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JP4335466B2 - 活性エネルギー線硬化性樹脂、その製造方法及び活性エネルギー線硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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JP4335466B2 - 活性エネルギー線硬化性樹脂、その製造方法及び活性エネルギー線硬化性樹脂組成物 - Google Patents

活性エネルギー線硬化性樹脂、その製造方法及び活性エネルギー線硬化性樹脂組成物 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なアルカリ可溶性の活性エネルギー線硬化性樹脂及びその製造方法に関する。本発明はさらに、アルカリ水溶液による現像が可能で、耐熱性、電気絶縁性、密着性などに優れた塗膜を形成し得る活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に関する。本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂及びそれを含有する組成物は、プリント配線板の製造時に使用されるソルダーレジスト、エッチングレジスト、ビルドアップ基板用層間絶縁材、メッキレジスト、ドライフィルム、及びPDP蛍光体製造に適している。
【0002】
【従来の技術】
電子部品をプリント配線板に実装する際に行われるはんだ付け工程において、不要部分へのはんだ付着防止及び回路の保護のためにソルダーレジストが用いられている。最近は、写真法によりパターンを形成する現像型ソルダーレジストが普及しており、環境への配慮、コストの面からアルカリ現像型が主流となっている。これら現像型ソルダーレジストに使用されるベース樹脂としては、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸を反応させた後、変性樹脂中に生成した水酸基と酸無水物を反応させて得られる感光性樹脂が一般的に用いられている。
【0003】
一方、ICやLSIの高密度化に伴い、プリント配線板の回路幅及び回路間隔の縮小が必要となってきた。さらに、これら実装部品の作動周波数が向上し、それに伴い部品からの発熱量が大きくなり、プリント配線板には従来以上の熱安定性も求められてきている。しかしながら、エポキシ樹脂を出発原料とする感光性樹脂では、酸無水物との結合が主に二級の水酸基であり、長時間高温にさらすと結合の切断が起こり易く、そのため、絶縁性、耐熱性などの特性低下、及び分解した酸無水物の飛散による回路の汚染などの点で未だ改善すべき点が残されていた。また、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂を原料とした感光性樹脂は、その硬化物は硬くて脆いものであり、ヒートサイクル時のクラックの発生や、フレキシブルプリント配線板への応用ができない等の制限があった。
【0004】
かかる問題点を解決するために、例えば特開2000−159875号には、エポキシ樹脂と不飽和モノカルボン酸に特殊な酸無水物を反応させた感光性樹脂が示されている。また、特開2000−321766号には、不飽和モノカルボン酸と飽和モノカルボン酸の混合物をエポキシ樹脂に付加反応し、引き続き、酸無水物で変成した感光性樹脂が示されている。しかしながら、いずれの場合も出発原料はエポキシ樹脂であり、エポキシ樹脂の有する硬くて脆い性質を改良することは困難であり、従来より指摘される諸問題を解決するには至っていないのが現状である。
【0005】
また最近、新しい有機反応の創製や、その高分子反応への応用の観点から、4員環エーテルであるオキセタン環の開環付加反応を利用した有機合成が報告されており、例えばオキセタン化合物と活性エステルとの付加反応(T. Nishikubo and K. Sato, Chem. Lett., 697 (1992))や、ビスオキセタンとジカルボン酸との重付加反応による側鎖一級の水酸基を有するポリエステルの合成(T. Nishikubo, A. Kameyama, and A. Suzuki, Reactive & Functional Polymers, 37, 19 (1998))が報告されている。
しかしながら、前記したような公知文献にも、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂及びそれを用いた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に関する記載は無い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上記のような従来技術の問題点を解決し、耐熱性、熱安定性、及び強靱性に優れた新規なアルカリ可溶性の活性エネルギー線硬化性樹脂を提供することにある。
本発明の他の目的は、このような活性エネルギー線硬化性樹脂を生産性良く製造できる方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、紫外線又は電子線などの活性エネルギー線の照射により速やかに硬化し、柔軟性(耐屈曲性)と強度を兼ね備え、かつ、基材に対する密着性、耐熱性、熱安定性、電気絶縁性等の諸特性に優れた硬化物が得られる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の一つの側面によれば、(a)1分子中に少なくとも2つのオキセタン環を有する化合物と、(b)1分子中に少なくとも2つのカルボキシル基を有する化合物及び(c)不飽和モノカルボン酸との反応から得られる、末端にエチレン性不飽和基、側鎖にヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)に対して、さらに(d)多塩基酸無水物を反応させて得られることを特徴とする活性エネルギー線硬化性樹脂が提供される。
【0008】
本発明の他の側面によれば、(a)1分子中に少なくとも2つのオキセタン環を有する化合物と、(b)1分子中に少なくとも2つのカルボキシル基を有する化合物及び(c)不飽和モノカルボン酸との反応から得られる、末端にエチレン性不飽和基、側鎖にヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)に対して、さらに(d)多塩基酸無水物を反応させる方法であって、前記樹脂(A’)を、反応促進剤の存在下、1分子中に少なくとも2つのオキセタン環を有する化合物(a)と1分子中に少なくとも2つのカルボキシル基を有する化合物(b)の割合がモル比で0.1<(b)/(a)<1の範囲で反応させて製造することを特徴とする活性エネルギー線硬化性樹脂の製造方法が提供される。好適な態様においては、上記樹脂(A’)中のヒドロキシメチル基の1化学当量に対して、多塩基酸無水物(d)を0.1〜1.0モル反応させる。
【0009】
