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JP7724677B2 - Silane compound, siloxane compound, production method thereof, and curable resin composition - Google Patents
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JP7724677B2 - Silane compound, siloxane compound, production method thereof, and curable resin composition - Google Patents

Silane compound, siloxane compound, production method thereof, and curable resin composition

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JP7724677B2 JP2021167499A JP2021167499A JP7724677B2 JP 7724677 B2 JP7724677 B2 JP 7724677B2 JP 2021167499 A JP2021167499 A JP 2021167499A JP 2021167499 A JP2021167499 A JP 2021167499A JP 7724677 B2 JP7724677 B2 JP 7724677B2
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Description

本発明は、シラン化合物、シロキサン化合物、その製造方法、及び、硬化性樹脂組成物に関する。より詳しくは、アルカリ可溶性を有し、耐熱性に優れたシラン化合物、シロキサン化合物、その製造方法、及び、硬化性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to silane compounds, siloxane compounds, methods for producing them, and curable resin compositions. More specifically, the present invention relates to alkali-soluble and heat-resistant silane compounds, siloxane compounds, methods for producing them, and curable resin compositions.

シロキサン化合物は、Si-O結合(シロキサン結合)を有する化合物であり、従来から各種工業製品の原料として広く使用されている。そして昨今では、シロキサン結合に起因する耐熱性等の特性から、様々な用途へ適用されている。 Siloxane compounds are compounds that contain Si-O bonds (siloxane bonds) and have traditionally been widely used as raw materials for various industrial products. Recently, they have been used in a variety of applications due to their heat resistance and other properties resulting from siloxane bonds.

これまでに種々のシロキサン化合物が広く知られている。例えば、特許文献1には、少なくとも一つのアミド基と少なくとも一つのカルボキシ基とを有する有機基を含む、現像液に高い溶解性を示す加水分解性シラン、その加水分解物、その加水分解縮合物、又はそれらの混合物を含むアルカリ可溶性樹脂が記載されている。 Various siloxane compounds have been widely known. For example, Patent Document 1 describes an alkali-soluble resin containing a hydrolyzable silane, its hydrolysate, its hydrolyzed condensate, or a mixture thereof, which contains an organic group having at least one amide group and at least one carboxy group and exhibits high solubility in a developer.

また、特許文献2には、カルボキシ基を有するアルカリ可溶性樹脂を含むネガ型感光性樹脂組成物が記載され、上記アルカリ可溶性樹脂が、カルボキシル基とラジカル重合性基を有するポリシロキサン及び/又はカルボキシル基を有するアクリル樹脂とラジカル重合性基を有する一置換エポキシ化合物とを反応させて得られるアクリル樹脂であることにより、パターン加工性に優れ、UV硬化および熱硬化により高硬度、高透明であり、耐湿熱性の優れる硬化膜を与えることが記載されている。 Furthermore, Patent Document 2 describes a negative-type photosensitive resin composition containing an alkali-soluble resin having a carboxy group. It also describes that the alkali-soluble resin is an acrylic resin obtained by reacting a polysiloxane having a carboxyl group and a radically polymerizable group and/or an acrylic resin having a carboxyl group with a mono-substituted epoxy compound having a radically polymerizable group, and therefore provides a cured film with excellent pattern processability, high hardness, high transparency, and excellent moisture and heat resistance upon UV curing and heat curing.

また、特許文献3には、-NHCO-の構造を有し、高耐熱性及び良好なアルカリ現像性を持ち、優れた塗膜物性を有してレジスト樹脂等として用いられるシルセスキオキサン誘導体が記載されている。 Furthermore, Patent Document 3 describes a silsesquioxane derivative that has an -NHCO- structure, has high heat resistance, good alkaline developability, and excellent coating film properties, and is used as a resist resin, etc.

特開2009-286980号公報JP 2009-286980 A 特開2012-88610号公報JP 2012-88610 A 特開2014-118418号公報JP 2014-118418 A

しかしながら、従来のアルカリ可溶性であるシロキサン化合物では、耐熱性はまだ十分とは言えなかった。そのため、アルカリ可溶性を有し、かつ耐熱性に優れたシロキサン化合物や、そのようなシロキサン化合物を製造するための耐熱性に優れたシラン化合物の開発が必要であった。また、近年は光学分野、電子分野等の様々な分野でより高い性能が要求され、その要求に応えるとともに、広範囲の用途への適用を可能とするために、より一層優れた耐熱性が必要とされている。 However, conventional alkali-soluble siloxane compounds still lack sufficient heat resistance. Therefore, there was a need to develop alkali-soluble, heat-resistant siloxane compounds, as well as silane compounds with excellent heat resistance for producing such siloxane compounds. Furthermore, in recent years, higher performance has been required in a variety of fields, including optics and electronics, and to meet this demand and enable application in a wide range of applications, even better heat resistance is required.

本発明は、上記現状に鑑みて、アルカリ可溶性を有し、優れた耐熱性を有するシラン化合物、シロキサン化合物、及び、合成安定性に優れ、これらの化合物を効率良く製造することができる製造方法を提供することを目的とする。 In light of the above-mentioned current situation, the present invention aims to provide silane compounds and siloxane compounds that are alkali-soluble and have excellent heat resistance, as well as a manufacturing method that has excellent synthetic stability and can efficiently produce these compounds.

本発明者は、上記課題を解決すべく、シラン化合物やシロキサン化合物を種々検討したところ、アルカリ可溶性とするためにカルボキシ基を導入する方法として、例えば、アミンに無水コハク酸等を反応させ、アミド結合を形成してカルボキシ基を導入する方法があるが、この場合に、イミド結合を形成することで、カルボキシル基が導入された化合物の耐熱性が格段に向上しうることを見いだした。また、そのようなシロキサン化合物を製造する場合に、アミノ基含有シラン化合物と、酸無水物基及びカルボキシ基を含有する化合物とを反応させてイミド結合含有シラン化合物を得た後に、当該シラン化合物を含む反応原料を縮合させることによって、イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基を有するシロキサン化合物を、安定して効率良く合成できることを見いだし、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the inventors investigated various silane compounds and siloxane compounds. One method for introducing a carboxyl group to make a compound alkali-soluble involves reacting an amine with succinic anhydride or the like to form an amide bond, thereby introducing the carboxyl group. They discovered that forming an imide bond in this case can significantly improve the heat resistance of the compound into which the carboxyl group has been introduced. Furthermore, they discovered that when producing such a siloxane compound, a siloxane compound having an organic group with an imide bond and a carboxyl group can be synthesized stably and efficiently by reacting an amino-group-containing silane compound with a compound containing an acid anhydride group and a carboxyl group to obtain an imide-bond-containing silane compound, and then condensing the reaction raw materials containing the silane compound. This discovery led to the completion of the present invention.

すなわち、本発明は、イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基を有することを特徴とするイミド結合含有シラン化合物である。 In other words, the present invention is an imide bond-containing silane compound characterized by having an organic group having an imide bond and a carboxy group.

本発明はまた、イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基を有することを特徴とするシロキサン化合物である。 The present invention also relates to a siloxane compound characterized by having an organic group having an imide bond and a carboxy group.

上記シロキサン化合物は、炭素数1~12のアルキル基、又は、炭素数6~12のアリール基を有することが好ましい。 The above siloxane compound preferably has an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.

上記シロキサン化合物は、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、及び、エポキシ基からなる群より選択される少なくとも一種の基を有する有機基を有することが好ましい。 The above-mentioned siloxane compound preferably has an organic group having at least one group selected from the group consisting of a (meth)acryloyl group, a vinyl group, and an epoxy group.

本発明はまた、上述したシロキサン化合物と、光重合開始剤及び/又は酸発生剤とを含むことを特徴とする硬化性樹脂組成物でもある。 The present invention also relates to a curable resin composition comprising the above-mentioned siloxane compound and a photopolymerization initiator and/or an acid generator.

上記硬化性樹脂組成物は、重合性化合物を含むことが好ましい。 The above-mentioned curable resin composition preferably contains a polymerizable compound.

上記硬化性樹脂組成物は、ネガ型感光性樹脂組成物であることが好ましい。 The above-mentioned curable resin composition is preferably a negative-type photosensitive resin composition.

本発明はまた、アミノ基含有シラン化合物と、酸無水物基及びカルボキシ基を有する化合物とを反応させる工程を含むことを特徴とするイミド結合含有シラン化合物の製造方法でもある。 The present invention also relates to a method for producing an imide bond-containing silane compound, which comprises the step of reacting an amino group-containing silane compound with a compound having an acid anhydride group and a carboxy group.

本発明はまた、アミノ基含有シラン化合物と、酸無水物基及びカルボキシ基を有する化合物とを反応させる工程、及び、該反応工程で生成するイミド結合含有シラン化合物を含む反応原料を縮合する工程を含むことを特徴とするシロキサン化合物の製造方法でもある。 The present invention also relates to a method for producing a siloxane compound, comprising the steps of reacting an amino group-containing silane compound with a compound having an acid anhydride group and a carboxy group, and condensing the reaction raw materials, including the imide bond-containing silane compound produced in the reaction step.

本発明によれば、アルカリ可溶性を有し、耐熱性に優れたシラン化合物、及びシロキサン化合物を提供することができ、上記シラン化合物やシロキサン化合物を安定的に効率良く製造することができる。 The present invention provides silane compounds and siloxane compounds that are alkali-soluble and have excellent heat resistance, and enables stable and efficient production of the above silane compounds and siloxane compounds.

以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
The present invention will be described in detail below.
It should be noted that a combination of two or more of the individual preferred embodiments of the present invention described below is also a preferred embodiment of the present invention.

1.イミド結合含有シラン化合物
本発明は、イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基を有することを特徴とするイミド結合含有シラン化合物である。
本発明のシラン化合物は、アルカリ可溶性を有し、耐熱性に優れる。また、本発明のシラン化合物を用いれば、アルカリ可溶性を有し、耐熱性に優れたシロキサン化合物を安定的に効率良く製造することができる。
本発明のシラン化合物や当該シラン化合物を用いて合成されるシロキサン化合物が、耐熱性にも優れるのは、熱に安定なSi-O結合やイミド結合で構成されるためであると推測される。
1. Imide Bond-Containing Silane Compound The present invention relates to an imide bond-containing silane compound characterized by having an imide bond and an organic group having a carboxy group.
The silane compound of the present invention is alkali-soluble and has excellent heat resistance. Furthermore, by using the silane compound of the present invention, it is possible to stably and efficiently produce a siloxane compound that is alkali-soluble and has excellent heat resistance.
The silane compound of the present invention and the siloxane compound synthesized using the silane compound are also excellent in heat resistance, presumably because they are composed of heat-stable Si—O bonds and imide bonds.

上記イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基は、下記一般式(1)で表される基であることが好ましい。 The organic group having an imide bond and a carboxy group is preferably a group represented by the following general formula (1):

(式中、R及びRは、同一又は異なって、カルボキシ基を有していてもよい有機基を表し、R及びRの少なくとも一つは、カルボキシ基を有する有機基である。R及びRは、互いに連結して、環構造を形成していてもよい。Rは、直接結合、又は、2価の有機基を表す。*は、上記有機基の結合部位を表す。)で表される基が挙げられる。 (wherein R1 and R2 may be the same or different and represent an organic group which may have a carboxy group, and at least one of R1 and R2 is an organic group which has a carboxy group. R1 and R2 may be bonded to each other to form a ring structure. R3 represents a direct bond or a divalent organic group. * represents a bonding site of the organic group.)

上記R及びRで表される有機基としては、炭化水素基、カルボキシ基、又は、炭化水素基、カルボキシ基、-O-、-CO-、-COO-、-NH-若しくは-SO-の組み合わせからなる基が挙げられ、好ましくは、炭化水素基、カルボキシ基、又は、炭化水素基とカルボキシ基の組み合わせからなる基が挙げられる。 The organic groups represented by R1 and R2 include hydrocarbon groups, carboxy groups, and groups consisting of a combination of hydrocarbon groups, carboxy groups, -O-, -CO-, -COO-, -NH-, or -SO 2 -, and preferably hydrocarbon groups, carboxy groups, or groups consisting of a combination of a hydrocarbon group and a carboxy group.

上記R及びRで表される炭化水素基としては、鎖状もしくは環状の飽和又は不飽和の炭化水素基、又は、その組み合わせが挙げられる。
上記炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、又は、芳香族炭化水素基が挙げられる。なかでも、熱に安定である点で、芳香族炭化水素基が好ましい。
The hydrocarbon groups represented by R 1 and R 2 include linear or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon groups, or combinations thereof.
The hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group, with aromatic hydrocarbon groups being preferred because of their thermal stability.

上記脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、ヘプチル基、2-メチルヘキシル基、3-メチルヘキシル基、2,2-ジメチルペンチル基、2,3-ジメチルペンチル基、2,4-ジメチルペンチル基、3-エチルペンチル基、2,2,3-トリメチルブチル基、オクチル基、メチルヘプチル基、ジメチルヘキシル基、2-エチルヘキシル基、3-エチルヘキシル基、トリメチルペンチル基、3-エチル-2-メチルペンチル基、2-エチル-3-メチルペンチル基、2,2,3,3-テトラメチルブチル基、ノニル基、メチルオクチル基、3,7-ジメチルオクチル基、ジメチルヘプチル基、3-エチルヘプチル基、4-エチルヘプチル基、トリメチルヘキシル基、3,3-ジエチルペンチル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基等のアルキル基;ビニル基、n-プロペニル基、イソプロペニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、1-ペンテニル基、2-ペンテニル基、2-メチル-1-ブテニル基、2-メチル-2-ブテニル基、3-メチル-1-ブテニル基、1-ヘキセニル基、2-ヘキセニル基、1-ヘプテニル基、2-ヘプテニル基、1-オクテニル基又2-オクテニル基等のアルケニル基;又は、これらの2価の基等が挙げられる。 Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, a sec-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a hexyl group, a 2-methylpentyl group, a 3-methylpentyl group, a 2,2-dimethylbutyl group, a 2,3-dimethylbutyl group, a heptyl group, a 2-methylhexyl group, a 3-methylhexyl group, a 2,2-dimethylpentyl group, a 2,3-dimethylpentyl group, a 2,4-dimethylpentyl group, a 3-ethylpentyl group, a 2,2,3-trimethylbutyl group, an octyl group, a methylheptyl group, a dimethylhexyl group, a 2-ethylhexyl group, a 3-ethylhexyl group, a trimethylpentyl group, a 3-ethyl-2-methylpentyl group, a 2-ethyl-3-methylpentyl group, and a 2,2,3,3-tetramethylbutyl group. alkyl groups such as a methyl group, a nonyl group, a methyloctyl group, a 3,7-dimethyloctyl group, a dimethylheptyl group, a 3-ethylheptyl group, a 4-ethylheptyl group, a trimethylhexyl group, a 3,3-diethylpentyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecyl group, and an eicosyl group; Examples include alkenyl groups such as n-propenyl, isopropenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 2-methyl-1-butenyl, 2-methyl-2-butenyl, 3-methyl-1-butenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 1-heptenyl, 2-heptenyl, 1-octenyl, and 2-octenyl; or divalent groups thereof.

