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JP7729032B2 - 酸基含有(メタ)アクリレート樹脂、硬化性樹脂組成物、硬化物、絶縁材料、ソルダーレジスト用樹脂材料及びレジスト部材 - Google Patents
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JP7729032B2 - 酸基含有(メタ)アクリレート樹脂、硬化性樹脂組成物、硬化物、絶縁材料、ソルダーレジスト用樹脂材料及びレジスト部材 - Google Patents

酸基含有(メタ)アクリレート樹脂、硬化性樹脂組成物、硬化物、絶縁材料、ソルダーレジスト用樹脂材料及びレジスト部材

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JP7729032B2 JP2020192335A JP2020192335A JP7729032B2 JP 7729032 B2 JP7729032 B2 JP 7729032B2 JP 2020192335 A JP2020192335 A JP 2020192335A JP 2020192335 A JP2020192335 A JP 2020192335A JP 7729032 B2 JP7729032 B2 JP 7729032B2
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本発明は、高い光感度を有し、基材密着性及び低弾性に優れた硬化物を形成可能な酸基含有(メタ)アクリレート樹脂、これを含有する硬化性樹脂組成物、前記硬化性樹脂組成物の硬化物、絶縁材料、ソルダーレジスト用樹脂材料及びレジスト部材に関する。
近年、紫外線等の活性エネルギー線により硬化可能な活性エネルギー線硬化性組成物や、熱により硬化可能な熱硬化性組成物などの硬化性組成物は、インキ、塗料、コーティング剤、接着剤、光学部材等の分野において広く用いられている。なかでも、前記コーティング剤用途としては、一般に、各種基材表面へ意匠性を付与できるとともに、優れた硬化性を有しており、また、基材表面の劣化を防止可能な塗膜を形成できることが求められている。さらに、プリント配線板向けのソルダーレジスト用硬化性組成物として用いる場合、少ない露光量で硬化すること、基材密着性に優れること、低弾性であることなども求められている。
活性エネルギー線により硬化可能な活性エネルギー線硬化性組成物としては、下記一般式(1)で表されるジ(メタ)アクリレートを含有する硬化性組成物等が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
〔式(1)において、Rは、水素原子又はメチル基を表す。〕
しかし、該硬化性組成物は、基材密着性及び低弾性において、昨今ますます高まる要求性能を満足するものではなかった。
そこで、高い光感度を有し、かつ、優れた基材密着性及び低弾性を有する硬化物を形成可能な材料が求められていた。
特開2005-314320号公報
本発明が解決しようとする課題は、高い光感度を有し、基材密着性及び低弾性に優れた硬化物を形成可能な酸基含有(メタ)アクリレート樹脂、これを含有する硬化性樹脂組成物、前記硬化性樹脂組成物の硬化物、絶縁材料、ソルダーレジスト用樹脂材料及びレジスト部材を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、特定の(メタ)アクリレート化合物(A)、前記(メタ)アクリレート化合物(A)以外の反応性官能基を有する重合性不飽和結合含有化合物(B)を必須の重合成分として含有する重合物からなる共重合体(I)と、前記重合性不飽和結合含有化合物(B)が有する反応性官能基と反応し得る官能基を有する、前記(メタ)アクリレート化合物(A)及び前記重合性不飽和結合含有化合物(B)以外の重合性不飽和結合含有化合物(C)と、多塩基酸無水物(D)とを用いることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、(メタ)アクリレート化合物(A)、及び前記(メタ)アクリレート化合物(A)以外の反応性官能基を有する重合性不飽和結合含有化合物(B)を必須の重合成分として含有する重合物からなる共重合体(I)と、前記重合性不飽和結合含有化合物(B)が有する反応性官能基と反応し得る官能基を有する、前記(メタ)アクリレート化合物(A)及び前記重合性不飽和結合含有化合物(B)以外の重合性不飽和結合含有化合物(C)と、多塩基酸無水物(D)とを、必須の反応原料とする酸基含有(メタ)アクリレート樹脂であって、前記(メタ)アクリレート化合物(A)が、フェノール性水酸基含有化合物(a1)と、環状カーボネート化合物(a2-1)または環状エーテル化合物(a2-2)と、不飽和モノカルボン酸(a3)とを必須の反応原料とするものであり、前記フェノール性水酸基含有化合物(a1)が、芳香環上の置換基として少なくとも水酸基を3つ有するフェノール化合物であることを特徴とする酸基含有(メタ)アクリレート樹脂、これを含有する硬化性樹脂組成物、前記硬化性樹脂組成物の硬化物、絶縁材料、ソルダーレジスト用樹脂材料及びレジスト部材に関するものである。
本発明の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂は、高い光感度を有し、基材密着性及低弾性に優れた硬化物を形成できることから、前記(メタ)アクリレート化合物と光重合開始剤とを含有した硬化性樹脂組成物は、コーティング剤や接着剤として用いることができ、前記コーティング剤としては、特にソルダーレジスト用途に好適に用いることができる。
本発明の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂は、(メタ)アクリレート化合物(A)、及び前記(メタ)アクリレート化合物(A)以外の反応性官能基を有する重合性不飽和結合含有化合物(B)(以下、「重合性不飽和結合含有化合物(B)」と略記する。)を必須の重合成分として含有する重合物からなる共重合体(I)と、前記重合性不飽和結合含有化合物(B)が有する反応性官能基と反応し得る官能基を有する、前記(メタ)アクリレート化合物(A)及び前記重合性不飽和結合含有化合物(B)以外の重合性不飽和結合含有化合物(C)(以下、「重合性不飽和結合含有化合物(C)」と略記する。)と、多塩基酸無水物(D)とを、必須の反応原料とするものであることを特徴とする。
なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及び/またはメタクリレートを意味する。また、「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイル及び/またはメタクリロイルを意味する。さらに、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及び/またはメタクリルを意味する。
前記共重合体(I)としては、前記(メタ)アクリレート化合物(A)、及び前記重合性不飽和結合含有化合物(B)を必須の重合成分として含有する重合物からなるものである。
前記(メタ)アクリレート化合物(A)としては、フェノール性水酸基含有化合物(a1)と、環状カーボネート化合物(a2-1)または環状エーテル化合物(a2-2)と、不飽和モノカルボン酸(a3)とを必須の反応原料とするものを用いる。
フェノール性水酸基含有化合物(a1)としては、芳香環上の置換基として少なくとも水酸基を3つ有するフェノール化合物を必須として含有するものである。
前記芳香環上の置換基として少なくとも水酸基を3つ有するフェノール化合物とは、芳香環上の置換基として水酸基を3つ有していれば、特に制限されず、他の置換基を有していてもよい。
前記芳香環上の置換基として少なくとも水酸基を3つ有するフェノール化合物としては、例えば、下記構造式(1-1)~(1-3)で表される化合物が挙げられる。
上記構造式(1-1)~(1-3)において、Rは、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数1~20のアルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子の何れかである。また、pは、0または1以上の整数であり、好ましくは0または1~3であり、より好ましくは0または1であり、さらに好ましくは0である。qは、3以上の整数である。なお、上記構造式における芳香環上の置換基の位置については、任意であり、例えば、構造式(1-2)のナフタレン環においてはいずれの環上に置換していてもよく、構造式(1-3)では、1分子中に存在するベンゼン環のいずれの環上に置換していてもよいことを示し、1分子中における置換基の個数がp及びqであることを示している。
上記構造式(1-1)~(1-3)で表される化合物の中でも、構造式(1-1)において、pが0であり、qが3であるトリヒドロキシベンゼンが、高い光感度を有し、基材密着性及び低弾性に優れた硬化物を形成可能な(メタ)アクリレート樹脂が得られることから好ましく、さらに具体的には、1位と2位と3位とに水酸基を有する1,2,3-トリヒドロキシベンゼン(以下、「ピロガロール」と称することがある。)、または1位と2位と4位とに水酸基を有する1,2,4-トリヒドロキシベンゼンがより好ましい。
前記環状カーボネート化合物(a2-1)としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ペンチレンカーボネート等が挙げられる。これらの環状カーボネート化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。また、これらの中でも、高い光感度を有し、基材密着性及び低弾性に優れた硬化物を形成可能な(メタ)アクリレート樹脂が得られることから、エチレンカーボネート、またはプロピレンカーボネートが好ましい。
前記環状エーテル化合物(a2-2)としては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等が挙げられる。これらの環状エーテル化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。また、これらの中でも、高い光感度を有し、基材密着性及び低弾性に優れた硬化物を形成可能な(メタ)アクリレート樹脂が得られることから、エチレンオキサイド、またはプロピレンオキサイドが好ましい。
前記フェノール性水酸基含有化合物(a1)と前記環状カーボネート化合物(a2-1)とのモル比[(a2-1)/(a1)]、または、前記フェノール性水酸基含有化合物(A)と前記環状エーテル化合物(a2-2)とのモル比[(a2-2)/(a1)]は、高い光感度を有し、基材密着性及び低弾性に優れた硬化物を形成可能な(メタ)アクリレート樹脂が得られることから、3以上であることが好ましい。
前記不飽和モノカルボン酸(a3)とは、一分子中に(メタ)アクリロイル基とカルボキシル基とを有する化合物をいい、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。また、前記不飽和モノカルボン酸(a3)としては、下記構造式(2)で表される化合物を用いることもできる。さらに、前記不飽和モノカルボン酸(a3)のエステル化物、酸ハロゲン化物、酸無水物等も用いることができる。これらの不飽和モノカルボン酸(a3)は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
[式中Xは、炭素数1~10のアルキレン鎖、ポリオキシアルキレン鎖、(ポリ)エステル鎖、芳香族炭化水素鎖、または(ポリ)カーボネート鎖を表し、構造中にハロゲン原子やアルコキシ基等を有していても良い。Yは、水素原子またはメチル基である。]
前記ポリオキシアルキレン鎖としては、例えば、ポリオキシエチレン鎖、ポリオキシプロピレン鎖等が挙げられる。
前記(ポリ)エステル鎖としては、例えば、下記構造式(3)で表される(ポリ)エステル鎖が挙げられる。
(式中Rは、炭素原子数1~10のアルキレン基であり、nは1~5の整数である。)
前記芳香族炭化水素鎖としては、例えば、フェニレン鎖、ナフチレン鎖、ビフェニレン鎖、フェニルナフチレン鎖、ビナフチレン鎖等が挙げられる。また、部分構造として、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環等の芳香環を有する炭化水素鎖も用いることができる。
前記(ポリ)カーボネート鎖としては、例えば、下記構造式(4)で表される(ポリ)カーボネート鎖が挙げられる。
(式中Rは、炭素原子数1~10のアルキレン基であり、nは1~5の整数である。)
前記不飽和モノカルボン酸(a3)のエステル化物としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec-ブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物;(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル化合物;(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル等の窒素含有(メタ)アクリル酸エステル化合物;(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸モルホリル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸シクロへキシル等のその他(メタ)アクリル酸エステル化合物などが挙げられる。
前記不飽和モノカルボン酸(a3)の酸ハロゲン化物としては、例えば、(メタ)アクリル酸クロライド等が挙げられる。
前記不飽和モノカルボン酸(a3)の酸無水物としては、例えば、(メタ)アクリル酸無水物等が挙げられる。
前記環状カーボネート化合物(a2-1)と前記不飽和モノカルボン酸(a3)とのモル比[(a3)/(a2-1)]、または、前記環状エーテル化合物(a2-2)と前記不飽和モノカルボン酸(a3)とのモル比[(a3)/(a2-2)]は、高い光感度を有し、基材密着性及び低弾性に優れた硬化物を形成可能な酸基含有(メタ)アクリレート樹脂が得られることから、0.65以上であることが好ましく、0.65~1.05の範囲がより好ましい。
前記(メタ)アクリレート化合物(A)の重量平均分子量は、高い光感度を有し、基材密着性及び低弾性に優れた硬化物を形成可能な酸基含有(メタ)アクリレート樹脂が得られることから、1,000以下であることが好ましい。
なお、本発明において、重量平均分子量(Mw)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定した値を示す。
前記(メタ)アクリレート化合物(A)の製造方法は、特に制限されず、適宜公知の方法により製造することができる。例えば、反応原料の全てを一括で反応させる方法で製造してもよいし、反応原料を順次反応させる方法で製造してもよい。なかでも、反応の制御が容易であることから、先にフェノール性水酸基含有化合物(a1)と環状カーボネート化合物(a2-1)または環状エーテル化合物(a2-2)を、塩基性触媒の存在下、60~200℃の温度範囲で反応させた後、次いで、不飽和モノカルボン酸(a3)またはそのエステル化物を酸性触媒の存在下で、60~140℃の温度範囲で反応させることにより行うことができる。なお、本反応は減圧下、常圧下、加圧下いずれでも行なうことができる。