本発明のさらに他の側面によれば、活性エネルギー線硬化性樹脂を含有する硬化性組成物が提供され、その基本的な態様は、(A)前記活性エネルギー線硬化性樹脂及び(B)光重合開始剤を必須成分として含有することを特徴としており、さらに好適な態様は、(A)前記活性エネルギー線硬化性樹脂、(B)光重合開始剤、(C)希釈剤、及び(D)1分子中に少なくとも2つ以上のオキシラン基及び/又はオキセタニル基を有する化合物を必須成分として含有することを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、1分子中に少なくとも2つのオキセタン環を有する化合物(以下、ビスオキセタン化合物という)と、1分子中に少なくとも2つのカルボキシル基を有する化合物(以下、ジカルボン酸という)との重付加反応を行なう際に、不飽和モノカルボン酸共存下、及び/又は重付加反応終了後に不飽和モノカルボン酸を添加しさらに付加反応を行なうことにより、ポリマーの末端に重合性の不飽和基が導入され、かつ、側鎖に一級水酸基であるヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)が得られることを見出した。本発明者らは、さらに鋭意研究の結果、主鎖にエステル結合とエーテル結合を有する構造の該樹脂(A’)をバックボーンポリマーとしてカルボキシル基を導入した活性エネルギー線硬化性樹脂は、硬化収縮が少ないと共に、柔軟性(耐屈曲性)と強度を兼ね備え、優れた機械的特性も有する硬化物を与えること、さらに、該樹脂(A’)の一級水酸基であるヒドロキシメチル基に対して多塩基酸無水物を反応させてカルボキシル基を導入することにより、耐熱性、熱安定性に優れると共に、アルカリ水溶液に可溶な活性エネルギー線硬化性樹脂が得られることを見出した。また、このような化合物の工業的に有利な製造方法も見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【0011】
すなわち、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂は、ビスオキセタン化合物(a)と、ジカルボン酸(b)及び不飽和モノカルボン酸(c)との反応から得られる、末端にエチレン性不飽和基、側鎖にヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)に対して、さらに多塩基酸無水物(d)を反応させて得られるものであり、多塩基酸無水物が結合する官能基が一級水酸基であるヒドロキシメチル基であるため、熱安定性及び耐熱性に優れている。
また、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂は、上記樹脂(A’)のヒドロキシメチル基に多塩基酸無水物(d)を反応させてカルボキシル基を導入したものであるため、アルカリ水溶液に可溶である。従って、これを光硬化性成分として含有する活性エネルギー線硬化性組成物は、短時間の活性エネルギー線の照射により速やかに硬化すると共に、未露光部をアルカリ水溶液により現像することが可能である。
【0012】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で用いる活性エネルギー線硬化性樹脂(A)は、ビスオキセタン化合物(a)と、ジカルボン酸(b)及び不飽和モノカルボン酸(c)との付加反応により、末端にエチレン性不飽和基、側鎖にヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)を製造した後、さらにヒドロキシメチル基に対して多塩基酸無水物(d)を反応させることで製造することができる。
中間体である末端にエチレン性不飽和基、側鎖にヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)は、反応促進剤、例えば三級アミン、四級オニウム塩、三級ホスフィン等の存在下、上記3成分を反応させることにより得られ、この際、ビスオキセタン化合物(a)とジカルボン酸(b)の割合はモル比で0.1<(b)/(a)<1の範囲にあることが好ましい。
【0013】
まず、中間体である末端にエチレン性不飽和基、側鎖にヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)の合成について詳細に説明する。
この樹脂(A’)の合成は、ビスオキセタン化合物(a)とジカルボン酸(b)との重付加反応終了後に不飽和モノカルボン酸(c)を添加するか、又はビスオキセタン化合物、ジカルボン酸、及び不飽和モノカルボン酸の3成分を1ポットで反応させる方法のいずれでもよい。いずれの方法においても、まず、ビスオキセタン化合物(a)とジカルボン酸(b)の重付加反応が進行する。その反応過程を示せば以下の通りである。
▲1▼まず、下記反応式のようにビスオキセタン化合物(a)とジカルボン酸(b)の重付加反応が進行する。この反応は、ビスオキセタン化合物(a)をジカルボン酸(b)よりも過剰に用いることによりほぼ理論的に進行し、両末端にオキセタン環を有する化合物が得られる。
【化1】
Figure 0004335466
上記反応式中、R1は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基、R2は2官能オキセタン残基、R3はジカルボン酸残基を表わす。
【0014】
▲2▼次に、下記反応式に示すように、上記重付加反応の生成物の末端オキセタン環に対する不飽和モノカルボン酸(c)の開環付加反応が生起し、本発明の中間体である末端にエチレン性不飽和基、側鎖にヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)が得られる。なお、副反応として、未反応のジカルボン酸が一方の末端オキセタン環に反応し、そのまま一方の末端にカルボキシル基が残存する可能性も考えられるが、この化合物も末端に重合性の不飽和基が導入され、かつ、側鎖に一級水酸基を有する樹脂であり、混在していてもなんら差し支えない。
【化2】
Figure 0004335466
上記反応式中、R1〜R3は前記と同じ意味であり、R4、R5及びR6は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、アリール基、アラルキル基、シアノ基、フッ素原子、又はフリル基を表わし、nは1〜300、好ましくは1〜150、さらに好ましくは1〜50の整数である。
【0015】
ここで、本発明に用いられるビスオキセタン化合物(a)の代表例としては、下記一般式(1)で示されるビスオキセタン類が挙げられる。
【化3】
Figure 0004335466
上記一般式(1)において、R1は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基であり、R2は、炭素数1〜12の線状又は分岐状飽和炭化水素類、炭素数1〜12の線状又は分岐状不飽和炭化水素類、下記式(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)で示される芳香族炭化水素類、式(F)及び(G)で示されるカルボニル基を含む直鎖状又は環状のアルキレン類、式(H)及び(I)で示されるカルボニル基を含む芳香族炭化水素類から選択される2価の原子価を持った基である。
【0016】
【化4】
Figure 0004335466
式中、R7は、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表わし、R8は、−O−、−S−、−CH2−、−NH−、−SO2−、−CH(CH3)−、−C(CH32−、又は−C(CF32−を表わし、R9は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表わす。