上記脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ジシクロペンタニル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、又は、これらの2価の基等が挙げられる。 Examples of the alicyclic hydrocarbon group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclononyl group, a cyclodecyl group, a dicyclopentanyl group, a norbornyl group, an adamantyl group, or divalent groups thereof.

上記芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニレル基、メトキシフェニル基、トリクロロフェニル基、エチルフェニル基、トリル基、キシリル基、ベンジル基、又は、これらの2価の基等が挙げられる。 Examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a methoxyphenyl group, a trichlorophenyl group, an ethylphenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a benzyl group, or divalent groups thereof.

上記R及びRは、互いに連結して、環構造を形成していてもよい。上記環構造としては、置換基を有していてもよい、イミド環、イミド環と炭化水素環との縮合環等が挙げられる。
上記イミド環は、イミド結合が環構造を形成している環である。
上記イミド環は、5~6員環であることが好ましく、5員環であることがより好ましい。
R1 and R2 may be bonded to each other to form a ring structure. Examples of the ring structure include an imide ring, a condensed ring of an imide ring and a hydrocarbon ring, and the like, which may have a substituent.
The imide ring is a ring in which an imide bond forms a ring structure.
The imide ring is preferably a 5- or 6-membered ring, and more preferably a 5-membered ring.

上記炭化水素環としては、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環等の脂肪族炭化水素環;ベンゼン環、ナフタレン環等の芳香族炭化水素環が挙げられる。
上記炭化水素環は、3~6員環であることが好ましく、4~6員環であることがより好ましく、5~6員環であることが更に好ましい。
上記イミド環、炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
なかでも、上記環構造は、イミド環と炭化水素環との縮合環であることが好ましく、イミド環と芳香族炭化水素環との縮合環であることが好ましい。
Examples of the hydrocarbon ring include aliphatic hydrocarbon rings such as a cyclopropane ring, a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, and a cyclohexane ring; and aromatic hydrocarbon rings such as a benzene ring and a naphthalene ring.
The hydrocarbon ring is preferably a 3- to 6-membered ring, more preferably a 4- to 6-membered ring, and even more preferably a 5- or 6-membered ring.
The imide ring and hydrocarbon ring may have a substituent.
Among these, the ring structure is preferably a condensed ring of an imide ring and a hydrocarbon ring, and more preferably a condensed ring of an imide ring and an aromatic hydrocarbon ring.

上記R及びRで表される炭化水素基の炭素数は、1~15であることが好ましく、3~13であることがより好ましく、5~11であることが更に好ましい。 The hydrocarbon groups represented by R 1 and R 2 preferably have 1 to 15 carbon atoms, more preferably 3 to 13 carbon atoms, and even more preferably 5 to 11 carbon atoms.

上記R及びRの少なくとも一つは、カルボキシ基を有する有機基である。
上記R及びRが互いに連結して、環構造を形成している場合、上記環構造は少なくとも一つのカルボキシ基、又はカルボキシ基を含む基を置換基として有することが好ましい。
上記有機基は、カルボキシ基をいずれの位置に有していてもよい。
また、上記有機基は、カルボキシ基を1つ又は2つ以上有していてもよいが、カルボキシ基を1つ又は2つ有することが好ましい。
At least one of R 1 and R 2 is an organic group having a carboxy group.
When R 1 and R 2 are linked to each other to form a ring structure, the ring structure preferably has at least one carboxy group or a group containing a carboxy group as a substituent.
The organic group may have a carboxy group at any position.
The organic group may have one or more carboxy groups, but preferably has one or two carboxy groups.

上記Rは、直接結合、又は、2価の有機基を表す。上記2価の有機基としては、上述した2価の炭化水素基、-CO-、-COO-、-NH-、-SO-、又は、これらを組み合わせた2価の基が挙げられ、好ましくは2価の炭化水素基、又は、2価の炭化水素基と-NH-を組み合わせた2価の基が挙げられ、より好ましくは2価の炭化水素基が挙げられ、更に好ましくは2価の脂肪族炭化水素基が挙げられ、更により好ましくはアルキレン基が挙げられる。
上記2価の炭化水素基と-NH-を組み合わせた2価の基としては、例えば、-R’-NH-R’’-(式中、R’及びR’’は、同一又は異なって、2価の炭化水素基を表す。)が好ましく挙げられる。
上記R’及びR’’で表される2価の炭化水素基は、2価の脂肪族炭化水素基であることが好ましく、アルキレン基であることがより好ましい。
上記R’及びR’’で表される2価の炭化水素基の炭素数は、1~6であることが好ましく、1~3であることがより好ましい。
R3 represents a direct bond or a divalent organic group. Examples of the divalent organic group include the above-mentioned divalent hydrocarbon groups, -CO-, -COO-, -NH-, -SO 2 -, and divalent groups combining these, preferably a divalent hydrocarbon group or a divalent group combining a divalent hydrocarbon group and -NH-, more preferably a divalent hydrocarbon group, even more preferably a divalent aliphatic hydrocarbon group, and even more preferably an alkylene group.
A preferred example of the divalent group formed by combining the above divalent hydrocarbon group with —NH— is —R′—NH—R″— (wherein R′ and R″ are the same or different and each represent a divalent hydrocarbon group).
The divalent hydrocarbon groups represented by R' and R'' are preferably divalent aliphatic hydrocarbon groups, and more preferably alkylene groups.
The divalent hydrocarbon groups represented by R' and R'' preferably have 1 to 6 carbon atoms, and more preferably 1 to 3 carbon atoms.

上記Rで表される2価の有機基の炭素数は、1~10であることが好ましく。1~8であることがより好ましく、1~5であることが更に好ましい。 The divalent organic group represented by R3 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and even more preferably 1 to 5 carbon atoms.

上記一般式(1)中、*は、上記有機基の結合部位を表す。
上記有機基は、ケイ素原子に結合していることが好ましい。
In the general formula (1), * represents the bonding site of the organic group.
The organic group is preferably bonded to a silicon atom.

上記イミド結合含有シラン化合物は、下記一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。 The imide bond-containing silane compound is preferably a compound represented by the following general formula (2):

SiR [4-(a+b)] (2)
(式中、Rは、イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基を表す。Rは、イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基以外の有機基を表す。Rは、アルコキシ基、アシルオキシ基、ハロゲン原子、水酸基、又は、水素原子を表す。aは、1又は2の数を表し、bは、0又は1の数を表す。)
R 4 a R 5 b SiR 6 [4-(a+b)] (2)
(In the formula, R4 represents an organic group having an imide bond and a carboxy group. R5 represents an organic group other than an organic group having an imide bond and a carboxy group. R6 represents an alkoxy group, an acyloxy group, a halogen atom, a hydroxyl group, or a hydrogen atom. a represents the number 1 or 2, and b represents the number 0 or 1.)

上記Rで表されるイミド結合及びカルボキシ基を有する有機基は、上述した一般式(1)で表される基であることが好ましい。上記Rが2つ存在する場合、Rで表される有機基は同一であってもよいし、異なっていてもよい。 The organic group having an imide bond and a carboxy group represented by R4 is preferably a group represented by the above general formula (1). When there are two R4s , the organic groups represented by R4s may be the same or different.

上記Rで表されるイミド結合及びカルボキシ基を有する有機基以外の有機基は、イミド結合を含まない有機基であることがより好ましく、具体例としては、炭化水素基、エポキシ基、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アミノ基、リン酸基、カルボキシ基、アミド基、ニトロ基、アシル基、スルホン基、又は、これらを組み合わせた基が挙げられる。
上記炭化水素基としては、上述したものと同様の基が挙げられる。
上記炭化水素基の炭素数は、1~10であることが好ましく、1~8であることがより好ましく、1~5であることが更に好ましい。
なかでも上記Rで表されるイミド結合及びカルボキシ基を有する有機基以外の有機基としては、炭化水素基、又は、炭化水素基とエポキシ基、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アミノ基、リン酸基、カルボキシ基、アミド基、ニトロ基、アシル基、若しくはスルホン基を組み合わせた基が好ましく、炭化水素基がより好ましく、脂肪族炭化水素基が更に好ましく、アルキル基が特に好ましい。
The organic group other than the organic group having an imide bond and a carboxy group represented by R5 above is more preferably an organic group not containing an imide bond, and specific examples include a hydrocarbon group, an epoxy group, a (meth)acryloyl group, a vinyl group, an amino group, a phosphate group, a carboxy group, an amide group, a nitro group, an acyl group, a sulfone group, or a group combining these.
Examples of the hydrocarbon group include the same groups as those mentioned above.
The hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and even more preferably 1 to 5 carbon atoms.
Among these, the organic group other than the organic group having an imide bond and a carboxy group represented by R5 above is preferably a hydrocarbon group or a group in which a hydrocarbon group is combined with an epoxy group, a (meth)acryloyl group, a vinyl group, an amino group, a phosphate group, a carboxy group, an amide group, a nitro group, an acyl group, or a sulfone group, more preferably a hydrocarbon group, still more preferably an aliphatic hydrocarbon group, and particularly preferably an alkyl group.

上記Rで表されるアルコキシ基は、「-OR’」で表される基であり、上記「R’」は、炭素数1~3のアルキル基であることが好ましく、炭素数1~2のアルキル基であることがより好ましい。 The alkoxy group represented by R6 is a group represented by "-OR'", and the "R'" is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms.

上記Rで表されるアシルオキシ基は、「-O-CO-R’’」で表される基であり、上記「R’’」は、炭素数1~5のアルキル基であることが好ましく、炭素数1~3のアルキル基であることがより好ましい。 The acyloxy group represented by R6 is a group represented by "-O-CO-R"", and "R" is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

上記Rは、なかでも、アルコキシ基、アシルオキシ基であることが好ましく、アルコキシ基であることがより好ましい。 Among these, R6 is preferably an alkoxy group or an acyloxy group, and more preferably an alkoxy group.

上記一般式(2)において、aは、1又は2の数を表し、bは、0又は1の数を表す。好ましくは、aは1であり、bは0である。 In the above general formula (2), a represents the number 1 or 2, and b represents the number 0 or 1. Preferably, a is 1 and b is 0.

上記イミド結合含有シラン化合物の好ましい具体例として、下記の化合物が挙げられる。 Specific preferred examples of the imide bond-containing silane compound include the following compounds:

<イミド結合含有シラン化合物の製造方法>
上記イミド結合含有シラン化合物を製造する方法としては、上記イミド結合含有シラン化合物が得られる方法であれば特に限定されず、いずれの方法であってもよいが、なかでも、安定して、効率良く製造することができる点で、アミノ基含有シラン化合物と、酸無水物基及びカルボキシ基を有する化合物とを反応させる工程を含む方法であることが好ましい。アミノ基含有シラン化合物と、酸無水物基及びカルボキシ基を有する化合物とを反応させることにより、アミノ基と酸無水物基が反応してイミド結合が容易に形成され、効率良く、上記シラン化合物を得ることができる。このような、アミノ基含有シラン化合物と、酸無水物基及びカルボキシ基を有する化合物とを反応させる工程を含むイミド結合含有シラン化合物の製造方法もまた、本発明の一つである。
上記アミノ基は、反応性の観点から、第一級アミノ基であることが好ましい。
<Method of producing imide bond-containing silane compound>
The method for producing the imide bond-containing silane compound is not particularly limited as long as it can produce the imide bond-containing silane compound, and any method may be used. Among these, a method comprising a step of reacting an amino group-containing silane compound with a compound having an acid anhydride group and a carboxy group is preferred, as it allows for stable and efficient production. By reacting the amino group-containing silane compound with a compound having an acid anhydride group and a carboxy group, the amino group and the acid anhydride group react to easily form an imide bond, thereby allowing the silane compound to be produced efficiently. Such a method for producing an imide bond-containing silane compound, comprising a step of reacting an amino group-containing silane compound with a compound having an acid anhydride group and a carboxy group, also constitutes one aspect of the present invention.
From the viewpoint of reactivity, the amino group is preferably a primary amino group.

上記アミノ基含有シラン化合物としては、下記一般式(3)で表される化合物が好ましく挙げられる。
(HN-R-) SiR [4-(a+b)] (3)
(式中、Rは、上記一般式(1)中のRと同じである。R及びRは、上記一般式(2)中のR及びRと同じである。aは、1又は2の数を表す。bは、0又は1の数を表す。)
The amino group-containing silane compound is preferably a compound represented by the following general formula (3):
(H 2 NR 3 -) a R 5 b SiR 6 [4-(a+b)] (3)
(In the formula, R3 is the same as R3 in the above general formula (1). R5 and R6 are the same as R5 and R6 in the above general formula (2). a represents the number 1 or 2. b represents the number 0 or 1.)

上記アミノ基含有シラン化合物の具体例としては、例えば、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。なかでも、合成安定性が高い点で、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシランが好ましい。 Specific examples of the amino group-containing silane compound include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-(2-aminoethylamino)propyltrimethoxysilane, 3-(2-aminoethylamino)propyltriethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldiethoxysilane, and N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane. Among these, 3-aminopropyltrimethoxysilane and 3-aminopropyltriethoxysilane are preferred due to their high synthetic stability.

上記酸無水物基(-CO-O-CO-)及びカルボキシ基を有する化合物としては、例えば、トリメリット酸無水物やその他の置換基としてカルボキシル基を有する酸無水物等が挙げられる。 Examples of compounds having an acid anhydride group (-CO-O-CO-) and a carboxy group include trimellitic anhydride and other acid anhydrides having a carboxyl group as a substituent.

