイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス(3,5-ジメチル-4-シトラコンイミドフェニル)メタン、ビス(3-エチル-5-メチル-4-シトラコンイミドフェニル)メタン、ビス(3,5-ジエチル-4-シトラコンイミドフェニル)メタン、及びマレイミド化合物とアミン化合物のプレポリマー等が挙げられる。
【0036】
本実施形態の樹脂組成物に用いるビスマレイミド化合物(II)は市販のものを使用してもよい。
ビスマレイミド化合物の市販品としては、例えば、大和化成工業(株)製「BMI―2300」、日本化薬(株)製「MIR-3000」、大和化成工業(株)製「BMI-70」が挙げられ、これらを好適に使用できる。
また、本実施形態の樹脂組成物中のビスマレイミド化合物(II)の含有量は、樹脂組成物の樹脂固形分100質量部に対し、5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、12質量部以上がさらに好ましい。上記含有量の上限値は、50質量部以下が好ましく、45質量部以下がより好ましく、40質量部以下がさらに好ましく、25質量部以下がさらにより好ましく、20質量部以下がよりさらに好ましい。
ビスマレイミド化合物(II)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を適宜混合して使用することも可能である。2種以上用いる場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
【0037】
(成分(III):シアン酸エステル化合物)
本実施形態の樹脂組成物は、成分(III)としてシアン酸エステル化合物(以下、シアン酸エステル化合物(III)、成分(III)と記載する場合がある。)を含有する。
シアン酸エステル化合物(III)は、シアナト基(シアン酸エステル基)が少なくとも1個置換された芳香族部分を分子内に有する樹脂であれば特に限定されない。
シアン酸エステル化合物(III)は、耐薬液性の観点から非晶性の化合物であることがより好ましい。
【0038】
シアン酸エステル化合物(III)としては、以下に限定されないが、例えば、フェノールノボラック型シアン酸エステル化合物、ビフェニルアラルキル型シアン酸エステル化合物、ビスフェノールA型シアン酸エステル化合物、ジアリルビスフェノールA型シアン酸エステル化合物、ビスフェノールE型シアン酸エステル化合物、ビスフェノールF型シアン酸エステル化合物、ビスフェノールM型シアン酸エステル化合物、ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物、ナフチレンエーテル型シアン酸エステル化合物、キシレン樹脂型シアン酸エステル化合物、トリスフェノールメタン型シアン酸及びアダマンタン骨格型シアン酸エステル化合物、シアナトベンゼン、1-シアナト-2-メチルベンゼン、1-シアナト-3-メチルベンゼン、又は1-シアナト-4-メチルベンゼン、1-シアナト-2-メトキシベンゼン、1-シアナト-3-メトキシベンゼン、又は1-シアナト-4-メトキシベンゼン、1-シアナト-2,3-ジメチルベンゼン、1-シアナト-2,4-ジメチルベンゼン、1-シアナト-2,5-ジメチルベンゼン、1-シアナト-2,6-ジメチルベンゼン、1-シアナト-3,4-ジメチルベンゼン又は1-シアナト-3,5-ジメチルベンゼン、シアナトエチルベンゼン、シアナトブチルベンゼン、シアナトオクチルベンゼン、シアナトノニルベンゼン、2-(4-シアナトフェニル)-2-フェニルプロパン(4-α-クミルフェノールのシアネート)、1-シアナト-4-シクロヘキシルベンゼン、1-シアナト-4-ビニルベンゼン、1-シアナト-2-クロロベンゼン又は1-シアナト-3-クロロベンゼン、1-シアナト-2,6-ジクロロベンゼン、1-シアナト-2-メチル-3-クロロベンゼン、シアナトニトロベンゼン、1-シアナト-4-ニトロ-2-エチルベンゼン、1-シアナト-2-メトキシ-4-アリルベンゼン(オイゲノールのシアネート)、メチル(4-シアナトフェニル)スルフィド、1-シアナト-3-トリフルオロメチルベンゼン、4-シアナトビフェニル、1-シアナト-2-又は1-シアナト-4-アセチルベンゼン、4-シアナトベンズアルデヒド、4-シアナト安息香酸メチルエステル、4-シアナト安息香酸フェニルエステルが挙げられる。
【0039】
また、シアン酸エステル化合物(III)としては、例えば、1-シアナト-4-アセトアミノベンゼン、4-シアナトベンゾフェノン、1-シアナト-2,6-ジ-tert-ブチルベンゼン、1,2-ジシアナトベンゼン、1,3-ジシアナトベンゼン、1,4-ジシアナトベンゼン、1,4-ジシアナト-2-tert-ブチルベンゼン、1,4-ジシアナト-2,4-ジメチルベンゼン、1,4-ジシアナト-2,3,4-ジメチルベンゼン、1,3-ジシアナト-2,4,6-トリメチルベンゼン、1,3-ジシアナト-5-メチルベンゼン、1-シアナトナフタレン又は2-シアナトナフタレン、1-シアナト-4-メトキシナフタレン、2-シアナト-6-メチルナフタレン、2-シアナト-7-メトキシナフタレン、2,2’-ジシアナト-1,1’-ビナフチル、1,3-,1,4-,1,5-,1,6-,1,7-,2,3-,2,6-又は2,7-ジシアナトシナフタレン、2,2’-ジシアナトビフェニル又は4,4’-ジシアナトビフェニル、4,4’-ジシアナトオクタフルオロビフェニル、2,4’-ジシアナトジフェニルメタン又は4,4’-ジシアナトジフェニルメタン等が挙げられる。
【0040】
また、シアン酸エステル化合物(III)としては、例えば、ビス(4-シアナト-3,5-ジメチルフェニル)メタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)エタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アリル-4-シアナトフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-シアナト-3-メチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(2-シアナト-5-ビフェニルイル)プロパン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-シアナト-3,5-ジメチルフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)ブタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)イソブタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)ペンタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)-3-メチルブタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)-2-メチルブタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)-2,2-ジメチルプロパン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)ブタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)ペンタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)ヘキサン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)-3-メチルブタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)-4-メチルペンタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)-3,3-ジメチルブタン等が挙げられる。
【0041】
また、シアン酸エステル化合物(III)としては、例えば、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)ヘキサン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)ヘプタン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)オクタン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2-メチルペンタン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2-メチルヘキサン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2,2-ジメチルペンタン、4,4-ビス(4-シアナトフェニル)-3-メチルヘプタン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2-メチルヘプタン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2,2-ジメチルヘキサン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2,4-ジメチルヘキサン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2,2,4-トリメチルペンタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、ビス(4-シアナトフェニル)フェニルメタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)-1-フェニルエタン、ビス(4-シアナトフェニル)ビフェニルメタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)シクロペンタン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)シクロヘキサン、2,2-ビス(4-シアナト-3-イソプロピルフェニル)プロパン、1,1-ビス(3-シクロヘキシル-4-シアナトフェニル)シクロヘキサン、ビス(4-シアナトフェニル)ジフェニルメタン、ビス(4-シアナトフェニル)-2,2-ジクロロエチレン、1,3-ビス[2-(4-シアナトフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、1,4-ビス[2-(4-シアナトフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン等が挙げられる。
【0042】
また、シアン酸エステル化合物(III)としては、例えば、4-[ビス(4-シアナトフェニル)メチル]ビフェニル、4,4-ジシアナトベンゾフェノン、1,3-ビス(4-シアナトフェニル)-2-プロペン-1-オン、ビス(4-シアナトフェニル)エーテル、ビス(4-シアナトフェニル)スルフィド、ビス(4-シアナトフェニル)スルホン、4-シアナト安息香酸-4-シアナトフェニルエステル(4-シアナトフェニル-4-シアナトベンゾエート)、ビス-(4-シアナトフェニル)カーボネート、1,3-ビス(4-シアナトフェニル)アダマンタン、1,3-ビス(4-シアナトフェニル)-5,7-ジメチルアダマンタン、3,3-ビス(4-シアナトフェニル)イソベンゾフラン-1(3H)-オン(フェノールフタレインのシアネート)、3,3-ビス(4-シアナト-3-メチルフェニル)イソベンゾフラン-1(3H)-オン(o-クレゾールフタレインのシアネート)、9,9-ビス(4-シアナトフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-シアナト-3-メチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(2-シアナト-5-ビフェニルイル)フルオレン、トリス(4-シアナトフェニル)メタン、1,1,1-トリス(4-シアナトフェニル)エタン、1,1,3-トリス(4-シアナトフェニル)プロパン、α,α,α’-トリス(4-シアナトフェニル)-1-エチル-4-イソプロピルベンゼン、1,1,2,2-テトラキス(4-シアナトフェニル)エタン、テトラキス(4-シアナトフェニル)メタン等が挙げられる。
【0043】