【0017】
【化5】
Figure 0004335466
式中、mは1〜12の整数を表わす。
【0018】
【化6】
Figure 0004335466
【0019】
本発明に用いられるジカルボン酸(b)の代表例としては、下記一般式(2)で示されるジカルボン酸類が挙げられる。
【化7】
Figure 0004335466
式中、R3は前記と同じ意味である。
【0020】
ジカルボン酸の具体的な例としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカ二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸等の炭素数2〜20の直鎖脂肪族ジカルボン酸;メチルマロン酸、エチルマロン酸、n−プロピルマロン酸、ブチルマロン酸、メチルコハク酸、エチルコハク酸、1,1,3,5−テトラメチルオクチルコハク酸等の炭素数3〜20の分岐状脂肪族ジカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メチルシトラコン酸、メサコン酸、メチルメサコン酸、イタコン酸、グルタコン酸等の直鎖又は分岐状脂肪族不飽和ジカルボン酸;ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、シクロヘキセン−1,6−ジカルボン酸、シクロヘキセン−3,4−ジカルボン酸、シクロヘキセン−4,5−ジカルボン酸、式(J)でそれぞれ示されるメチルヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロイソフタル酸及びメチルヘキサヒドロテレフタル酸等のテトラヒドロフタル酸などが挙げられる。
【化8】
Figure 0004335466
【0021】
さらに、シクロヘキセン−1,3−ジカルボン酸、シクロヘキセン−1,5−ジカルボン酸、シクロヘキセン−3,5−ジカルボン酸等のテトラヒドロイソフタル酸;シクロヘキセン−1,4−ジカルボン酸、シクロヘキセン−3,6−ジカルボン酸等のテトラヒドロテレフタル酸;1,3−シクロヘキサジエン−1,2−ジカルボン酸、1,3−シクロヘキサジエン−1,6−ジカルボン酸、1,3−シクロヘキサジエン−2,3−ジカルボン酸、1,3−シクロヘキサジエン−5,6−ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサジエン−1,2−ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサジエン−1,6−ジカルボン酸等のジヒドロフタル酸;1,3−シクロヘキサジエン−1,3−ジカルボン酸、1,3−シクロヘキサジエン−3,5−ジカルボン酸等のジヒドロイソフタル酸;1,3−シクロヘキサジエン−1,4−ジカルボン酸、1,3−シクロヘキサジエン−2,5−ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサジエン−1,4−ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサジエン−3,6−ジカルボン酸等のジヒドロテレフタル酸;式(K)で示されるメチルテトラヒドロフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、エンド−cis−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸(商品名:ナジック酸)及びメチルエンド−cis−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸(商品名:メチルナジック酸)などの飽和又は不飽和脂環式ジカルボン酸が挙げられる。
【化9】
Figure 0004335466
【0022】
さらには、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、3−メチルフタル酸、3−エチルフタル酸、3−n−プロピルフタル酸、3−sec−ブチルフタル酸、3−イソブチルフタル酸、3−tert−ブチルフタル酸等の3−アルキルフタル酸類;2−メチルイソフタル酸、2−エチルイソフタル酸、2−プロピルイソフタル酸、2−イソプロピルイソフタル酸、2−n−ブチルイソフタル酸、2−sec−ブチルイソフタル酸、2−tert−ブチルイソフタル酸等の2−アルキルイソフタル酸;4−メチルイソフタル酸、4−エチルイソフタル酸、4−プロピルイソフタル酸、4−イソプロピルイソフタル酸、4−n−ブチルイソフタル酸、4−sec−ブチルイソフタル酸、4−tert−ブチルイソフタル酸等の4−アルキルイソフタル酸:メチルテレフタル酸、エチルテレフタル酸、プロピルテレフタル酸、イソプロピルテレフタル酸、n−ブチルテレフタル酸、sec−ブチルテレフタル酸、tert−ブチルテレフタル酸等のアルキルテレフタル酸;ナフタレン−1,2−ジカルボン酸、ナフタレン−1,3−ジカルボン酸、ナフタレン−1,4−ジカルボン酸、ナフタレン−1,5−ジカルボン酸、ナフタレン−1,6−ジカルボン酸、ナフタレン−1,7−ジカルボン酸、ナフタレン−1,8−ジカルボン酸、ナフタレン−2,3−ジカルボン酸、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、アントラセン−1,3−ジカルボン酸、アントラセン−1,4−ジカルボン酸、アントラセン−1,5−ジカルボン酸、アントラセン−1,9−ジカルボン酸、アントラセン−2,3−ジカルボン酸、アントラセン−9,10−ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸が挙げられる。
【0023】
また本発明では、ジカルボン酸として上記の他に、下記一般式(L)で示されるジカルボン酸を用いることができる。
【化10】
Figure 0004335466
式中、R10は、−O−、−S−、−CH2−、−NH−、−SO2−、−CH(CH3)−、−C(CH32−、又は−C(CF32−を表わす。
【0024】
本発明に用いられる不飽和モノカルボン酸(c)としては、分子中に重合性の不飽和基とカルボキシル基を併せ持つ化合物であれば公知のものが使用可能である。具体的な例としては、アクリル酸、メタクリル酸、ケイ皮酸、クロトン酸、ソルビン酸、α−シアノケイ皮酸、β−スチリルアクリル酸等が挙げられる。また、二塩基酸無水物と水酸基を有する(メタ)アクリレート類とのハーフエステルを用いてもよい。具体的には、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸、コハク酸等の酸無水物と、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレート類とのハーフエステルなどが挙げられる。これらの不飽和モノカルボン酸は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、本明細書中において、(メタ)アクリレートとはアクリレートとメタクリレートを総称する用語であり、他の類似の表現についても同様である。
【0025】
