JP5163665B2 - 環状オレフィン系樹脂フィルムおよび環状オレフィン系ポリマーシートまたはフィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
(1)環状オレフィンモノマーとメタセシス重合触媒とを混合して重合性組成物(A)を調製する工程(I)の後、該重合性組成物(A)を、金属箔及び/又は繊維材料からなる支持体に塗布又は含浸する工程(II)を、前記重合性組成物(A)の可使時間の60%以内の時間内に行うこと、及び重合性組成物(A)の塊状重合を完結させる工程(III)を、工程(II)の後、連続的に行うことを特徴とする環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
(2)工程(II)が、工程(I)において調製した重合性組成物(A)を、ミキサーから滞留させることなく送液し、支持体に塗布又は含浸させる工程である(1)に記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
(3)工程(II)の後、重合性組成物(A)が塗布又は含浸された支持体上に、保護フィルムを重ね合わせ、次いで工程(III)を行うことを特徴とする(1)又は(2)に記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
(5)工程(III)の後、得られた長尺状の環状オレフィン系樹脂フィルムをロール状に巻き取ることを特徴とする(4)に記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
(6)前記工程(I)が、環状オレフィンモノマー、メタセシス重合触媒及び連鎖移動剤を混合して重合性組成物(A)を調製する工程であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
(8)環状オレフィン系樹脂フィルムが、後架橋可能な熱可塑性樹脂フィルムである(1)〜(7)のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
(9)環状オレフィン系樹脂フィルムが、架橋樹脂フィルムである(1)〜(7)のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
(11)前記環状オレフィンモノマーとして、ノルボルネン系モノマーを用いることを特徴とする(1)〜(10)のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
(12)前記メタセシス重合触媒として、へテロ原子含有カルベン化合物を配位子として有するルテニウム錯体化合物を用い、重合性組成物(A)を20℃/分以上の昇温速度で100℃以上の所定温度まで加熱して、塊状重合することを特徴とする、(1)〜(11)のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
(14)前記金属箔が、シランカップリング剤またはチオール系カップリング剤で処理されたものである(1)〜(13)のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
(15)前記シランカップリング剤が、式(5):RSiXYZ(式中、Rは末端に二重結合、メルカプト結合又はアミノ基のいずれかを有する基を表し、X、Yはそれぞれ独立して加水分解性基、水酸基又はアルキル基を表し、Zは加水分解性基又は水酸基を表す。)で表されるものである(14)に記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
(16)ヘテロ原子含有カルベン化合物を配位子として有するルテニウム錯体触媒及び環状オレフィンモノマーを含む反応液を塊状開環メタセシス重合して、厚さ1mm以下のポリマーシート又はフィルムを製造する方法であって、前記反応液を、導電性材料又は繊維材料からなる支持体に塗布又は含浸し、20℃/分以上の昇温速度で100℃以上まで加熱することにより、前記環状オレフィンモノマーの重合を完結させる工程を連続的に行うことを特徴とする環状オレフィン系ポリマーシート又はフィルムの製造方法。
(17)前記反応液として、連鎖移動剤をさらに含むものを用いることを特徴とする(16)に記載の環状オレフィン系ポリマーシート又はフィルムの製造方法。
本発明の製造方法により得られる環状オレフィン系樹脂フィルムが熱可塑性樹脂である場合には、基材と重ね合わせ、熱可塑性樹脂部分を加熱溶融し、架橋することにより、架橋樹脂と基材との密着性に優れた架橋樹脂複合材料を効率よく製造することができる。
このようにして得られる架橋樹脂複合材料は、電気絶縁性、機械的強度、耐熱性、密着性、誘電特性等に優れる環状オレフィン系樹脂と基材とが強固に接着してなるものであり、プリント配線板等の電気材料として好適である。
1)環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法
第1の発明である環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法は、環状オレフィンモノマーとメタセシス重合触媒とを混合して重合性組成物(A)を調製する工程(I)の後、該重合性組成物(A)を、金属箔及び/又は繊維材料からなる支持体に塗布又は含浸する工程(II)を、前記重合性組成物(A)の可使時間の60%以内の時間内に行うこと、及び重合性組成物(A)の塊状重合を完結させる工程(III)を、工程(II)の後、連続的に行うことを特徴とする。
