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公開番号2025159367
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-21
出願番号2024061833
出願日2024-04-08
発明の名称ポリアリールエーテルスルホン
出願人本州化学工業株式会社
代理人弁理士法人お茶の水内外特許事務所
主分類C08G 65/40 20060101AFI20251014BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】高周波数帯での向上した誘電特性を有する新規なアリールエーテルスルホンを提供すること。
【解決手段】一般式(1)で表される繰り返し単位を有するポリアリールエーテルスルホン。
【化1】
<com:Image com:imageContentCategory="Drawing"> <com:ImageFormatCategory>TIFF</com:ImageFormatCategory> <com:FileName>2025159367000030.tif</com:FileName> <com:HeightMeasure com:measureUnitCode="Mm">37</com:HeightMeasure> <com:WidthMeasure com:measureUnitCode="Mm">170</com:WidthMeasure> </com:Image> (式中、Zは酸素原子、スルホニル基、カルボニル基、炭素原子数1～15のアルキリデン基、炭素原子数2～15のフッ素含有アルキリデン基、炭素原子数5～15のシクロアルキリデン基、フェニルメチリデン基、フェニルエチリデン基、フェニレン基又はフルオレニリデン基を示し、R₁及びR₂は、各々独立して炭素原子数1～6の炭化水素基を示し、mは0又は1を示す。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
一般式（１）で表される繰り返し単位を有するポリアリールエーテルスルホン。
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2025159367000027.tif
37
170
（式中、Ｚは酸素原子、スルホニル基、カルボニル基、炭素原子数１～１５のアルキリデン基、炭素原子数２～１５のフッ素含有アルキリデン基、炭素原子数５～１５のシクロアルキリデン基、フェニルメチリデン基、フェニルエチリデン基、フェニレン基又はフルオレニリデン基を示し、Ｒ
１
及びＲ
２
は、各々独立して炭素原子数１～６の炭化水素基を示し、ｍは０又は１を示す。）
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
一般式（１）で表される繰り返し単位が、化学式（１ａ）で表される繰り返し単位である、請求項１に記載のポリアリールエーテルスルホン。
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2025159367000028.tif
32
170
【請求項３】
化学式（１ａ）で表される繰り返し単位の含有量が、ポリアリールエーテルスルホン全体の６０モル％以上である、請求項２に記載のポリアリールエーテルスルホン。
【請求項４】
請求項１に記載のポリアリールエーテルスルホンの成形品。
【請求項５】
請求項１に記載のポリアリールエーテルスルホンを含む、電子機器・デバイス用ポリアリールエーテルスルホン樹脂材料。
【請求項６】
請求項１に記載のポリアリールエーテルスルホンを含む、１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲の高周波通信用電子機器・デバイス用ポリアリールエーテルスルホン樹脂材料。
【請求項７】
請求項１に記載のポリアリールエーテルスルホンを用いた、電子機器・デバイス。
【請求項８】
請求項１に記載のポリアリールエーテルスルホンを用いた、１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲の高周波通信用電子機器・デバイス。
【請求項９】
請求項１に記載のポリアリールエーテルスルホンを、電子機器・デバイスに使用する方法。
【請求項１０】
請求項１に記載のポリアリールエーテルスルホンを、１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲の高周波通信用電子機器・デバイスに使用する方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規なポリアリールエーテルスルホン（ＰＡＥＳ）に関するものであり、詳しくは、特定のビスフェノールを原料に用いて得られる、耐熱性と高周波数帯での向上した誘電特性を有するＰＡＥＳに関する。
続きを表示（約 5,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ポリアリールエーテルスルホン（ＰＡＥＳ）樹脂は、耐熱性、寸法安定性、機械的特性、難燃性などの特徴を備えている熱可塑性プラスチックであり、スーパーエンジニアリングプラスチックの１種として知られている。このため、ＰＡＥＳ樹脂は、リレー部品、コイルボビン、スイッチ等の電気・電子分野に、複写機やプリンターの各種部品などＯＡ・ＡＶ部品に、航空機の機内食用のトレイなど耐熱食器に、歯科用器具等の医療分野に、それぞれ素材として使用されている。これらの用途におけるＰＡＥＳの使用は一層高度化、特殊化する傾向にある。
【０００３】
近年、無線インターネット機器や通信機器では、流れる電気信号の伝送速度は非常に高速化・高周波数化が進んでおり、これらの機器が有する金属配線を絶縁する絶縁部にも高周波数化への対応が求められている。特に、センチメートル波（ＳＨＦ：ＳｕｐｅｒＨｉｇｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）や、ミリ波（ＥＨＦ：ＥｘｔｒｅｍｅｌｙＨｉｇｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）等のより高周波数帯の電波は更に高速なデータ通信を行うために用いられる。周波数が高いほど絶縁部の誘電損失が増加し、流れる電気信号が減衰する。したがって、高周波数化への対応として、誘電損失を低減することができる誘電特性に優れた材料が求められている。一方、電気・電子部品、これを用いた電子デバイスや電子機器の製造並びに使用の場面で優れた耐熱性も必要とされており、より向上した耐熱性を有する材料も求められている。この用途で専ら活用されている樹脂は液晶ポリマー（ＬＣＰ）やポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）などであり、ＰＡＥＳはほとんど注目されていない現状である。