本発明において、ビスオキセタン化合物(a)とジカルボン酸(b)との割合(反応混合物中の仕込み割合)は、モル比で0.1<(b)/(a)<1の範囲が好ましく、より好ましくは0.5<(b)/(a)<1の範囲である。上記割合が0.1以下であると、生成する樹脂中へのジカルボン酸骨格の導入量が少なくなり、所望の分子量のポリエステルエーテル樹脂が得られず、充分な塗膜物性が得られないので好ましくない。一方、上記割合が1を超えると、重付加反応において重合末端がカルボキシル基となるため、引き続く不飽和モノカルボン酸(c)の付加反応が進行せず、重合性基の導入が困難となるため好ましくない。
【0026】
本発明において、不飽和モノカルボン酸(c)の割合(反応混合物中の仕込み割合)は、オキセタニル基1モルに対し不飽和モノカルボン酸が約0.1〜3.0モルの割合であることが好ましく、さらに好ましくは0.3〜1.5モルの割合、より好ましくは0.5〜1.0モルの割合である。不飽和モノカルボン酸の量がオキセタニル基1モル当り0.1モルより少ない場合は、前記重付加生成物中への重合性基の導入が不充分となり、充分な光硬化性が得られないので好ましくない。未反応の不飽和モノカルボン酸が残存した場合は、減圧留去、アルカリ洗浄などの周知の方法にて除去してもよい。
また、不飽和モノカルボン酸(c)の添加方法は、前記ビスオキセタン化合物(a)とジカルボン酸(b)との重付加反応終了後に添加するか、又はビスオキセタン化合物、ジカルボン酸、及び不飽和モノカルボン酸の3成分を一括で添加する方法のいずれかでかまわないが、作業性を考慮すると一括で添加するのが好ましい。
【0027】
本発明における前記樹脂(A’)の合成に使用する反応促進剤としては、三級アミン、三級アミン塩、四級オニウム塩、三級ホスフィン、クラウンエーテル錯体、又はホスホニウムイリドの中から任意に選択することが可能であり、これらを単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0028】
三級アミンとしては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、DBU(1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン)、DBN(1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン)、DABCO(1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)、ピリジン、N,N−ジメチル−4−アミノピリジンなどが挙げられる。
三級アミン塩としては、例えば、サンアプロ(株)製のU−CATシリーズなどが挙げられる。
【0029】
四級オニウム塩としては、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、アルソニウム塩、スチボニウム塩、オキソニウム塩、スルホニウム塩、セレノニウム塩、スタンノニウム塩、ヨードニウム塩等が挙げられる。特に好ましいものは、アンモニウム塩及びホスホニウム塩である。アンモニウム塩の具体例としては、テトラn−ブチルアンモニウムクロライド(TBAC)、テトラn−ブチルアンモニウムブロミド(TBAB)、テトラn−ブチルアンモニウムアイオダイド(TBAI)等のテトラn−ブチルアンモニウムハライドや、テトラn−ブチルアンモニウムアセテート(TBAAc)などが挙げられる。ホスホニウム塩の具体例としては、テトラn−ブチルホスホニウムクロライド(TBPC)、テトラn−ブチルホスホニウムブロミド(TBPB)、テトラn−ブチルホスホニウムアイオダイド(TBBI)等のテトラn−ブチルホスホニウムハライド、テトラフェニルホスホニウムクロライド(TPPC)、テトラフェニルホスホニウムブロミド(TPPB)、テトラフェニルホスホニウムアイオダイド(TPPI)等のテトラフェニルホスホニウムハライドや、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド(ETPPB)、エチルトリフェニルホスホニウムアセテート(ETPPAc)などが挙げられる。
【0030】
三級ホスフィンとしては、炭素数1〜12のアルキル基、又はアリール基を有する、三価の有機リン化合物であればよい。具体例としては、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィンなどが挙げられる。
【0031】
さらに、三級アミン又は三級ホスフィンと、カルボン酸あるいは酸性の強いフェノールとの付加反応により形成される四級オニウム塩も反応促進剤として使用可能である。これらは、反応系に添加する前に四級塩を形成するか、もしくはそれぞれを別に添加して反応系中で四級塩形成を行なわせるいずれの方法でもよい。具体的には、トリブチルアミンと酢酸より得られるトリブチルアミン酢酸塩、トリフェニルホスフィンと酢酸より形成されるトリフェニルホスフィン酢酸塩などが挙げられる。
【0032】
また、クラウンエーテル錯体の具体例としては、12−クラウン−4、15−クラウン−5、18−クラウン−6、ジベンゾ18−クラウン−6、21−クラウン−7、24−クラウン−8等のクラウンエーテル類と、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウムなどのアルカリ金属塩との錯体が挙げられる。
【0033】
ホスホニウムイリドとしては、ホスホニウム塩と塩基との反応により得られる化合物であれば公知のものが使用可能であるが、取扱いの容易さから安定性の高いものの方が好ましい。具体的な例としては、(ホルミルメチレン)トリフェニルホスフィン、(アセチルメチレン)トリフェニルホスフィン、(ピバロイルメチレン)トリフェニルホスフィン、(ベンゾイルメチレン)トリフェニルホスフィン、(p−メトキシベンゾイルメチレン)トリフェニルホスフィン、(p−メチルベンゾイルメチレン)トリフェニルホスフィン、(p−ニトロベンゾイルメチレン)トリフェニルホスフィン、(ナフトイル)トリフェニルホスフィン、(メトキシカルボニル)トリフェニルホスフィン、(ジアセチルメチレン)トリフェニルホスフィン、(アセチルシアノ)トリフェニルホスフィン、(ジシアノメチレン)トリフェニルホスフィンなどが挙げられる。
【0034】
この反応促進剤の使用量は、オキセタニル基1モルに対して約0.1〜25モル%の割合であることが望ましく、さらに好ましくは0.5〜20モル%の割合であり、より好ましくは1〜15モル%の割合である。反応促進剤の使用量がオキセタニル基に対して0.1モル%よりも少ない割合の場合、実用的な速度で反応が進行し難く、一方、25モル%を超えて多量に存在しても顕著な反応促進効果は見られないため、経済性の点で好ましくない。
【0035】
前記樹脂(A’)の合成反応温度としては、約100〜200℃の範囲が望ましく、さらに好ましくは120〜160℃である。反応温度が100℃よりも低い場合には、反応が進行し難くなるので好ましくない。一方、200℃を超えた場合には、生成物の二重結合が反応して熱重合を生じ易くなり、また低沸点の不飽和モノカルボン酸が蒸発するので好ましくない。反応時間は、原料の反応性、反応温度に応じて適時選択すればよいが、約5〜72時間が好適である。
【0036】