上記アミノ基含有シラン化合物と、上記酸無水物基及びカルボキシ基を有する化合物との反応は、これらの化合物を混合して加熱することにより行うことができる。
上記アミノ基含有シラン化合物と、上記酸無水物基及びカルボキシ基を有する化合物との混合比は、モル比で85/15~15/85であることが好ましく、70/30~30/70であることが好ましく、45/55~55/45であることが更に好ましい。
The reaction of the amino group-containing silane compound with the compound having an acid anhydride group and a carboxy group can be carried out by mixing these compounds and heating them.
The mixing ratio of the amino group-containing silane compound to the compound having an acid anhydride group and a carboxy group is preferably 85/15 to 15/85 by molar ratio, more preferably 70/30 to 30/70, and even more preferably 45/55 to 55/45.

上記化合物の混合は、溶媒中で行うことが好ましい。使用する溶媒としては、例えば、1-メチル-2-ピロリドン(NMP)、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、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、n-プロピルアセテート、エチルラクテート、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテル、シクロヘキサノン、1-メトキシ-2-プロパノール、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1,2-ジメトキシエタン、エチルジグリコールアセテート等が挙げられる。上記溶媒は1種のみ使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The above compounds are preferably mixed in a solvent. Examples of solvents that can be used include 1-methyl-2-pyrrolidone (NMP), methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, n-propyl acetate, ethyl lactate, methyl ethyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether, cyclohexanone, 1-methoxy-2-propanol, diethylene glycol dimethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, and ethyl diglycol acetate. The above solvents may be used alone or in combination.

上記加熱は、大気下で行ってもよいし、窒素雰囲気下で行ってもよいが、酸化による着色を抑制できる点で、窒素雰囲気下で行うことが好ましい。 The heating may be carried out in air or in a nitrogen atmosphere, but is preferably carried out in a nitrogen atmosphere, as this can prevent discoloration due to oxidation.

加熱温度は、45℃以上であることが好ましく、50℃以上であることがより好ましく、60℃以上であることが更に好ましい。加熱温度の上限は、アルコキシシランの加水分解を抑制する観点から、200℃以下であることが好ましく、160℃以下であることがより好ましい。
加熱時間は、特に限定されないが、例えば、1~10時間、好ましくは1~8時間、より好ましくは、1~6時間である。
The heating temperature is preferably 45° C. or higher, more preferably 50° C. or higher, and even more preferably 60° C. or higher. From the viewpoint of suppressing hydrolysis of the alkoxysilane, the upper limit of the heating temperature is preferably 200° C. or lower, and more preferably 160° C. or lower.
The heating time is not particularly limited, but is, for example, 1 to 10 hours, preferably 1 to 8 hours, and more preferably 1 to 6 hours.

上記反応工程では、通常使用されるアミンやリン酸、リン酸エステル等の添加剤等を用いてもよい。 In the above reaction process, commonly used additives such as amines, phosphoric acid, and phosphate esters may also be used.

上記イミド結合含有シラン化合物を製造する方法は、上述した工程以外の他の工程を含んでいてもよい。上記他の工程としては、乾燥工程、精製工程、希釈工程、濃縮工程等が挙げられる。これらの工程は、公知の方法により行うことができる。 The method for producing the imide bond-containing silane compound may include other steps in addition to the steps described above. Examples of such other steps include a drying step, a purification step, a dilution step, and a concentration step. These steps can be carried out by known methods.

2.シロキサン化合物
本発明のシロキサン化合物は、イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基を有することを特徴とするシロキサン化合物である。
上記イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基としては、上述した「イミド結合含有シラン化合物」における「イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基」と同様の基が挙げられる。
2. Siloxane Compound The siloxane compound of the present invention is a siloxane compound characterized by having an organic group having an imide bond and a carboxy group.
Examples of the organic group having an imide bond and a carboxy group include the same groups as the "organic group having an imide bond and a carboxy group" in the "silane compound containing an imide bond" described above.

本発明のシロキサン化合物は、上述のとおり、シロキサン結合(Si-O結合)を有し、かつ、上述したイミド結合及びカルボキシ基を有する有機基を有するため、アルカリ可溶性を有し、優れた耐熱性を有すると考えられる。 As described above, the siloxane compound of the present invention has a siloxane bond (Si-O bond) and the aforementioned imide bond and organic group having a carboxy group, and is therefore believed to be alkali-soluble and have excellent heat resistance.

上記シロキサン化合物は、炭素数1~12のアルキル基、又は、炭素数6~12のアリール基を有することが好ましい。これらの基を更に有することで、耐熱性をより一層向上させることができる。
上記シロキサン化合物は、炭素数1~10のアルキル基、又は、炭素数6~10のアリール基を有することがより好ましく、炭素数6~10のアリール基を有することが更に好ましい。
The siloxane compound preferably has an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. By further having these groups, heat resistance can be further improved.
The siloxane compound preferably has an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and more preferably has an aryl group having 6 to 10 carbon atoms.

上記シロキサン化合物は、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、及び、エポキシ基からなる群より選択される少なくとも一種の基を有する有機基を有することが好ましい。これらの基を更に有することで、シロキサン化合物の硬化性が向上し、硬化物の耐熱性に加えて、耐溶剤性、密着性等を向上させることができる。 The above-mentioned siloxane compound preferably has an organic group having at least one group selected from the group consisting of a (meth)acryloyl group, a vinyl group, and an epoxy group. The inclusion of these groups improves the curability of the siloxane compound, and can improve the heat resistance of the cured product as well as solvent resistance, adhesion, and other properties.

上記(メタ)アクリロイル基、ビニル基、及び、エポキシ基からなる群より選択される少なくとも一種の基を有する有機基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、エポキシ基、又は、(メタ)アクリロイル基、ビニル基もしくはエポキシ基を有する基が挙げられ、好ましくは(メタ)アクリロイル基、ビニル基又はエポキシ基を有する2価の炭化水素基が挙げられ、より好ましくは(メタ)アクリロイル基、ビニル基又はエポキシ基を有する2価の脂肪族炭化水素基が挙げられる。 The organic group having at least one group selected from the group consisting of a (meth)acryloyl group, a vinyl group, and an epoxy group includes a (meth)acryloyl group, a vinyl group, an epoxy group, or a group having a (meth)acryloyl group, a vinyl group, or an epoxy group, preferably a divalent hydrocarbon group having a (meth)acryloyl group, a vinyl group, or an epoxy group, more preferably a divalent aliphatic hydrocarbon group having a (meth)acryloyl group, a vinyl group, or an epoxy group.

上記シロキサン化合物としては、シロキサン結合を有し、かつ、下記平均組成式(4):
SiO (4)
(式中Xは、同一又は異なって、イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基を表す。Y及びZは、同一又は異なって、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、又は、上記イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基以外の有機基を表す。aは、0でない3以下の数であり、b及びcは、同一又は異なって、0又は3未満の数であり、dは、0でない2未満の数であり、a+b+c+2d=4である。)で表されるシロキサン化合物が挙げられる。
The siloxane compound has a siloxane bond and is represented by the following average composition formula (4):
X a Y b Z c SiO d (4)
(in the formula, X may be the same or different and represent an organic group having an imide bond and a carboxy group; Y and Z may be the same or different and represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, or an organic group other than the organic group having an imide bond and a carboxy group; a is a non-zero number of 3 or less; b and c may be the same or different and represent 0 or a number less than 3; d is a non-zero number less than 2, and a+b+c+2d=4).

上記シロキサン化合物が有するシロキサン骨格(シロキサン結合を必須とする主要骨格)は、(SiOと表すこともできる。シロキサン化合物における(SiO以外の構造は、X、Y及びZであり、これらは主鎖骨格のケイ素原子に結合することとなる。
上記シロキサン化合物はまた、ポリシルセスキオキサンであることが好ましい。
The siloxane skeleton (main skeleton essentially comprising siloxane bonds) of the siloxane compound can also be expressed as ( SiOm ) n . The structures other than ( SiOm ) n in the siloxane compound are X, Y, and Z, which are bonded to silicon atoms in the main chain skeleton.
The siloxane compound is also preferably a polysilsesquioxane.

上記シロキサン骨格は、例えば、鎖状(直鎖状又は分岐状)、ラダー状、網状、環状、籠状、キュービック状等であることが好ましい。なかでも、シロキサン化合物が少量であっても耐熱性が発揮されやすい観点から、ラダー状、網状、又は、籠状であることが好ましく、ラダー状又は籠状であることがより好ましい。なお、上記籠状構造とは、不完全型籠状構造も含むものとする。
X、Y及びZは、「鎖」の形態となった繰り返し単位に含まれてもよく、含まれていなくてもよい。例えば、Xは、側鎖として1分子に1つ以上含まれていればよい。
The siloxane skeleton is preferably, for example, a chain (linear or branched), ladder, network, cyclic, cage, cubic, etc. Among these, from the viewpoint of easily exhibiting heat resistance even with a small amount of siloxane compound, a ladder, network, or cage structure is preferred, and a ladder or cage structure is more preferred. Note that the cage structure also includes an incomplete cage structure.
X, Y, and Z may or may not be included in the repeating unit in the form of a "chain." For example, it is sufficient that one or more Xs are included as side chains in one molecule.

上記(SiOにおいて、nは重合度を表す。重合度は、主鎖骨格の重合度を表すが、上記イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基は、必ずしもn個存在していなくてもよい。すなわち、(SiOの1つの単位に必ず1つの上記イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基が存在していなくてもよい。また、上記イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基は、1分子中に1つ以上含まれていればよいが、複数含まれる場合、1つのケイ素原子に2以上の上記イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基が結合していてもよい。 In the above (SiO m ) n , n represents the degree of polymerization. The degree of polymerization represents the degree of polymerization of the main chain skeleton, but the number of the organic groups having an imide bond and a carboxy group does not necessarily need to be n. That is, one organic group having an imide bond and a carboxy group does not necessarily need to be present in one unit of (SiO m ) n . Furthermore, it is sufficient that one or more organic groups having an imide bond and a carboxy group are contained in one molecule, but when multiple organic groups are contained, two or more organic groups having an imide bond and a carboxy group may be bonded to one silicon atom.

上記主鎖骨格(SiOにおいて、mは1以上、2未満の数であることが好ましい。より好ましくは1.5~1.8である。nは重合度を表し、1~5000であることが好ましく、1~2000であることがより好ましく、1~1000であることが更に好ましく、1~200であることが特に好ましい。 In the main chain skeleton (SiO m ) n , m is preferably a number of 1 or more and less than 2, more preferably 1.5 to 1.8. n represents the degree of polymerization, and is preferably 1 to 5,000, more preferably 1 to 2,000, even more preferably 1 to 1,000, and particularly preferably 1 to 200.

上記シロキサン化合物において、シロキサン骨格の占める割合は、シロキサン化合物100質量部中、10~80質量%であることが好ましく、17~70質量%であることがより好ましく、20~50質量%であることが更に好ましい。 In the above siloxane compound, the proportion of the siloxane skeleton is preferably 10 to 80 mass% of 100 parts by mass of the siloxane compound, more preferably 17 to 70 mass%, and even more preferably 20 to 50 mass%.

上記平均組成式(4)において、Xは、イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基を表す。Xで表されるイミド結合及びカルボキシ基を有する有機基としては、上述したRで表されるイミド結合及びカルボキシ基を有する有機基と同様の基が挙げられる。 In the average composition formula (4), X represents an organic group having an imide bond and a carboxy group. Examples of the organic group having an imide bond and a carboxy group represented by X include the same groups as the organic group having an imide bond and a carboxy group represented by R4 described above.

Xの係数は0でない3以下の数である。すなわち0<a≦3を満たす数である。aは、0.2以上であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましく、0.7以上であることが更に好ましく、0.8以上であることが特に好ましい。また、2以下であることが好ましく、1.5以下であることがより好ましく、1であることが更に好ましい。 The coefficient of X is a non-zero number of 3 or less. That is, it is a number that satisfies 0<a≦3. a is preferably 0.2 or more, more preferably 0.5 or more, even more preferably 0.7 or more, and particularly preferably 0.8 or more. It is also preferably 2 or less, more preferably 1.5 or less, and even more preferably 1.

Y及びZは、同一又は異なって、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、又は、上記イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基以外の有機基を表す。上記イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基以外の有機基としては、上述したRで表されるイミド結合及びカルボキシ基を有する有機基以外の有機基と同様の基が挙げられる。なかでも、上記有機基としては、炭化水素基、エポキシ基、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、又は、これらを組み合わせた基が好ましく、アルキル基、アリール基、エポキシ基、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、又は、これらを組み合わせた基がより好ましい。 Y and Z are the same or different and represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, or an organic group other than the organic group having an imide bond and a carboxy group. Examples of the organic group other than the organic group having an imide bond and a carboxy group include the same groups as the organic group other than the organic group having an imide bond and a carboxy group represented by R5 . Among these, the organic group is preferably a hydrocarbon group, an epoxy group, a (meth)acryloyl group, a vinyl group, or a group formed by combining these, and more preferably an alkyl group, an aryl group, an epoxy group, a (meth)acryloyl group, a vinyl group, or a group formed by combining these.

また、Yは、炭化水素基であることが好ましく、アルキル基、アリール基であることがより好ましく、炭素数1~12のアルキル基、又は、炭素数6~12のアリール基であることがより好ましい。 Y is preferably a hydrocarbon group, more preferably an alkyl group or an aryl group, and even more preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.

また、Zは(メタ)アクリロイル基、ビニル基、及び、エポキシ基からなる群より選択される少なくとも一種の基を有する有機基であることが好ましい。 Furthermore, Z is preferably an organic group having at least one group selected from the group consisting of a (meth)acryloyl group, a vinyl group, and an epoxy group.

Yの係数b及びZの係数は、それぞれ、0又は3未満の数である。すなわち0≦b<3、0≦c<3を満たす数である。酸素原子Oの係数dは、0でない2未満の数である。すなわち0<d<2を満たす数である。これらの係数は、Xの係数aが上述した好ましい範囲になるように設定すればよく、特に限定されるものではない。 The coefficient b of Y and the coefficient Z are each 0 or a number less than 3. That is, they are numbers that satisfy 0≦b<3 and 0≦c<3. The coefficient d of the oxygen atom O is a non-zero number less than 2. That is, it is a number that satisfies 0<d<2. These coefficients are not particularly limited as long as they are set so that the coefficient a of X falls within the preferred range described above.