前記重合性不飽和結合含有化合物(B)としては、反応性官能基を有するものを用いる。なお、本発明において、「重合性不飽和結合」とは、ラジカル重合し得る不飽和結合を意味する。
前記反応性官能基としては、例えば、水酸基、エポキシ基、イソシアネート基、カルボキシル基、アクリルアミド基等が挙げられる。これらの反応性官能基は、単独で有していてもよいし、2種以上を有していてもよい。
前記重合性不飽和結合含有化合物(B)としては、例えば、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリレート化合物、イソシアネート基含有(メタ)アクリレート化合物、カルボキシル基含有化合物、アクリルアミド基を有する化合物等が挙げられる。これらの重合性不飽和結合含有化合物(B)は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記水酸基含有(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジ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、ジトリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、前記各種の水酸基含有(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性体や、前記各種の水酸基含有(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性体等も用いることができる。これらの水酸基含有(メタ)アクリレート化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
前記エポキシ基含有(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、エポキシシクロへキシルメチル(メタ)アクリレート等のグリシジル基含有(メタ)アクリレートモノマー;ジヒドロキシベンゼンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテル、ビフェノールジグリシジルエーテル、ビスフェノールジグリシジルエーテル等のジグリシジルエーテル化合物のモノ(メタ)アクリレート化物等が挙げられる。これらのエポキシ基含有(メタ)アクリレート化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
前記イソシアネート基含有(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、1,1-ビス(アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート等が挙げられる。これらのイソシアネート基含有(メタ)アクリレート化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
前記カルボキシル基含有化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノアクリレート等が挙げられる。これらのカルボキシル基含有化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
前記アクリルアミド基含有化合物としては、例えば、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシエチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。前記アクリルアミド基含有化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記共重合体(I)としては、必要に応じて、前記(メタ)アクリレート化合物(A)及び前記重合性不飽和結合含有化合物(B)以外のその他の重合成分を含有することもできる。
前記その他の重合成分としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート等の脂肪族モノ(メタ)アクリレート化合物;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチルモノ(メタ)アクリレート等の脂環型モノ(メタ)アクリレート化合物;テトラヒドロフルフリルアクリレート等の複素環型モノ(メタ)アクリレート化合物;ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェニルベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシベンジル(メタ)アクリレート、フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香族モノ(メタ)アクリレート化合物等のモノ(メタ)アクリレート化合物:前記各種のモノ(メタ)アクリレートモノマーの分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等のポリオキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性モノ(メタ)アクリレート化合物;前記各種のモノ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性モノ(メタ)アクリレート化合物;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、ブタンジオールジ(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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等の脂肪族ジ(メタ)アクリレート化合物;1,4-シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等の脂環型ジ(メタ)アクリレート化合物;ビフェノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールジ(メタ)アクリレート等の芳香族ジ(メタ)アクリレート化合物;前記各種のジ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入したポリオキシアルキレン変性ジ(メタ)アクリレート化合物;前記各種のジ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性ジ(メタ)アクリレート化合物;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート等の脂肪族トリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族トリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性トリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族トリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性トリ(メタ)アクリレート化合物;ペンタエリスリトールテトラ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の4官能以上の脂肪族ポリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族ポリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した4官能以上の(ポリ)オキシアルキレン変性ポリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族ポリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入した4官能以上のラクトン変性ポリ(メタ)アクリレート化合物などが挙げられる。
前記共重合体(I)の製造方法としては、特に制限されず、どのような方法にて製造してもよい。例えば、前記(メタ)アクリレート化合物(A)と、前記重合性不飽和結合含有化合物(B)とを含有する重合成分の全てを一括で、50~200℃で重合させて得られる方法等が挙げられる。
前記重合においては、必要に応じて、重合開始剤を用いることができる。
前記重合開始剤としては、例えば、過硫酸塩、有機過酸化物、過酸化水素等のラジカル重合開始剤や、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩等のアゾ開始剤などが挙げられる。また、前記ラジカル重合開始剤は、例えば、アスコルビン酸等の還元剤と併用しレドックス重合開始剤として使用してもよい。これらの重合開始剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記過硫酸塩としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等が挙げられる。これらの過硫酸塩は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記有機過酸化物としては、例えば、過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシラウレート、t-ブチルパーオキシベンゾエート等のパーオキシエステル、クメンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイドなどが挙げられる。これらの有機過酸化物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記重合開始剤の使用量は、重合が円滑に進行する量を使用すれば良いが、前記(メタ)アクリレート化合物(A)と、前記重合性不飽和結合含有化合物(B)とを含有する重合成分の合計100質量部に対して、0.1~20質量部の範囲が好ましく、0.5~10質量部の範囲がより好ましい。
前記重合性不飽和結合含有化合物(C)としては、前記重合性不飽和結合含有化合物(B)が有する反応性官能基と反応し得る官能基を有するものである。
前記重合性不飽和結合含有化合物(C)としては、例えば、上述の前記重合性不飽和結合含有化合物(B)として例示したものと同様のものが挙げられるが、重合性不飽和結合含有化合物(B)として水酸基含有(メタ)アクリレート化合物を用いた場合には、重合性不飽和結合含有化合物(C)としてイソシアネート基含有(メタ)アクリレート化合物及び/またはアクリルアミド基含有化合物を用いることが好ましく、重合性不飽和結合含有化合物(B)としてエポキシ基含有(メタ)アクリレート化合物を用いた場合には、重合性不飽和結合含有化合物(C)としてカルボキシル基含有化合物を用いることが好ましく、重合性不飽和結合含有化合物(B)としてイソシアネート基含有(メタ)アクリレート化合物を用いた場合には、重合性不飽和結合含有化合物(C)として水酸基含有(メタ)アクリレートを用いることが好ましく、重合性不飽和結合含有化合物(B)としてカルボキシル基含有化合物を用いた場合には、重合性不飽和結合含有化合物(C)としてエポキシ基含有(メタ)アクリレートを用いることが好ましく、重合性不飽和結合含有化合物(B)としてアクリルアミド基含有化合物を用いた場合には、重合性不飽和結合含有化合物(C)として水酸基含有(メタ)アクリレートを用いることが好まし。これらの重合性不飽和結合含有化合物(C)は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記多塩基酸無水物(D)としては、例えば、脂肪族多塩基酸無水物、脂環式多塩基酸無水物、芳香族多塩基酸無水物等が挙げられる。
前記脂肪族多塩基酸無水物としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸の酸無水物等が挙げられる。また、前記脂肪族多塩基酸無水物としては、脂肪族炭化水素基は直鎖型及び分岐型のいずれでもよく、構造中に不飽和結合を有していてもよい。
前記脂環式多塩基酸無水物としては、本発明では、酸無水物基が脂環構造に結合しているものを脂環式多塩基酸無水物とし、それ以外の構造部位における芳香環の有無は問わないものとする。前記脂環式多塩基酸無水物としては、例えば、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、シクロヘキサントリカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸の酸無水物等が挙げられる。
前記芳香族多塩基酸無水物としては、例えば、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、ビフェニルトリカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸の酸無水物等が挙げられる。
これらの多塩基酸無水物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
本発明の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂の製造方法としては、特に制限されず、どのような方法にて製造してもよい。例えば、前記共重合体(I)と、前記重合性不飽和結合含有化合物(C)と、前記多塩基酸無水物(D)とを含有する反応原料の全てを一括で反応させる方法<方法1>で製造してもよいし、反応原料を順次反応させる方法<方法2>で製造してもよい。
前記方法1としては、例えば、前記共重合体(I)と、前記重合性不飽和結合含有化合物(C)と、前記多塩基酸無水物(D)とを含む反応原料を、塩基性触媒または酸性触媒の存在下、50~150℃で反応させて得られる方法等が挙げられる。
前記塩基性触媒としては、例えば、N-メチルモルフォリン、ピリジン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5(DBN)、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、トリ-n-ブチルアミンもしくはジメチルベンジルアミン、ブチルアミン、オクチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、イミダゾール、1-メチルイミダゾール、2,4-ジメチルイミダゾール、1,4-ジエチルイミダゾール、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-(N-フェニル)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メトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等のアミン化合物類;トリオクチルメチルアンモニウムクロライド、トリオクチルメチルアンモニウムアセテート等の四級アンモニウム塩類;トリメチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類;テトラメチルホスホニウムクロライド、テトラエチルホスホニウムクロライド、テトラプロピルホスホニウムクロライド、テトラブチルホスホニウムクロライド、テトラブチルホスホニウムブロマイド、トリメチル(2-ヒドロキシルプロピル)ホスホニウムクロライド、トリフェニルホスホニウムクロライド、ベンジルホスホニウムクロライド等のホスホニウム塩類;ジブチル錫ジラウレート、オクチル錫トリラウレート、オクチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジネオデカノエート、ジブチル錫ジアセテート、オクチル酸錫、1,1,3,3-テトラブチル-1,3-ドデカノイルジスタノキサン等の有機錫化合物;オクチル酸亜鉛、オクチル酸ビスマス等の有機金属化合物;オクタン酸錫等の無機錫化合物;無機金属化合物などが挙げられる。これらの塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸性触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、シュウ酸等の有機酸、三フッ化ホウ素、無水塩化アルミニウム、塩化亜鉛等のルイス酸などが挙げられる。これらの酸性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記方法2としては、例えば、予め前記共重合体(I)及び前記重合性不飽和結合含有化合物(C)を塩基性触媒または酸性触媒の存在下、70~140℃で反応させて反応生成物(II)を得、次いで、前記反応生成物(II)と、前記多塩基酸無水物(D)とを塩基性触媒の存在下、70~140℃で反応させて得られる方法等が挙げられる。