また、シアン酸エステル化合物(III)としては、例えば、2,4,6-トリス(N-メチル-4-シアナトアニリノ)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(N-メチル-4-シアナトアニリノ)-6-(N-メチルアニリノ)-1,3,5-トリアジン、ビス(N-4-シアナト-2-メチルフェニル)-4,4’-オキシジフタルイミド、ビス(N-3-シアナト-4-メチルフェニル)-4,4’-オキシジフタルイミド、ビス(N-4-シアナトフェニル)-4,4’-オキシジフタルイミド、ビス(N-4-シアナト-2-メチルフェニル)-4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタルイミド、トリス(3,5-ジメチル-4-シアナトベンジル)イソシアヌレート、2-フェニル-3,3-ビス(4-シアナトフェニル)フタルイミジン、2-(4-メチルフェニル)-3,3-ビス(4-シアナトフェニル)フタルイミジン、2-フェニル-3,3-ビス(4-シアナト-3-メチルフェニル)フタルイミジン、1-メチル-3,3-ビス(4-シアナトフェニル)インドリン-2-オン、2-フェニル-3,3-ビス(4-シアナトフェニル)インドリン-2-オン等が挙げられる。
【0044】
また、シアン酸エステル化合物(III)としては、例えば、フェノールノボラック樹脂やクレゾールノボラック樹脂(公知の方法により、フェノール、アルキル置換フェノール又はハロゲン置換フェノールと、ホルマリンやパラホルムアルデヒド等のホルムアルデヒド化合物を、酸性溶液中で反応させたもの)、トリスフェノールノボラック樹脂(ヒドロキシベンズアルデヒドとフェノールとを酸性触媒の存在下に反応させたもの)、フルオレンノボラック樹脂(フルオレノン化合物と9,9-ビス(ヒドロキシアリール)フルオレン類とを酸性触媒の存在下に反応させたもの)、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂やビフェニルアラルキル樹脂(公知の方法により、Ar4-(CH2Z’)2で表されるようなビスハロゲノメチル化合物とフェノール化合物とを酸性触媒若しくは無触媒で反応させたもの、Ar4-(CH2OR)2で表されるようなビス(アルコキシメチル)化合物やAr4-(CH2OH)2で表されるようなビス(ヒドロキシメチル)化合物とフェノール化合物を酸性触媒の存在下に反応させたもの、又は、芳香族アルデヒド化合物、アラルキル化合物、フェノール化合物とを重縮合させたもの)、フェノール変性キシレンホルムアルデヒド樹脂(公知の方法により、キシレンホルムアルデヒド樹脂とフェノール化合物を酸性触媒の存在下に反応させたもの)、変性ナフタレンホルムアルデヒド樹脂(公知の方法により、ナフタレンホルムアルデヒド樹脂とヒドロキシ置換芳香族化合物を酸性触媒の存在下に反応させたもの)、フェノール変性ジシクロペンタジエン樹脂、ポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂(公知の方法により、フェノール性ヒドロキシ基を1分子中に2つ以上有する多価ヒドロキシナフタレン化合物を、塩基性触媒の存在下に脱水縮合させたもの)等のフェノール樹脂を上述と同様の方法によりシアン酸エステル化したもの等が挙げられる。上述したシアン酸エステル化合物(III)は1種単独で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい。
【0045】
本実施形態の樹脂組成物のシアン酸エステル化合物(III)の含有量は、本実施形態の樹脂組成物の樹脂固形分100質量部に対して、5質量部以上70質量部以下が好ましく、より好ましくは10質量部以上60質量部以下、さらに好ましくは15質量部以上55質量部以下である。
【0046】
(成分(IV):ポリフェニレンエーテル)
本実施形態の樹脂組成物は、成分(IV)として、ポリフェニレンエーテル(以下、ポリフェニレンエーテル(IV)、成分(IV)と記載する場合がある。)を好適に含むことができる。
ポリフェニレンエーテル(IV)は、末端の一部又は全部を、ビニルベンジル基等のエチレン性不飽和基、エポキシ基、アミノ基、水酸基、メルカプト基、カルボキシ基、メタクリル基、及びシリル基等で官能基化された変性ポリフェニレンエーテルであってもよい。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
末端が水酸基である変性ポリフェニレンエーテルとしては、例えば、SABICイノベーティブプラスチックス社製SA90等が挙げられる。また、末端がメタクリル基であるポリフェニレンエーテルとしては、例えば、SABICイノベーティブプラスチックス社製SA9000が挙げられる。末端がビニルベンジル基であるポリフェニレンエーテルとしては、例えば、三菱ガス化学社製OPE-2St1200、OPE-2St2200等が挙げられる。
変性ポリフェニレンエーテルの製造方法は本発明の効果が得られるものであれば特に限定されない。例えば、特許第4591665号に記載の方法によって製造することができる。
【0047】
(成分(V):添加剤)
本実施形態の樹脂組成物は、成分(V)として、ラジカル開始剤、相溶化剤、硬化促進剤、フィラー、難燃剤等の、その他の添加剤を含んでいてもよい。
また、ブロック共重合体(I)の添加剤として含まれてもよい。
【0048】
ラジカル開始剤としては、従来公知のものが使用できる。
熱ラジカル開始剤としては、以下に限定されないが、例えば、ジイソピルベンゼンハイドロパーオキサイド(パークミルP)、クメンハイドロパーオキサイド(パークミルH)、t-ブチルハイドロパーオキサイド(パーブチルH)等のハイドロパーオキサイド類や、α,α-ビス(t-ブチルペルオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン(パーブチルP)、ジクミルパーオキサイド(パークミルD)、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン(パーヘキサ25B)、t-ブチルクミルパーオキサイド(パーブチルC)、ジ-t-ブチルパーオキサイド(パーブチルD)、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3(パーヘキシン25B)、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート(パーブチルO)等のジアルキルパーオキサイド類や、ケトンパーオキサイド類や、n-ブチル4,4-ジ-(t-ブチルパーオキシ)バレレート(パーヘキサV)等のパーオキシケタール等や、ジアシルパーオキサイド類や、パーオキシジカーボネート類や、パーオキシエステル等の有機過酸化物や、2,2-アゾビスイソブチルニトリル、1,1’-(シクロヘキサン-1-1カルボニトリル)、2,2’-アゾビス(2-シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。
【0049】
相溶化剤としては、前述の各成分の相溶性を改良する目的で添加され、従来公知のものが使用できる。
相溶化剤としては、例えば、無水マレイン酸変性したスチレン系エラストマー、炭化水素樹脂、スチレン系オリゴマー等が挙げられる。
相溶化剤は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
また、Fedоrs法で求めた成分(III)のSP値が、17(J/cm3)1/2以上23(J/cm3)1/2以下であれば、相溶助剤を用いなくても、前記ブロック共重合体(I)が相溶することを見出した。これは、成分(I)のブロック共重合体がランダムブロックを30~85質量%含むことでSP値が大きくなり、成分(III)のSP値に近くなり、成分(II)、成分(III)から成る硬化反応系に、成分(I)が相溶しやすくなることによると考えられる。成分(III)のSP値が17(J/cm3)1/2以上23(J/cm3)1/2以下である場合、相溶化助剤を別途添加しなくても、成分(I)、成分(II)、及び成分(III)が十分な相溶性を示す傾向にあるので、相溶化助剤の添加による誘電性能等に影響を与えない観点で好ましい。
【0050】
硬化促進剤としては、前述の各成分間の反応性を促進する目的で添加され、従来公知のものが使用できる。例えば、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、グアニジン系硬化促進剤、金属系硬化促進剤等が挙げられる。硬化促進剤は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0051】
リン系硬化促進剤としては、以下に限定されないが、例えば、トリフェニルホスフィン、ホスホニウムボレート化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、n-ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩、(4-メチルフェニル)トリフェニルホスホニウムチオシアネート、テトラフェニルホスホニウムチオシアネート、ブチルトリフェニルホスホニウムチオシアネート等が挙げられ、トリフェニルホスフィン、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩が好ましい。
【0052】
アミン系硬化促進剤としては、以下に限定されないが、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン等のトリアルキルアミン、4-ジメチルアミノピリジン、ベンジルジメチルアミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)-ウンデセン等が挙げられ、4-ジメチルアミノピリジン、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)-ウンデセンが好ましい。
【0053】
イミダゾール系硬化促進剤としては、以下に限定されないが、例えば、2-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-ウンデシルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-エチル-4’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加物、2-フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3-ジヒドロ-1H-ピロロ[1,2-a]ベンズイミダゾール、1-ドデシル-2-メチル-3-ベンジルイミダゾリウムクロライド、2-メチルイミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン等のイミダゾール化合物及びイミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体が挙げられ、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾールが好ましい。
イミダゾール系硬化促進剤としては、市販品を用いてもよく、例えば、三菱ケミカル社製のP200-H50等が挙げられる。
【0054】
グアニジン系硬化促進剤としては、以下に限定されないが、例えば、ジシアンジアミド、1-メチルグアニジン、1-エチルグアニジン、1-シクロヘキシルグアニジン、1-フェニルグアニジン、1-(o-トリル)グアニジン、ジメチルグアニジン、ジフェニルグアニジン、トリメチルグアニジン、テトラメチルグアニジン、ペンタメチルグアニジン、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、1-メチルビグアニド、1-エチルビグアニド、1-n-ブチルビグアニド、1-nオクタデシルビグアニド、1,1-ジメチルビグアニド、1,1-ジエチルビグアニド、1-シクロヘキシルビグアニド、1-アリルビグアニド、1-フェニルビグアニド、1-(o-トリル)ビグアニド等が挙げられ、ジシアンジアミド、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エンが好ましい。
【0055】
金属系硬化促進剤としては、以下に限定されないが、例えば、コバルト、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガン、スズ等の金属の、有機金属錯体又は有機金属塩が挙げられる。有機金属錯体の具体例としては、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート等の有機コバルト錯体、銅(II)アセチルアセトナート等の有機銅錯体、亜鉛(II)アセチルアセトナート等の有機亜鉛錯体、鉄(III)アセチルアセトナート等の有機鉄錯体、ニッケル(II)アセチルアセトナート等の有機ニッケル錯体、マンガン(II)アセチルアセトナート等の有機マンガン錯体等が挙げられる。有機金属塩としては、例えば、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸スズ、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。