前記合成反応は有機溶媒の存在下又は無溶剤下のいずれでも進行するが、反応速度が速い点では無溶剤の方が望ましい。一方、反応時の攪拌効果を改善するために希釈剤の存在下で行なうこともできる。用いる希釈剤としては反応温度を維持できるものであれば特に限定されないが、好ましくは原料を溶解するものが良い。また、合成時の希釈剤として有機溶媒を用いた場合には、減圧蒸留など公知の方法にて溶媒を除去してもよい。さらには、製造時に後述する反応性モノマーなどの反応性希釈剤の存在下で行なうことも可能である。
【0037】
有機溶剤としては、反応に影響を与えず、反応温度を維持できるものであれば公知のものが使用できる。具体的には、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルなどのアルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのグリコールエステル類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類などが挙げられる。
【0038】
続いて、多塩基酸無水物との反応について説明する。
本発明では、上記のようにして生成した末端にエチレン性不飽和基、側鎖にヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)中のヒドロキシメチル基の1化学当量に対して、多塩基酸無水物を0.1〜1.0モル反応させることにより、活性エネルギー線硬化性樹脂(A)が製造される。末端にエチレン性不飽和基、側鎖にヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)中にはオキセタンとカルボン酸との付加反応により生じたヒドロキシメチル基が存在しており、この水酸基と多塩基酸無水物との付加反応によってカルボキシル基が導入されるためアルカリ可溶性となる。
【0039】
多塩基酸無水物の具体例としては、無水フタル酸、無水コハク酸、オクテニル無水フタル酸、ペンタドデセニル無水コハク酸、無水マレイン酸、無水テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、3,6−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、トリメリット酸などの二塩基酸無水物、あるいはビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物などの四塩基酸二無水物などが挙げられる。これらは単独又は二種以上の混合物として用いることができる。
【0040】
これらの多塩基酸無水物と、末端にエチレン性不飽和基、側鎖にヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)との反応は、前記の配合割合で約50〜150℃、好ましくは80〜130℃の温度範囲で行なうことが可能である。多塩基酸無水物の使用量は、末端にエチレン性不飽和基、側鎖にヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)中のヒドロキシメチル基1化学当量に対して、0.1〜1.0モルが好適である。0.1モルより少ないと導入されるカルボキシル基の量が少なくなり、アルカリ可溶性が付与されないので好ましくない。一方、1.0を越えて配合すると未反応の多塩基酸無水物が樹脂中に残存し、耐久性、電気特性などの特性を低下させるため好ましくない。
【0041】
前記多塩基酸無水物との反応における反応促進剤としては、前述の三級アミン、三級アミン塩、四級オニウム塩、三級ホスフィン、リンイリド、クラウンエーテル錯体、及び三級アミンあるいは三級ホスフィンとカルボン酸又は酸性の強いフェノールとの付加体が使用可能である。その使用量は酸無水物に対して0.1〜25モル%の範囲であり、さらに好ましくは0.5〜20モル%であり、より好ましくは1〜15モル%である。但し、前述した末端にエチレン性不飽和基、側鎖にヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)の製造時に用いた触媒が系内に残存する場合、新たに触媒を添加しなくても反応を促進することが可能である。
【0042】
前記反応は、有機溶媒の存在下、又は無溶媒下でも進行するが、反応時撹拌効率を改善するために前述の希釈剤の存在下で行なうことも可能である。
また、前記反応においては、不飽和二重結合の重合によるゲル化を防止する目的で、空気を吹き込んだり、重合禁止剤を加えてもよい。重合禁止剤の例としては、ハイドロキノン、トルキノン、メトキシフェノール、フェノチアジン、トリフェニルアンチモン、塩化銅などが挙げられる。
【0043】
前記のようにして得られた本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂(A)の1種又は2種以上の混合物に、光重合開始剤(B)を混合することにより、光硬化性組成物が得られる。さらに該組成物に希釈剤(C)として後述するような反応性モノマーを添加することにより、光硬化性を向上させることができる。なお、本発明の硬化性組成物に含まれる活性エネルギー線硬化性樹脂(A)の使用量には、特に制限が無い。
【0044】
さらに、前記活性エネルギー線硬化性樹脂(A)を、光重合開始剤(B)、希釈剤(C)、及び1分子中に少なくとも2つ以上のオキシラン基及び/又はオキセタニル基を有する化合物(D)と混合することによりえられる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、その塗膜を露光・現像することで画像形成が可能であり、さらに現像後加熱することで、硬化収縮を生じることなく、耐熱性、密着性、電気絶縁性、耐薬品性、及び耐クラック性に優れた硬化皮膜を形成することがでる。
【0045】
ここで、光重合開始剤(B)としては、活性エネルギー線の照射によりラジカルを発生する公知の化合物が使用可能であり、その具体例としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル等のベンゾインとそのアルキルエーテル類;アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、4−(1−t−ブチルジオキシ−1−メチルエチル)アセトフェノン等のアセトフェノン類;2−メチルアントラキノン、2−アミルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン等のアントラキノン類;2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン等のチオキサントン類;アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類;ベンゾフェノン、4−(1−t−ブチルジオキシ−1−メチルエチル)ベンゾフェノン、3,3´,4,4´−テトラキス(t−ブチルジオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;2−メチルチオ−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン等のアミノアセトフェノン類;2,4,6−トリメチルベンゾイルホスフィンオキシド等のアルキルホスフィン類;9−フェニルアクリジン等のアクリジン類などが挙げられる。
【0046】