前記塩基性触媒としては、上述の塩基性触媒として例示したものと同様のものを用いることができる。これらの塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸性触媒としては、上述の酸性触媒として例示したものと同様のものを用いることができる。これらの酸性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記方法2において、本発明の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂を製造する場合、高い光感度を有し、基材密着性及び低弾性に優れた硬化物を形成可能な酸基含有(メタ)アクリレート樹脂が得られることから、前記反応生成物(II)が、水酸基を有するものであり、前記水酸基1モルに対する前記多塩基酸無水物(D)のモル数が、0.05~1モルの範囲であることが好ましく、0.1~0.95の範囲であることがより好ましい。
本発明の酸基を有する(メタ)アクリレート樹脂の製造において、必要に応じて、重合禁止剤、酸化防止剤等を用いることもできる。
前記重合禁止剤としては、例えば、p-メトキシフェノール、p-メトキシクレゾール、4-メトキシ-1-ナフトール、4,4’-ジアルコキシ-2,2’-ビ-1-ナフトール、3-(N-サリチロイル)アミノ-1,2,4-トリアゾール、N’1,N’12-ビス(2-ヒドロキシベンゾイル)ドデカンジヒドラジド、スチレン化フェノール、N-イソプロピル-N’-フェニルベンゼン-1,4-ジアミン、6-エトキシ-2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン等のフェノール化合物、ヒドロキノン、メチルヒドロキノン、p-ベンゾキノン、メチル-p-ベンゾキノン、2,5-ジフェニルベンゾキノン、2-ヒドロキシ-1,4-ナフトキノン、アントラキノン、ジフェノキノン等のキノン化合物、メラミン、p-フェニレンジアミン、4-アミノジフェニルアミン、N.N’-ジフェニル-p-フェニレンジアミン、N-i-プロピル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N-(1.3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、ジフェニルアミン、4,4’-ジクミル-ジフェニルアミン、4,4’-ジオクチル-ジフェニルアミン、ポリ(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン)、スチレン化ジフェニルアミン、スチレン化ジフェニルアミンと2,4,4-トリメチルペンテンの反応生成物、ジフェニルアミンと2,4,4-トリメチルペンテンの反応生成物等のアミン化合物、フェノチアジン、ジステアリルチオジプロピオネート、2,2-ビス({[3-(ドデシルチオ)プロピオニル]オキシ}メチル)-1,3-プロパンジイル=ビス[3-(ドデシルチオ)プロピオナート]、ジトリデカン-1-イル=3,3’-スルファンジイルジプロパノアート等のチオエーテル化合物、N-ニトロソジフェニルアミン、N-ニトロソフェニルナフチルアミン、p-ニトロソフェノール、ニトロソベンゼン、p-ニトロソジフェニルアミン、α-ニトロソ-β-ナフトール等、N、N-ジメチルp-ニトロソアニリン、p-ニトロソジフェニルアミン、p-ニトロンジメチルアミン、p-ニトロン-N、N-ジエチルアミン、N-ニトロソエタノールアミン、N-ニトロソジ-n-ブチルアミン、N-ニトロソ-N-n-ブチル-4-ブタノールアミン、N-ニトロソ-ジイソプロパノールアミン、N-ニトロソ-N-エチル-4-ブタノールアミン、5-ニトロソ-8-ヒドロキシキノリン、N-ニトロソモルホリン、N-二トロソーN-フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩、二トロソベンゼン、N-ニトロソ-N-メチル-p-トルエンスルホンアミド、N-ニトロソ-N-エチルウレタン、N-ニトロソ-N-n-プロピルウレタン、1-ニトロソ-2-ナフトール、2-ニトロソ-1-ナフトール、1-ニトロソ-2-ナフトール-3,6-スルホン酸ナトリウム、2-ニトロソ-1-ナフトール-4-スルホン酸ナトリウム、2-ニトロソ-5-メチルアミノフェノール塩酸塩、2-ニトロソ-5-メチルアミノフェノール塩酸塩等のニトロソ化合物、リン酸とオクタデカン-1-オールのエステル、トリフェニルホスファイト、3,9-ジオクタデカン-1-イル-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン、トリスノニルフェニルホスフィト、亜リン酸-(1-メチルエチリデン)-ジ-4,1-フェニレンテトラ-C12-15-アルキルエステル、2-エチルヘキシル=ジフェニル=ホスフィット、ジフェニルイソデシルフォスファイト、トリイソデシル=ホスフィット、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト等のホスファイト化合物、ビス(ジメチルジチオカルバマト-κ(2)S,S’)亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチル・ジチオカルバミン酸亜鉛等の亜鉛化合物、ビス(N,N-ジブチルカルバモジチオアト-S,S’)ニッケル等のニッケル化合物、1,3-ジヒドロ-2H-ベンゾイミダゾール-2-チオン、4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾール、2-メチル-4,6-ビス[(オクタン-1-イルスルファニル)メチル]フェノール、ジラウリルチオジプロピオン酸エステル、3,3’-チオジプロピオン酸ジステアリル等の硫黄化合物などが挙げられる。これらの重合禁止剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸化防止剤としては、前記重合禁止剤で例示した化合物と同様のものを用いることができ、前記酸化防止剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
また、前記重合禁止剤、及び前記酸化防止剤の市販品としては、例えば、和光純薬工業株式会社製「Q-1300」、「Q-1301」、住友化学株式会社製「スミライザーBBM-S」、「スミライザーGA-80が」等が挙げられる。
本発明の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂は、光重合開始剤を添加することにより硬化性樹脂組成物として用いることができる。
前記光重合開始剤としては、例えば、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、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、チオキサントン及びチオキサントン誘導体、2,2’-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、ジフェニル(2,4,6-トリメトキシベンゾイル)ホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、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、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-1-ブタノン等の光ラジカル重合開始剤などが挙げられる。
前記その他の光重合開始剤の市販品としては、例えば、「Omnirad 1173」、「Omnirad 184」、「Omnirad 127」、「Omnirad 2959」、「Omnirad 369」、「Omnirad 379」、「Omnirad 907」、「Omnirad 4265」、「Omnirad 1000」、「Omnirad 651」、「Omnirad TPO」、「Omnirad 819」、「Omnirad 2022」、「Omnirad 2100」、「Omnirad 754」、「Omnirad 784」、「Omnirad 500」、「Omnirad 81」(IGM Resins社製);「KAYACURE DETX」、「KAYACURE MBP」、「KAYACURE DMBI」、「KAYACURE EPA」、「KAYACURE OA」(日本化薬株式会社製);「Vicure 10」、「Vicure 55」(Stoffa Chemical社製);「Trigonal P1」(Akzo Nobel社製)、「SANDORAY 1000」(SANDOZ社製);「DEAP」(Upjohn Chemical社製)、「Quantacure PDO」、「Quantacure ITX」、「Quantacure EPD」(Ward Blenkinsop社製);「Runtecure 1104」(Runtec社製)等が挙げられる。これらの光重合開始剤は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
前記光重合開始剤の添加量は、例えば、前記硬化性樹脂組成物中に、1~20質量%の範囲で用いることが好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、前述した酸基含有(メタ)アクリレート樹脂以外のその他の樹脂成分を含有しても良い。前記その他の樹脂成分としては、酸基及び重合性不飽和結合を有する樹脂(E)、各種の(メタ)アクリレートモノマー等が挙げられる。
前記酸基及び重合性不飽和結合を有する樹脂(E)としては、樹脂中に酸基及び重合性不飽和結合を有するものであれば何れでもよく、例えば、酸基及び重合性不飽和結合を有するエポキシ樹脂、酸基及び重合性不飽和結合を有するウレタン樹脂、酸基及び重合性不飽和結合を有するアクリル樹脂、酸基及び重合性不飽和結合を有するアミドイミド樹脂、酸基及び重合性不飽和結合を有するアクリルアミド樹脂等が挙げられる。
前記酸基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基等が挙げられる。
前記酸基及び重合性不飽和結合を有するエポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和一塩基酸、及び多塩基酸無水物を必須の反応原料とする酸基含有エポキシ(メタ)アクリレート樹脂や、エポキシ樹脂、不飽和一塩基酸、多塩基酸無水物、ポリイソシアネート化合物、及び水酸基含有(メタ)アクリレート化合物を反応原料とする酸基及びウレタン基含有エポキシ(メタ)アクリレート樹脂などが挙げられる。
前記エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェニレンエーテル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール-フェノール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール-クレゾール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン-フェノール付加反応型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、キサンテン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、トリヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、オキサゾリドン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAP型エポキシ樹脂、ビスフェノールB型エポキシ樹脂、ビスフェノールBP型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂等が挙げられる。
前記水添ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールB型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールE型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールS型エポキシ樹脂等が挙げられる。
前記ビフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、4,4’-ビフェノール型エポキシ樹脂、2,2’-ビフェノール型エポキシ樹脂、テトラメチル-4,4’-ビフェノール型エポキシ樹脂、テトラメチル-2,2’-ビフェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。
前記水添ビフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、水添4,4’-ビフェノール型エポキシ樹脂、水添2,2’-ビフェノール型エポキシ樹脂、水添テトラメチル-4,4’-ビフェノール型エポキシ樹脂、水添テトラメチル-2,2’-ビフェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。
前記不飽和一塩基酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、α-シアノ桂皮酸、β-スチリルアクリル酸、β-フルフリルアクリル酸等が挙げられる。また、前記不飽和一塩基酸のエステル化物、酸ハロゲン化物、酸無水物等も用いることができる。さらに、下記構造式(5)で表される化合物等も用いることができる。
[式(5)中、Xは、炭素数1~10のアルキレン鎖、ポリオキシアルキレン鎖、(ポリ)エステル鎖、芳香族炭化水素鎖、または(ポリ)カーボネート鎖を表し、構造中にハロゲン原子やアルコキシ基等を有していても良い。Yは、水素原子またはメチル基である。]
前記ポリオキシアルキレン鎖としては、例えば、ポリオキシエチレン鎖、ポリオキシプロピレン鎖等が挙げられる。
前記(ポリ)エステル鎖としては、例えば、下記構造式(X-1)で表される(ポリ)エステル鎖が挙げられる。
[式(X-1)中、Rは、炭素原子数1~10のアルキレン基であり、nは1~5の整数である。]