【0056】
フィラーとしては、以下に限定されないが、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、カーボンブラック、ガラス繊維、ガラスビーズ、ガラスバルーン、ガラスフレーク、グラファイト、酸化チタン、チタン酸カリウムウイスカー、炭素繊維、アルミナ、カオリンクレー、ケイ酸、ケイ酸カルシウム、石英、マイカ、タルク、クレー、ジルコニア、チタン酸カリウム、アルミナ、金属粒子等の無機充填剤;木製チップ、木製パウダー、パルプ、セルロースナノファイバー等の有機フィラー等が挙げられる。
これらは単独又は複数を組み合わせて使用することが可能である。
これらフィラーの形状としては、鱗片状、球状、粒状、粉体、不定形状等のいずれでもよく、特に制限は無い。
誘電性能の観点から、フィラーとしてはシリカが好ましく、シリカとしては、例えば、無定形シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等が挙げられる。
【0057】
難燃剤としては、以下に限定されないが、例えば、臭素化合物等のハロゲン系難燃剤、芳香族化合物等のリン系難燃剤、金属水酸化物、アルキルスルホン酸塩、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモジフェニルエタン、4,4-ジブロモビフェニル、エチレンビステトラブロモフタルイミド等の芳香族臭素化合物を含む難燃剤等が挙げられる。これらの難燃剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。上記難燃剤の中には、それ自身の難燃性発現効果は低いが、他の難燃剤と併用することで相乗的により優れた効果を発揮する、いわゆる難燃助剤も含まれる。
【0058】
上述したフィラー、難燃剤は、シランカップリング剤等の表面処理剤であらかじめ表面処理を行ったタイプを使用することもできる。
表面処理剤としては、以下に限定されないが、例えば、フッ素含有シランカップリング剤、アミノシラン系カップリング剤、エポキシシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤、シラン系カップリング剤、アルコキシシラン、オルガノシラザン化合物、チタネート系カップリング剤等が挙げられる。
これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0059】
その他の添加剤としては、樹脂組成物及び/又は硬化物の配合に一般的に用いられるものであれば特に制限はない。
その他の添加剤としては、以下に限定されないが、例えば、カーボンブラック、酸化チタン等の顔料及び/又は着色剤;ステアリン酸、ベヘニン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、エチレンビスステアロアミド等の滑剤;離型剤;有機ポリシロキサン、フタル酸エステル系やアジピン酸エステル化合物、アゼライン酸エステル化合物等の脂肪酸エステル系、ミネラルオイル等の可塑剤;ヒンダードフェノール系、リン系熱安定剤等の酸化防止剤;ヒンダードアミン系光安定剤;ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;帯電防止剤;有機充填剤;増粘剤;消泡剤;レベリング剤;密着性付与剤等の樹脂添加剤等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0060】
本実施形態の樹脂組成物においては、低誘電率及び低誘電正接化の観点から、顔料、着色剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤が含有されないことが好ましい傾向にある。
【0061】
本実施形態の樹脂組成物は、各成分を溶融混錬したものであってもよく、各成分を溶解可能な溶媒に溶解させ撹拌したもの(以下、「ワニス」)であってもよいが、取り扱性の観点からワニスが好ましい。
溶媒としては、以下に限定されないが、例えば、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン及びシクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びカルビトールアセテート等の酢酸エステル類;セロソルブ及びブチルカルビトール等のカルビトール類;トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド(DMAc)及びN-メチルピロリドン等のアミド系溶剤等が挙げられる。
溶媒は1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0062】
〔硬化物〕
本実施形態の硬化物は、上述した本実施形態の樹脂組成物の硬化物である。
本実施形態の硬化物は、硬化し得る樹脂の全量が硬化した状態の他、一部の樹脂のみが硬化した、いわゆる半硬化状態を含む。従って、例えば、本実施形態の樹脂組成物を用いて電子回路基板材料を製造する過程で、硬化物をさらに硬化させる工程が有ってもよい。本実施形態の硬化物は、本実施形態の樹脂組成物を任意の温度及び時間硬化反応させることで得られる。具体的には反応温度は80℃以上が好ましく、100℃以上がより好ましく、120℃以上がさらに好ましい。反応時間としては、10~240分が好ましく、20~230分がより好ましく、30~220分がさらに好ましい。樹脂組成物がワニスの場合、溶剤を除去後に硬化反応を行うことが好ましい。乾燥方法としては、加熱、熱風吹つけ等の従来公知の方法により実施してもよく、硬化反応温度より低温で行うことが好ましく、樹脂組成物中の溶媒量が好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下となるように乾燥させる。
【0063】
〔樹脂フィルム〕
本実施形態の樹脂フィルムは、本実施形態の硬化物を含む。
本実施形態の樹脂フィルムは、前述の本実施形態の樹脂組成物からなるワニスを均一な薄膜上に伸ばし、前述の通り乾燥させることで溶媒を除去することにより得られる。
本実施形態の樹脂フィルムは、ロール状に巻き取って保存することが可能である。本実施形態の樹脂フィルムが保護フィルムを有する場合は、保護フィルムを剥がすことによって使用可能となる。
【0064】
〔プリプレグ〕
本実施形態のプリプレグは、基材と、本実施形態の樹脂組成物及び/又は本実施形態の硬化物との複合体である。具体的には、基材に含浸又は塗布された本実施形態の樹脂組成物及び/又はその硬化物を含む。
プリプレグは、例えば、ガラスクロス等の基材を、本実施形態の樹脂組成物からなるワニスに含浸させ、その後、前述の乾燥方法により溶剤を除去することにより得られる。
乾燥工程において、ワニスに含まれる樹脂成分の一部が硬化し、プリプレグは硬化前の樹脂組成物と、硬化物を含んだ状態になっていることが一般的である。
基材としては、ロービングクロス、クロス、チョップドマット、サーフェシングマット等の各種ガラスクロス;アスベスト布、金属繊維布、及びその他の合成若しくは天然の無機繊維布;全芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維等の液晶繊維から得られる織布又は不織布;綿布、麻布、フェルト等の天然繊維布;カーボン繊維布、クラフト紙、コットン紙、紙-ガラス混繊糸から得られる布等の天然セルロース系基材;ポリテトラフルオロエチレン多孔質フィルム等が挙げられるが、誘電性能の観点からガラスクロスが好ましい。
これらの基材は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
プリプレグ中の本実施形態の樹脂組成物固形分の割合は、30~80質量%であることが好ましく、40~70質量%であることがより好ましい。上記割合が30質量%以上であることにより、プリプレグを電子基板用等に用いた場合に絶縁信頼性に一層優れる傾向にある。上記割合が80質量%以下であることにより、電子基板等の用途において、剛性等の機械特性に一層優れる傾向にある。
【0065】
〔電子回路基板材料〕
本実施形態の電子回路基板材料は、本実施形態の硬化物を含む。
本実施形態の電子回路基板材料は、ブロック共重合体(I)を含む硬化物を用いて製造することができる。
電子回路基板材料には、プリプレグ、銅張積層板、ソルダーレジスト、パッケージ基板、カバーレイフィルム、電磁場シールド、及びそれらに含まれる接着層、放熱層、誘電層、透磁層が含まれる。
【0066】
本実施形態の電子回路基板材料としてのプリント配線板は、例えば、
工程(a):基板に前記ブロック共重合体(I)を含む樹脂フィルムを積層して樹脂層を形成する工程、
工程(b):樹脂層を加熱・加圧して平坦化する工程、
工程(c):樹脂層上に配線層をさらに形成する工程、
等を経て製造することができる。
【0067】
工程(a)において基板に樹脂層を積層する方法は特に限定されないが、例えば、多段プレス、真空プレス、常圧ラミネーター、真空下で加熱加圧するラミネーターを用いて積層する方法等が挙げられる。真空下で加熱加圧するラミネーターを用いる方法が好ましい。かかる方法では、回路用基板が表面に微細配線回路を有していてもボイドがなく回路間を樹脂で埋め込むことができる。また、ラミネートはバッチ式であってもよく、ロール等での連続式であってもよい。
基板としては特に限定されず、ガラスエポキシ基板、金属基板、ポリエステル基板、ポリイミド基板、ポリフェニレンエーテル系基板、フッ素樹脂基板等を使用することができる。基板の樹脂層が積層される面は予め粗化処理されていてもよく、基板層数は限定されない。
【0068】
工程(b)では、工程(a)で積層した樹脂フィルムと基板を加熱下加圧し、平坦化する。条件は、基板の種類や樹脂フィルムの組成で任意に調整することができるが、例えば、温度100~300°、圧力0.2~20MPa、時間30~180分の範囲が好ましい。
【0069】
工程(c)では、樹脂フィルムと基板を加熱下加圧して作製した樹脂層上にさらに回路層を形成する。形成方法としては特に限定されず、従来公知の方法が挙げられるが、例えば、サブトラクティブ法等のエッチング法、セミアディティブ法等によって形成してもよい。
サブトラクティブ法は、金属層の上に、所望のパターン形状に対応した形状のエッチングレジスト層を形成し、その後の現像処理によって、レジストの除去された部分の金属層を薬液で溶解し除去することによって、所望の回路を形成する方法である。
セミアディティブ法は、無電解めっき法により樹脂層の表面に金属被膜を形成し、金属被膜上に所望のパターンに対応した形状のめっきレジスト層を形成し、次に、電解めっき法によって金属層を形成した後、不要な無電解めっき層を薬液等で除去し、所望の回路層を形成する方法である。
【0070】
また、樹脂層には、必要に応じてビアホール等のホールを形成してもよく、ホールの形成方法としては特に限定されず、従来公知の方法を使用することができる。ホールの形成方法としては、例えば、NCドリル、炭酸ガスレーザー、UVレーザー、YAGレーザー、プラズマ等を使用できる。
【0071】
〔積層体〕
また、本実施形態の積層体は、本実施形態の樹脂フィルム、及び本実施形態のプリプレグからなる群より選ばれるいずれかの硬化物と、金属箔とを有する。
すなわち、本実施形態の積層体は、金属張積層板であってもよい。
金属張積層板は、本実施形態の樹脂組成物よりなる樹脂フィルム又は本実施形態のプリプレグと、金属箔とを積層して硬化して得られ、金属張積層板から金属箔の一部が除去されている。
金属張積層板は、プリプレグの硬化物(「硬化物複合体」ともいう。)と金属箔とが積層して密着している形態を有することが好ましく、電子回路基板材料として好適に用いられる。
金属箔としては、例えば、アルミ箔、及び銅箔が挙げられ、これらの中でも銅箔は電気抵抗が低いため好ましい。
金属箔と組合せる硬化物複合体は、1枚でも複数枚でもよく、用途に応じて複合体の片面又は両面に金属箔を重ねて積層板に加工する。
【0072】
本実施形態の積層体の製造方法としては、例えば、本実施形態の樹脂組成物と基材とから構成される複合体(例えば、前述のプリプレグ)を形成し、これを金属箔と重ねた後、樹脂組成物を硬化させることにより、硬化物積層体と金属箔とが積層されている積層体を得る方法が挙げられる。