【０００４】
ビスフェノール化合物とジハロゲン化ジフェニルスルホンから得られるＰＡＥＳにおいて、ヒドロキシ基の二つのオルソ位に炭化水素基を有するビスフェノールである４，４’－メチレンビス（２，６－ジメチルフェノール）と、４，４’－ジクロロジフェニルスルホンから得られるＰＡＥＳは向上した耐熱性を有することが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開昭５８－１０１１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のＰＡＥＳの誘電特性については従来全く知られておらず、電子機器やこれに用いる電子デバイス（以下、総称して、電子機器・デバイスと称することがある）に用いる樹脂材料、特に、昨今で需要のあるセンチメートル波やミリ波等の高周波数帯の電波を使用した高速通信に用いる電子機器・デバイス（以下、高周波通信用電子機器・デバイスと称することがある）に使用する樹脂材料として適するか否かも全く知られていない。
本発明者らは、汎用されるＰＡＥＳである、原料のビスフェノールとして４，４’－ビフェノールを使用して得られるＰＡＥＳ（ポリフェニルスルホン：ＰＰＳＵ）並びに２，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）プロパンを使用して得られるＰＡＥＳ（ポリスルホン：ＰＳＵ）を合成して、高周波数帯での誘電特性を評価したところ、比誘電率及び誘電正接が高く、電子機器・デバイスに用いる樹脂材料としては誘電特性に劣るという問題点を見出した。
かかる中、本発明は、高周波数帯での向上した誘電特性を有する新規なＰＡＥＳの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上述の課題解決のために鋭意検討した結果、繰り返し単位にフェノール部位に由来する構造部分の酸素原子に対して２位と５位に特定の炭化水素基を有するＰＡＥＳは、ＰＡＥＳが備える優れた耐熱性の他、高周波数帯での向上した誘電特性を有することを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
本発明は以下の通りである。
１．一般式（１）で表される繰り返し単位を有するポリアリールエーテルスルホン。
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2025159367000001.tif
37
170
（式中、Ｚは酸素原子、スルホニル基、カルボニル基、炭素原子数１～１５のアルキリデン基、炭素原子数２～１５のフッ素含有アルキリデン基、炭素原子数５～１５のシクロアルキリデン基、フェニルメチリデン基、フェニルエチリデン基、フェニレン基又はフルオレニリデン基を示し、Ｒ
１
及びＲ
２
は、各々独立して炭素原子数１～６の炭化水素基を示し、ｍは０又は１を示す。）
２．一般式（１）で表される繰り返し単位が、化学式（１ａ）で表される繰り返し単位である、１．に記載のポリアリールエーテルスルホン。
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2025159367000002.tif
32
170
３．化学式（１ａ）で表される繰り返し単位の含有量が、ポリアリールエーテルスルホン全体の６０モル％以上である、２．に記載のポリアリールエーテルスルホン。
４．１．に記載のポリアリールエーテルスルホンの成形品。
５．１．に記載のポリアリールエーテルスルホンを含む、電子機器・デバイス用ポリアリールエーテルスルホン樹脂材料。
６．１．に記載のポリアリールエーテルスルホンを含む、１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲の高周波通信用電子機器・デバイス用ポリアリールエーテルスルホン樹脂材料。
７．１．に記載のポリアリールエーテルスルホンを用いた、電子機器・デバイス。
８．１．に記載のポリアリールエーテルスルホンを用いた、１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲の高周波通信用電子機器・デバイス。
９．１．に記載のポリアリールエーテルスルホンを、電子機器・デバイスに使用する方法。
１０．１．に記載のポリアリールエーテルスルホンを、１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲の高周波通信用電子機器・デバイスに使用する方法。
１１．１．に記載のポリアリールエーテルスルホンと、難燃剤、熱安定剤、酸化安定剤、耐候安定剤、帯電防止剤、滑剤及び可塑剤からなる群より１つ以上選択される添加剤を含む、ポリアリールエーテルスルホン樹脂組成物。
１２．１１．に記載のポリアリールエーテルスルホン樹脂組成物の成形品。
１３．１１．に記載のポリアリールエーテルスルホン樹脂組成物を用いた、電子機器・デバイス。
１４．前記ポリアリールエーテルスルホンの高分子鎖の両末端の構造が、（ｉ）～（ｉｉｉ）のいずれかの構造である、１．に記載のポリアリールエーテルスルホン。
（ｉ）両方とも一般式（４）又は化学式（５）で表される基から選択される１つの基である。
（ｉｉ）一方が一般式（４）又は化学式（５）で表される基から選択される１つの基であり、もう一方がハロゲン原子である。
（ｉｉｉ）一方が一般式（４）又は化学式（５）で表される基から選択される１つの基であり、もう一方がヒドロキシ基である。
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20
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（式中、Ｒ
３
は水素原子又はメチル基を示し、＊は高分子鎖の末端への結合部位を示す。）