前記芳香族炭化水素鎖としては、例えば、フェニレン鎖、ナフチレン鎖、ビフェニレン鎖、フェニルナフチレン鎖、ビナフチレン鎖等が挙げられる。また、部分構造として、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環等の芳香環を有する炭化水素鎖も用いることができる。
前記多塩基酸無水物としては、上述の多塩基酸無水物(D)として例示したものと同様のものを用いることができ、前記多塩基酸無水物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ブタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物;ノルボルナンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート化合物;トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、4,4’-ジイソシアナト-3,3’-ジメチルビフェニル、o-トリジンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物;下記構造式(6)で表される繰り返し構造を有するポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート;これらのイソシアヌレート変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体等が挙げられる。また、これらのポリイソシアネート化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
[式中、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~6の炭化水素基の何れかである。Rはそれぞれ独立に炭素原子数1~4のアルキル基、または構造式(6)で表される構造部位と*印が付されたメチレン基を介して連結する結合点の何れかである。lは0または1~3の整数であり、mは1~15の整数である。]
前記水酸基含有(メタ)アクリレート化合物としては、上述の水酸基含有(メタ)アクリレート化合物として例示したものと同様のものを用いることができ、前記水酸基含有(メタ)アクリレート化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和結合を有するエポキシ樹脂の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。前記酸基及び重合性不飽和結合を有するエポキシ樹脂の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒を用いてもよい。
前記有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、ジメチルホルムアミド、メチルイソブチルケトン等のケトン溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキソラン等の環状エーテル溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル溶剤;トルエン、キシレン、ソルベントナフサ等の芳香族溶剤;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環族溶剤;カルビトール、セロソルブ、メタノール、イソプロパノール、ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのアルコール溶剤;アルキレングリコールモノアルキルエーテル、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテル、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート等のグリコールエーテル溶剤;メトキシプロパノール、シクロヘキサノン、メチルセロソルブ、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。また、前記有機溶剤の使用量は、反応効率が良好となることから、反応原料の合計質量に対し0.1~5倍量程度の範囲で用いることが好ましい。
前記塩基性触媒としては、上述の塩基性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和結合を有するウレタン樹脂としては、例えば、ポリイソシアネート化合物、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物、カルボキシル基含有ポリオール化合物、及び必要に応じて多塩基酸無水物、前記カルボキシル基含有ポリオール化合物以外のポリオール化合物とを反応させて得られたものや、ポリイソシアネート化合物、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物、多塩基酸無水物、及びカルボキシル基含有ポリオール化合物以外のポリオール化合物とを反応させて得られたもの等が挙げられる。
前記ポリイソシアネート化合物としては、上述のポリイソシアネート化合物として例示したものと同様のものを用いることができ、前記ポリイソシアネート化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記水酸基含有(メタ)アクリレート化合物としては、上述の水酸基含有(メタ)アクリレート化合物として例示したものと同様のものを用いることができ、前記水酸基含有(メタ)アクリレート化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記カルボキシル基含有ポリオール化合物としては、例えば、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロール吉草酸等が挙げられる。前記カルボキシル基含有ポリオール化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記多塩基酸無水物としては、上述の多塩基酸無水物(D)として例示したものと同様のものを用いることができ、前記多塩基酸無水物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記カルボキシル基含有ポリオール化合物以外のポリオール化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の脂肪族ポリオール化合物;ビフェノール、ビスフェノール等の芳香族ポリオール化合物;前記各種のポリオール化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性体;前記各種のポリオール化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性体等が挙げられる。前記カルボキシル基含有ポリオール化合物以外のポリオール化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和結合を有するウレタン樹脂の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。前記酸基及び重合性不飽和結合を有するウレタン樹脂の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒を用いてもよい。
前記有機溶剤としては、上述の有機溶剤として例示したものと同様のものを用いることができ、前記有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記塩基性触媒としては、上述の塩基性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和結合を有するアクリル樹脂としては、例えば、水酸基やカルボキシル基、イソシアネート基、グリシジル基等の反応性官能基を有する(メタ)アクリレート化合物(α)を必須の成分として重合させて得られるアクリル樹脂中間体に、これらの官能基と反応し得る反応性官能基を有する(メタ)アクリレート化合物(β)をさらに反応させることにより(メタ)アクリロイル基を導入して得られる反応生成物や、前記反応生成物中の水酸基に多塩基酸無水物を反応させて得られるもの等が挙げられる。
前記アクリル樹脂中間体は、前記(メタ)アクリレート化合物(α)の他、必要に応じてその他の重合性不飽和基含有化合物を共重合させたものであってもよい。前記その他の重合性不飽和基含有化合物は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート等の脂環式構造含有(メタ)アクリレート;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチルアクリレート等の芳香環含有(メタ)アクリレート;3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のシリル基含有(メタ)アクリレート;スチレン、α-メチルスチレン、クロロスチレン等のスチレン誘導体等が挙げられる。これらは単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記(メタ)アクリレート化合物(β)は、前記(メタ)アクリレート化合物(α)が有する反応性官能基と反応し得るものであれば特に限定されないが、反応性の観点から以下の組み合わせであることが好ましい。即ち、前記(メタ)アクリレート化合物(α)として水酸基含有(メタ)アクリレートを用いた場合には、(メタ)アクリレート化合物(β)としてイソシアネート基含有(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。前記(メタ)アクリレート化合物(α)としてカルボキシル基含有(メタ)アクリレートを用いた場合には、(メタ)アクリレート化合物(β)としてグリシジル基含有(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。前記(メタ)アクリレート化合物(α)としてイソシアネート基含有(メタ)アクリレートを用いた場合には、(メタ)アクリレート化合物(β)として水酸基含有(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。前記(メタ)アクリレート化合物(α)としてグリシジル基含有(メタ)アクリレートを用いた場合には、(メタ)アクリレート化合物(β)としてカルボキシル基含有(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。前記(メタ)アクリレート化合物(β)は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記多塩基酸無水物は、上述の多塩基酸無水物(D)として例示したものと同様のものを用いることができ、前記多塩基酸無水物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和結合を有するアクリル樹脂の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。前記酸基及び重合性不飽和結合を有するアクリル樹脂の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒を用いてもよい。
前記有機溶剤としては、上述の有機溶剤として例示したものと同様のものを用いることができ、前記有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記塩基性触媒としては、上述の塩基性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和結合を有するアミドイミド樹脂としては、例えば、酸基及び/または酸無水物基を有するアミドイミド樹脂と、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物及び/またはエポキシ基含有(メタ)アクリレート化合物と、必要に応じて、水酸基、カルボキシル基、イソシアネート基、グリシジル基、及び酸無水物基からなる群より選ばれる1種以上の反応性官能基を有する化合物を反応させて得られるものが挙げられる。なお、前記反応性官能基を有する化合物は、(メタ)アクリロイル基を有していてもよいし、有していなくてもよい。
前記アミドイミド樹脂としては、酸基または酸無水物基のどちらか一方のみを有するものであってもよいし、両方を有するものであってもよい。水酸基含有(メタ)アクリレート化合物や(メタ)アクリロイル基含有エポキシ化合物との反応性や反応制御の観点から、酸無水物基を有するものであることが好ましく、酸基と酸無水物基との両方を有するものであることがより好ましい。前記アミドイミド樹脂の固形分酸価は、中性条件下、即ち、酸無水物基を開環させない条件での測定値が60~350mgKOH/gの範囲であることが好ましい。他方、水の存在下等、酸無水物基を開環させた条件での測定値が61~360mgKOH/gの範囲であることが好ましい。
前記アミドイミド樹脂としては、例えば、ポリイソシアネート化合物と、多塩基酸無水物とを反応原料として得られるものが挙げられる。
前記ポリイソシアネート化合物としては、上述のポリイソシアネート化合物として例示したものと同様のものを用いることができ、前記ポリイソシアネート化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記多塩基酸無水物としては、上述の多塩基酸無水物(D)として例示したものと同様のものを用いることができ、前記多塩基酸無水物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
また、前記アミドイミド樹脂は、必要に応じて、前記ポリイソシアネート化合物及び多塩基酸無水物以外に、多塩基酸を反応原料として併用することもできる。
前記多塩基酸としては、一分子中にカルボキシル基を2つ以上有する化合物であれば何れのものも用いることができる。例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸、シクロヘキサントリカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、ビフェニルトリカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸等が挙げられる。また、前記多塩基酸としては、例えば、共役ジエン系ビニルモノマーとアクリロニトリルとの共重合体であって、その分子中にカルボキシル基を有する重合体も用いることができる。これらの多塩基酸は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記水酸基含有(メタ)アクリレート化合物としては、上述の水酸基含有(メタ)アクリレート化合物として例示したものと同様のものを用いることができ、前記水酸基含有(メタ)アクリレート化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記エポキシ基含有(メタ)アクリレート化合物としては、上述したエポキシ基含有(メタ)アクリレート化合物として例示したものと同様のものを用いることができ、前記エポキシ基含有(メタ)アクリレート化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和結合を有するアミドイミド樹脂の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。前記酸基及び重合性不飽和結合を有するアミドイミド樹脂の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒を用いてもよい。