前記積層体の特に好ましい用途の1つはプリント配線板である。プリント配線板は、金属張積層板から金属箔の少なくとも一部が除去されていることが好ましい。本実施形態のプリト配線板は、典型的には、上述した本実施形態のプリプレグを用いて、加圧加熱成形する方法で形成できる。基材としてはプリプレグに関して前述したのと同様のものが挙げられる。本実施形態のプリント配線板は、本実施形態の樹脂組成物を含むことにより、優れた耐熱性、及び電気特性(低誘電率、及び低誘電正接)を有し、更には環境変動に伴う電気特性の変動を抑制可能であり、更には優れた絶縁信頼性、及び機械特性を有する。
【実施例0073】
以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて、本実施形態について具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例及び比較例により何ら限定されるものではない。
【0074】
以下の実施例及び比較例に用いたブロック共重合体(成分(I))の構造の同定及び物性の測定方法を、以下に示す。
【0075】
〔ブロック共重合体の構造の同定及び物性の測定方法〕
((1)ブロック共重合体のビニル芳香族単量体単位(スチレン)の含有量)
水添前のブロック共重合体を用い、プロトン核磁気共鳴(1H-NMR)法により測定した。
測定機器は、JNM-LA400(JEOL製)を用い、溶媒は重水素化クロロホルムを用い、サンプル濃度は50mg/mL、観測周波数は400MHz、化学シフト基準にテトラメチルシランを用い、パルスディレイ2.904秒、スキャン回数64回、パルス幅45°、及び測定温度26℃で行った。
スチレン含有量は、スペクトルの6.2~7.5ppmにおける総スチレン芳香族シグナルの積算値を用いて算出した。
【0076】
((2)ブロック共重合体のビニル結合量)
水添前のブロック共重合体を用い、プロトン核磁気共鳴(1H-NMR)法によりビニル結合量を測定した。
測定条件及び測定データの処理方法は上記(1)と同様とした。
ビニル結合量は、1,4-結合及び1,2-結合に帰属されるシグナルの積分値から各結合様式の1Hあたりの積分値を算出し、1,2-結合の積分値を1,4-結合と1,2-結合(1,2-結合はブタジエンの場合であって、イソプレンの場合ならば3,4-結合になる)の積分値の合計値で除した値である。
【0077】
((3)ブロック共重合体の分子量及び分子量分布)
変性前かつ水添前のブロック共重合体の分子量をGPC〔装置:LC-10(島津製作所製)、カラム:TSKgelGMHXL(4.6mm×30cm)〕により測定した。
溶媒はテトラヒドロフランを用いた。
測定条件は、温度35℃で行った。
分子量は、クロマトグラムのピークの分子量を、市販の標準ポリスチレンの測定から求めた検量線(標準ポリスチレンのピーク分子量を使用して作成)を使用して求めた重量平均分子量である。
なお、クロマトグラム中にピークが複数有る場合の分子量は、各ピークの分子量と各ピークの組成比(クロマトグラムのそれぞれのピークの面積比より求める)から求めた平均分子量とした。
また、分子量分布は、得られた重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)である。
【0078】
((4)ブロック共重合体の共役ジエン単量体単位の二重結合の水素添加率)
水素添加後のブロック共重合体を用い、プロトン核磁気共鳴(1H-NMR)法を用いて、共役ジエン単量体単位の二重結合の水素添加率を測定した。
【0079】
((5)tanδピーク温度)
ブロック共重合体を試料とし、前記試料を、幅10mm、長さ40mmのサイズにカットして測定用サンプルとした。
次に、この測定用サンプルを、装置ARES(ティーエイインスツルメントー株式会社製、商品名)の捻りタイプのジオメトリーにセットし、実効測定長さ25mm、ひずみ0.3%、周波数1Hz、昇温速度3℃/分の条件下でtanδを求めた。tanδピーク温度は、RSI Orchestrator(ティーエイインスツルメントー株式会社製、商品名)の自動測定より検出されるピークから求めた値とした。
【0080】
〔ブロック共重合体、樹脂組成物の材料〕
(水添触媒の調製)
後述する実施例及び比較例において、ブロック共重合体を作製する際に用いる水添触媒を、下記の方法により調製した。
攪拌装置を具備する反応容器を窒素置換しておき、これに、乾燥、精製したシクロヘキサン1リットルを仕込んだ。
次に、ビス(η5-シクロペンタジエニル)チタニウムジクロリド100ミリモルを添加した。これを十分に攪拌しながらトリメチルアルミニウム200ミリモルを含むn-ヘキサン溶液を添加して、室温にて約3日間反応させた。これにより水添触媒を得た。
【0081】
(ブロック共重合体の製造)
ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位を含むブロック共重合体(表中、共重合体と示す)を、下記のようにして調製した。
以下、共役ジエン単量体単位と前記ビニル芳香族単量体単位とを含むランダム重合体ブロック(A)を、「重合体ブロック(A)、A(ランダム)、A」と示すことがある。
また、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)を「重合体ブロック(B)、B(芳香族)、B」と示すことがある。
さらに、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロック(C)を「重合体ブロック(C)、C(ジエン)、C」と示すことがある。
【0082】
(ブロック共重合体(1))(B-A-B)
内容積10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用い、バッチ重合を以下の方法で行った。
まず、シクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度を50℃に調整した後、反応器に投入したブタジエンモノマー及びスチレンモノマーの総量(以降、「全モノマー」とする。)100質量部に対してn-ブチルリチウム(以降「Bu-Li」とする)を0.081質量部と、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン(以降「TMEDA」とする)をBu-Li1モルに対して1.5モルと、ナトリウム-t-ペントキシド(以降、「NaOAm」とする)をBu-Li 1mоlに対して0.04モル添加した。
第一のステップとして、スチレン9.0質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を9分間にかけて投入し、その後、さらに10分間反応させた。この時の重合温度は50℃に調整した。
第二のステップとして、スチレン18質量部とブタジエン72質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を90分かけて連続的に反応器に投入し、その後、10分かけて反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。
第三のステップとしてスチレン8.0質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を5分かけて投入し、その後さらに10分間反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。その後メタノールを添加し、重合反応を停止した。
さらに得られたブロック共重合体に、上記のようにして調製した水添触媒を、ブロック共重合体100質量部当たり、Ti基準で100ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度65℃で水素添加反応を約2時間行った。
次に、安定剤として、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加し、水添物であるブロック共重合体(1)を得た。
上記のようにして得られたブロック共重合体(1)は、スチレン含有量35質量%、重合体ブロック(A)含有量83質量%、重合体ブロック(B)含有量17質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量は85mоl%、重量平均分子量14.5万、分子量分布1.20、水素添加率90mоl%であった。
ブロック共重合体(1)(表中、共重合体(1)と示す)の物性を、表1に示す。
【0083】
(ブロック共重合体(2))(B-A-B)
内容積10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用い、バッチ重合を以下の方法で行った。
まず、シクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度を55℃に調整した後、反応器に投入した全モノマー100質量部に対してBu-Liを0.091質量部と、TMEDAをBu-Li1モルに対して1.2モルと、NaOAmをBu-Li1mоlに対して0.02モル添加した。
第一のステップとして、スチレン12質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度25質量%)を15分間にかけて投入し、その後、さらに10分間反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。
第二のステップとして、スチレン30質量部とブタジエン45質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度25質量%)を90分かけて連続的に反応器に投入し、その後、15分かけて反応させた。この時の重合温度は60℃に調整した。
第三のステップとしてスチレン13質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度25質量%)を15分かけて投入し、その後さらに10分間反応させた。この時の重合温度は65℃に調整した。その後メタノールを添加し、重合反応を停止した。
さらに得られたブロック共重合体に、上記のようにして調製した水添触媒を、ブロック共重合体100質量部当たり、Ti基準で100ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度65℃で水素添加反応を約2時間行った。
次に、安定剤として、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加し、水添物であるブロック共重合体(2)を得た。
上記のようにして得られたブロック共重合体(2)は、スチレン含有量55質量%、重合体ブロック(A)含有量75質量%、重合体ブロック(B)含有量25質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量は60mоl%、重量平均分子量25.2万、分子量分布1.18、水素添加率98mоl%であった。
ブロック共重合体(2)(表中、共重合体(2)と示す)の物性を、表1に示す。
【0084】
(ブロック共重合体(3))(B-A-B)
内容積10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用い、バッチ重合を以下の方法で行った。
まず、シクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度を55℃に調整した後、反応器に投入した全モノマー100質量部に対してBu-Liを0.088質量部と、TMEDAをBu-Li 1モルに対して1.3モルと、NaOAmをBu-Li1mоlに対して0.05モル添加した。
第一のステップとして、スチレン9質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を10分間にかけて投入し、その後、さらに10分間反応させた。この時の重合温度は50℃に調整した。
第二のステップとして、スチレン16質量部とブタジエン64質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を70分かけて連続的に反応器に投入し、その後、10分かけて反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。
第三のステップとしてスチレン8質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を10分かけて投入し、その後さらに10分間反応させた。この時の重合温度は60℃に調整した。その後メタノールを添加し、重合反応を停止した。