これらの光重合開始剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの光重合開始剤の配合量は、前記活性エネルギー線硬化性樹脂(A)100質量部当り0.1〜30質量部の割合が好ましい。光重合開始剤の配合量が上記範囲よりも少ない場合、活性エネルギー線の照射を行なっても硬化しないか、もしくは照射時間を増やす必要があり、適切な塗膜物性が得られ難くなる。一方、上記範囲よりも多量に光重合開始剤を添加しても、硬化性に変化は無く、経済的に好ましくない。
【0047】
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物においては、活性エネルギー線による硬化を促進させるために、硬化促進剤及び/又は増感剤を上記のような光重合開始剤と併用してもよい。使用し得る硬化促進剤としては、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、2−ジメチルアミノエタノール、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル−4−ジメチルアミノベンゾエート等の三級アミン類;β−チオジグリコール等のチオエーテル類などが挙げられる。増感剤としては、(ケト)クマリン、チオキサンテン等の増感色素類;及びシアニン、ローダミン、サフラニン、マラカイトグリーン、メチレンブルー等の色素のアルキルホウ酸塩などが挙げられる。これらの硬化促進剤及び/又は増感剤は、それぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。その使用量は、前記活性エネルギー線硬化性樹脂(A)100質量部当り0.1〜30質量部の割合が好ましい。
【0048】
さらに、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物には、希釈剤(C)を添加することができる。希釈剤(C)は、合成時あるいは合成後に加えることができる。希釈剤(C)としては、先に例示したような有機溶剤の他、反応性希釈剤も使用できる。
反応性希釈剤としては、硬化反応に関与することができる重合性基を有する化合物を好適に用いることができ、単官能(メタ)アクリレート類及び/又は多官能(メタ)アクリレート類などの公知の反応性希釈剤が使用可能である。具体的な例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ポリエステルアクリレート、及び二塩基酸無水物と1分子中に少なくとも1個以上の不飽和基を有するアルコールとの反応物などを挙げることができる。希釈剤(C)は、単独で又は2種以上の混合物で用いられ、その使用量には制限が無い。
【0049】
前記の1分子内に少なくとも2つ以上のオキシラン基及び/又はオキセタニル基を有する化合物(D)は、多官能のエポキシ化合物(D−1)及び/又はオキセタン化合物(D−2)である。
多官能エポキシ化合物(D−1)としては、例えば、ノボラック型エポキシ樹脂(例えば、フェノール、クレゾール、ハロゲン化フェノール、アルキルフェノールなどのフェノール類とホルムアルデヒドを酸触媒下で反応させて得られるノボラック類に、エピクロルヒドリン及び/又はメチルエピクロルヒドリンを反応させて得られるものであり、市販品としては日本化薬(株)製のEOCN−103、EOCN−104S、EOCN−1020、EOCN−1027、EPPN−201、BREN−S;ダウ・ケミカル社製のDEN−431、DEN−438;大日本インキ化学工業(株)製のN−730、N−770、N−865、N−665、N−673、N−695、VH−4150など)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(例えば、ビスフェノール、ビスフェノール、ビスフェノール、テトラブロモビスフェノールなどのビスフェノール類にエピクロルヒドリン及び/又はメチルエピクロルヒドリンを反応させて得られるものであり、市販品としては、油化シェルエポキシ(株)製のエピコート1004、エピコート1002;ダウ・ケミカル社製のDER−330、DER−337など)、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂(例えば、トリスフェノールメタン、トリスクレゾールメタンなどとエピクロルヒドリン及び/又はメチルエピクロルヒドリンを反応させて得られるものであり、市販品としては、日本化薬(株)製のEPPN−501、EPPN−502など)、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、ビフェノールジグリシジルエーテル、その他脂環式エポキシ樹脂、アミノ基含有エポキシ樹脂、共重合型エポキシ樹脂、カルド型エポキシ樹脂、カリックスアレーン型エポキシ樹脂など公知慣用のエポキシ樹脂を、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0050】
本発明に用いられる、1分子中に少なくとも2つ以上のオキセタン環を有する化合物(D−2)の代表例としては、前記一般式(1)で示されるビスオキセタン類など、先に例示した分子中に2つのオキセタン環を有する化合物に加えて、分子中に3つ以上のオキセタン環を有する化合物を用いることができる。
【0051】
分子中に3つ以上のオキセタン環を有する化合物の代表例としては、下記一般式(3)で示されるような化合物の他、オキセタンとノボラック樹脂、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)、カルド型ビスフェノール類、カリックスアレーン類、カリックスレゾルシンアレーン類、又はシルセスキオキサンなどの水酸基を有する樹脂とのエーテル化物などが挙げられる。その他、オキセタン環を含有する不飽和モノマーとアルキル(メタ)アクリレートとの共重合体なども挙げられる。
【化11】
Figure 0004335466
上記一般式(3)において、R1は前記と同じ意味であり、R11は、前記エーテル化物の水酸基含有樹脂残基、下記式(M)、(N)、及び(O)で示されるような炭素数1〜12の分岐状アルキレン基、式(P)、(Q)、及び(R)で示される芳香族炭化水素類である。また、pは残基R11に結合している官能基の数を表わし、3以上の整数、好ましくは3〜5000の整数である。
【0052】
【化12】
Figure 0004335466
【0053】
【化13】
Figure 0004335466
式中、R12は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又はアリール基を表わす。
前記したようなオキセタン化合物(D−2)は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0054】
前記のエポキシ化合物又はオキセタン化合物(D)の配合量は、前記活性エネルギー線硬化性樹脂(A)100質量部に対して5〜100質量部の割合が適当であり、好ましくは15〜60質量部である。
【0055】
さらに、熱硬化反応を促進するために、三級アミン類、四級オニウム塩類、三級ホスフィン類、クラウンエーテル錯体などや、イミダゾール誘導体、ジシアンジアミドなどの公知の硬化促進剤を少量併用することができる。硬化促進剤は、これらの中から任意に選択することが可能であり、これらを単独で又は2種以上混合して用いてもよい。その他、ホスホニウムイリドなど、公知の硬化促進剤を使用できる。