前記有機溶剤としては、上述の有機溶剤として例示したものと同様のものを用いることができ、前記有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記塩基性触媒としては、上述の塩基性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和結合を有するアクリルアミド樹脂としては、例えば、フェノール性水酸基含有化合物と、アルキレンオキサイドまたはアルキレンカーボネートと、N-アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド化合物と、多塩基酸無水物と、必要に応じて不飽和一塩基酸とを反応させて得られたものが挙げられる。
前記フェノール性水酸基含有化合物としては、分子内にフェノール性水酸基を少なくとも1つ有する化合物をいう。前記分子内にフェノール性水酸基を少なくとも1つ有する化合物としては、例えば、下記構造式(7-1)~(7-4)で表される化合物が挙げられる。
上記構造式(7-1)~(7-4)において、Rは、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数1~20のアルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子の何れかであり、Rは、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基である。また、pは、0または1以上の整数であり、好ましくは0または1~3の整数であり、より好ましくは0または1であり、さらに好ましくは0である。qは、1以上の整数であり、好ましくは、2または3である。なお、上記構造式における芳香環上の置換基の位置については、任意であり、例えば、構造式(7-2)のナフタレン環においてはいずれの環上に置換していてもよく、構造式(7-3)では、1分子中に存在するベンゼン環のいずれの環上に置換していてもよく、構造式(7-4)では、1分子中に存在するベンゼン環のいずれかの環上に置換していてもよいことを示し、1分子中における置換基の個数がp及びqであることを示している。
また、前記フェノール性水酸基を有する化合物としては、例えば、分子内にフェノール性水酸基を1つ有する化合物と下記構造式(x-1)~(x-5)の何れかで表される化合物とを必須の反応原料とする反応生成物なども用いることができる。また、分子内にフェノール性水酸基を少なくとも1つ有する化合物の1種又は2種以上を反応原料とするノボラック型フェノール樹脂なども用いることができる。
[式(x-1)中、hは0または1である。式(x-2)~(x-5)中、Rは、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数1~20のアルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子の何れかであり、iは、0または1~4の整数である。式(x-2)、(x-3)及び(x-5)中、Zは、ビニル基、ハロメチル基、ヒドロキシメチル基、アルキルオキシメチル基の何れかである。式(x-5)中、Yは、炭素原子数1~4のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基の何れかであり、jは1~4の整数である。]
これらのフェノール性水酸基含有化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、ペンチレンオキサイド等が挙げられる。これらの中でも、高い光感度を有し、基材密着性及び低弾性に優れた硬化物を形成可能な硬化性樹脂組成物が得られることから、エチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイドが好ましい。前記アルキレンオキサイドは、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記アルキレンカーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ペンチレンカーボネート等が挙げられる。これらの中でも、高い光感度を有し、基材密着性及び低弾性に優れた硬化物を形成可能な硬化性樹脂組成物が得られることから、エチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネートが好ましい。前記アルキレンカーボネートは、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記N-アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド化合物としては、例えば、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシエチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。前記N-アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記多塩基酸無水物としては、上述の多塩基酸無水物(D)として例示したものと同様のものを用いることができ、前記多塩基酸無水物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記不飽和一塩基酸としては、上述の不飽和一塩基酸として例示したものと同様を用いることができ、前記不飽和一塩基酸は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和結合を有するアクリルアミド樹脂の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。前記酸基及び重合性不飽和結合を有するアクリルアミド樹脂の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒及び酸性触媒を用いてもよい。
前記有機溶剤としては、上述の有機溶剤として例示したものと同様のものを用いることができ、前記有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記塩基性触媒としては、上述の塩基性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸性触媒としては、上述の酸性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記酸性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和結合を有する樹脂(E)の使用量は、本発明の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂100質量部に対して、10~900質量部の範囲が好ましい。
前記各種の(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート等の脂肪族モノ(メタ)アクリレート化合物;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチルモノ(メタ)アクリレート等の脂環型モノ(メタ)アクリレート化合物;グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等の複素環型モノ(メタ)アクリレート化合物;ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェニルベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、フェノキシベンジル(メタ)アクリレート、フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香族モノ(メタ)アクリレート化合物等のモノ(メタ)アクリレート化合物:前記各種のモノ(メタ)アクリレートモノマーの分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等のポリオキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性モノ(メタ)アクリレート化合物;前記各種のモノ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性モノ(メタ)アクリレート化合物;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、ブタンジオールジ(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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等の脂肪族ジ(メタ)アクリレート化合物;1,4-シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等の脂環型ジ(メタ)アクリレート化合物;ビフェノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールジ(メタ)アクリレート等の芳香族ジ(メタ)アクリレート化合物;前記各種のジ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入したポリオキシアルキレン変性ジ(メタ)アクリレート化合物;前記各種のジ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性ジ(メタ)アクリレート化合物;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート等の脂肪族トリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族トリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性トリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族トリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性トリ(メタ)アクリレート化合物;ペンタエリスリトールテトラ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の4官能以上の脂肪族ポリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族ポリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した4官能以上の(ポリ)オキシアルキレン変性ポリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族ポリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入した4官能以上のラクトン変性ポリ(メタ)アクリレート化合物などが挙げられる。
また、前記その他の(メタ)アクリレートモノマーとしては、上述したものの他に、前記芳香環上の置換基として少なくとも水酸基を3つ有するフェノール化合物以外のフェノール化合物(以下、「その他のフェノール化合物」と称することがある。)と、環状カーボネート化合物または環状エーテル化合物と、不飽和モノカルボン酸とを必須の反応原料とする(メタ)アクリレートモノマーを用いることができる。
前記その他のフェノール化合物としては、例えば、クレゾール、キシレノール、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、3-メチルカテコール、4-メチルカテコール、4-アリルピロカテコール、1-ナフトール、2-ナフトール、1,3-ナフタレンジオール、1,5-ナフタレンジオール、2,6-ナフタレンジオール、2,7-ナフタレンジオール、水添ビスフェノール、水添ビフェノール、ポリフェニレンエーテル型ジオール、ポリナフチレンエーテル型ジオール、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック型樹脂、ナフトールノボラック型樹脂、フェノールアラルキル型樹脂、ナフトールアラルキル型樹脂、シクロ環構造含有フェノール樹脂等が挙げられる。
前記環状カーボネート化合物及び前記環状エーテル化合物としては、上述の環状カーボネート化合物(a2-1)及び上述の環状エーテル化合物(a2-2)と同様のものを用いることができる。
前記不飽和モノカルボン酸としては、上述の不飽和モノカルボン酸(a3)と同様のものを用いることができる。
前記その他の(メタ)アクリレートモノマーの含有量は、本発明の硬化性樹脂組成物中に90質量%以下が好ましい。
また、本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、硬化剤、硬化促進剤、紫外線吸収剤、有機溶剤、無機質充填材やポリマー微粒子、顔料、消泡剤、粘度調整剤、レベリング剤、難燃剤、保存安定化剤等の各種添加剤を含有することもできる。
前記硬化剤としては、例えば、多塩基酸、不飽和一塩基酸、アミン化合物、アミド化合物、アゾ化合物、有機過酸化物、ポリオール化合物、エポキシ樹脂等が挙げられる。
前記多塩基酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸、シクロヘキサントリカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、ビフェニルトリカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸等が挙げられる。また、前記多塩基酸としては、例えば、共役ジエン系ビニルモノマーとアクリロニトリルとの共重合体であって、その分子中にカルボキシル基を有する重合体も用いることができる。これらの多塩基酸は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記不飽和一塩基酸としては、上述の不飽和一塩基酸として例示したものと同様のものを用いることができ、前記不飽和一塩基酸は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記アミン化合物としては、例えば、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、イミダゾ-ル、BF3-アミン錯体、グアニジン誘導体等が挙げられる。これらのアミン化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記アミド系化合物としては、例えば、ジシアンジアミド、リノレン酸の2量体とエチレンジアミンとより合成されるポリアミド樹脂等が挙げられる。これらのアミド化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記アゾ化合物としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。