なかでも、上記シロキサン化合物は、下記一般式(5)で表される構造を有するシルセスキオキサン化合物であることが好ましい。 Among these, the siloxane compound is preferably a silsesquioxane compound having a structure represented by the following general formula (5):

(式中、Rは、イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基を表す。) (In the formula, R7 represents an organic group having an imide bond and a carboxy group.)

で表されるイミド結合及びカルボキシ基を有する有機基としては、上述したイミド結合及びカルボキシ基を有する有機基が挙げられる。 Examples of the organic group having an imide bond and a carboxy group represented by R7 include the above-mentioned organic groups having an imide bond and a carboxy group.

また、上記シロキサン化合物は、下記一般式(6)で表される構造を更に有するシルセスキオキサン化合物であることが好ましい。 Furthermore, the above-mentioned siloxane compound is preferably a silsesquioxane compound further having a structure represented by the following general formula (6):

(式中、Rは、炭素数1~12のアルキル基又は炭素数6~12のアリール基を表す。 ) (In the formula, R8 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.)

で表される炭素数1~12のアルキル基、炭素数6~12のアリール基は、それぞれ、上述したものと同様の基であることが好ましい。 The alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and the aryl group having 6 to 12 carbon atoms represented by R 8 are preferably the same groups as those described above.

上記シロキサン化合物はまた、下記一般式(7)で表される構造を更に有するシルセスキオキサン化合物であることがより好ましい。 More preferably, the above siloxane compound is a silsesquioxane compound further having a structure represented by the following general formula (7):

(式中、Rは、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、及び、エポキシ基からなる群より選択される少なくとも一種の基を有する有機基を表す。) (In the formula, R9 represents an organic group having at least one group selected from the group consisting of a (meth)acryloyl group, a vinyl group, and an epoxy group.)

で表される(メタ)アクリロイル基、ビニル基、及び、エポキシ基の少なくとも一種の基を有する有機基は、上述したものと同様の基であることが好ましい。 The organic group represented by R 9 and having at least one group selected from the group consisting of a (meth)acryloyl group, a vinyl group, and an epoxy group is preferably the same group as those described above.

上記一般式(5)~(7)で表される構造は、上記シロキサン化合物(シルセスキオキサン化合物)における繰り返し単位を表す。 The structures represented by the above general formulas (5) to (7) represent repeating units in the above siloxane compound (silsesquioxane compound).

上記シロキサン化合物が、上記一般式(5)及び(6)で表される構造を有する場合、耐熱性に優れ、耐溶剤性にも優れる点で、それぞれの構造の組成比は、上述した一般式(5)又は(6)で表される構造の含有割合(モル比)をそれぞれp、qとする場合、(p/q)は、(5~80)/(95~20)であることが好ましく、(10~70)/(90~30)であることがより好ましく、(15~50)/(85~50)であることが更に好ましい。 When the siloxane compound has a structure represented by the general formula (5) or (6), it exhibits excellent heat resistance and solvent resistance. Therefore, the composition ratio of each structure, where p and q are the molar ratios of the structures represented by the general formula (5) or (6), respectively, is preferably (5-80)/(95-20), more preferably (10-70)/(90-30), and even more preferably (15-50)/(85-50).

上記シロキサン化合物が、上記一般式(5)、(6)及び(7)で表される構造を有する場合、耐熱性により優れる点で、それぞれの構造の組成比は、上述した式(5)、(6)又は(7)で表される構造の含有割合(モル比)をそれぞれp、q、rとする場合、(p/q/r)は、(5~80)/(90~5)/(1~90)であることが好ましく、(10~70)/(80~10)/(5~70)であることがより好ましく、(15~50)/(70~15)/(10~50)であることが更に好ましい。この場合、p+q+r=100モル%である。 When the siloxane compound has a structure represented by the general formula (5), (6), or (7), it exhibits superior heat resistance. Therefore, the composition ratio of each structure is preferably (5-80)/(90-5)/(1-90), more preferably (10-70)/(80-10)/(5-70), and even more preferably (15-50)/(70-15)/(10-50), where p, q, and r are the molar ratios of the structures represented by the formulas (5), (6), and (7), respectively. In this case, p+q+r=100 mol%.

上記シロキサン化合物の重量平均分子量は、500以上であることが好ましく、800以上であることがより好ましく、1000以上であることが更に好まし。また、50000以下であることが好ましく、30000以下であることがより好ましく、10000以下であることが更に好ましい。
上記重量平均分子量は、後述する測定条件下でのGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定により求めることができる。
The weight average molecular weight of the siloxane compound is preferably 500 or more, more preferably 800 or more, and even more preferably 1000 or more, and is preferably 50000 or less, more preferably 30000 or less, and even more preferably 10000 or less.
The weight average molecular weight can be determined by GPC (gel permeation chromatography) measurement under the measurement conditions described below.

上記シロキサン化合物の酸価は、30mgKOH/g以上であることが好ましく、40mgKOH/g以上であることがより好ましく、50mgKOH/g以上であることが更に好ましい。また、500mgKOH/g以下であることが好ましく、300mgKOH/g以下であることがより好ましく、200mgKOH/g以下であることが更に好ましく、100mgKOH/g以下であることが更により好ましい。
上記酸価は、水酸化カリウム(KOH)溶液を用いた中和滴定法により測定して得られる値であり、化合物固形分1gあたりの酸価である。
The acid value of the siloxane compound is preferably 30 mgKOH/g or more, more preferably 40 mgKOH/g or more, and even more preferably 50 mgKOH/g or more, and is preferably 500 mgKOH/g or less, more preferably 300 mgKOH/g or less, even more preferably 200 mgKOH/g or less, and even more preferably 100 mgKOH/g or less.
The acid value is a value obtained by measurement by neutralization titration using a potassium hydroxide (KOH) solution, and is an acid value per 1 g of solid content of the compound.

<シロキサン化合物の製造方法>
本発明のシロキサン化合物を製造する方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができるが、安定して効率良く製造することができる点で、上述したイミド結合含有シラン化合物を調製し、得られたイミド結合含有シラン化合物を縮合する方法が挙げられる。すなわち、本発明のシロキサン化合物の製造方法は、アミノ基含有シラン化合物と、酸無水物基及びカルボキシル基を有する化合物とを反応させる工程、及び、上記反応工程で生成するイミド結合含有シラン化合物を含む反応原料を縮合する工程を含むことが好ましい。このようなシロキサン化合物の製造方法もまた、本発明の一つである。
<Method for producing siloxane compound>
The method for producing the siloxane compound of the present invention is not particularly limited, and known methods can be used, but a method of preparing the above-mentioned imide bond-containing silane compound and condensing the obtained imide bond-containing silane compound is preferred because it allows stable and efficient production. That is, the method for producing the siloxane compound of the present invention preferably includes a step of reacting an amino group-containing silane compound with a compound having an acid anhydride group and a carboxyl group, and a step of condensing the reaction raw material containing the imide bond-containing silane compound produced in the above reaction step. Such a method for producing a siloxane compound also constitutes one aspect of the present invention.

本発明のシロキサン化合物の製造方法は、まず、アミノ基含有シラン化合物と、酸無水物基及びカルボキシル基を有する化合物とを反応させる工程を含む。上記反応工程としては、上述した「イミド結合含有シラン化合物の製造方法」における、アミノ基含有シラン化合物と、酸無水物基及びカルボキシル基を有する化合物との反応工程と同様の工程が好ましく挙げられる。 The method for producing a siloxane compound of the present invention first includes a step of reacting an amino group-containing silane compound with a compound having an acid anhydride group and a carboxyl group. The reaction step is preferably the same as the reaction step of an amino group-containing silane compound with a compound having an acid anhydride group and a carboxyl group in the above-mentioned "method for producing an imide bond-containing silane compound."

本発明のシロキサン化合物の製造方法は、次いで、上記反応工程で生成するイミド結合含有シラン化合物を含む反応原料を縮合する工程を含む。
反応原料として使用される上記イミド結合含有シラン化合物は、上述したものと同様のものが挙げられる。
なお、本明細書において、「反応原料」とは、シロキサン化合物の製造において使用されるシラン化合物の総量を意味する。
The method for producing a siloxane compound of the present invention then includes a step of condensing the reaction raw materials including the imide bond-containing silane compound produced in the above reaction step.
The imide bond-containing silane compound used as the reaction raw material may be the same as those mentioned above.
In this specification, the term "reaction raw materials" refers to the total amount of silane compounds used in the production of a siloxane compound.

また、反応原料として、上記イミド結合含有シラン化合物(シラン化合物(A))以外に、他のシラン化合物を含んでいてもよい。上記他のシラン化合物としては、上記イミド結合及びカルボキシル基を有する有機基以外の有機基を有するシラン化合物(シラン化合物(B))等が挙げられる。
上記イミド結合及びカルボキシル基を有する有機基以外の有機基を有するシラン化合物(シラン化合物(B))としては、炭素数1~12のアルキル基、又は、炭素数6~12のアリール基を有するシラン化合物や、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、及び、エポキシ基からなる群より選択される少なくとも一種の基を有する有機基を有するシラン化合物が挙げられる。
The reaction raw materials may contain other silane compounds in addition to the imide bond-containing silane compound (silane compound (A)). Examples of the other silane compounds include a silane compound (silane compound (B)) having an organic group other than the organic group having an imide bond and a carboxyl group.
Examples of the silane compound (silane compound (B)) having an organic group other than the organic group having an imide bond and a carboxyl group include a silane compound having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and a silane compound having an organic group having at least one group selected from the group consisting of a (meth)acryloyl group, a vinyl group, and an epoxy group.

上記炭素数1~12のアルキル基、又は、炭素数6~12のアリール基を有するシラン化合物の具体例としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン等のアルキルアルコキシシラン;フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のアリールアルコキシシラン;等が好ましく挙げられる。 Specific examples of silane compounds having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms include alkylalkoxysilanes such as methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, and propyltriethoxysilane; and arylalkoxysilanes such as phenyltrimethoxysilane and phenyltriethoxysilane.

上記(メタ)アクリロイル基、ビニル基、及び、エポキシ基からなる群より選択される少なくとも一種の基を有する有機基を有するシラン化合物の具体例としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が好ましく挙げられる。 Specific examples of silane compounds having an organic group containing at least one group selected from the group consisting of (meth)acryloyl groups, vinyl groups, and epoxy groups include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, and 3-acryloxypropyltrimethoxysilane.

反応原料に含まれる、上記イミド結合含有シラン化合物(A)と、他のシラン化合物(B)との含有割合は、目的とするシロキサン化合物の組成比に応じて適宜設定することができる。
例えば、上記イミド結合含有シラン化合物(A)の含有割合は、上記反応原料100質量%中、1~90質量%であることが好ましく、5~70質量%であることがより好ましく、10~50質量%であることが更に好ましい。
The content ratio of the imide bond-containing silane compound (A) and the other silane compound (B) contained in the reaction raw materials can be appropriately set depending on the composition ratio of the target siloxane compound.
For example, the content of the imide bond-containing silane compound (A) is preferably 1 to 90 mass%, more preferably 5 to 70 mass%, and even more preferably 10 to 50 mass%, relative to 100 mass% of the reaction raw materials.

上記炭素数1~12のアルキル基、又は、炭素数6~12のアリール基を有するシラン化合物の含有割合は、上記反応原料100質量%中、1~90質量%であることが好ましく、5~70質量%であることがより好ましく、10~50質量%であることが更に好ましい。 The content of the silane compound having an alkyl group with 1 to 12 carbon atoms or an aryl group with 6 to 12 carbon atoms is preferably 1 to 90 mass%, more preferably 5 to 70 mass%, and even more preferably 10 to 50 mass%, based on 100 mass% of the reaction raw materials.

上記(メタ)アクリロイル基、ビニル基、及び、エポキシ基からなる群より選択される少なくとも一種の基を有する有機基を有するシラン化合物の含有割合は、上記反応原料100質量%、1~90質量%であることが好ましく、5~70質量%であることがより好ましく、10~50質量%であることが更に好ましい。 The content of the silane compound having an organic group containing at least one group selected from the group consisting of a (meth)acryloyl group, a vinyl group, and an epoxy group is 100% by mass of the reaction raw materials, preferably 1 to 90% by mass, more preferably 5 to 70% by mass, and even more preferably 10 to 50% by mass.

上記反応原料を縮合する工程は、反応原料のシラン化合物中のアルコキシシリル基を加水分解・縮合反応させる工程であることが好ましい。 The step of condensing the above-mentioned reaction raw materials is preferably a step of subjecting the alkoxysilyl groups in the silane compound reaction raw materials to a hydrolysis and condensation reaction.

上記縮合工程は、上記反応原料を水の存在下で加熱することが好ましい。
使用する水の量としては、反応原料であるシラン化合物の総量100モルに対し、50~200モルであることが好ましく、70~150モルであることがより好ましく、90~120モルであることが更に好ましい。
In the condensation step, the reactants are preferably heated in the presence of water.
The amount of water used is preferably 50 to 200 moles, more preferably 70 to 150 moles, and even more preferably 90 to 120 moles, per 100 moles of the total amount of the silane compounds as reaction raw materials.

反応温度は、40~200℃であることが好ましく、50~180℃であることがより好ましく、60~160℃であることが更に好ましい。
また、反応温度は、最初は30~100℃、好ましくは40~80℃で反応させた後、50~180℃、好ましくは60~160℃に昇温させることが好ましい。
反応時間は、反応温度、反応組成によって適宜設定すればよいが、通常1~10時間、好ましくは2~5時間である。
The reaction temperature is preferably 40 to 200°C, more preferably 50 to 180°C, and even more preferably 60 to 160°C.
The reaction temperature is preferably 30 to 100°C, preferably 40 to 80°C initially, and then increased to 50 to 180°C, preferably 60 to 160°C.
The reaction time may be appropriately determined depending on the reaction temperature and reaction composition, but is usually 1 to 10 hours, preferably 2 to 5 hours.

上記縮合工程は、常圧下、加圧下、減圧下のいずれで行ってよいが、反応が進行し易い点で、常圧以下で行うことが好ましい。 The above condensation step may be carried out under normal pressure, elevated pressure, or reduced pressure, but it is preferable to carry it out at or below normal pressure in order to facilitate the reaction.