さらに得られたブロック共重合体に、上記のようにして調製した水添触媒を、ブロック共重合体100質量部当たり、Ti基準で100ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度65℃で水素添加反応を約2時間行った。
次に、安定剤として、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加し、水添物であるブロック共重合体(3)を得た。
上記のようにして得られたブロック共重合体(3)は、スチレン含有量33質量%、重合体ブロック(A)含有量83質量%、重合体ブロック(B)含有量17質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量は75mоl%、重量平均分子量15.1万、分子量分布1.05、水素添加率98mоl%であった。
ブロック共重合体(3)(表中、共重合体(3)と示す)の物性を、表1に示す。
【0085】
(ブロック共重合体(4))(B-A-B)
内容積10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用い、バッチ重合を以下の方法で行った。
まず、シクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度を55℃に調整した後、反応器に投入した全モノマー100質量部に対してBu-Liを0.078質量部と、TMEDAをBu-Li 1モルに対して1.2モルと、NaOAmをBu-Li1mоlに対して0.02モル添加した。
第一のステップとして、スチレン13質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を15分間にかけて投入し、その後、さらに10分間反応させた。この時の重合温度は50℃に調整した。
第二のステップとして、スチレン30質量部とブタジエン45質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を60分かけて連続的に反応器に投入し、その後、10分かけて反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。
第三のステップとしてスチレン12質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を15分かけて投入し、その後さらに10分間反応させた。この時の重合温度は60℃に調整した。その後メタノールを添加し、重合反応を停止した。
さらに得られたブロック共重合体に、上記のようにして調製した水添触媒を、ブロック共重合体100質量部当たり、Ti基準で100ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度65℃で水素添加反応を約1時間行った。
次に、安定剤として、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加し、水添物であるブロック共重合体(4)を得た。
上記のようにして得られたブロック共重合体(4)は、スチレン含有量55質量%、重合体ブロック(A)含有量75質量%、重合体ブロック(B)含有量25質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量は60mоl%、重量平均分子量14.2万、分子量分布1.18、水素添加率50mоl%であった。
ブロック共重合体(4)(表中、共重合体(4)と示す)の物性を、表1に示す。
【0086】
(ブロック共重合体(5))(B-A-B)
内容積10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用い、バッチ重合を以下の方法で行った。
まず、シクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度を55℃に調整した後、反応器に投入した全モノマー100質量部に対してBu-Liを0.078質量部と、TMEDAをBu-Li1モルに対して1.0モルと、NaOAmをBu-Li1mоlに対して0.02モル添加した。
第一のステップとして、スチレン13質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を15分間にかけて投入し、その後、さらに10分間反応させた。この時の重合温度は50℃に調整した。
第二のステップとして、スチレン30質量部とブタジエン45質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を60分かけて連続的に反応器に投入し、その後、10分かけて反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。
第三のステップとしてスチレン12質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を15分かけて投入し、その後さらに10分間反応させた。この時の重合温度は60℃に調整した。その後メタノールを添加し、重合反応を停止した。
さらに得られたブロック共重合体に、上記のようにして調製した水添触媒を、ブロック共重合体100質量部当たり、Ti基準で100ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度65℃で水素添加反応を約1時間行った。
次に、安定剤として、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加し、水添物であるブロック共重合体(5)を得た。
上記のようにして得られたブロック共重合体(5)は、スチレン含有量55質量%、重合体ブロック(A)含有量75質量%、重合体ブロック(B)含有量25質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量は75mоl%、重量平均分子量13.9万、分子量分布1.08、水素添加率50mоl%であった。
ブロック共重合体(5)(表中、共重合体(5)と示す)の物性を、表1に示す。
【0087】
(ブロック共重合体(6))(B-A-B)
内容積10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用い、バッチ重合を以下の方法で行った。
まず、シクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度を55℃に調整した後、反応器に投入した全モノマー100質量部に対してBu-Liを0.078質量部と、TMEDAをBu-Li1モルに対して1.0モルと、NaOAmをBu-Li1mоlに対して0.02モル添加した。
第一のステップとして、スチレン13質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を15分間にかけて投入し、その後、さらに10分間反応させた。この時の重合温度は50℃に調整した。
第二のステップとして、スチレン45質量部とブタジエン40質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を60分かけて連続的に反応器に投入し、その後、20分かけて反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。
第三のステップとしてスチレン12質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を15分かけて投入し、その後さらに10分間反応させた。この時の重合温度は60℃に調整した。その後メタノールを添加し、重合反応を停止した。
さらに得られたブロック共重合体に、上記のようにして調製した水添触媒を、ブロック共重合体100質量部当たり、Ti基準で100ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度65℃で水素添加反応を約1時間行った。
次に、安定剤として、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加し、水添物であるブロック共重合体(6)を得た。
上記のようにして得られたブロック共重合体(6)は、スチレン含有量70質量%、重合体ブロック(A)含有量75質量%、重合体ブロック(B)含有量25質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量は75mоl%、重量平均分子量13.9万、分子量分布1.10、水素添加率50mоl%であった。
ブロック共重合体(6)(表中、共重合体(6)と示す)の物性を、表1に示す。
【0088】
(ブロック共重合体(7))(B-A-B)
内容積10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用い、バッチ重合を以下の方法で行った。
まず、シクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度を50℃に調整した後、反応器に投入した全モノマー100質量部に対してBu-Liを0.10質量部と、TMEDAをBu-Li1モルに対して0.045モルと、NaOAmを添加しなかった。
第一のステップとして、スチレン10質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を10分間にかけて投入し、その後、さらに10分間反応させた。この時の重合温度は50℃に調整した。
第二のステップとして、スチレン45質量部とブタジエン40質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を60分かけて連続的に反応器に投入し、その後、20分かけて反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。
第三のステップとしてスチレン10質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を10分かけて投入し、その後さらに10分間反応させた。この時の重合温度は60℃に調整した。その後メタノールを添加し、重合反応を停止した。
さらに得られたブロック共重合体に、上記のようにして調製した水添触媒を、ブロック共重合体100質量部当たり、Ti基準で100ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度65℃で水素添加反応を約1.5時間行った。
次に、安定剤として、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加し、水添物であるブロック共重合体(7)を得た。
上記のようにして得られたブロック共重合体(7)は、スチレン含有量65質量%、重合体ブロック(A)含有量80質量%、重合体ブロック(B)含有量20質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量は30mоl%、重量平均分子量19.6万、分子量分布1.12、水素添加率75mоl%であった。
ブロック共重合体(7)(表中、共重合体(7)と示す)の物性を、表1に示す。
【0089】
(ブロック共重合体(8))(B-A-B)
前記ブロック共重合体(1)の製造と同様に、内容積が10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を使用してバッチ重合を以下の方法で行った。
まず、シクロヘキサン1Lを張り込み、温度45℃に調整した後、全モノマー100質量部に対してBu-Li0.077質量部とTMEDAをBu-Li1モルに対して1.1モルを添加した。NaOAmは加えなかった。
第一のステップとして、スチレン8質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を6分間かけて投入し、その後10分間重合させた。この時の重合温度を45℃に調整した。
第二のステップとして、スチレン64質量部とブタジエン23質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を90分かけて一定速度で連続的に反応器に投入し、その後15分間重合した。この時の重合温度を48℃に調整した。
第三のステップとして、スチレン8質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を6分間かけて投入し、10分間反応させた。この時の重合中の温度は48℃に調整した。
次に、前記ブロック共重合体(1)の製造と同様の水添操作を行った。
得られたブロック共重合体(8)はスチレン含有量77質量%、重合体ブロック(A)含有量84質量%、重合体ブロック(B)含有量16質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量は15mоl%、重量平均分子量20.4万、水素添加率は95mоl%であった。
