(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023178119
(43)【公開日】2023-12-14
(54)【発明の名称】樹脂組成物、硬化性組成物、硬化物、及び物品
(51)【国際特許分類】
C08F 290/06 20060101AFI20231207BHJP
【FI】
C08F290/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022091195
(22)【出願日】2022-06-03
(71)【出願人】
【識別番号】000002886
【氏名又は名称】DIC株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100177426
【弁理士】
【氏名又は名称】粟野 晴夫
(74)【代理人】
【識別番号】100141601
【弁理士】
【氏名又は名称】貴志 浩充
(72)【発明者】
【氏名】山田 駿介
(72)【発明者】
【氏名】キム ヨンチャン
(72)【発明者】
【氏名】林 弘司
【テーマコード(参考)】
4J127
【Fターム(参考)】
4J127AA03
4J127AA04
4J127BB021
4J127BB101
4J127BB221
4J127BC021
4J127BC121
4J127BD181
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4J127BF30X
4J127BG051
4J127BG05X
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4J127BG10Y
4J127BG201
4J127BG20X
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4J127CB011
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4J127CC031
4J127DA25
4J127EA03
4J127EA12
4J127EA15
4J127FA17
4J127FA18
4J127FA37
4J127FA38
(57)【要約】 (修正有)
【課題】本開示は、得られる硬化物において、優れた密着性、低線膨張及び低誘電特性を発現させることのできる、樹脂組成物、及び当該樹脂組成物を含有する硬化性組成物、並びに、前記硬化性組成物を用いて得られる、硬化物、絶縁材料及びレジスト部材を提供することにある。
【解決手段】本開示は、インデン化合物及びアルキル基又はアリール基に置換されてもよい、末端に脱離基を有する炭素原子数3以上の鎖状のオレフィン化合物を反応原料とするポリインデン化合物(A)と、重合性不飽和基を有する化合物(B)と、を含有する樹脂組成物である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
インデン化合物及びアルキル基又はアリール基に置換されてもよい、末端に脱離基を有する炭素原子数3以上の鎖状のオレフィン化合物を反応原料とするポリインデン化合物(A)と、
重合性不飽和基を有する化合物(B)と、を含有する樹脂組成物。
【請求項2】
前記ポリインデン化合物(A)は、1分子中に、下記一般式(1):
【化1】
(上記一般式(1)中、R
11はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリル基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキル基又はR
12を表し、R
12はそれぞれ独立して、前記脱離基を除く前記オレフィン化合物由来の不飽和炭化水素結合を有する基を表し、R
13はそれぞれ独立して、インデニル基又はインダニル基を表し、p
i1は1以上4以下の整数を表し、p
i2は1以上3以下の整数を表し、p
i3は0以上2以下の整数を表し、p
i2+p
i3は1以上3以下の整数を表し、*は他の原子との結合を表す。)
で表される構造単位を有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項3】
前記一般式(1)中のR
12は以下の一般式(2):
【化2】
(上記一般式(2)中、R
2a、R
2b及びR
2cはそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、p
ii1は1以上の整数を表し、*は他の原子との結合を表す。)
で表される、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項4】
前記ポリインデン化合物(A)と、前記重合性不飽和基を有する化合物(B)との固形分の質量比[(A)/(B)]が、1/100~100/1の範囲である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項5】
請求項1又は2に記載の樹脂組成物と、光重合開始剤と、を含有する硬化性組成物。
【請求項6】
請求項1に記載の樹脂組成物の硬化物。
【請求項7】