前記有機過酸化物としては、例えば、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネート、アルキルパーオキシカーボネート等が挙げられる。これらの有機過酸化物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記ポリオール化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、グリセリン、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタン、トリメチロールメタンモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン、トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等のポリオールモノマー;前記ポリオールモノマーと、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等のジカルボン酸との共縮合によって得られるポリエステルポリオール;前記ポリオールモノマーと、ε-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、3-メチル-δ-バレロラクトン等の種々のラクトンとの重縮合反応によって得られるラクトン型ポリエステルポリオール;前記ポリオールモノマーと、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン、エチルグリシジルエーテル、プロピルグリシジルエーテル等の環状エーテル化合物との開環重合によって得られるポリエーテルポリオールなどが挙げられる。これらのポリオール化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記エポキシ樹脂としては、上述のエポキシ樹脂として例示したものと同様のものを用いることができ、前記エポキシ樹脂は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記硬化促進剤としては、硬化反応を促進するものであり、例えば、リン系化合物、アミン系化合物、イミダゾール、有機酸金属塩、ルイス酸、アミン錯塩等が挙げられる。これらの硬化促進剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。また、前記硬化促進剤の添加量は、例えば、前記硬化性樹脂組成物の固形分中に0.01~10質量%の範囲で用いることが好ましい。
前記紫外線吸収剤としては、例えば、2-[4-{(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ}-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-{(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ}-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン等のトリアジン誘導体、2-(2’-キサンテンカルボキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-o-ニトロベンジロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-キサンテンカルボキシ-4-ドデシロキシベンゾフェノン、2-o-ニトロベンジロキシ-4-ドデシロキシベンゾフェノン等が挙げられる。これらの紫外線吸収剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記有機溶剤としては、上述の有機溶剤として例示したものと同様のものを用いることができ、前記有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記無機質充填材としては、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、水酸化アルミ等が挙げられる。
前記難燃剤としては、例えば、赤リン、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等のリン酸アンモニウム、リン酸アミド等の無機リン化合物;リン酸エステル化合物、ホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物、ホスフィンオキシド化合物、ホスホラン化合物、有機系含窒素リン化合物、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(2,5―ジヒドロオキシフェニル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(2,7-ジヒドロオキシナフチル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド等の環状有機リン化合物、及びそれをエポキシ樹脂やフェノール樹脂等の化合物と反応させた誘導体等の有機リン化合物;トリアジン化合物、シアヌル酸化合物、イソシアヌル酸化合物、フェノチアジン等の窒素系難燃剤;シリコーンオイル、シリコーンゴム、シリコーン樹脂等のシリコーン系難燃剤;金属水酸化物、金属酸化物、金属炭酸塩化合物、金属粉、ホウ素化合物、低融点ガラス等の無機難燃剤などが挙げられる。これらの難燃剤は、単独でも用いることも2種以上を併用することもできる。また、これら難燃剤を用いる場合は、全樹脂組成物中0.1~20質量%の範囲であることが好ましい。
本発明の硬化物は、前記硬化性樹脂組成物に、活性エネルギー線を照射することで得ることができる。前記活性エネルギー線としては、例えば、紫外線、電子線、α線、β線、γ線等の電離放射線が挙げられる。また、前記活性エネルギー線として、紫外線を用いる場合、紫外線による硬化反応を効率よく行う上で、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で照射してもよく、空気雰囲気下で照射してもよい。
紫外線発生源としては、実用性、経済性の面から紫外線ランプが一般的に用いられている。具体的には、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ガリウムランプ、メタルハライドランプ、太陽光、LED等が挙げられる。
前記活性エネルギー線の積算光量は、特に制限されないが、0.1~50kJ/mであることが好ましく、0.5~10kJ/mであることがより好ましい。積算光量が上記範囲であると、未硬化部分の発生の防止又は抑制ができることから好ましい。
なお、前記活性エネルギー線の照射は、一段階で行ってもよいし、二段階以上に分けて行ってもよい。
また、本発明の硬化物は、高い光感度を有し、優れた基材密着性及び低弾性を有することから、例えば、半導体デバイス用途における、ソルダーレジスト、層間絶縁材料、パッケージ材、アンダーフィル材、回路素子等のパッケージ接着層や、集積回路素子と回路基板の接着層として好適に用いることができる。また、LCD、OELDに代表される薄型ディスプレイ用途における、薄膜トランジスタ保護膜、液晶カラーフィルタ保護膜、カラーフィルタ用顔料レジスト、ブラックマトリックス用レジスト、スペーサー等に好適に用いることができる。これらの中でも、特にソルダーレジスト用途に好適に用いることができる。
本発明のソルダーレジスト用樹脂材料は、前記硬化性樹脂組成物からなるものである。
本発明のレジスト部材は、例えば、前記ソルダーレジスト用樹脂材料を基材上に塗布し、60~100℃程度の温度範囲で有機溶媒を揮発乾燥させた後、所望のパターンが形成されたフォトマスクを通して活性エネルギー線にて露光させ、アルカリ水溶液にて未露光部を現像し、更に140~200℃程度の温度範囲で加熱硬化させて得ることができる。
前記基材としては、例えば、銅、アルミニウム等の金属張積層板などが挙げられる。
以下、実施例と比較例とにより、本発明を具体的に説明する。
なお、本実施例において、重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミッションクロマトグラフ(GPC)を用い、下記の条件により測定した値である。
測定装置 ; 東ソー株式会社製 HLC-8220
カラム ; 東ソー株式会社製ガードカラムHXL-H
+東ソー株式会社製 TSKgel G5000HXL
+東ソー株式会社製 TSKgel G4000HXL
+東ソー株式会社製 TSKgel G3000HXL
+東ソー株式会社製 TSKgel G2000HXL
検出器 ; RI(示差屈折計)
データ処理:東ソー株式会社製 SC-8010
測定条件: カラム温度 40℃
溶媒 テトラヒドロフラン
流速 1.0ml/分
標準 ;ポリスチレン
試料 ;樹脂固形分換算で0.4質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(100μl)
(合成例1:(メタ)アクリレート化合物(A-1)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ピロガロール126質量部とエチレンカーボネート277質量部と50%水酸化カリウム水溶液0.7質量部を添加し、窒素雰囲気下において170℃で20時間反応させた。次いで、得られた反応物をトルエン333質量部に溶解させた後、アクリル酸228質量部、パラトルエンスルホン酸5.0質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、100℃で10時間反応させた。その後、50℃まで冷却し、得られた反応溶液を水洗し、トルエンを脱溶剤して、(メタ)アクリレート化合物(A-1)を得た。この(メタ)アクリレート化合物(A-1)の重量平均分子量(Mw)は、620であり、25℃での粘度は330mPa・sであった。なお、粘度は、E型回転粘度計(東機産業株式会社製「RE80U」)を用いて、25℃条件下で測定した値である。また、フェノール性水酸基含有化合物(a1)と前記環状カーボネート化合物(a2-1)とのモル比[(a2-1)/(a1)]に相当するピロガロールとエチレンカーボネートとのモル比[(エチレンカーボネートのモル数)/(ピロガロールのモル数)]は、3.15であり、環状カーボネート化合物(a2-1)と不飽和カルボン酸(a3)とのモル比[(a3)/(a2-1)]に相当するエチレンカーボネートとアクリル酸のモル比[(アクリル酸のモル数)/(エチレンカーボネートのモル数)]は、1.004であった。
(合成例2:(メタ)アクリレート化合物(A-2)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ピロガロール126質量部とプロピレンカーボネート337質量部と50%水酸化カリウム水溶液0.7質量部を添加し、窒素雰囲気下において170℃で30時間反応させた。次いで、得られた反応物をトルエン379質量部に溶解させた後、アクリル酸237質量部、パラトルエンスルホン酸5.7質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、100℃で20時間反応させた。その後、50℃まで冷却し、得られた反応溶液を水洗し、トルエンを脱溶剤して、(メタ)アクリレート化合物(A-2)を得た。この(メタ)アクリレート化合物(A-2)の重量平均分子量(Mw)は、780であり、25℃での粘度は500mPa・sであった。また、フェノール性水酸基含有化合物(a1)と前記環状カーボネート化合物(a2-1)とのモル比[(a2-1)/(a1)]に相当するピロガロールとプロピレンカーボネートとのモル比[(プロピレンカーボネートのモル数)/(ピロガロールのモル数)]は、3.30であり、環状カーボネート化合物(a2-1)と不飽和カルボン酸(a3)とのモル比[(a3)/(a2-1)]に相当するプロピレンカーボネートとアクリル酸のモル比[(アクリル酸のモル数)/(プロピレンカーボネートのモル数)]は、0.994であった。
(合成例3:(メタ)アクリレート化合物(A-3)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ピロガロール126質量部とエチレンカーボネート277質量部と50%水酸化カリウム水溶液0.7質量部を添加し、窒素雰囲気下において170℃で20時間反応させた。次いで、得られた反応物をトルエン282質量部に溶解させた後、アクリル酸152質量部、パラトルエンスルホン酸4.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、100℃で10時間反応させた。その後、50℃まで冷却し、得られた反応溶液を水洗し、トルエンを脱溶剤して、(メタ)アクリレート化合物(A-3)を得た。この(メタ)アクリレート化合物(A-3)の重量平均分子量(Mw)は、580であり、25℃での粘度は520mPa・sであった。また、フェノール性水酸基含有化合物(a1)と前記環状カーボネート化合物(a2-1)とのモル比[(a2-1)/(a1)]に相当するピロガロールとエチレンカーボネートとのモル比[(エチレンカーボネートのモル数)/(ピロガロールのモル数)]は、3.15であり、環状カーボネート化合物(a2-1)と不飽和カルボン酸(a3)とのモル比[(a3)/(a2-1)]に相当するエチレンカーボネートとアクリル酸のモル比[(アクリル酸のモル数)/(エチレンカーボネートのモル数)]は、0.669であった。
(合成例4:(メタ)アクリレート化合物(A-4)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ピロガロール126質量部とエチレンカーボネート277質量部と50%水酸化カリウム水溶液0.7質量部を添加し、窒素雰囲気下において170℃で20時間反応させた。次いで、得られた反応物をトルエン277質量部に溶解させた後、アクリル酸144質量部、パラトルエンスルホン酸4.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、100℃で10時間反応させた。その後、50℃まで冷却し、得られた反応溶液を水洗し、トルエンを脱溶剤して、(メタ)アクリレート化合物(A-4)を得た。この(メタ)アクリレート化合物(A-4)の重量平均分子量(Mw)は、560であり、25℃での粘度は600mPa・sであった。また、フェノール性水酸基含有化合物(a1)と前記環状カーボネート化合物(a2-1)とのモル比[(a2-1)/(a1)]に相当するピロガロールとエチレンカーボネートとのモル比[(エチレンカーボネートのモル数)/(ピロガロールのモル数)]は、3.15であり、環状カーボネート化合物(a2-1)と不飽和カルボン酸(a3)とのモル比[(a3)/(a2-1)]に相当するエチレンカーボネートとアクリル酸のモル比[(アクリル酸のモル数)/(エチレンカーボネートのモル数)]は、0.636であった。
(実施例1:酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(1)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、グリシジルメタクリレート72質量部、メタクリル酸メチル23質量部、合成例1で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-1)5質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、アクリル酸37質量部、トリフェニルホスフィン0.7質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で10時間反応させた。次いで、テトラヒドロ無水フタル酸51質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート44質量部を添加し、110℃で5時間反応させ、目的の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(1)を得た。得られた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(1)の固形分酸価は、103mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、18890であった。