〔工程(I)〕
工程(I)は、環状オレフィンモノマーとメタセシス重合触媒とを混合して重合性組成物(A)を調製する工程である。
ジシクロペンタジエン、ジヒドロジシクロペンタジエンや、それらのアルキル、アルケニル、アルキリデン、アリール、ヒドロキシ、酸無水物基、カルボキシル、アルコキシカルボニル置換体等の三環ノルボルネン類;ジメタノヘキサヒドロナフタレン(テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4,9−ジエンともいう)、ジメタノオクタヒドロナフタレン(テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エンともいう)、1,4−メタノ−1,4,4a,9a−テトラヒドロ−9H−フルオレン(テトラシクロ[9.2.1.02,10.03,8]テトラデカ−3,5,7,12−テトラエンともいう)や、それらのアルキル、アルケニル、アルキリデン、アリール、ヒドロキシ、酸無水物基、カルボキシル、アルコキシカルボニル置換体等の四環ノルボルネン類;トリシクロペンタジエン等の五環ノルボルネン類;ヘキサシクロヘプタデセン等の六環ノルボルネン類;ジノルボルネン、二個のノルボルネン環が炭化水素又はエステル基等で結合した化合物、これらのアルキル、アリール置換体等のノルボルネン環を含む化合物;等が挙げられる。
ルテニウムカルベン錯体は、下記の式(1)又は式(2)で表されるものである。
ベンジリデンビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド、(3−メチル−2−ブテン−1−イリデン)ビス(トリシクロペンチルホスフィン)ルテニウムジクロリド等の2つの中性電子供与性化合物が結合したルテニウム化合物;
ベンジリデンビス(1,3−ジシクロヘキシルイミダゾリジン−2−イリデン)ルテニウムジクロリド、ベンジリデンビス(1,3−ジイソプロピル−4−イミダゾリン−2−イリデン)ルテニウムジクロリド等の2つのヘテロ原子含有カルベン化合物が結合したルテニウム錯体化合物;等が挙げられる。
工程(II)は、工程(I)で調製した重合性組成物(A)を支持体に塗布又は含浸する工程である。
工程(III)は、重合性組成物(A)が塗布又は含浸された支持体を所定温度に加熱することにより、重合性組成物(A)を塊状重合する工程である。本発明においては、前記工程(II)の後、工程(III)を遅滞なく連続的に行なうのが好ましい。
第2の発明は、ヘテロ原子含有カルベン化合物を配位子として有するルテニウム錯体触媒及び環状オレフィンモノマーを含む反応液を塊状開環メタセシス重合して、厚さ1mm以下のポリマーシート又はフィルムを製造する方法であって、20℃/分以上の昇温速度で100℃以上まで加熱することにより、前記環状オレフィンモノマーの重合を完結させる工程を有することを特徴とする環状オレフィン系ポリマーシート又はフィルムの製造方法である。
反応液を調製する方法に特に制約はないが、例えば、環状オレフィンモノマー(モノマー液)と、ルテニウム錯体触媒を適当な溶媒に溶解若しくは分散させた溶液(触媒液)とを別々に調製し、反応させる直前に混合して調製する方法が挙げられる。
100mlガラス製フラスコに、ベンジリデン(1,3−ジメシチルイミダゾリジン−2−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリドを1.1g、トリフェニルホスフィンを1.6g入れ、トルエンを44g加えて溶解させ、ルテニウム濃度0.025モル/リットルの触媒液1を調製した。
100mlガラス製フラスコに、ベンジリデンビストリシクロヘキシルホスフィンルテニウムジクロリドを4.1g、トリフェニルホスフィンを5.2g入れ、トルエンを35g加えて溶解させ、ルテニウム濃度0.10モル/リットルの触媒液2(ヘテロ原子含有カルベン化合物を配位子として有しないルテニウム錯体触媒)を調製した。前述のモノマー液1と触媒液2を用いてポットライフを測定すると、3分50秒であった。
ガラスクロス強化PTFE樹脂フィルム(実施例1と同じものを150mm×500mmに切ったもの。)を10枚用意し、それぞれのフィルム上にガラスクロス(実施例1と同じものをl00mm×400mmに切ったもの。)を3枚敷いた。
実施例3は、図1に示す連続成形装置を使用して行った。先ず、モノマー液タンク1に、ヒュームドシリカ(商品名:アエロジル200、日本アエロジル製)を12g、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エンを450g、2−ノルボルネンを150g、メタクリル酸スチリルを10g、1,3−ジ(2−t−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン(1分間半減期温度175℃)を8.6g入れ、混合してモノマー液2を得た。また、触媒液タンク2には、実施例1で得た触媒液1を入れた。このモノマー液2と触媒液1を用いてポットライフを測定すると、5分40秒であった。