上記縮合工程は、前工程でイミド結合含有シラン化合物を生成した後、一旦、室温等の20~40℃程度に冷却した後、水を添加して、上記反応温度に加熱して行うことが好ましい。 The above condensation step is preferably carried out by first producing the imide bond-containing silane compound in the previous step, then cooling it to room temperature, such as about 20 to 40°C, adding water, and heating it to the above reaction temperature.

上記反応は溶媒の存在下で行うことが好ましい。使用する溶媒としては、1-メチル-2-ピロリドン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、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、n-プロピルアセテート、エチルラクテート、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテル、シクロヘキサノン、1-メトキシ-2-プロパノール、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1,2-ジメトキシエタン、エチルジグリコールアセテート等が挙げられる。上記溶媒は、1種のみ使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記溶媒の使用量としては、反応原料の合計濃度(質量%)が20~70%、好ましくは25~50%となる量が挙げられる。
The reaction is preferably carried out in the presence of a solvent. Examples of the solvent include 1-methyl-2-pyrrolidone, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, n-propyl acetate, ethyl lactate, methyl ethyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether, cyclohexanone, 1-methoxy-2-propanol, diethylene glycol dimethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, and ethyl diglycol acetate. The solvents may be used alone or in combination.
The amount of the solvent used is such that the total concentration (mass %) of the reaction raw materials is 20 to 70%, preferably 25 to 50%.

上記反応において、触媒を用いてもよい。使用できる触媒としては、特に限定されず、シラン化合物の縮合反応において通常使用される公知の触媒を用いることができ、具体的には、金属キレート化合物、有機酸、無機酸、有機塩基、無機塩基等が挙げられる。 A catalyst may be used in the above reaction. There are no particular limitations on the catalyst that can be used, and any known catalyst commonly used in condensation reactions of silane compounds can be used. Specific examples include metal chelate compounds, organic acids, inorganic acids, organic bases, and inorganic bases.

上記金属キレート化合物としては、例えば、トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ-n-プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ-イソプロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ-n-ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ-sec-ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ-t-ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ-n-プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ-イソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ-n-ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ-sec-ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ-t-ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ-n-プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ-イソプロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ-n-ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ-sec-ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ-t-ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、テトラキス(アセチルアセトナート)チタン、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ-n-プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ-イソプロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ-n-ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ-sec-ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ-t-ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ-n-プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ-イソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ-n-ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ-sec-ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ-t-ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ-n-プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ-イソプロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ-n-ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ-sec-ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ-t-ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、テトラキス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)チタン、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)チタン、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)チタン、等のチタンキレート化合物;トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ-n-プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ-イソプロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ-n-ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ-sec-ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ-t-ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ-n-プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ-イソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ-n-ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ-sec-ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ-t-ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ-n-プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ-イソプロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ-n-ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ-sec-ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ-t-ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ-n-プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ-イソプロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ-n-ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ-sec-ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ-t-ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ-n-プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ-イソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ-n-ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ-sec-ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ-t-ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ-n-プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ-イソプロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ-n-ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ-sec-ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ-t-ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、等のジルコニウムキレート化合物;トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム等のアルミニウムキレート化合物;等が挙げられる。 Examples of the above metal chelate compounds include triethoxy mono(acetylacetonate)titanium, tri-n-propoxy mono(acetylacetonate)titanium, tri-isopropoxy mono(acetylacetonate)titanium, tri-n-butoxy mono(acetylacetonate)titanium, tri-sec-butoxy mono(acetylacetonate)titanium, tri-t-butoxy mono(acetylacetonate)titanium, diethoxy bis(acetylacetonate)titanium, di-n-propoxy bis(acetylacetonate)titanium, di-isopropoxy bis(acetylacetonate)titanium, di-n-butoxy bis(acetylacetonate)titanium, and di-sec-butoxy bis(acetylacetonate)titanium. , di-t-butoxy bis(acetylacetonate)titanium, monoethoxy tris(acetylacetonate)titanium, mono-n-propoxy tris(acetylacetonate)titanium, mono-isopropoxy tris(acetylacetonate)titanium, mono-n-butoxy tris(acetylacetonate)titanium, mono-sec-butoxy tris(acetylacetonate)titanium, mono-t-butoxy tris(acetylacetonate)titanium, tetrakis(acetylacetonate)titanium, triethoxy mono(ethylacetoacetate)titanium, tri-n-propoxy mono(ethylacetoacetate)titanium, tri-isopropoxy mono(ethylacetoacetate)titanium, tri-n-butoxy mono(ethylacetoacetate) titanium, tri-sec-butoxy mono(ethylacetoacetate), tri-t-butoxy mono(ethylacetoacetate), diethoxy bis(ethylacetoacetate), titanium, di-n-propoxy bis(ethylacetoacetate), titanium, di-isopropoxy bis(ethylacetoacetate), titanium, di-n-butoxy bis(ethylacetoacetate), titanium, di-sec-butoxy bis(ethylacetoacetate), titanium, di-t-butoxy bis(ethylacetoacetate), titanium, monoethoxy tris(ethylacetoacetate), mono-n-propoxy tris(ethylacetoacetate), titanium, mono-isopropoxy tris(ethylacetoacetate) titanium chelate compounds such as mono-n-butoxy tris(ethylacetoacetate) titanium, mono-sec-butoxy tris(ethylacetoacetate) titanium, mono-t-butoxy tris(ethylacetoacetate) titanium, tetrakis(ethylacetoacetate) titanium, mono(acetylacetonato)tris(ethylacetoacetate) titanium, bis(acetylacetonato)bis(ethylacetoacetate) titanium, tris(acetylacetonato)mono(ethylacetoacetate) titanium; triethoxy mono(acetylacetonato)zirconium, tri-n-propoxy mono(acetylacetonato)zirconium, tri-isopropoxy mono(acetylacetonato)zirconium zirconium, tri-n-butoxy mono(acetylacetonate)zirconium, tri-sec-butoxy mono(acetylacetonate)zirconium, tri-t-butoxy mono(acetylacetonate)zirconium, diethoxy bis(acetylacetonate)zirconium, di-n-propoxy bis(acetylacetonate)zirconium, di-isopropoxy bis(acetylacetonate)zirconium, di-n-butoxy bis(acetylacetonate)zirconium, di-sec-butoxy bis(acetylacetonate)zirconium, di-t-butoxy bis(acetylacetonate)zirconium, monoethoxy tris(acetylacetonate)zirconium, mono-n-propoxy tris (acetylacetonate)zirconium, mono-isopropoxy tris(acetylacetonate)zirconium, mono-n-butoxy tris(acetylacetonate)zirconium, mono-sec-butoxy tris(acetylacetonate)zirconium, mono-t-butoxy tris(acetylacetonate)zirconium, tetrakis(acetylacetonate)zirconium, triethoxy mono(ethylacetoacetate)zirconium, tri-n-propoxy mono(ethylacetoacetate)zirconium, tri-isopropoxy mono(ethylacetoacetate)zirconium, tri-n-butoxy mono(ethylacetoacetate)zirconium, tri-sec-butoxy mono(ethylacetoacetate) mono-t-butoxy tris(ethylacetoacetate) zirconium, tri-t-butoxy mono(ethylacetoacetate) zirconium, diethoxy bis(ethylacetoacetate) zirconium, di-n-propoxy bis(ethylacetoacetate) zirconium, di-isopropoxy bis(ethylacetoacetate) zirconium, di-n-butoxy bis(ethylacetoacetate) zirconium, di-sec-butoxy bis(ethylacetoacetate) zirconium, di-t-butoxy bis(ethylacetoacetate) zirconium, monoethoxy tris(ethylacetoacetate) zirconium, mono-n-propoxy tris(ethylacetoacetate) zirconium, mono-isopropoxy tris(ethylacetoacetate) zirconium Zirconium chelate compounds such as mono-n-butoxy tris(ethylacetoacetate)zirconium, mono-sec-butoxy tris(ethylacetoacetate)zirconium, mono-t-butoxy tris(ethylacetoacetate)zirconium, tetrakis(ethylacetoacetate)zirconium, mono(acetylacetonato)tris(ethylacetoacetate)zirconium, bis(acetylacetonato)bis(ethylacetoacetate)zirconium, and tris(acetylacetonato)mono(ethylacetoacetate)zirconium; aluminum chelate compounds such as tris(acetylacetonato)aluminum and tris(ethylacetoacetate)aluminum; and the like.

上記有機酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレイン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、2-エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、p-アミノ安息香酸、p-トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸等が挙げられる。
上記無機酸としては、例えば、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸等が挙げられる。
Examples of the organic acid include acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, oxalic acid, maleic acid, methylmalonic acid, adipic acid, sebacic acid, gallic acid, butyric acid, mellitic acid, arachidonic acid, 2-ethylhexanoic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, linolenic acid, salicylic acid, benzoic acid, p-aminobenzoic acid, p-toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, formic acid, malonic acid, sulfonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citric acid, and tartaric acid.
Examples of the inorganic acid include nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, and phosphoric acid.

上記有機塩基としては、例えば、ピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルモノエタノールアミン、モノメチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジアザビシクロオクタン、ジアザビシクロノナン、ジアザビシクロウンデセン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセン等が挙げられる。 Examples of the organic base include pyridine, pyrrole, piperazine, pyrrolidine, piperidine, picoline, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, dimethylmonoethanolamine, monomethyldiethanolamine, triethanolamine, diazabicyclooctane, diazabicyclononane, diazabicycloundecene, tetramethylammonium hydroxide, and 1,8-diazabicyclo[5,4,0]-7-undecene.

上記無機塩基としては、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。 Examples of the inorganic base include ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide, etc.

なかでも、上記触媒としては、有機塩基が好ましい。
上記触媒は、1種のみ使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Among these, organic bases are preferred as the catalyst.
The above catalysts may be used alone or in combination of two or more.

上記触媒の添加量は、特に限定されず、通常の添加量であればよく、例えば、反応原料であるシラン化合物に対して、0.01~10質量%、好ましくは0.1~5質量%である。 The amount of the catalyst added is not particularly limited and may be any ordinary amount, for example, 0.01 to 10% by mass, preferably 0.1 to 5% by mass, relative to the silane compound used as the reaction raw material.

上記縮合工程の後、発生した水等の溶媒を留去することが好ましい。溶媒を留去する方法は、特に限定されず、加熱等の公知の方法であってよい。 After the condensation step, it is preferable to distill off the generated solvent, such as water. The method for distilling off the solvent is not particularly limited, and may be a known method such as heating.

上記シロキサン化合物を製造する方法は、上述した工程以外の他の工程を含んでいてもよい。上記他の工程としては、熟成工程、乾燥工程、精製工程、希釈工程、濃縮工程等が挙げられる。これらの工程は、公知の方法により行うことができる。 The method for producing the siloxane compound may include other steps in addition to those described above. These other steps include an aging step, a drying step, a purification step, a dilution step, and a concentration step. These steps can be carried out by known methods.

上記製造方法で得られるシロキサン化合物の縮合度は、20~60%であることが好ましく、30~50%であることがより好ましい。シロキサン化合物の縮合度が上述の範囲であると、アルカリ溶剤に溶解しやすくなり、アルカリ可溶性樹脂として好適に使用することができる。
上記縮合度は、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。
The condensation degree of the siloxane compound obtained by the above production method is preferably 20 to 60%, more preferably 30 to 50%. When the condensation degree of the siloxane compound is within the above range, it becomes easily soluble in an alkaline solvent and can be suitably used as an alkali-soluble resin.
The degree of condensation can be determined by the method described in the examples below.

3.硬化性樹脂組成物
本発明はまた、上述したシロキサン化合物と、光重合開始剤及び/又は酸発生剤とを含む硬化性樹脂組成物でもある。本発明の硬化性樹脂組成物は、上述したシロキサン化合物を含み、優れた耐熱性を有する。
3. Curable Resin Composition The present invention also relates to a curable resin composition containing the above-described siloxane compound and a photopolymerization initiator and/or an acid generator. The curable resin composition of the present invention contains the above-described siloxane compound and has excellent heat resistance.

上記硬化性樹脂組成物において、上記シロキサン化合物の含有量は、硬化性樹脂組成物の固形分総量100質量%に対して、5~90質量%であることが好ましく、10~70質量%であることがより好ましく、20~50質量%であることが更に好ましい。
なお、本明細書において「固形分総量」とは、硬化物を形成する成分(硬化物の形成時に揮発する溶媒等を除く)の総量を意味する。
In the curable resin composition, the content of the siloxane compound is preferably 5 to 90% by mass, more preferably 10 to 70% by mass, and even more preferably 20 to 50% by mass, relative to 100% by mass of the total solid content of the curable resin composition.
In this specification, the term "total amount of solids" refers to the total amount of components that form the cured product (excluding solvents and the like that volatilize during the formation of the cured product).

(光重合開始剤)
本発明の硬化性樹脂組成物において使用される光重合開始剤としては、好ましくはラジカル重合性の光重合開始剤が挙げられる。ラジカル重合性の光重合開始剤とは、電磁波や電子線等の活性エネルギー線の照射により重合開始ラジカルを発生させるものである。
(Photopolymerization initiator)
The photopolymerization initiator used in the curable resin composition of the present invention is preferably a radically polymerizable photopolymerization initiator that generates polymerization-initiating radicals upon irradiation with active energy rays such as electromagnetic waves or electron beams.