(実施例2:酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(2)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、グリシジルメタクリレート72質量部、メタクリル酸メチル23質量部、合成例2で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-2)5質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、アクリル酸37質量部、トリフェニルホスフィン0.7質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で10時間反応させた。次いで、テトラヒドロ無水フタル酸51質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート44質量部を添加し、110℃で5時間反応させ、目的の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(2)を得た。得られた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(2)の固形分酸価は、102mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、19030であった。
(実施例3:酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(3)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、グリシジルメタクリレート72質量部、メタクリル酸メチル23質量部、合成例3で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-3)5質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、アクリル酸37質量部、トリフェニルホスフィン0.7質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で10時間反応させた。次いで、テトラヒドロ無水フタル酸51質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート44質量部を添加し、110℃で5時間反応させ、目的の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(3)を得た。得られた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(3)の固形分酸価は、104mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、17880であった。
(実施例4:酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(4)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、グリシジルメタクリレート72質量部、メタクリル酸メチル23質量部、合成例4で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-4)5質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、アクリル酸37質量部、トリフェニルホスフィン0.7質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で10時間反応させた。次いで、テトラヒドロ無水フタル酸51質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート44質量部を添加し、110℃で5時間反応させ、目的の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(4)を得た。得られた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(4)の固形分酸価は、103mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、17230であった。
(実施例5:酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(5)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、グリシジルメタクリレート72質量部、メタクリル酸メチル18質量部、合成例1で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-1)10質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、アクリル酸37質量部、トリフェニルホスフィン0.7質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で10時間反応させた。次いで、テトラヒドロ無水フタル酸51質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート44質量部を添加し、110℃で5時間反応させ、目的の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(5)を得た。得られた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(5)の固形分酸価は、102mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、20170であった。
(実施例6:酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(6)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、グリシジルメタクリレート72質量部、メタクリル酸メチル23質量部、合成例1で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-1)5質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、アクリル酸37質量部、トリフェニルホスフィン0.7質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で10時間反応させた。次いで、テトラヒドロ無水フタル酸37質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート32質量部を添加し、110℃で5時間反応させ、目的の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(6)を得た。得られた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(6)の固形分酸価は、81mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、17980であった。
(実施例7:酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(7)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、グリシジルメタクリレート72質量部、メタクリル酸メチル23質量部、合成例1で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-1)5質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、アクリル酸37質量部、トリフェニルホスフィン0.7質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で10時間反応させた。次いで、テトラヒドロ無水フタル酸26質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート22質量部を添加し、110℃で5時間反応させ、目的の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(7)を得た。得られた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(7)の固形分酸価は、61mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、16240であった。
(実施例8:酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(8)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、グリシジルメタクリレート72質量部、メタクリル酸メチル23質量部、合成例1で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-1)5質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、アクリル酸37質量部、トリフェニルホスフィン0.7質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で10時間反応させた。次いで、無水ヘキサヒドロキシフタル酸51質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート44質量部を添加し、110℃で5時間反応させ、目的の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(8)を得た。得られた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(8)の固形分酸価は、101mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、18610であった。
(実施例9:酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(9)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、シクロヘキサノン54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、メタクリル酸69質量部、メタクリル酸メチル26質量部、合成例1で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-1)5質量部、シクロヘキサノン68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、シクロヘキサノン114質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.3質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、グリシジルメタクリレート112質量部、トリフェニルホスフィン0.8質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、110℃で20時間反応させた。次いで、テトラヒドロ無水フタル酸55質量部を添加し、110℃で5時間反応させ、目的の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(9)を得た。得られた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(9)の固形分酸価は、103mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、22380であった。
(実施例10:酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(10)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、シクロヘキサノン54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、メタクリル酸78質量部、メタクリル酸メチル17質量部、合成例1で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-1)5質量部、シクロヘキサノン68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、シクロヘキサノン55質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、グリシジルメタクリレート90質量部、トリフェニルホスフィン0.8質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、110℃で15時間反応させた。次いで、テトラヒドロ無水フタル酸10質量部を添加し、110℃で3時間反応させ、目的の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(10)を得た。得られた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(10)の固形分酸価は、102mgKOH/gであった。であり、重量平均分子量(Mw)は、19980であった。
(実施例11:酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(11)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、シクロヘキサノン54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、メタクリル酸72質量部、メタクリル酸メチル23質量部、合成例1で得られた(メタ)アクリレート化合物(A-1)5質量部、シクロヘキサノン68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、シクロヘキサノン62質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、グリシジルメタクリレート90質量部、トリフェニルホスフィン0.8質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、110℃で15時間反応させた。次いで、テトラヒドロ無水フタル酸9質量部を添加し、110℃で3時間反応させ、目的の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(11)を得た。得られた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(11)の固形分酸価は、81mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は、18770であった。