実施例4は、図2に示す連続成形装置を使用して行った。先ず、モノマー液タンク11にヒュームドシリカ(アエロジル200)を12g、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エンを252g、2−ノルボルネンを108g、ジシクロペンタジエンを240g、スチレンを5.0ml、ジ−t−ブチルペルオキシド(1分間半減期温度186℃)を8.6m1入れ、混合してモノマー液3を得た。また、触媒液タンク12には、ベンジリデン(1,3−ジメシチル−4−イミダゾリン−2−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリドを1.1g、トリフェニルホスフィンを1.6g入れ、トルエンを44g加えて溶解させて触媒液3を得た。このモノマー液3と触媒液3を用いてポットライフを測定すると、23分であった。
実施例5は、図3に示す連続成形装置を用いて行った。先ず、モノマー液タンク23にテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エンを600g入れてモノマー液4とした。また、触媒液タンク24には、ベンジリデン(1,3−ジメシチルイミダゾリジン−4−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリドを1.1g、トリフェニルホスフィンを1.6gを入れ、トルエンを44g加えて溶解させて触媒液4を得た。このモノマー液4と触媒液4を用いてポットライフを測定すると、5分30秒であった。
20mlのナス型フラスコに、ベンジリデン(1,3−ジメシチルイミダゾリジン−2−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド4.2mg、トリフェニルホスフィン6.6mg及び撹拌子を入れ、トルエン0.05mlを加えて溶解させた。これに、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン(1モル%のスチレンを含む)8.1mlを撹拌しながら加え、反応液1(ルテニウム濃度0.6ミリモル/リットル)を調製した。一方、0.5mm×80mm×80mmのシート成形用金型として、面板ヒーターを貼った0.25mm×100mm×100mmのステンレス板2枚を0.5mm厚のコの字型スペーサーで挟んだものを用意した。反応液1を金型に移送し(以上の操作は、室温(25℃)で行った。)、金型を80℃/分の昇温速度で220℃まで加熱した。放冷後、シート状成形品を取り出し、該成形品の熱分析測定を行った。このシート状成形品のTgは201℃、加熱残分は97.5%であった。
撹拌子を入れたガラス製フラスコ中で、ベンジリデン(1,3−ジメシチルイミダゾリジン−2−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド1.4mg、トリフェニルホスフィン2.2mgをトルエン0.03mlに溶解させて触媒溶液を調製した。この触媒溶液に、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン(1モル%のスチレンを含む)8.1mlを撹拌しながら加え、反応液2(ルテニウム濃度0.2ミリモル/リットル)を調製した。次いで、反応液2を、220℃に加熱したステンレス板に塗布したところ、瞬時に固化した。固化物をすばやく剥がして、厚さ0.1mmのフィルム状重合体を得た。このフィルム状重合体のTgは205℃、加熱残分は98.8%であった。
トリフェニルホスフィンを加えない以外は、実施例7と同様にして触媒溶液を調製した。この触媒溶液に、ジシクロペンタジエンとシクロペンタジエン三量体の9:1(重量比)混合溶液8.0mlを撹拌しながら加え、反応液3(ルテニウム濃度0.2ミリモル/リットル)を調製した。反応液3を、180℃に加熱したステンレス板に塗布したところ、瞬時に固化した。固化物をすばやく剥がして、厚さ0.1mmのフィルム状重合体を得た。このフィルム状重合体のTgは165℃、加熱残分は98.5%であった。
0.5mm×80mm×80mmのシート成形用金型として、面板ヒーターを貼った10mm×100mm×100mmのアルミニウム板2枚を、0.5mm厚のコの字型スペーサーで挟んだものを使用し、昇温速度を12℃/分とした以外は、実施例6と同様に操作した。
得られたシート状成形品のTgは164℃、加熱残分は93.0%であった。
反応液3を使用する以外は、比較例2と同様に操作した。得られたシート状成形品のTgは105℃、加熱残分は93.5%であった。
3mm×80mm×80mmの平板成形用金型(面板ヒーターを貼った10mm×100mm×100mmのアルミニウム板2枚を3mm厚のコの字型スペーサーで挟んだもの)を使用し、反応液1の調製スケールを6倍とする以外は、比較例3と同様に操作した。金型温度が61℃に達した時点で、金型の上部から反応熱による発煙が見られた。
得られたシート状成形品のTgは202℃、加熱残分は98.5%であった。
反応液3を80℃に加熱したステンレス板に塗布して10分間反応させて厚さ0.5mmのフィルム状重合体を得た。このフィルム状重合体のTgは80℃、加熱残分は88.5%であった。
ベンジリデン(1,3−ジメシチルイミダゾリジン−2−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド4.2mgの代わりに、ベンジリデンビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムジクロリド4.1mgを使用する以外は、実施例6と同様に操作した。得られたシート成形品のTgは145℃、加熱残分は91.5%であった。
トリフェニルホスフィンを2.7mgとした他は実施例7と同様にして触媒溶液を調製した。この触媒溶液に、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン(1モル%のスチレンを含む)を7.0ml、5−エチリデン−2−ノルボルネンを3.4ml及びスチレンを0.079ml加えて混合し、反応液4を調製した。