上記光重合開始剤の具体例としては、例えば、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン(「IRGACURE907」、BASF社製)、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1(「IRGACURE369」、BASF社製)、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチル-ベンジル)-1-(4-モルフォリン-4-イル-フェニル)-ブタン-1-オン(「IRGACURE379」、BASF社製)等のアミノケトン系化合物;2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン(「IRGACURE651」、BASF社製)、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル(「DAROCUR MBF」、BASF社製)等のベンジルケタール系化合物;1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(「IRGACURE184」、BASF社製)、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン(「DAROCUR1173」、BASF社製)、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン(「IRGACURE2959」、BASF社製)、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]-フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン(「IRGACURE127」、BASF社製)、[1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン+ベンゾフェノン](「IRGACURE500」、BASF社製)等のハイドロケトン系化合物;等の他、特開2013-227485号公報段落[0084]~[0086]に例示された、他のアルキルフェノン系化合物;1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-,2-(O-ベンゾイルオキシム)(「OXE01」、BASF社製)、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)(「OXE02」、BASF社製)、1,2-オクタンジオン、1-[4-(フェニルチオ)-,2-,(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン(「OXE03」、BASF社製)、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)(「OXE04」、BASF社製)等のオキシムエステル系化合物;ベンゾフェノン系化合物;ベンゾイン系化合物;チオキサントン系化合物;ハロメチル化トリアジン系化合物;ハロメチル化オキサジアゾール系化合物;ビイミダゾール系化合物;チタノセン系化合物;安息香酸エステル系化合物;アクリジン系化合物等;ホスフィンオキシド系化合物;等が挙げられる。なかでも、アミノケトン系化合物、オキシムエステル系化合物が好ましい。
上記光重合開始剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Specific examples of the photopolymerization initiator include aminoketone compounds such as 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one ("IRGACURE907", manufactured by BASF), 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1-one ("IRGACURE369", manufactured by BASF), and 2-dimethylamino-2-(4-methyl-benzyl)-1-(4-morpholin-4-yl-phenyl)-butan-1-one ("IRGACURE379", manufactured by BASF); 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one ("IRGACURE651", manufactured by BASF), and phenylglyoxylic acid methyl ester ("DAROCURE benzyl ketal compounds such as 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone ("IRGACURE184", manufactured by BASF), 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one ("DAROCUR1173", manufactured by BASF), 1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one ("IRGACURE2959", manufactured by BASF), 2-hydroxy-1- Hydroketone compounds such as {4-[4-(2-hydroxy-2-methyl-propionyl)-benzyl]-phenyl}-2-methyl-propan-1-one ("IRGACURE 127", manufactured by BASF) and [1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone + benzophenone] ("IRGACURE 500", manufactured by BASF); other alkylphenone compounds exemplified in paragraphs [0084] to [0086] of JP 2013-227485 A; 1,2-octyl benzophenone; Tanedione, 1-[4-(phenylthio)phenyl]-, 2-(O-benzoyloxime) ("OXE01", manufactured by BASF), ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-, 1-(O-acetyloxime) ("OXE02", manufactured by BASF), 1,2-octanedione, 1-[4-(phenylthio)-, 2-, (O-benzoyloxime)], ethanone ("OXE03", manufactured by BASF), 1-[9-ethyl-6- Examples of such compounds include oxime ester compounds such as [(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-,1-(O-acetyloxime) ("OXE04", manufactured by BASF), benzophenone compounds, benzoin compounds, thioxanthone compounds, halomethylated triazine compounds, halomethylated oxadiazole compounds, biimidazole compounds, titanocene compounds, benzoic acid ester compounds, acridine compounds, and phosphine oxide compounds. Of these, aminoketone compounds and oxime ester compounds are preferred.
The photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

上記光重合開始剤の含有量は、本発明の効果が発揮される範囲であれば、特に限定されず、適宜設定すればよいが、例えば、本発明の硬化性樹脂組成物の固形分総量100質量%に対し、0.3~20質量%であることが好ましく、0.5~10質量%であることがより好ましく、1~8質量%であることが更に好ましい。 The content of the photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it is within a range in which the effects of the present invention are exhibited, and may be set appropriately. For example, it is preferably 0.3 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and even more preferably 1 to 8% by mass, relative to 100% by mass of the total solids content of the curable resin composition of the present invention.

(酸発生剤)
本発明の硬化性樹脂組成物において使用される酸発生剤としては、光酸発生剤、又は、熱酸発生剤が挙げられるが、塗膜の厚み方向で均一に酸を発生させられる点で、熱酸発生剤が好ましい。
上記シロキサン化合物がエポキシ基を有する場合、硬化性樹脂組成物の硬化性が良好になる点で、酸発生剤を使用するのが好ましい。
(Acid Generator)
The acid generator used in the curable resin composition of the present invention may be a photoacid generator or a thermal acid generator, but a thermal acid generator is preferred in that it can generate acid uniformly in the thickness direction of the coating film.
When the siloxane compound has an epoxy group, it is preferable to use an acid generator, since this improves the curability of the curable resin composition.

上記光酸発生剤は、放射線等の活性エネルギー線に暴露されることにより酸を発生する化合物であり、例えば、トルエンスルホン酸または四フッ化ホウ素などの強酸、スルホニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩またはセレニウム塩などのオニウム塩類;鉄-アレン錯体類;シラノール-金属キレート錯体類;ジスルホン類、ジスルホニルジアゾメタン類、ジスルホニルメタン類、スルホニルベンゾイルメタン類、イミドスルホネート類、ベンゾインスルホネート類などのスルホン酸誘導体;有機ハロゲン化合物類;等が挙げられる。 The photoacid generator is a compound that generates an acid when exposed to active energy rays such as radiation. Examples include strong acids such as toluenesulfonic acid or boron tetrafluoride; onium salts such as sulfonium salts, ammonium salts, phosphonium salts, iodonium salts, and selenium salts; iron-arene complexes; silanol-metal chelate complexes; sulfonic acid derivatives such as disulfones, disulfonyldiazomethanes, disulfonylmethanes, sulfonylbenzoylmethanes, imidosulfonates, and benzoin sulfonates; organic halogen compounds; and the like.

上記熱酸発生剤としては、公知のものが使用でき、芳香族ジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアリールセレニウム塩等のオニウム塩系化合物、ハロゲン化合物、スルホン酸エステル等が挙げられる。 The thermal acid generator may be any known compound, such as an onium salt compound such as an aromatic diazonium salt, sulfonium salt, diaryliodonium salt, triarylsulfonium salt, or triarylselenium salt; a halogen compound; or a sulfonate ester.

上記酸発生剤の含有量は、硬化性樹脂組成物の固形分総量100質量%に対し、0.3~20質量%であることが好ましく、0.5~10質量%であることがより好ましく、1~8質量%であることが更に好ましい。 The content of the acid generator is preferably 0.3 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and even more preferably 1 to 8% by mass, relative to 100% by mass of the total solids content of the curable resin composition.

(重合性化合物)
本発明の硬化性樹脂組成物は、更に、重合性化合物を含むことが好ましい。重合性化合物を更に含むことにより、硬化性樹脂組成物の硬化性が向上し、機械的強度、耐溶剤性等の各種物性にも優れた硬化物を与えることができる。
(Polymerizable compound)
The curable resin composition of the present invention preferably further contains a polymerizable compound. By further containing a polymerizable compound, the curability of the curable resin composition is improved, and a cured product having excellent physical properties such as mechanical strength and solvent resistance can be obtained.

上記重合性化合物は、フリーラジカル、電磁波(例えば赤外線、紫外線、X線等)、電子線等の活性エネルギー線の照射等により重合し得る、重合性不飽和結合(重合性不飽和基とも称す)を有する低分子化合物であり、例えば、重合性不飽和基を分子中に1つ有する単官能の化合物と、2個以上有する多官能の化合物が挙げられる。 The polymerizable compound is a low-molecular-weight compound having a polymerizable unsaturated bond (also referred to as a polymerizable unsaturated group) that can be polymerized by exposure to active energy rays such as free radicals, electromagnetic waves (e.g., infrared rays, ultraviolet rays, X-rays, etc.), and electron beams. Examples include monofunctional compounds having one polymerizable unsaturated group in the molecule and polyfunctional compounds having two or more polymerizable unsaturated groups.

上記単官能の化合物としては、例えば、N置換マレイミド系単量体;(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリルアミド類;不飽和モノカルボン酸類;不飽和多価カルボン酸類;不飽和基とカルボキシル基の間が鎖延長されている不飽和モノカルボン酸類;不飽和酸無水物類;芳香族ビニル類;共役ジエン類;ビニルエステル類;ビニルエーテル類;N-ビニル化合物類;不飽和イソシアネート類;等が挙げられる。これらとしては、例えば、上記酸基含有重合体の単量体成分として挙げた化合物と同様のものが挙げられる。また、活性メチレン基や活性メチン基を有する単量体等を用いることもできる。 Examples of the monofunctional compounds include N-substituted maleimide monomers; (meth)acrylic acid esters; (meth)acrylamides; unsaturated monocarboxylic acids; unsaturated polycarboxylic acids; unsaturated monocarboxylic acids in which the unsaturated group and carboxyl group are chain-extended; unsaturated acid anhydrides; aromatic vinyls; conjugated dienes; vinyl esters; vinyl ethers; N-vinyl compounds; unsaturated isocyanates; and the like. Examples of these include the same compounds as those listed as monomer components of the acid group-containing polymer. Monomers having an active methylene group or an active methine group can also be used.

上記多官能の化合物としては、例えば、下記の化合物等が挙げられる。
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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート等の2官能(メタ)アクリレート化合物;
Examples of the polyfunctional compound include the following compounds.
bifunctional (meth)acrylate compounds such as ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, butylene glycol di(meth)acrylate, hexanediol di(meth)acrylate, cyclohexanedimethanol di(meth)acrylate, bisphenol A alkylene oxide di(meth)acrylate, and bisphenol F alkylene oxide di(meth)acrylate;

トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(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ペンタ(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、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートコハク酸変性物、ペンタエリスリトールトリアクリレートコハク酸変性物、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートフタル酸変性物、ペンタエリスリトールトリアクリレートフタル酸変性物、下記式: Trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate, glycerin tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, tripentaerythritol hepta(meth)acrylate, tripentaerythritol octa(meth)acrylate, ethylene oxide-added trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ethylene oxide-added ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate, ethylene oxide-added pentaerythritol tetra(meth)acrylate, ethylene oxide-added dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, propylene oxide-added trimethylolpropane Tri(meth)acrylate, propylene oxide-added ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate, propylene oxide-added pentaerythritol tetra(meth)acrylate, propylene oxide-added dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, ε-caprolactone-added trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ε-caprolactone-added ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate, ε-caprolactone-added pentaerythritol tetra(meth)acrylate, ε-caprolactone-added dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, dipentaerythritol pentaacrylate succinic acid-modified product, pentaerythritol triacrylate succinic acid-modified product, dipentaerythritol pentaacrylate phthalic acid-modified product, pentaerythritol triacrylate phthalic acid-modified product, the following formula:

で表されるジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの変性物等の3官能以上の多官能(メタ)アクリレート化合物; A trifunctional or higher polyfunctional (meth)acrylate compound, such as a modified product of dipentaerythritol hexaacrylate represented by the formula:

エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ブチレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキシドジビニルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキシドジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、グリセリントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル等の多官能ビニルエーテル類; Multifunctional vinyl ethers such as ethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, polyethylene glycol divinyl ether, propylene glycol divinyl ether, butylene glycol divinyl ether, hexanediol divinyl ether, bisphenol A alkylene oxide divinyl ether, bisphenol F alkylene oxide divinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, ditrimethylolpropane tetravinyl ether, glycerin trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, dipentaerythritol pentavinyl ether, dipentaerythritol hexavinyl ether, ethylene oxide-added trimethylolpropane trivinyl ether, ethylene oxide-added ditrimethylolpropane tetravinyl ether, ethylene oxide-added pentaerythritol tetravinyl ether, and ethylene oxide-added dipentaerythritol hexavinyl ether;

(メタ)アクリル酸2-ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3-ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1-メチル-2-ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸5-ビニロキシペンチル、(メタ)アクリル酸6-ビニロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸4-ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸p-ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸2-(ビニロキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2-(ビニロキシエトキシエトキシエトキシ)エチル等のビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類; (meth)acrylic acid esters containing a vinyl ether group, such as 2-vinyloxyethyl (meth)acrylate, 3-vinyloxypropyl (meth)acrylate, 1-methyl-2-vinyloxyethyl (meth)acrylate, 2-vinyloxypropyl (meth)acrylate, 4-vinyloxybutyl (meth)acrylate, 4-vinyloxycyclohexyl (meth)acrylate, 5-vinyloxypentyl (meth)acrylate, 6-vinyloxyhexyl (meth)acrylate, 4-vinyloxymethylcyclohexylmethyl (meth)acrylate, p-vinyloxymethylphenylmethyl (meth)acrylate, 2-(vinyloxyethoxy)ethyl (meth)acrylate, and 2-(vinyloxyethoxyethoxyethoxy)ethyl (meth)acrylate;

エチレングリコールジアリルエーテル、ジエチレングリコールジアリルエーテル、ポリエチレングリコールジアリルエーテル、プロピレングリコールジアリルエーテル、ブチレングリコールジアリルエーテル、ヘキサンジオールジアリルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキシドジアリルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキシドジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラアリルエーテル、グリセリントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタアリルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサアリルエーテル、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリアリルエーテル、エチ
レンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラアリルエーテル、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサアリルエーテル等の多官能アリルエーテル類;
polyfunctional allyl ethers such as ethylene glycol diallyl ether, diethylene glycol diallyl ether, polyethylene glycol diallyl ether, propylene glycol diallyl ether, butylene glycol diallyl ether, hexanediol diallyl ether, bisphenol A alkylene oxide diallyl ether, bisphenol F alkylene oxide diallyl ether, trimethylolpropane triallyl ether, ditrimethylolpropane tetraallyl ether, glycerin triallyl ether, pentaerythritol tetraallyl ether, dipentaerythritol pentaallyl ether, dipentaerythritol hexaallyl ether, ethylene oxide-added trimethylolpropane triallyl ether, ethylene oxide-added ditrimethylolpropane tetraallyl ether, ethylene oxide-added pentaerythritol tetraallyl ether, and ethylene oxide-added dipentaerythritol hexaallyl ether;

(メタ)アクリル酸アリル等のアリル基含有(メタ)アクリル酸エステル類;トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリ(メタクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、アルキレンオキシド付加トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、アルキレンオキシド付加トリ(メタクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート等の多官能(メタ)アクリロイル基含有イソシアヌレート類;トリアリルイソシアヌレート等の多官能アリル基含有イソシアヌレート類;トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の多官能イソシアネートと(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル類との反応で得られる多官能ウレタン(メタ)アクリレート類;ジビニルベンゼン等の多官能芳香族ビニル類;等。これらの重合性化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Allyl group-containing (meth)acrylic acid esters such as allyl (meth)acrylate; polyfunctional (meth)acryloyl group-containing isocyanurates such as tri(acryloyloxyethyl)isocyanurate, tri(methacryloyloxyethyl)isocyanurate, alkylene oxide-added tri(acryloyloxyethyl)isocyanurate, and alkylene oxide-added tri(methacryloyloxyethyl)isocyanurate; polyfunctional allyl group-containing isocyanurates such as triallyl isocyanurate; polyfunctional urethane (meth)acrylates obtained by reacting polyfunctional isocyanates such as tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and xylylene diisocyanate with hydroxyl group-containing (meth)acrylic acid esters such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate and 2-hydroxypropyl (meth)acrylate; polyfunctional aromatic vinyls such as divinylbenzene; etc. These polymerizable compounds may be used alone or in combination of two or more.