(比較例1:酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(12)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、グリシジルメタクリレート30質量部、メタクリル酸メチル70質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、アクリル酸37質量部、トリフェニルホスフィン0.7質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で10時間反応させた。次いで、テトラヒドロ無水フタル酸51質量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート44質量部を添加し、110℃で5時間反応させ、目的の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(12)を得た。得られた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(12)の固形分酸価は、102mgKOH/gであった。
(比較例2:酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(13)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、シクロヘキサノン54質量部を添加し、窒素雰囲気下で120℃に昇温した。次いで、メタクリル酸78質量部、メタクリル酸メチル22質量部、シクロヘキサノン68質量部、パーブチルO5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で4時間ホールドした後、ジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、シクロヘキサノン62質量部、グリシジルメタクリレート90質量部、トリフェニルホスフィン0.8質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、110℃で15時間反応させた。次いで、テトラヒドロ無水フタル酸9質量部を添加し、110℃で3時間反応させ、目的の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(13)を得た。得られた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(13)の固形分酸価は、82mgKOH/gであった。
(実施例12:硬化性樹脂組成物(1)の調製)
実施例1で得た不揮発分53質量%の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(1)100質量部と、光重合性開始剤(IGM社製「Omnirad907」)2.7質量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON 850S」、エポキシ当量:188g/当量)22質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート5.3質量部、2-エチル-4-メチル-イミダゾール0.4質量部、フタロシアニングリーン0.6質量部とを混合し、硬化性樹脂組成物(1)を得た。
(実施例13~22:硬化性樹脂組成物(2)~(11)の調製)
実施例12で用いた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(1)の代わりに、実施例2~11で得た酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(2)~(11)を表1に示した配合量で用いた以外は、実施例12と同様にして、硬化性樹脂組成物(2)~(11)を得た。
(比較例3:硬化性樹脂組成物(C1)の調製)
比較例1で得た不揮発分53質量%の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(12)100質量部と、光重合性開始剤(IGM社製「Omnirad907」)2.7質量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON 850S」、エポキシ当量:188g/当量)21.7質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート5.3質量部、2-エチル-4-メチル-イミダゾール0.4質量部、フタロシアニングリーン0.6質量部とを混合し、硬化性樹脂組成物(C1)を得た。
(比較例4:硬化性樹脂組成物(C2)の調製)
比較例3で用いた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(12)の代わりに、比較例2で得た酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(13)を表1に示した配合量で用いた以外は、比較例3と同様にして、硬化性樹脂組成物(C2)を得た。
上記の実施例及び比較例で得られた硬化性樹脂組成物(1)~(11)、(C1)及び(C2)を用いて、下記の評価を行った。
[光感度の評価方法]
各実施例及び比較例で得られた硬化性樹脂組成物を、アプリケーターを用いてガラス基材上に膜厚50μmとなるように塗布した後、80℃でそれぞれ30分間乾燥させた。次いで、コダック社製のステップタブレットNo.2を介し、メタルハライドランプを用いて1000mJ/cmの紫外線を照射した。これを1質量%の炭酸ナトリウム水溶液で180秒現像し、残存した段数で評価した。なお、残存段数が多いほど光感度が高い。
実施例12~22で作製した硬化性樹脂組成物(1)~(11)、並びに比較例1及び2で作製した硬化性樹脂組成物(C1)及び(C2)の組成及び評価結果を表1に示す。
(実施例23:硬化性樹脂組成物(12)の調製)
実施例1で得た不揮発分53質量%の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(1)100質量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON 850S」、エポキシ当量:188g/当量)22質量部と、光重合性開始剤(IGM社製「Omnirad907」)2.7質量部とを混合し、硬化性樹脂組成物(12)を得た。
(実施例24~33:硬化性樹脂組成物(12)~(22)の調製)
実施例23で用いた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(1)の代わりに、実施例2~11で得た酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(2)~(11)を表2に示した配合量で用いた以外は、実施例23と同様にして、硬化性樹脂組成物(12)~(22)を得た。
(比較例5:硬化性樹脂組成物(C3)の調製)
比較例2で得た不揮発分53質量%の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(12)100質量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON 850S」、エポキシ当量:188g/当量)21.7質量部と、光重合性開始剤(IGM社製「Omnirad907」)2.7質量部とを混合し、硬化性樹脂組成物(C3)を得た。
(比較例6:硬化性樹脂組成物(C4)の調製)
比較例5で用いた酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(12)の代わりに、比較例2で得た酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(13)を表2に示した配合量で用いた以外は、比較例5と同様にして、硬化性樹脂組成物(C4)を得た。
上記の実施例及び比較例で得られた硬化性樹脂組成物を用いて、下記の評価を行った。
[基材密着性の評価方法]
基材密着性の評価は、ピール強度の測定により行った。
<試験片1の作製>
銅箔(古河産業株式会社製、電解銅箔「F2-WS」18μm)上に実施例及び比較例で得られた硬化性樹脂組成物を50μmのアプリケーターで塗布し、メタルハライドランプを用いて1000mJ/cmの紫外線を照射した後、160℃で1時間加熱し、試験片1を得た。
<ピール強度の測定方法>
前記試験片1を幅1cm、長さ12cmの大きさに切り出し、剥離試験機(株式会社A&D製「A&Dテンシロン」、剥離速度50mm/分)を用いて90°ピール強度を測定した。
[弾性の評価方法]
弾性の評価は、引張試験による弾性率の測定により行った。
<試験片2の作製>
実施例及び比較例で得られた硬化性樹脂組成物を、アプリケーターを用いて銅箔(古河産業株式会社製、電解銅箔「F2-WS」18μm)上に膜厚50μmとなるように塗布し、80℃で30分乾燥させた。次いで、メタルハライドランプを用いて1000mJ/cmの紫外線を照射した後、160℃で1時間加熱し、硬化物を銅箔から剥離し、前記硬化物を試験片2とした。
<引張試験>
前記試験片2を10mm×80mmの大きさに切り出し、株式会社島津製作所製精密万能試験機オートグラフ「AG-IS」を用いて、下記の測定条件で試験片の引張試験を行った。試験片が破断するまでの弾性率(MPa)を測定し、以下の基準に従い評価した。
測定条件:温度23℃、湿度50%、標線間距離20mm、支点間距離20mm、引張速度10mm/分
実施例23~33で得られた硬化性樹脂組成物(12)~(22)、並びに比較例5及び6で得られた硬化性樹脂組成物(C3)及び(C4)の組成及び評価結果を表2に示す。
なお、表1及び2における酸基含有(メタ)アクリレート樹脂の質量部の記載は、固形分値である。
表1に示した実施例12~22は、本発明の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂を用いた例である。本発明の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂を含有した硬化性樹脂組成物の硬化物は、高い光感度を有し、また、得られた硬化物は、基材密着性及び低弾性に優れることが確認できた。
一方、比較例3~6は、本発明にて規定する(メタ)アクリレート化合物(A)を用いない例である。この硬化性樹脂組成物は、ピール強度が小さく、弾性率が高いことから、基材密着性及び低弾性において不十分であることが確認できた。

Claims (10)

  1. (メタ)アクリレート化合物(A)、及び前記(メタ)アクリレート化合物(A)以外の反応性官能基を有する重合性不飽和結合含有化合物(B)を必須の重合成分として含有する重合物からなる共重合体(I)と、
    前記重合性不飽和結合含有化合物(B)が有する反応性官能基と反応し得る官能基を有する、前記(メタ)アクリレート化合物(A)及び前記重合性不飽和結合含有化合物(B)以外の重合性不飽和結合含有化合物(C)と、
    多塩基酸無水物(D)とを、
    必須の反応原料とする酸基含有(メタ)アクリレート樹脂の製造方法であって、
    前記(メタ)アクリレート化合物(A)が、フェノール性水酸基含有化合物(a1)と、環状カーボネート化合物(a2-1)または環状エーテル化合物(a2-2)と、不飽和モノカルボン酸(a3)とを必須の反応原料とするものであり、
    前記フェノール性水酸基含有化合物(a1)が、芳香環上の置換基として少なくとも水酸基を3つ有するフェノール化合物であり、
    前記芳香環上の置換基として少なくとも水酸基を3つ有するフェノール化合物が、1,2,3-トリヒドロキシベンゼンまたは1,2,4-トリヒドロキシベンゼンであり、
    前記フェノール性水酸基含有化合物(a1)と前記環状カーボネート化合物(a2-1)とのモル比[(a2-1)/(a1)]、または、前記フェノール性水酸基含有化合物(a1)と前記環状エーテル化合物(a2-2)とのモル比[(a2-2)/(a1)]が、3以上であることを特徴とする酸基含有(メタ)アクリレート樹脂であり、
    前記環状カーボネート化合物(a2-1)が、エチレンカーボネート及び/又はプロピレンカーボネートであり、
    前記環状エーテル化合物(a2-2)が、エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドであり、
    不飽和モノカルボン酸(a3)が、アクリル酸及び/又はメタクリル酸であり、
    前記重合性不飽和結合含有化合物(B)が、エポキシ基又はカルボキシル基含有(メタ)アクリレート化合物であり、
    前記重合性不飽和結合含有化合物(C)が、カルボキシル基又はエポキシ基含有(メタ)アクリレート化合物であり、
    多塩基酸無水物(D)が、テトラヒドロフタル酸及び/又はヘキサヒドロフタル酸であって、
    前記共重合体(I)及び前記重合性不飽和結合含有化合物(C)を反応させて反応生成物(II)を得て、前記反応生成物(II)と、前記多塩基酸無水物(D)とを反応させて得られる、
    酸基含有(メタ)アクリレート樹脂の製造方法。
  2. 前記環状カーボネート化合物(a2-1)と前記不飽和カルボン酸(a3)とのモル比[(a3)/(a2-1)]、または、前記環状エーテル化合物(a2-2)と前記不飽和カルボン酸(a3)とのモル比[(a3)/(a2-2)]が、0.65以上である請求項1記載の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂の製造方法。
  3. 前記反応生成物(II)が、水酸基を有するものであり、前記水酸基1モルに対する前記多塩基酸無水物(D)のモル数が、0.05~1モルの範囲である請求項1記載の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂の製造方法。
  4. 請求項1~3のいずれか1項記載の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂と、光重合開始剤とを含有することを特徴とする硬化性樹脂組成物の製造方法。
  5. 前記硬化性樹脂組成物が、さらに、酸基及び重合性不飽和結合を有する樹脂(E)を含有するものである請求項4記載の硬化性樹脂組成物の製造方法。
  6. 前記硬化性樹脂組成物が、さらに、硬化剤及び/または有機溶剤を含有するものである請求項4記載の硬化性樹脂組成物の製造方法。
  7. 請求項4~6のいずれか1項記載の硬化性樹脂組成物の硬化反応物であることを特徴とする硬化物。
  8. 請求項4~6のいずれか1項記載の硬化性樹脂組成物からなることを特徴とする絶縁材料の製造方法。
  9. 請求項4~6のいずれか1項記載の硬化性樹脂組成物からなることを特徴とするソルダーレジスト用樹脂材料の製造方法。
  10. 請求項9記載のソルダーレジスト用樹脂材料からなることを特徴とするレジスト部材の製造方法。
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