【0090】
(ブロック共重合体(9))(B-A-B)
前記ブロック共重合体(1)の製造と同様に、内容積が10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を使用してバッチ重合を以下の方法で行った。
まず、シクロヘキサン1Lを張り込み、温度45℃に調整した後、全モノマー100質量部に対してBu-Li0.080質量部とTMEDAをBu-Li 1モルに対して1.8モルを添加した。NaOAmは加えなかった。
第一のステップとして、スチレン4質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を6分間かけて投入し、その後10分間重合させた。この時の重合温度を45℃に調整した。
第二のステップとして、スチレン85質量部とブタジエン10質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を90分かけて一定速度で連続的に反応器に投入し、その後15分間重合した。この時の重合温度を50℃に調整した。
第三のステップとして、スチレン4質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を6分間かけて投入し、10分間反応させた。この時の重合中の温度は53℃に調整した。
次に、前記ブロック共重合体(1)の製造と同様の水添操作を行った。
得られたブロック共重合体(9)はスチレン含有量83質量%、重合体ブロック(A)含有量92質量%、重合体ブロック(B)含有量8質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量は40mоl%、重量平均分子量20.1万、水素添加率は95mоl%であった。
【0091】
(ブロック共重合体(10))(B-A)
前記ブロック共重合体(1)の製造同様に、内容積が10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を使用してバッチ重合を以下の方法で行った。
はじめにシクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度55℃に調整した後、全モノマー100質量部に対してBu-Liを0.073質量部と、TMEDAをBu-Li 1モルに対して1.5モルと、NaOAmをBu-Li 1モルに対して0.04モル添加した。
スチレン19.6質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を11分間かけて投入した後、10分間反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。
次に、スチレン13.4質量部とブタジエン75.6質量部とを含有するシクロヘキサン溶液(モノマー濃度22質量%)を90分間かけて一定速度で連続的に反応器に投入し、その後、10分間反応させた。この時の重合温度は60℃に調整した。
次に、前記ブロック共重合体(1)の製造と同様の水添操作を行った。
得られたブロック共重合体(10)は、スチレン含有量33.0質量%、重合体ブロック(A)含有量80.4質量%、重合体ブロック(B)含有量19.6質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量75.0mоl%、重量平均分子量15.0万、水添率は98mоl%であった。
【0092】
(ブロック共重合体(11))(C-A-B)
前記ブロック共重合体(1)の製造と同様に、内容積が10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を使用してバッチ重合を以下の方法で行った。
はじめにシクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度55℃に調整した後、Bu-Liを全モノマー100質量部に対して0.071質量部、TMEDAをBu-Li 1モルに対して1.4モル添加し、NaOAmをBu-Li1モルに対して0.04モル添加した。
第1ステップとして、ブタジエン3質量部を含有するシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を3分間かけて投入し、その後さらに10分間反応させた。この時の重合温度は50℃に調整した。
次に第2ステップとして、スチレン12.9質量部とブタジエン73.1質量部とを含有するシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を90分間かけて一定速度で連続的に反応器に投入し、その後さらに30分間反応させた。この時の重合温度は60℃に調整した。
次に第3ステップとして、スチレン19.1質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を11分間かけて投入し、その後、さらに10分間反応させた。この時の重合温度は65℃に調整した。
次に、前記ブロック共重合体(1)の製造と同様の水添操作を行い、ブロック共重合体(11)を得た。
得られたブロック共重合体(11)は、スチレン含有量32質量%、重合体ブロック(A)の含有量:77.9質量%、重合体ブロック(B)の含有量:19.1質量%、重合体ブロック(C)の含有量3.0質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量75.0mоl%、重量平均分子量15.2万、水添率は98mоl%であった。
【0093】
(ブロック共重合体(12))(B-A)×2
前記ブロック共重合体(1)の製造と同様に、内容積が10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を使用してバッチ重合を以下の方法で行った。
はじめにシクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度55℃に調整した後、n-ブチルリチウムを全モノマー100質量部に対して0.15質量部、TMEDAをn-ブチルリチウム1モルに対して1.5モル添加し、NaOAmをBu-Li 1モルに対して0.04モル添加した。
第1ステップとして、スチレン19.6質量部を含有するシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を11分間かけて投入し、その後さらに10分間反応させた。この時の重合温度を55℃に調整した。
次に第2ステップとして、スチレン13.4質量部とブタジエン75.6質量部とを含有するシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を90分間かけて一定速度で連続的に反応器に投入し、その後さらに30分間反応させた。この時の重合温度を60℃に調整した。
その後、安息香酸エチルをn-ブチルリチウム中のリチウム含有量1モルに対して1.0モル添加し、10分間反応させ、カップリング反応を行った。この時のカップリング反応温度は70℃に調整した。
次に、前記ブロック共重合体(1)の製造と同様の水添操作を行い、ブロック共重合体(12))を得た。
得られたブロック共重合体(12)は、スチレン含有量33.0質量%、重合体ブロック(A)の含有量80.4質量%、重合体ブロック(B)の含有量:19.6質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量75.0mоl%、重量平均分子量14.5万、水添率は98mоl%であった。
【0094】
(ブロック共重合体(13))(C-B-A-B)
前記ブロック共重合体(1)の合成と同様に、内容積が10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を使用してバッチ重合を以下の方法で行った。
はじめにシクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度50℃に調整した後、全モノマー100質量部に対してBu-Li0.076質量部と、TMEDAをBu-Li1モルに対して1.3モル、NaOAmをBu-Li 1モルに対して0.04モル添加した。
次に、第1ステップとして、ブタジエン3質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を4分間かけて投入し、その後、さらに10分間反応させた。この時の重合温度は50℃に調整した。
次に、第2ステップとして、スチレン6質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を6分間かけて投入し、その後、さらに10分間反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。
次に、第3ステップとして、スチレン21.5質量部とブタジエン64.5質量部とを含有するシクロヘキサン溶液(モノマー濃度22質量%)を85分間かけて一定速度で連続的に反応器に投入し、その後、さらに10分間反応させた。この時の重合温度は60℃に調整した。
次に、第4ステップとして、スチレン5質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を5分間かけて投入し、その後、さらに10分間反応させた。この時の重合温度は70℃に調整した。
次に、前記ブロック共重合体(1)の製造と同様の水添操作を行い、ブロック共重合体(13)を得た。
得られたブロック共重合体(13)は、スチレン含有量31.0質量%、重合体ブロック(A)の含有量:85.0質量%、重合体ブロック(B)の含有量:12.0質量%、重合体ブロック(C)の含有量3.0質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量65.0mоl%、重量平均分子量14.3万、水添率は98.0mоl%であった。
【0095】
(ブロック共重合体(14))(B-C-B)
前記ブロック共重合体(1)の合成と同様に、内容積が10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を使用してバッチ重合を以下の方法で行った。
はじめに1Lのシクロヘキサンを仕込み、その後Bu-Liを全モノマー100質量部に対して0.135質量部と、TMEDAを1モルのBu-Liに対して0.5モルと、NaOAmを1モルのBu-Liに対して0.04モル添加した。
第1ステップとして、スチレン16質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度20質量%)を10分間かけて投入し、その後更に10分間重合した。なお重合温度は60℃に調整した。
次に、第2ステップとして、ブタジエン69質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度20質量%)を60分間かけて投入し、その後更に10分間重合した。なお重合中、温度は60℃にコントロールした。
次に第3ステップとして、スチレン15質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度20質量%)を10分間かけて投入し、その後更に10分間重合した。なお重合温度は60℃にコントロールした。
このようにして得られたブロック共重合体の構造は、B-C-Bであった。
次に、前記ブロック共重合体(1)の合成と同様の水添操作を行い、ブロック共重合体(14)を得た。
得られたブロック共重合体(14)は、スチレン含有量31質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量49mоl%、重量平均分子量75,000、水素添加率は98mоl%であった。
【0096】
(ブロック共重合体(15))(B-C-B)
前記のブロック共重合体(14)と同様の手法でブロック共重合体(15)を合成した。
ただし、Bu-Liを全モノマー100質量部に対して0.065質量部とし、TMEDAを1モルのBu-Liに対して1.8モルとし、NaOAmを1モルのBu-Liに対して0.04モルを初めに添加した。
第1、3ステップのスチレン量を12質量部、第2ステップのブタジエン量を88質量部とした。このようにして得られたブロック共重合体の構造は、「B-C-B」であった。
次に、前記ブロック共重合体(1)の製造と同様の水添操作を行い、ブロック共重合体(15)を得た。得られたブロック共重合体(15)は、スチレン含有量24質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量79mоl%、重量平均分子量16.2万、水添率は98mоl%であった。