上記重合性化合物のなかでも、硬化性樹脂組成物の硬化性をより高める観点から、多官能の重合性化合物を用いることが好ましい。上記多官能の重合性化合物の官能数としては、3以上が好ましく、4以上がより好ましい。また、上記官能数は10以下が好ましく、8以下がより好ましい。
上記重合性化合物の分子量としては特に限定されないが、取り扱いの観点から、例えば、2000以下が好ましい。
Among the polymerizable compounds, it is preferable to use a polyfunctional polymerizable compound from the viewpoint of further enhancing the curability of the curable resin composition. The number of functionalities of the polyfunctional polymerizable compound is preferably 3 or more, more preferably 4 or more. Moreover, the number of functionalities is preferably 10 or less, more preferably 8 or less.
The molecular weight of the polymerizable compound is not particularly limited, but is preferably 2,000 or less from the viewpoint of handling.

上記多官能の重合性化合物としては、なかでも、反応性、経済性、入手性等の観点から、好ましくは多官能(メタ)アクリレート化合物、多官能ウレタン(メタ)アクリレート化合物、(メタ)アクリロイル基含有イソシアヌレート化合物等の、(メタ)アクリロイル基を有する化合物が挙げられ、より好ましくは多官能(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含むことにより、硬化性樹脂組成物が感光性及び硬化性により優れたものとなり、より一層高硬度で高透明性の硬化物を得ることができる。上記多官能の重合性化合物としては、3官能以上の多官能(メタ)アクリレート化合物を用いることが更に好ましい。 From the viewpoints of reactivity, economy, availability, etc., preferred examples of the polyfunctional polymerizable compound include compounds having a (meth)acryloyl group, such as polyfunctional (meth)acrylate compounds, polyfunctional urethane (meth)acrylate compounds, and (meth)acryloyl group-containing isocyanurate compounds, and more preferred examples include polyfunctional (meth)acrylate compounds. By including a compound having a (meth)acryloyl group, the curable resin composition has superior photosensitivity and curability, allowing for the production of a cured product with even greater hardness and transparency. It is even more preferred to use a tri- or higher functional polyfunctional (meth)acrylate compound as the polyfunctional polymerizable compound.

本発明の硬化性樹脂組成物において、上記重合性化合物の含有量は、本発明の効果が発揮される範囲であれば特に制限されず適宜設定すればよいが、適切な粘度の観点から、硬化性樹脂組成物の固形分総量100質量%に対して、好ましくは5~60質量%であり、より好ましくは10~50質量%である。 In the curable resin composition of the present invention, the content of the polymerizable compound is not particularly limited and may be set appropriately as long as the effects of the present invention are achieved. However, from the viewpoint of appropriate viscosity, the content is preferably 5 to 60% by mass, and more preferably 10 to 50% by mass, relative to 100% by mass of the total solids content of the curable resin composition.

(その他の成分)
本発明の硬化性樹脂組成物は、上述した成分以外に、必要に応じて他の成分を含んでいてもよい。上記他の成分としては、例えば、溶剤;色材(顔料、染料);分散剤;耐熱向上剤;レベリング剤;現像助剤;シリカ微粒子等の無機微粒子;シラン系、アルミニウム系、チタン系等のカップリング剤;フィラー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルフェノール等の熱硬化性樹脂;多官能チオール化合物等の硬化助剤;可塑剤;重合禁止剤;紫外線吸収剤;酸化防止剤;艶消し剤;消泡剤;帯電防止剤;スリップ剤;表面改質剤;揺変化剤;揺変助剤;キノンジアジド化合物;多価フェノール化合物;カチオン重合性化合物;酸発生剤;等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの他の成分は、公知のものから適宜選択して使用するとよく、その使用量も適宜設定することができる。
例えば、上記硬化性樹脂組成物をカラーフィルター用途に使用する場合には、上記硬化性樹脂組成物は色材を含むことが好ましい。
(Other ingredients)
The curable resin composition of the present invention may contain other components as needed in addition to the above-mentioned components. Examples of such other components include solvents; colorants (pigments, dyes); dispersants; heat resistance improvers; leveling agents; developing aids; inorganic fine particles such as silica fine particles; silane-based, aluminum-based, and titanium-based coupling agents; fillers; thermosetting resins such as epoxy resins, phenolic resins, and polyvinylphenols; curing aids such as polyfunctional thiol compounds; plasticizers; polymerization inhibitors; ultraviolet absorbers; antioxidants; matting agents; defoaming agents; antistatic agents; slip agents; surface modifiers; thixotropic agents; thixotropic aids; quinone diazide compounds; polyhydric phenol compounds; cationically polymerizable compounds; acid generators; and the like. These may be used alone or in combination of two or more. These other components may be appropriately selected from known compounds and used, and the amount used may also be appropriately determined.
For example, when the curable resin composition is used for a color filter, the curable resin composition preferably contains a coloring material.

<硬化性樹脂組成物の調製>
本発明の硬化性樹脂組成物を調製する方法としては、特に制限されず公知の方法を用いればよく、例えば、上述した各含有成分を、各種の混合機や分散機を用いて混合分散する方法が挙げられる。混合・分散工程は特に制限されず、公知の方法により行えばよい。また、通常行われる他の工程を更に含んでいてもよい。上記硬化性樹脂組成物が色材を含む場合は、公知の色材の分散処理工程を経て調製することが好ましい。
<Preparation of Curable Resin Composition>
The method for preparing the curable resin composition of the present invention is not particularly limited and may be a known method, for example, a method in which the above-mentioned components are mixed and dispersed using various mixers or dispersers. The mixing and dispersion step is not particularly limited and may be performed by a known method. In addition, other steps that are usually performed may be further included. When the curable resin composition contains a colorant, it is preferable to prepare it through a known colorant dispersion treatment step.

<硬化方法>
上記硬化性樹脂組成物を用いて硬化物を得る方法としては、特に限定されず、硬化性樹脂組成物を加熱、紫外線等の活性エネルギー線の照射、又はこれらの組み合わせ等の公知の方法を用いればよく、例えば、基材上に、上記硬化性樹脂組成物を塗布して塗布膜を形成する工程、形成された塗布膜に光照射する工程、及び、光照射された塗布膜を加熱する工程を含む方法が好ましく挙げられる。
<Curing method>
The method for obtaining a cured product using the curable resin composition is not particularly limited, and any known method may be used, such as heating the curable resin composition, irradiating it with active energy rays such as ultraviolet rays, or a combination of these. For example, a preferred method includes a step of applying the curable resin composition to a substrate to form a coating film, a step of irradiating the formed coating film with light, and a step of heating the irradiated coating film.

上記基材としては、特に制限されず、目的や用途に応じて適宜選択すればよく、例えば、ガラス板、プラスチック板等、種々の材料からなる基材が挙げられる。 The substrate is not particularly limited and may be selected appropriately depending on the purpose and application. Examples include substrates made of various materials such as glass plates and plastic plates.

上記塗布膜を形成する方法としては、特に制限されず、スピン塗布、スリット塗布、ロール塗布、流延塗布等の公知の方法で行うことができる。 The method for forming the coating film is not particularly limited, and can be any known method such as spin coating, slit coating, roll coating, or cast coating.

上記硬化物樹脂組成物を基材上に塗布した後、塗布物を乾燥させて塗布膜を形成することが好ましい。上記乾燥は、公知の方法で行うことができ、例えば、ホットプレート、IRオーブン、コンベクションオーブン等を用いて行うことができる。乾燥条件は、含まれる溶媒成分の沸点、硬化成分の種類、膜厚、乾燥機の性能等に応じて適宜選択されるが、通常、50~160℃の温度で10秒~300秒間行うことが好適である。 After applying the cured resin composition to a substrate, it is preferable to dry the applied product to form a coating film. This drying can be carried out by a known method, such as using a hot plate, IR oven, or convection oven. Drying conditions are appropriately selected depending on the boiling point of the solvent components contained, the type of curable component, the film thickness, and the performance of the dryer, but drying at a temperature of 50 to 160°C for 10 to 300 seconds is typically preferred.

上記形成された塗布膜に光照射する方法としては、特に制限されず、公知の方法で行うことができる。光照射に使用される活性光線の光源としては、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、タングステンランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、中圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、蛍光ランプ等のランプ光源、アルゴンイオンレーザー、YAGレーザー、エキシマレーザー、窒素レーザー、ヘリウムカドミニウムレーザー、半導体レーザー等のレーザー光源等が挙げられる。 The method for irradiating the formed coating film with light is not particularly limited and can be performed by any known method. Examples of light sources for actinic rays used for light irradiation include lamp light sources such as xenon lamps, halogen lamps, tungsten lamps, high-pressure mercury lamps, ultra-high-pressure mercury lamps, metal halide lamps, medium-pressure mercury lamps, low-pressure mercury lamps, carbon arcs, and fluorescent lamps, and laser light sources such as argon ion lasers, YAG lasers, excimer lasers, nitrogen lasers, helium cadmium lasers, and semiconductor lasers.

上記塗布膜に光照射する場合、フォトマスクを介して光照射を行ってもよい。フォトマスクとして、目的とするパターンに応じて遮光部が形成されたマスクを用いるとよい。フォトマスクを介して光照射を行った場合、その後に現像工程を行うことが好ましい。現像工程は、上述した光照射工程の後、現像液によって現像処理し、未露光部を除去しパターンを形成する工程である。露光部は硬化し、硬化物は現像液に対して不溶化又は難溶化される。一方、未露光部は現像液に溶解するので、現像処理により除去され、パターン化された硬化膜を得ることができる。現像処理は、通常、10~50℃の現像温度で、浸漬現像、スプレー現像、ブラシ現像、超音波現像等の方法で行うことができる。 When irradiating the coating film with light, the irradiation may be carried out through a photomask. A mask with light-shielding areas formed according to the desired pattern is preferably used as the photomask. When irradiating with light through a photomask, it is preferable to carry out a development process afterwards. The development process is a process in which, after the above-mentioned light irradiation process, the film is developed with a developer to remove the unexposed areas and form a pattern. The exposed areas are cured, and the cured product becomes insoluble or poorly soluble in the developer. On the other hand, the unexposed areas are soluble in the developer and are removed by the development process, resulting in a patterned cured film. The development process can usually be carried out at a development temperature of 10 to 50°C by methods such as immersion development, spray development, brush development, and ultrasonic development.

上記現像工程で使用される現像液は、上記硬化性樹脂組成物を溶解するものであれば特に限定されないが、通常、有機溶媒やアルカリ性水溶液が用いられ、これらの混合物を用いてもよい。なお、現像液としてアルカリ性水溶液を用いる場合には、現像後、水で洗浄することが好ましい。有機溶媒やアルカリ性水溶液としては、特開2015-157909号公報に記載のものと同様のものが挙げられる。 The developer used in the development step is not particularly limited as long as it dissolves the curable resin composition. Typically, an organic solvent or an alkaline aqueous solution is used, and a mixture of these may also be used. When an alkaline aqueous solution is used as the developer, it is preferable to wash with water after development. Examples of organic solvents and alkaline aqueous solutions include those similar to those described in JP 2015-157909 A.

光照射された塗布膜を加熱する工程(後硬化工程)において、加熱温度は100~350℃であることが好ましく、150~300℃であることがより好ましく、200~250℃であることが更に好ましい。 In the process of heating the light-irradiated coating film (post-curing process), the heating temperature is preferably 100 to 350°C, more preferably 150 to 300°C, and even more preferably 200 to 250°C.

上記加熱工程における加熱時間は特に限定されず、適宜設定すればよく、例えば、5~60分間とすることが好適である。また、加熱方法も特に限定されず、例えば、ホットプレート、コンベクションオーブン、高周波加熱機等の加熱機器を用いて行うことができる。 The heating time in the heating step is not particularly limited and may be set as appropriate, preferably for 5 to 60 minutes. The heating method is also not particularly limited, and can be performed using heating equipment such as a hot plate, convection oven, or high-frequency heater.

得られる硬化物が硬化膜である場合、その膜厚は、耐熱性を充分に発揮できる点で、0.1~20μmであることが好ましく、0.5~15μmであることがより好ましく、1~10μmであることが更に好ましい。 When the resulting cured product is a cured film, its thickness is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.5 to 15 μm, and even more preferably 1 to 10 μm, in order to ensure sufficient heat resistance.

<用途>
本発明の硬化性樹脂組成物は、耐熱性に優れた硬化物を与えることができる。そのため、優れた耐熱性が必要とされる用途に好適に用いることができる。本発明の硬化性樹脂組成物は、光学材料用として好適に使用され、レジスト用として好適に使用できる。本発明の硬化性樹脂組成物は、ネガ型用としてもポジ型用としても好適に使用することができるが、ネガ型用感光性樹脂組成物であることが好ましい。
<Application>
The curable resin composition of the present invention can provide a cured product having excellent heat resistance. Therefore, it can be suitably used in applications requiring excellent heat resistance. The curable resin composition of the present invention is suitably used for optical materials and resists. The curable resin composition of the present invention can be suitably used for either negative or positive workpieces, but is preferably a negative workpiece photosensitive resin composition.

本発明の硬化性樹脂組成物は、具体的には、例えば、液晶・有機EL・量子ドット・マイクロLED液晶表示装置や固体撮像素子、タッチパネル式表示装置等に用いられるカラーフィルター、ブラックマトリクス、フォトスペーサー、ブラックカラムスペーサー、インキ、印刷版、プリント配線板、半導体素子、フォトレジスト、絶縁膜、フィルム、有機保護膜等の、各種の光学部材や電機・電子機器等の構成部材の用途に好適に使用することができる。本発明の硬化性樹脂組成物は特にディスプレイ用として好適に使用することができ、カラーフィルター用や有機保護膜用、ハードコート用として好適に使用することができる。 Specific examples of the curable resin composition of the present invention are suitable for use in various optical components and components of electrical and electronic devices, such as color filters, black matrices, photospacers, black column spacers, inks, printing plates, printed wiring boards, semiconductor elements, photoresists, insulating films, films, and organic protective films used in liquid crystal, organic electroluminescent, quantum dot, and micro LED liquid crystal displays, solid-state imaging devices, and touch panel display devices. The curable resin composition of the present invention is particularly suitable for use in displays, and can be used for color filters, organic protective films, and hard coats.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 The present invention will be explained in more detail below with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, "parts" means "parts by mass" and "%" means "% by mass."