１５．重量平均分子量（Ｍｗ）が２，０００以上１００，０００以下の範囲である、１４．に記載のポリアリールエーテルスルホン。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のポリアリールエーテルスルホンは、従来のＰＡＥＳが備える優れた耐熱性の他、高周波数帯での向上した誘電特性を有する。そのため、電子機器・デバイスに用いる樹脂材料として好適であり、特に１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲の高周波数帯の電波を使用した高速通信に用いる電子機器・デバイス（１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲の高周波通信用電子機器・デバイス）に用いる樹脂材料として好適である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本発明のＰＡＥＳ）
本発明のＰＡＥＳは、一般式（１）で表される繰り返し単位を有する。
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2025159367000004.tif
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（式中、Ｚは酸素原子、スルホニル基、カルボニル基、炭素原子数１～１５のアルキリデン基、炭素原子数２～１５のフッ素含有アルキリデン基、炭素原子数５～１５のシクロアルキリデン基、フェニルメチリデン基、フェニルエチリデン基、フェニレン基又はフルオレニリデン基を示し、Ｒ
１
及びＲ
２
は、各々独立して炭素原子数１～６の炭化水素基を示し、ｍは０又は１を示す。）
一般式（１）において、Ｚは酸素原子、スルホニル基、カルボニル基、炭素原子数１～１５のアルキリデン基、炭素原子数２～１５のフッ素含有アルキリデン基、炭素原子数５～１５のシクロアルキリデン基、フェニルメチリデン基、フェニルエチリデン基、フェニレン基又はフルオレニリデン基を示す。
その中でも、スルホニル基、炭素原子数１～１５のアルキリデン基、炭素原子数２～１５のフッ素含有アルキリデン基又はフルオレニリデン基が好ましく、スルホニル基、炭素原子数１～１５のアルキリデン基又はフルオレニリデン基がより好ましく、スルホニル基又は炭素原子数１～１５のアルキリデン基がさらに好ましく、炭素原子数１～１５のアルキリデン基が特に好ましい。
炭素原子数１～１５のアルキリデン基について、２つの結合位置は、共に１位であることが好ましい。その中でも、２つの結合位置が共に１位である炭素原子数１～１２のアルキリデン基が好ましく、２つの結合位置が共に１位である炭素原子数１～８のアルキリデン基がより好ましく、２つの結合位置が共に１位である炭素原子数１～６のアルキリデン基がさらに好ましく、２つの結合位置が共に１位である炭素原子数１のアルキリデン基すなわちメチレン基が特に好ましい。
炭素原子数１～１５のアルキリデン基として、具体的には、例えば、メチレン基、１，１－エチリデン基、１，１－プロピリデン基、２，２－プロピリデン基、１，１－ブチリデン基、２，２－ブチリデン基、１，１－ペンチリデン基、２，２－ペンチリデン基、４－メチル－２，２－ペンチリデン基、２－エチル－１，１－ヘキシリデン基、１，１－デシリデン基が挙げられる。この中でも、アルキリデン基の２つの結合位置が共に１位である、メチレン基、１，１－エチリデン基、１，１－プロピリデン基、１，１－ブチリデン基、１，１－ペンチリデン基、２－エチル－１，１－ヘキシリデン基、１，１－デシリデン基が好ましく、その中でも、メチレン基、１，１－エチリデン基、１，１－プロピリデン基、１，１－ブチリデン基、１，１－ペンチリデン基であることがより好ましい。
前記、炭素原子数５～１５のシクロアルキリデン基は、分岐鎖としてのアルキル基を含んでいてもよい。シクロアルキリデン基としては、具体的には、例えば、シクロペンチリデン基（炭素原子数５）、シクロヘキシリデン基（炭素原子数６）、３－メチルシクロヘキシリデン基（炭素原子数７）、４－メチルシクロヘキシリデン基（炭素原子数７）、３，３，５－トリメチルシクロヘキシリデン基（炭素原子数９）、シクロヘプチリデン基（炭素原子数７）、シクロドデカニリデン基（炭素原子数１２）等が挙げられる。
一般式（１）において、Ｒ
１
、Ｒ
２
は、各々独立して、炭素原子数１～６の炭化水素基を示す。炭素原子数１～６の炭化水素基としては、炭素原子数１～６の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基、炭素原子数５～６の環状アルキル基又はフェニル基が好ましく、炭素原子数１～４の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基、炭素原子数５～６の環状アルキル基又はフェニル基がより好ましく、炭素原子数１～４の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基又はフェニル基がさらに好ましく、炭素原子数１のアルキル基、すなわちメチル基が特に好ましい。
炭素原子数１～６の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基として、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、イソブチル基、ｔ－ブチル基、ペンチル基、２－メチルペンチル基、ヘキシル基が挙げられる。これらのうち、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｔ－ブチル基が好ましく、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ－ブチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
炭素原子数５～６の環状アルキル基は、具体的には、シクロペンチル基とシクロヘキシル基であり、シクロヘキシル基が好ましい。
一般式（１）において、ｍは０又は１を示し、原料の入手性の観点からは、０が好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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