【0056】
イミダゾール誘導体としては、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、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、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾールなどが挙げられる。市販されているものとしては、例えば四国化成(株)製の2MZ−A、2MZ−OK、2PHZ、2P4BHZ、2P4MHZなどが挙げられる。経時安定性向上を図るものとしては、旭チバ(株)製のノバキュアHX−3721、HX−3748、HX−3741、HX−3088、HX−3722、HX−3742、HX−3921HP、HX−3941HP、HX−3613なども挙げられる。
【0057】
硬化促進剤の使用量は、オキシラン基又はオキセタニル基1モルに対して0.1〜25モル%の範囲であり、好ましくは0.5〜20モル%であり、より好ましくは1〜15モル%である。硬化促進剤の使用量が、オキシラン基/オキセタニル基に対して0.1モルよりも少ないと実用的な速度で硬化反応が進行し難く、一方、25モル%よりも多量に存在しても顕著な反応促進硬化は見られないので、経済性の点で好ましくない。
【0058】
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物には、さらに必要に応じて硫酸バリウム、シリカ、タルク、クレー、炭酸カルシウムなどの公知慣用の充填剤、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、カーボンブラックなどの公知慣用の着色顔料、消泡剤、密着付与剤、レベリング剤などの各種添加剤を加えても良い。
【0059】
このようにして得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、希釈剤の添加により粘度を調整した後、スクリーン印刷法、カーテンコーティング法、ロールコーティング法、ディップコーティング法、及びスピンコーティング法などの塗布方法により塗布し、例えば約60〜120℃の温度で仮乾燥することで組成物中に含まれる有機溶剤を除去し、塗膜を形成する。その後、所定の露光パターンを形成したフォトマスクを通して選択的に活性エネルギー線により露光し、未露光部をアルカリ水溶液により現像してレジストパターンを形成できる。さらに、約140〜200℃の温度で加熱して熱硬化させることにより、密着性、はんだ耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性、耐電蝕性などの諸特性に優れた硬化塗膜が形成できる。またさらには、熱硬化前又は後にポストUV硬化を行なうことにより、諸特性をさらに向上させることができる。
【0060】
上記現像に用いるアルカリ水溶液として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、珪酸ナトリウム、アンモニア、有機アミン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキシドなどの水溶液が使用できる。現像液中のアルカリの濃度は概ね0.1〜5wt%であればよい。現像方式はディップ現像、パドル現像、スプレー現像などの公知の方法を用いることができる。
【0061】
前記活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させるための照射光源としては、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプなどが適当である。また、レーザー光線なども露光用活性光源として利用できる。その他、電子線、α線、β線、γ線、X線、中性子線なども利用可能である。
【0062】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を示して本発明についてより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下において「部」及び「%」とあるのは特に断りのない限りすべて質量基準である。
【0063】
合成例1
撹拌機、温度計、及び還流冷却管を備えた100mLの4つ口フラスコに、テレフタレートビスオキセタン(宇部興産(株)製)18.1g、イソフタル酸2.5g、メタクリル酸4.3g、テトラフェニルホスホニウムブロミド1.0g、メトキノン0.05g、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート20gを加え、140℃にて12時間撹拌した。GPCにてモノマー成分が全て消費されているのを確認したのち、テトラヒドロ無水フタル酸7.6gを添加し、80℃にて3時間反応を行なった。反応混合物のIRスペクトルより、酸無水物に起因する吸収が消失し、カルボキシル基に基づく吸収が観察されたため、反応が完結したと判断した。その構造はIRスペクトル及び1H−NMRにより確認した。得られた樹脂は、1%炭酸ナトリウム水溶液に可溶であった。また、GPC測定より重量平均分子量は3500であった。この樹脂溶液をワニスAとする。得られた樹脂のIRスペクトルを図1に示す。
【0064】
合成例2
イソフタル酸の仕込み量を7.1g、メタクリル酸の仕込み量を1.5gに変えた以外は、合成例1と同様な方法にて行なった。その結果、重量平均分子量4200の活性エネルギー線硬化性樹脂を55%含む樹脂溶液を得た。その構造はIRスペクトル及び1H−NMRにより確認した。また、GPC測定より重量平均分子量は5200であった。この樹脂溶液をワニスBとする。
【0065】
合成例3
撹拌機、温度計、及び還流冷却管を備えた100mLの4つ口フラスコに、4,4’−ビス(3−エチル−3−オキセタニル)ビフェノール9.6g、テレフタル酸3.2g、テトラフェニルホスホニウムブロミド1.0g、及びN−メチルピロリドン20gを加え、140℃にて12時間撹拌し重付加反応を行なった。この反応溶液に、メタクリル酸2.2g及びメトキノン0.05gを添加してさらに140℃にて12時間撹拌した。反応混合物を大量のメタノールに注ぎ、沈澱物を減圧乾燥することで中間体の樹脂を9.7g得た。得られた樹脂8.3gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.3gに溶解し、テトラヒドロ無水フタル酸3.7g、及びトリフェニルホスフィン0.07gを添加し、80℃にて5時間撹拌した。反応の終点はIRスペクトルにより確認した。その結果、活性エネルギー線硬化性樹脂を59%含む樹脂溶液を得た。その構造はIRスペクトル及び1H−NMRにより確認した。また、GPC測定より重量平均分子量は10000であった。得られた樹脂は、3%炭酸ナトリウム水溶液に可溶であった。この樹脂溶液をワニスCとする。得られた樹脂のIRスペクトルを図2に示す。
【0066】
合成例4