【0097】
(共重合体(16))A
前記ブロック共重合体(1)の合成と同様に、内容積が10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を使用してバッチ重合を以下の方法で行った。
まず、シクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度を50℃に調整した後、反応器に投入した全モノマー100質量部に対してBu-Liを0.081質量部と、TMEDAをBu-Li1モルに対して1.5モルと、NaOAmをBu-Li1mоlに対して0.06モル添加した。
次に第2ステップとして、スチレン17質量部とブタジエン79質量部とを含有するシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を90分間かけて一定速度で連続的に反応器に投入し、その後さらに30分間反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。
次に、前記ブロック共重合体(1)の合成と同様の水添操作を行い、ランダム共重合体(16)を得た。
得られた共重合体(16)は、スチレン含有量32質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量50mоl%、重量平均分子量20.1万、水添率は80mоl%であった。
上記共重合体(16)を添加した硬化組成物ではクラックも比較的抑制できてはいるが、硬化組成物の引張強度、銅箔との接着強度が他のブロック共重合体に比べて悪化していた。
【0098】
(ブロック共重合体(17))(B-A-B)
内容積10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用い、バッチ重合を以下の方法で行った。
まず、シクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度を50℃に調整した後、反応器に投入した全モノマー100質量部に対してBu-Liを0.075質量部と、TMEDAをBu-Li1モルに対して1.3モルと、NaOAmをBu-Li 1mоlに対して0.05モル添加した。
第一のステップとして、スチレン34質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を40分間にかけて投入し、その後、さらに20分間反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。
第二のステップとして、スチレン16質量部とブタジエン64質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を70分かけて連続的に反応器に投入し、その後、10分かけて反応させた。この時の重合温度は58℃に調整した。
第三のステップとしてスチレン34質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を40分かけて投入し、その後さらに20分間反応させた。この時の重合温度は60℃に調整した。その後メタノールを添加し、重合反応を停止した。
さらに得られたブロック共重合体に、上記のようにして調製した水添触媒を、ブロック共重合体100質量部当たり、Ti基準で100ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度65℃で水素添加反応を約1時間行った。
次に、安定剤として、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加し、水添物であるブロック共重合体(17)を得た。
上記のようにして得られたブロック共重合体(17)は、スチレン含有量84質量%、重合体ブロック(A)含有量32質量%、重合体ブロック(B)含有量68質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量は60mоl%、重量平均分子量12.5万、分子量分布1.05、水素添加率40mоl%であった。
ブロック共重合体(17)(表中、共重合体(17)と示す)の物性を、表1に示す。
【0099】
(ブロック共重合体(18))(C-B-A-B)
前記ブロック共重合体(1)の合成と同様に、内容積が10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を使用してバッチ重合を以下の方法で行った。
はじめにシクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度50℃に調整した後、全モノマー100質量部に対してBu-Li0.082質量部と、TMEDAをBu-Li 1モルに対して0.4モル、NaOAmを添加しなかった。
次に、第1ステップとして、ブタジエン10質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度25質量%)を8分間かけて投入し、その後、さらに15分間反応させた。この時の重合温度は52℃に調整した。
次に、第2ステップとして、スチレン3質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度25質量%)を2分間かけて投入し、その後、さらに8分間反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。
次に、第3ステップとして、スチレン20質量部とブタジエン60質量部とを含有するシクロヘキサン溶液(モノマー濃度25質量%)を70分間かけて一定速度で連続的に反応器に投入し、その後、さらに15分間反応させた。この時の重合温度は60℃に調整した。
次に、第4ステップとして、スチレン3質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度25質量%)を2分間かけて投入し、その後、さらに8分間反応させた。この時の重合温度は62℃に調整した。
次に、前記ブロック共重合体(1)の製造と同様の水添操作を約20分間行い、ブロック共重合体(18)を得た。
得られたブロック共重合体(18)は、スチレン含有量26質量%、重合体ブロック(A)の含有量:50質量%、重合体ブロック(B)の含有量:6質量%、重合体ブロック(C)の含有量10質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量15.0mоl%、重量平均分子量15.5万、水添率は10.0mоl%であった。
【0100】
(ブロック共重合体(19))(B-A-B)
内容積10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用い、バッチ重合を以下の方法で行った。
まず、シクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度を55℃に調整した後、反応器に投入した全モノマー100質量部に対してBu-Liを0.070質量部と、TMEDAをBu-Li 1モルに対して1.3モルを添加し、NaOAmを添加しなかった。
第一のステップとして、スチレン22質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を40分間にかけて投入し、その後、さらに20分間反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。
第二のステップとして、スチレン31質量部とブタジエン50質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を70分かけて連続的に反応器に投入し、その後、10分かけて反応させた。この時の重合温度は60℃に調整した。
第三のステップとしてスチレン23質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を40分かけて投入し、その後さらに20分間反応させた。この時の重合温度は65℃に調整した。その後メタノールを添加し、重合反応を停止した。
さらに得られたブロック共重合体に、上記のようにして調製した水添触媒を、ブロック共重合体100質量部当たり、Ti基準で100ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度65℃で水素添加反応を約2時間行った。
次に、安定剤として、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加し、水添物であるブロック共重合体(19)を得た。
上記のようにして得られたブロック共重合体(19)は、スチレン含有量86質量%、重合体ブロック(A)含有量45質量%、重合体ブロック(B)含有量55質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量は26mоl%、重量平均分子量16.9万、分子量分布1.11、水素添加率98mоl%であった。
ブロック共重合体(19)(表中、共重合体(19)と示す)の物性を、表1に示す。
【0101】
(ブロック共重合体(20))(C-A-C)
前記ブロック共重合体(1)の製造と同様に、内容積が10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を使用してバッチ重合を以下の方法で行った。
まず、シクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度を45℃に調整した後、反応器に投入した全モノマー100質量部に対してBu-Liを0.079質量部と、TMEDAをBu-Li 1モルに対して1.2モルを添加した。NaOAmを添加しなかった。
第1ステップとして、ブタジエン15質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度20質量%)を10分間かけて投入し、その後更に10分間重合した。なお重合温度は50℃に調整した。
次に第2ステップとして、スチレン15質量部とブタジエン70質量部を含有するシクロヘキサン溶液(濃度20質量%)を60分間かけて一定速度で連続的に反応器に投入し、その後さらに30分間反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。
第3ステップとして、ブタジエン15質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度20質量%)を10分間かけて投入し、その後、さらに15分間反応させた。この時の重合温度は60℃に調整した。
次に、前記ブロック共重合体(1)の製造と同様の水添操作を行い、ブロック共重合体(20)を得た。
得られたブロック共重合体(20)は、スチレン含有量15質量%、重合体ブロック(A)の含有量:70質量%、重合体ブロック(B)の含有量:0質量%、重合体ブロック(C)の含有量:30質量%、水添前のブタジエンブロック部のビニル結合量22.0mоl%、重量平均分子量14.3万、水添率は60.0mоl%であった。
【0102】
(ブロック共重合体(21))(B-A-B)
内容積10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用い、バッチ重合を以下の方法で行った。
まず、シクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度を50℃に調整した後、反応器に投入した全モノマー100質量部に対してBu-Liを0.055質量部と、TMEDAをBu-Li1モルに対して0.3モルと、NaOAmを添加しなかった。
第一のステップとして、スチレン30質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を30分間にかけて投入し、その後、さらに20分間反応させた。この時の重合温度は55℃に調整した。
第二のステップとして、スチレン32質量部とブタジエン58質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を30分かけて連続的に反応器に投入し、その後、15分かけて反応させた。この時の重合温度は60℃に調整した。
第三のステップとしてスチレン30質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を40分かけて投入し、その後さらに20分間反応させた。この時の重合温度は62℃に調整した。その後メタノールを添加し、重合反応を停止した。
さらに得られたブロック共重合体に、上記のようにして調製した水添触媒を、ブロック共重合体100質量部当たり、Ti基準で100ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度65℃で水素添加反応を約1.5時間行った。