各評価を下記の方法で行った。
<酸価>
樹脂溶液を3g精秤し、テトラヒドロフラン(THF)90gと水10gの混合溶媒に溶解させ、0.1NのKOH水溶液を滴定液として用いて滴定した。滴定は、自動滴定装置(商品名:COM-555、平沼産業社製)を用いて行い、樹脂溶液の酸価と樹脂溶液の固形分から固形分1g当たりの酸価(mgKOH/g)を求めた。
なお、樹脂溶液の固形分は以下の方法で求めた。
樹脂溶液をアルミカップに約1gはかり取り、THF約3gを加えて溶解させた後、常温で自然乾燥させた。そして、熱風乾燥機(商品名:PHH-101、エスペック社製)を用い、真空下160℃で1.5時間乾燥した後、デシケータ内で放冷し、質量を測定した。その質量減少量から、樹脂溶液の固形分(質量%)を計算した。
Each evaluation was carried out by the following method.
<Acid value>
3 g of the resin solution was precisely weighed and dissolved in a mixed solvent of 90 g of tetrahydrofuran (THF) and 10 g of water, and titrated using a 0.1 N KOH aqueous solution as a titrant. The titration was carried out using an automatic titrator (product name: COM-555, manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.), and the acid value per 1 g of solid content (mg KOH/g) was calculated from the acid value of the resin solution and the solid content of the resin solution.
The solid content of the resin solution was determined by the following method.
Approximately 1 g of the resin solution was weighed into an aluminum cup, dissolved in approximately 3 g of THF, and then air-dried at room temperature. The resin solution was then dried in a hot air dryer (product name: PHH-101, manufactured by Espec Corporation) at 160°C under vacuum for 1.5 hours, then allowed to cool in a desiccator, and its mass was measured. The solid content (% by mass) of the resin solution was calculated from the mass loss.

<重量平均分子量>
ポリスチレンを標準物質とし、テトラヒドロフランを溶離液として、HLC-8220GPC(東ソー社製)、カラム:TSKgel SuperHZM-M(東ソー社製)によるGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)法にて重量平均分子量を測定した。
<Weight average molecular weight>
The weight average molecular weight was measured by GPC (gel permeation chromatography) using polystyrene as a standard substance and tetrahydrofuran as an eluent, with an HLC-8220GPC (manufactured by Tosoh Corporation) and a column: TSKgel Super HZM-M (manufactured by Tosoh Corporation).

<縮合率>
縮合時に留去された留去液中の水分量をカールフィッシャー法で測定し、下記計算式で計算した。
縮合率(%)=(上記留去液中の水分量)/(100%縮合時の水分量(計算値))×100
<Condensation rate>
The amount of water in the distillate distilled off during condensation was measured by the Karl Fischer method and calculated using the following formula.
Condensation rate (%) = (amount of water in the distillate) / (amount of water at 100% condensation (calculated value)) × 100

<熱機械特性分析(TMA)>
表1に示す割合で、得られたシロキサン化合物に、828EL(三菱ケミカル製ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量186、アルカリ可溶性シルセスキオキサンのカルボキシル基とエポキシ樹脂のエポキシ基を等モル)、エポキシ硬化剤(ジシアンジアミド、シルセスキオキサン溶液の固形分に対して0.5%)を配合し、熱硬化性樹脂組成物を調製した。得られた熱硬化性樹脂組成物を、ポリエチレンテレフタレートフィルムに乾燥後の膜厚が約80μmになるように塗布し、90℃で30分間乾燥させ、180℃で1時間硬化させて冷却した後、剥離した硬化塗膜を幅5mmに切り出して測定用試料とした。サーモメカニカルアナライザーBruker AXS TMA 4000(ブルカー・エイエックスエス(株)製)を用い、チャック間距離20mmで引っ張りモードにて210~250℃における線膨張率(CTE210~250)を測定した。
<Thermomechanical property analysis (TMA)>
The resulting siloxane compound was blended with 828EL (a bisphenol A-type epoxy resin manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, epoxy equivalent weight 186, equimolar ratio of the carboxyl groups of the alkali-soluble silsesquioxane to the epoxy groups of the epoxy resin) and an epoxy curing agent (dicyandiamide, 0.5% based on the solid content of the silsesquioxane solution) in the proportions shown in Table 1 to prepare a thermosetting resin composition. The resulting thermosetting resin composition was applied to a polyethylene terephthalate film to a dry thickness of approximately 80 μm, dried at 90°C for 30 minutes, cured at 180°C for 1 hour, and then cooled. The peeled cured coating was then cut into 5 mm wide pieces to serve as measurement samples. The linear expansion coefficient (CTE 210-250) was measured at 210-250°C in tension mode with a chuck distance of 20 mm using a Bruker AXS TMA 4000 thermomechanical analyzer (manufactured by Bruker AXS Co., Ltd.).

(実施例1)
温度計、撹拌機、ガス導入管、冷却管及び滴下槽導入口を備えたセパラブルフラスコに、1-メチル-2-ピロリドン(NMP)93部、3-アミノプロピルトリエトキシシラン50部、トリメリット酸無水物43部を仕込み、窒素置換した後、120℃まで昇温し、1時間攪拌混合して、シラン化合物Aを生成した。
その後、シラン化合物Aを室温まで冷却し、これにNMP146部、フェニルトリメトキシシランを150部、純水を53部投入した後、90℃まで昇温し、メタノールを留去した。そして、160℃まで昇温して水を留去し、樹脂溶液(シルセスキオキサン溶液)1を得た。
また、得られたシルセスキオキサン(シロキサン化合物)の物性値(酸価、重量平均分子量)を表2に示す。
Example 1
A separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, a gas inlet tube, a condenser, and a dropping tank inlet was charged with 93 parts of 1-methyl-2-pyrrolidone (NMP), 50 parts of 3-aminopropyltriethoxysilane, and 43 parts of trimellitic anhydride, and after purging with nitrogen, the temperature was raised to 120°C and the mixture was stirred and mixed for 1 hour to produce silane compound A.
Silane compound A was then cooled to room temperature, and 146 parts of NMP, 150 parts of phenyltrimethoxysilane, and 53 parts of pure water were added thereto, followed by heating to 90°C to distill off the methanol and then heating to 160°C to distill off the water, yielding resin solution (silsesquioxane solution) 1.
Table 2 also shows the physical properties (acid value, weight average molecular weight) of the resulting silsesquioxane (siloxane compound).

(実施例2)
シラン化合物Aの原料、シロキサン化合物の反応原料として添加したシラン化合物、水及び溶媒について表2に記載の配合としたこと以外は、実施例1と同様の方法により、シルセスキオキサン溶液2を得た。得られたシロキサン化合物の物性値を表2に示す。
Example 2
Silsesquioxane solution 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the raw material for silane compound A, the silane compound added as the reaction raw material for the siloxane compound, water, and solvent were blended as shown in Table 2. The physical properties of the resulting siloxane compound are shown in Table 2.

(実施例3)
シラン化合物Aの原料、シロキサン化合物の反応原料として添加したシラン化合物、水及び溶媒について表2に記載の配合としたこと以外は、実施例1と同様の方法により、シルセスキオキサン溶液3を得た。得られたシロキサン化合物の物性値を表2に示す。
Example 3
Silsesquioxane solution 3 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the raw material for silane compound A, the silane compound added as the reaction raw material for the siloxane compound, water, and solvent were blended as shown in Table 2. The physical properties of the obtained siloxane compound are shown in Table 2.

(比較例1)
シラン化合物Aの原料、シロキサン化合物の反応原料として添加したシラン化合物、水及び溶媒について表2に記載の配合としたこと以外は、実施例1と同様の方法により、シルセスキオキサン溶液4を得た。得られたシロキサン化合物の物性値を表2に示す。
(Comparative Example 1)
Silsesquioxane solution 4 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the raw material for silane compound A, the silane compound added as the reaction raw material for the siloxane compound, water, and solvent were blended as shown in Table 2. The physical properties of the obtained siloxane compound are shown in Table 2.

上記実施例及び比較例で得られたシロキサン化合物について、上記の方法で線膨張率を評価した。評価結果を表2に示す。 The linear expansion coefficients of the siloxane compounds obtained in the above examples and comparative examples were evaluated using the method described above. The evaluation results are shown in Table 2.

表2より、イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基を有するシロキサン化合物は、耐熱性に優れることが確認された。 Table 2 confirms that siloxane compounds containing an organic group with an imide bond and a carboxyl group have excellent heat resistance.

Claims (7)

イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基を有するシロキサン化合物であって、
該イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基は、下記一般式(1)で表される基であり、
該シロキサン化合物は、下記一般式(5)で表される構造と下記一般式(6)で表される構造を有し、重量平均分子量が500~50000である
ことを特徴とするシロキサン化合物。
(式中、R及びRは、同一又は異なって、炭素数1~15の炭化水素基、カルボキシ基、又は、炭素数1~15の炭化水素基とカルボキシ基の組み合わせからなる基を表し、R及びRの少なくとも一つは、炭素数1~15の炭化水素基とカルボキシ基の組み合わせからなる基である。R及びRは、互いに連結して、環構造を形成していてもよい。Rは、直接結合、又は、炭素数1~10の2価の有機基を表す。*は、該イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基の結合部位を表す。)
(式中、Rは、該イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基を表す。)
(式中、Rは、炭素数1~12のアルキル基又は炭素数6~12のアリール基を表す。
A siloxane compound having an organic group having an imide bond and a carboxy group,
The organic group having an imide bond and a carboxy group is a group represented by the following general formula (1):
The siloxane compound has a structure represented by the following general formula (5) and a structure represented by the following general formula (6), and is characterized by having a weight average molecular weight of 500 to 50,000.
(In the formula, R1 and R2 are the same or different and represent a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, a carboxy group, or a group formed by combining a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms with a carboxy group, and at least one of R1 and R2 is a group formed by combining a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms with a carboxy group. R1 and R2 may be linked to each other to form a ring structure. R3 represents a direct bond or a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms. * represents the bonding site of the organic group having the imido bond and the carboxy group.)
(In the formula, R7 represents an organic group having the imide bond and a carboxy group.)
(In the formula, R8 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. )
(メタ)アクリロイル基、ビニル基、及び、エポキシ基からなる群より選択される少なくとも一種の基を有する有機基を有することを特徴とする請求項1に記載のシロキサン化合物。 The siloxane compound according to claim 1, characterized in that it has an organic group having at least one group selected from the group consisting of a (meth)acryloyl group, a vinyl group, and an epoxy group. 酸価が30~500mgKOH/gであることを特徴とする請求項1又は2に記載のシロキサン化合物。 The siloxane compound according to claim 1 or 2, characterized in that it has an acid value of 30 to 500 mg KOH/g. 請求項1~3のいずれかに記載のシロキサン化合物と、光重合開始剤及び/又は酸発生剤とを含むことを特徴とする硬化性樹脂組成物。 A curable resin composition comprising the siloxane compound according to any one of claims 1 to 3 and a photopolymerization initiator and/or an acid generator. 重合性化合物を含むことを特徴とする請求項4に記載の硬化性樹脂組成物。 The curable resin composition according to claim 4, characterized in that it contains a polymerizable compound. ネガ型感光性樹脂組成物であることを特徴とする請求項4又は5に記載の硬化性樹脂組成物。 The curable resin composition according to claim 4 or 5, which is a negative-type photosensitive resin composition. 請求項1に記載のシロキサン化合物の製造方法であって、
アミノ基含有シラン化合物と、酸無水物基及びカルボキシ基を有する化合物とを反応させる工程、及び、該反応工程で生成するイミド結合含有シラン化合物と炭素数1~12のアルキル基又は炭素数6~12のアリール基を有するシラン化合物とを含む反応原料を縮合する工程を含み、
該イミド結合含有シラン化合物は、下記一般式(2)で表される化合物である
SiR [4-(a+b)] (2)
(式中、Rは、下記一般式(1)で表されるイミド結合及びカルボキシ基を有する有機基を表す。Rは、イミド結合を含まない有機基を表す。Rは、アルコキシ基を表す。aは1であり、bは0である。)
(式中、R及びRは、同一又は異なって、炭素数1~15の炭化水素基、カルボキシ基、又は、炭素数1~15の炭化水素基とカルボキシ基の組み合わせからなる基を表し、R及びRの少なくとも一つは、炭素数1~15の炭化水素基とカルボキシ基の組み合わせからなる基である。R及びRは、互いに連結して、環構造を形成していてもよい。Rは、直接結合、又は、炭素数1~10の2価の有機基を表す。*は、該イミド結合及びカルボキシ基を有する有機基の結合部位を表す。)
ことを特徴とするシロキサン化合物の製造方法。
A method for producing the siloxane compound according to claim 1,
The method includes a step of reacting an amino group-containing silane compound with a compound having an acid anhydride group and a carboxy group, and a step of condensing a reaction raw material including an imide bond-containing silane compound produced in the reaction step and a silane compound having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms,
The imide bond-containing silane compound is a compound represented by the following general formula (2): R 4 a R 5 b SiR 6 [4−(a+b)] (2)
(In the formula, R4 represents an organic group having an imide bond and a carboxy group, represented by the following general formula (1); R5 represents an organic group not containing an imide bond; R6 represents an alkoxy group; a is 1; and b is 0.)
(In the formula, R1 and R2 are the same or different and represent a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, a carboxy group, or a group formed by combining a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms with a carboxy group, and at least one of R1 and R2 is a group formed by combining a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms with a carboxy group. R1 and R2 may be linked to each other to form a ring structure. R3 represents a direct bond or a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms. * represents the bonding site of the organic group having the imido bond and the carboxy group.)
A method for producing a siloxane compound, comprising:
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