ジカルボン酸をイソフタル酸に変えた以外は合成例3と同様の方法にて行ない、中間体の樹脂を10.6g得た。得られた樹脂8.3gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.3gに溶解し、テトラヒドロ無水フタル酸3.7g、及びトリフェニルホスフィン0.07gを添加し、80℃にて5時間撹拌した。反応の終点はIRスペクトルにより確認した。その結果、活性エネルギー線硬化性樹脂を59%含む樹脂溶液を得た。その構造はIRスペクトル及び1H−NMRにより確認した。また、GPC測定より重量平均分子量は10000であった。得られた樹脂は、3%炭酸ナトリウム水溶液に可溶であった。この樹脂溶液をワニスDとする。
【0067】
下記実施例で用いた原材料を表1に示す。
【表1】
Figure 0004335466
【0068】
実施例1〜4
表2に示す配合割合で各成分を配合し、3本ロールミルを用いて混練し、光硬化性・熱硬化性組成物を調製した。
【表2】
Figure 0004335466
【0069】
性能評価:
(1)現像性
前記実施例1〜4の各光硬化性・熱硬化性組成物をそれそれ銅張積層板にスクリーン印刷で全面塗布した。次いで、80℃で20分間加熱して乾燥させた。その後、これら基板フォトマスクを通して所定の露光量にて露光を行なった。次いで、炭酸ナトリウム水溶液を現像液として用いスプレー圧0.2MPaの条件にて1分間現像し、現像性について以下の基準にて目視判定した。
○ 細かいところまで完全に現像できたもの
△ 基板表面に現像ができていない部分があるもの
× ほとんど現像されていないもの
【0070】
(2)密着性
前記実施例1〜4の光硬化性・熱硬化性組成物を銅張積層板に20μmの膜厚で塗布し、前記(1)と同様の条件にてパターン形成を行なった。この基板を150℃にて60分間熱硬化を行ない、評価基板を作成し、JIS D 0202の試験方法に従ってそれぞれの基板にゴバン目状にクロスカットを入れ、次いでセロハン粘着テープによるピーリング試験後の塗膜の剥がれの状態を以下の基準にて目視判定した。
○ 100/100で全く変化が見られないもの
△ 50/100〜90/100
× 0/100〜50/100
【0071】
(3)はんだ耐熱性
前記実施例1〜4の光硬化性・熱硬化性組成物を用い、前記(2)の試験と同条件にて評価基板を作成した。ロジン系フラックスを塗布した評価基板を、予め260℃に設定したハンダ槽に30秒間浸漬し、イソプロパノールでフラックスを洗浄した後、目視によるレジスト層の膨れ・剥がれ・変色について評価した。
○ 全く変化が認められないもの
△ 塗膜の膨れ、剥がれが20%以下のもの
× 塗膜の膨れ、剥がれが20%以上のもの
【0072】
(4)耐屈曲性
前記実施例1〜4の光硬化性・熱硬化性組成物をポリイミドフィルムに20μmの膜厚で塗布し、前記(2)の試験と同条件にて評価基板を作成した。この評価基板を180°に折り曲げた際のクラックの有無を目視にて評価した。
○ 全くクラックの無いもの
△ わずかにクラックが発生したもの
× 全面にクラックが発生したもの
【0073】
上記各試験の結果を表3にまとめて示す。
【表3】
Figure 0004335466
【0074】
表3に示す結果から明らかなように、本発明の実施例1〜4で得られた光硬化性・熱硬化性組成物は、従来の硬化皮膜の諸特性を悪化させることなく、優れた耐屈曲性を有する硬化皮膜が得られることが分かる。なお、絶縁抵抗についても測定したところ、従来の硬化皮膜と同様の結果が得られた。
【0075】
【発明の効果】
以上のように、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂は、ビスオキセタン化合物(a)と、ジカルボン酸(b)及び不飽和モノカルボン酸(c)との反応から得られる、末端にエチレン性不飽和基、側鎖にヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)に対して、さらに多塩基酸無水物(d)を反応させて得られるものであるため、短時間の活性エネルギー線の照射により速やかに硬化すると共に、アルカリ水溶液に可溶であり、また熱安定性及び耐熱性に優れている。さらに本発明の方法によれば、かかる活性エネルギー線硬化性樹脂を収率良く製造できる。
また、このような活性エネルギー線硬化性樹脂を光硬化性成分として含有する本発明の組成物は、紫外線又は電子線などの活性エネルギー線の照射により速やかに硬化すると共に、アルカリ現像可能であり、また柔軟性(耐屈曲性)と強度を兼ね備え、かつ、基材に対する密着性、耐熱性、熱安定性、電気絶縁性等の諸特性に優れた硬化物が得られるので、プリント配線板の製造時に使用されるソルダーレジスト、エッチングレジスト、ビルドアップ基板用層間絶縁材、メッキレジスト、ドライフィルムに適しており、またPDP蛍光体製造などの様々の応用分野において有利に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】合成例1で得られた樹脂のIRスペクトルである。
【図2】合成例3で得られた樹脂のIRスペクトルである。

Claims (6)

  1. (a)1分子中に少なくとも2つのオキセタン環を有する化合物と、(b)1分子中に少なくとも2つのカルボキシル基を有する化合物及び(c)不飽和モノカルボン酸との反応から得られる、末端にエチレン性不飽和基、側鎖にヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)に対して、さらに(d)多塩基酸無水物を反応させて得られることを特徴とする活性エネルギー線硬化性樹脂。
  2. (a)1分子中に少なくとも2つのオキセタン環を有する化合物と、(b)1分子中に少なくとも2つのカルボキシル基を有する化合物及び(c)不飽和モノカルボン酸との反応から得られる、末端にエチレン性不飽和基、側鎖にヒドロキシメチル基を有する樹脂(A’)に対して、さらに(d)多塩基酸無水物を反応させる方法であって、前記樹脂(A’)を、反応促進剤の存在下、1分子中に少なくとも2つのオキセタン環を有する化合物(a)と1分子中に少なくとも2つのカルボキシル基を有する化合物(b)の割合がモル比で0.1<(b)/(a)<1の範囲で反応させて製造することを特徴とする活性エネルギー線硬化性樹脂の製造方法。
  3. 前記樹脂(A’)中のヒドロキシメチル基の1化学当量に対して、多塩基酸無水物(d)を0.1〜1.0モル反応させることを特徴とする請求項2に記載の方法。
  4. (A)請求項1に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂及び(B)光重合開始剤を必須成分として含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
  5. (A)請求項1に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂、(B)光重合開始剤、(C)希釈剤、及び(D)1分子中に少なくとも2つ以上のオキシラン基及び/又はオキセタニル基を有する化合物を必須成分として含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
  6. 前記活性エネルギー線硬化性樹脂(A)が、請求項2又は3に記載の方法によって製造されたものであることを特徴とする請求項4又は5に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
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