次に、安定剤として、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加し、水添物であるブロック共重合体(21)を得た。
上記のようにして得られたブロック共重合体(21)は、スチレン含有量92質量%、重合体ブロック(A)含有量40質量%、重合体ブロック(B)含有量60質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量は14mоl%、重量平均分子量2.4万、水素添加率73mоl%であった。
ブロック共重合体(21)(表中、共重合体(21)と示す)の物性を、表1に示す。
【0103】
(ブロック共重合体(22))(B-A-B)
内容積10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用い、バッチ重合を以下の方法で行った。
まず、シクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度を50℃に調整した後、反応器に投入した全モノマー100質量部に対してBu-Liを0.092質量部と、TMEDAをBu-Li 1モルに対して0.70モルを添加し、NaOAmを添加しなかった。
第一のステップとして、スチレン12質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を20分間にかけて投入し、その後、さらに10分間反応させた。この時の重合温度は65℃に調整した。
第二のステップとして、スチレン6質量部とブタジエン78質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を70分かけて連続的に反応器に投入し、その後、15分かけて反応させた。この時の重合温度は68℃に調整した。
第三のステップとしてスチレン13質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度22質量%)を20分かけて投入し、その後さらに10分間反応させた。この時の重合温度は70℃に調整した。その後メタノールを添加し、重合反応を停止した。
さらに得られたブロック共重合体に、上記のようにして調製した水添触媒を、ブロック共重合体100質量部当たり、Ti基準で100ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度65℃で水素添加反応を約2時間行った。
次に、安定剤として、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加し、水添物であるブロック共重合体(22)を得た。
上記のようにして得られたブロック共重合体(22)は、スチレン含有量31質量%、重合体ブロック(A)含有量75質量%、重合体ブロック(B)含有量25質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量は11mоl%、重量平均分子量30万、分子量分布1.07、水素添加率98mоl%であった。
ブロック共重合体(22)(表中、共重合体(22)と示す)の物性を、表1に示す。
【0104】
(ブロック共重合体(23))(C-B-A-B)
前記ブロック共重合体(1)の合成と同様に、内容積が10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を使用してバッチ重合を以下の方法で行った。
はじめにシクロヘキサン1Lを反応器に張り込み、温度58℃に調整した後、全モノマー100質量部に対してBu-Li0.085質量部と、TMEDAをBu-Li 1モルに対して1.2モル、NaOAmをBu-Li 1mоlに対して0.07モル添加した。
次に、第1ステップとして、ブタジエン20質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度25質量%)を10分間かけて投入し、その後、さらに10分間反応させた。この時の重合温度は58℃に調整した。
次に、第2ステップとして、スチレン30質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度24質量%)を30分間かけて投入し、その後、さらに15分間反応させた。この時の重合温度は60℃に調整した。
次に、第3ステップとして、スチレン10質量部とブタジエン70質量部とを含有するシクロヘキサン溶液(モノマー濃度24質量%)を60分間かけて一定速度で連続的に反応器に投入し、その後、さらに15分間反応させた。この時の重合温度は65℃に調整した。
次に、第4ステップとして、スチレン30質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度24質量%)を30分間かけて投入し、その後、さらに10分間反応させた。この時の重合温度は70℃に調整した。
次に、前記ブロック共重合体(1)の製造と同様の水添操作を約2時間行い、ブロック共重合体(23)を得た。
得られたブロック共重合体(23)は、スチレン含有量68質量%、重合体ブロック(A)の含有量:20質量%、重合体ブロック(B)の含有量:60質量%、重合体ブロック(C)の含有量20質量%、ブロック共重合体中のビニル結合量73.0mоl%、重量平均分子量22.4万、水添率は98mоl%であった。
【0105】
上述したブロック共重合体(1)~(23)のブロック構造、重合体ブロックの含有量、及び物性値を下記表1に示す。
【0106】
【0107】
〔実施例1~36〕、〔比較例1~20〕
下記の成分を用いて、以下の調製方法にしたがって樹脂組成物を調製した。
成分比及び物性を、下記表に示す。
【0108】
(成分(I):ブロック共重合体)
表1中の共重合体(1)~(23)、及び、以下の市販されている重合体を使用した。
スチレン-ブタジエンブロック共重合体(TR2630、JSR株式会社製)
ポリメタクリル酸メチル(Tg:90℃、東京化成株式会社製)
ポリ乳酸 REVODE110(Tg:62℃、神戸精化株式会社)
【0109】
(成分(II):ビスマレイミド化合物)
BMI-2300(大和化成株式会社製)
ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン(BMI-70)(ケイ・アイ化成株式会社製)
4,4'-ビスマレイミドジフェニルメタン(BMI)(ケイ・アイ化成株式会社製)
【0110】
(成分(III):シアン酸エステル化合物)
シアン酸エステル系化合物 2,2-ビス(4-シアネートフェニル)プロパン(東京化成株式会社製)
特開2019-552299号公報に記載された合成例を基に調製した、ナフトールアラルキル型シアン酸エステル(Mw:600)
【0111】
(成分(IV):ポリフェニレンエーテル樹脂)
OPE-2St(三菱ガス化学社製)
【0112】
(成分(V):その他)
シリカ:SC-2050MB(アドマテックス社製)
相溶化剤:クリスタレックス3085 (イーストケミカル社製)
相溶化剤:M1913(旭化成株式会社製)
硬化促進剤:2-エチルヘキサン酸亜鉛(東京化成株式会社製)
ラジカル開始剤:パークミルD
【0113】
〔樹脂組成物の製造〕
下記表に示す配合割合で樹脂組成物を作製した。
溶媒として、トルエン、メチルエチルケトン、及びメチルイソブチルケトンを用いた。
まず、ビスマレイミド化合物、シアン酸エステル化合物成分を160℃に溶解させ、撹拌しながら6時間反応させ、ビスマレイミドトリアジン樹脂を得た。
得られたビスマレイミドトリアジン樹脂をトルエンに溶解させ、残りの成分を添加し、撹拌、溶解させ、濃度20質量%~50質量%のワニスを調製した。
前記ワニスを離形処理されたカプトンフィルム上に30mm/秒の速度で塗工した後、窒素気流下送風乾燥機で100℃、30分乾燥し、フィルムを得た。
得られたフィルムを窒素気流下送風乾燥機で200℃、最大90分硬化反応を行い、硬化物フィルムを得た。
前記硬化物フィルムを評価サンプルに供した。
【0114】
〔銅張積層板の製造〕
前記〔樹脂組成物の製造〕で得られたワニスを、厚さ0.069mmの低誘電ガラスクロスに含浸塗工し、乾燥機(耐圧防爆型スチーム乾燥機、(株)高杉製作所製))を用いて165℃、5分加熱乾燥し、樹脂組成物の含有量が30質量%のプリプレグを得た。
このプリプレグを、2枚を重ね、両面に12μm銅箔(3EC-M3-VLP、三井金属鉱業(株)製)を配置し、圧力30kg/cm2、温度210℃で、150分間真空プレスを行い、厚さ0.2mmの銅張積層板(金属箔張積層板)を得た。
【0115】
〔樹脂組成物の特性の測定、及び評価方法〕
((1)誘電正接及び誘電特性)
10GHzでの誘電正接を、空洞共振法にて測定した。
測定装置としてネットワークアナライザー(N5230A、AgilentTechnologies社製)、及び関東電子応用開発社製の空洞共振器(Cavity Resornator CPシリーズ)を用い、測定サンプルは、前記〔樹脂組成物の製造〕で得た硬化物フィルムから幅2.6mm×長さ80mmの試験片を切り出して用い、測定した。
誘電率(Dk)、誘電正接(Df)について、以下のように評価した。
【0116】
<実施例1~21、比較例1~10>
誘電率(Dk):
「A」3.30未満
「B」3.30以上3.50未満
「C」3.50以上3.70未満
「D」3.70以上
誘電正接(Df):
「A」0.0046未満
「B」0.0046以上0.0051未満
「C」0.0051以上0.0056未満
「D」0.0056以上
【0117】
<実施例22~23、比較例11>
誘電率(Dk):
「A」2.50未満
「B」2.50以上2.70未満
「C」2.70以上
誘電正接(Df):
「A」0.0035未満
「B」0.0035以上0.0040未満
「C」0.0040以上
【0118】
<実施例24~36、比較例12~20>
誘電率(Dk):
「A」2.30未満
「B」2.30以上2.40未満
「C」2.40以上2.50未満
「D」2.50以上
誘電正接(Df):
「A」0.0020未満
「B」0.0020以上0.0025未満
「C」0.0025以上0.0030未満
「D」0.0030以上
【0119】
((2)穴あけ加工性)
前記の(銅張積層板の製造)で作製した銅張積層板を2枚重ねたものの上に厚さ0.1mmのアルミニウム箔、下に厚さ1.5mmの紙基材フェノール樹脂積層板(フタムラ化学社製、FL-101)を配置し、径0.2mm(日立ビアメカニクス社製 ND-1V212)のドリルを用い、回転数:160krpm、送り速度:2m/分、チップロード12.5μm/revの条件下で、任意の箇所に5個ビアホールを作製し、SEM観察により穴あけ加工性を評価した。
評価方法は以下の(a)、(b)の通りである。
【0120】
<(a)クラックの有無>
5個のビアホールの底部にクラックが発生しているか、SEM画像から観測した。
クラックが少ない方が穴あけ加工性が良好であるものとし、下記の通り評価した。
〇:クラックなし
△:わずかにクラックは残るが、前記成分(I)未添加の比較例に比べてクラックの数が減少した。
×:クラックがあり、前記成分(I)未添加の比較例と同等又はそれ以上のクラックの数が見られた。
【0121】
<(b)最大スミア長さ>
ビアホールの底面の円周から円中心へ流れるスミアの最大長さ(最大スミア長さ)を、得られたSEM画像から測定し、5個のビアホールの最大スミア長さの平均値を算出した。
その値を下記の通り評価した。
〇:最大スミア長さが4μm未満
△:最大スミア長さが4μm以上6μm未満
×:最大スミア長さが6μm以上
【0122】
((3)共重合体の相溶性)
前記のワニス、フィルムを目視で確認し、共重合体の相溶性を下記の通り評価した。
なお、前記成分(I)が未添加の比較例については「-」と記載した。
〇:ワニスに不溶分やゲル発生しておらず、液面の分離が起きていなかった。フィルムの外観が均一であった。
×:ワニスに不溶分やゲルの発生又は液面の分離が起きていた。フィルムの外観が均一でなかった。
【0123】
((4)曲げ強度)
前記の0.6mm厚みの硬化物フィルムを使用し、JIS K6911に準じてオートグラフ試験機を用いて、試験片の両端部分を支点で支えて両端支持ばりとし、その中央部に上部から集中荷重を加えた時の最大曲げ応力を測定し、曲げ強度を得た。
ブロック共重合体及び/又は共重合体が未添加の比較例1の曲げ強度を100とした時の値を示す。
大きければ大きいほど曲げ強度が改良していることを意味する。
【0124】
【0125】
【0126】
【0127】
【0128】
【0129】
【0130】
【0131】
【0132】
【0133】
【0134】