Claims (17)
- 環状オレフィンモノマーとメタセシス重合触媒とを混合して重合性組成物(A)を調製する工程(I)の後、該重合性組成物(A)を、金属箔及び/又は繊維材料からなる支持体に塗布又は含浸する工程(II)を、前記重合性組成物(A)の可使時間の60%以内の時間内に行うこと、及び重合性組成物(A)の塊状重合を完結させる工程(III)を、工程(II)の後、連続的に行うことを特徴とする環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
- 工程(II)が、工程(I)において調製した重合性組成物(A)を、ミキサーから滞留させることなく送液し、支持体に塗布又は含浸させる工程である請求項1に記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
- 工程(II)の後、重合性組成物(A)が塗布又は含浸された支持体上に、保護フィルムを重ね合わせ、次いで工程(III)を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
- 前記支持体として長尺状のものを使用し、長尺状の環状オレフィン系樹脂フィルムを連続的に製造するものである、請求項1〜3のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
- 工程(III)の後、得られた長尺状の環状オレフィン系樹脂フィルムをロール状に巻き取ることを特徴とする請求項4に記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
- 前記工程(I)が、環状オレフィンモノマー、メタセシス重合触媒及び連鎖移動剤を混合して重合性組成物(A)を調製する工程であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
- 前記工程(I)が、環状オレフィンモノマー、メタセシス重合触媒及び架橋剤を混合して重合性組成物(A)を調製する工程であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
- 環状オレフィン系樹脂フィルムが、後架橋可能な熱可塑性樹脂フィルムである請求項1〜7のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
- 環状オレフィン系樹脂フィルムが、架橋樹脂フィルムである請求項1〜7のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
- 前記工程(III)が、重合性組成物(A)が塗布又は含浸された支持体を、加熱ロール、加熱プレート又は加熱炉を用いて所定温度に加熱して、重合性組成物(A)の塊状重合を完結させる工程であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
- 前記環状オレフィンモノマーとして、ノルボルネン系モノマーを用いることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
- 前記メタセシス重合触媒として、へテロ原子含有カルベン化合物を配位子として有するルテニウム錯体化合物を用い、重合性組成物(A)を20℃/分以上の昇温速度で100℃以上の所定温度まで加熱して、塊状重合することを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
- 前記支持体として繊維材料と銅箔の双方を使用し、工程(II)の後、重合性組成物(A)が塗布又は含浸された支持体表面上に、銅箔を重ね合わせ、次いで工程(III)を行って両面銅張積層板を製造するものである、請求項1〜12のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
- 前記金属箔が、シランカップリング剤またはチオール系カップリング剤で処理されたものである請求項1〜13のいずれかに記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
- 前記シランカップリング剤が、式(5):RSiXYZ(式中、Rは末端に二重結合、メルカプト結合又はアミノ基のいずれかを有する基を表し、X、Yはそれぞれ独立して加水分解性基、水酸基又はアルキル基を表し、Zは加水分解性基又は水酸基を表す。)で表されるものである請求項14に記載の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造方法。
- ヘテロ原子含有カルベン化合物を配位子として有するルテニウム錯体触媒及び環状オレフィンモノマーを含む反応液を塊状開環メタセシス重合して、厚さ1mm以下のポリマーシート又はフィルムを製造する方法であって、前記反応液を、導電性材料又は繊維材料からなる支持体に塗布又は含浸し、20℃/分以上の昇温速度で100℃以上まで加熱することにより、前記環状オレフィンモノマーの重合を完結させる工程を連続的に行うことを特徴とする環状オレフィン系ポリマーシート又はフィルムの製造方法。
- 前記反応液として、連鎖移動剤をさらに含むものを用いることを特徴とする請求項16に記載の環状オレフィン系ポリマーシート又はフィルムの製造方法。
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