請求項1に記載の硬化物からなる塗膜を有することを特徴とする、物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、樹脂組成物、前記樹脂組成物を含有する硬化性組成物、前記硬化性組成物より得られる硬化物、及び物品に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
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。
【0003】
なかでも、上記コーティング剤は、用途に応じて、硬化性、耐熱性又は低誘電特性をはじめとする種々の特性が求められることから、上記特性に見合った適切な材料を用いて製造することが肝要である。この点に関し、硬化物における低誘電特性に優れる傾向を示す組成物として、特許文献1及び特許文献2の技術がある。
上記特許文献1には、特定のシクロペンタジエン構造を硬化性官能基として含有する硬化性樹脂混合物が低誘電特性を示す技術について記載されている。また、上記特許文献2には、ジビニル芳香族化合物に由来する構造単位(a)、モノビニル芳香族化合物に由来する構造単位(b)、及びシクロオレフィン化合物に由来する構造単位(c)を含有する多官能ビニル芳香族共重合体を含有する硬化性組成物が低誘電特性を示す技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第2020/031935号公報
【特許文献2】特開2018-039995号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載のシクロペンタジエン構造を有する硬化性樹脂混合物は重合性基を有していないため、上記コーティング剤に用いると、硬化物自体が実用上に足りる耐久性を満たさず、かつプリント配線板材料に要求される基板に対する密着性及び低線膨張が検討されていない。また、特許文献3の硬化性組成物は、低誘電特性をはじめとする硬化物の諸物性において、昨今の市場要求を満たすものではなかった。そのため、特許文献1及び特許文献2の技術を上記コーティング剤に適用することについて、検討の余地がある。
そこで、本開示は、優れた密着性、低線膨張及び低誘電特性を有する硬化塗膜を得ることが可能な樹脂組成物、及び当該樹脂組成物を含有する硬化性組成物を提供することを課題とする。また、本開示は、当該硬化性組成物を用いて得られる硬化物、及びかかる硬化物を用いた物品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、特定のポリインデン化合物(A)と、重合性不飽和基を有する化合物(B)とを含有する樹脂組成物が、優れた密着性、低線膨張及び低誘電特性を発現させることを見出し、以下の本発明を完成するに至った。
【0007】
本開示の樹脂組成物は、ポリインデン化合物(A)と、重合性不飽和基を有する化合物(B)とを含有する。より詳細には、本実施形態の樹脂組成物は、インデン化合物及びアルキル基又はアリール基に置換されてもよい、末端に脱離基を有する炭素原子数3以上の鎖状のオレフィン化合物を反応原料とするポリインデン化合物(A)と、重合性不飽和基を有する化合物(B)と、を含有する。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、優れた密着性、低線膨張及び低誘電特性を有する硬化塗膜を得ることが可能な樹脂組成物、及び当該樹脂組成物を含有する硬化性組成物を提供することができる。また、本開示によれば、当該硬化性組成物を用いて得られる硬化物、及びかかる硬化物を用いた物品を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の実施の形態(以下、「本実施形態」と言う。)について詳細に説明するが、本開示は以下の記載に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【0010】
[樹脂組成物]
本開示は、ポリインデン化合物(A)(以下、(A)成分とも称する。)及び重合性不飽和基を有する化合物(B)(以下、(B)成分とも称する。)を含有する樹脂組成物である。そして、前記ポリインデン化合物(A)は、インデン化合物及びアルキル基又はアリール基に置換されてもよい、末端に脱離基を有する炭素原子数3以上の鎖状のオレフィン化合物を反応原料としうる。
ポリインデン化合物(A)はその化学構造上、炭素原子及び水素原子の含有比率が大きいため優れた低誘電特性を発揮しうる。これにより、当該ポリインデン化合物(A)と重合性不飽和基を有する化合物(B)と組み合わせることにより、組成物全体として、優れた密着性、低線膨張及び低誘電特性を発現させる硬化物を形成しうる。
【0011】
本開示の樹脂組成物において、ポリインデン化合物(A)の含有量は、優れた密着性、低線膨張及び低誘電特性をバランスよく向上させる観点から、樹脂組成物の総量(100質量%)に対して、1~50質量%の範囲が好ましい。ポリインデン化合物(A)の含有量の上限又は下限は、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、10質量%以上が更に好ましく、また、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましい。
また、本開示の樹脂組成物において、重合性不飽和基を有する化合物(B)の含有量は、樹脂組成物の総量(100質量%)に対して、10~95質量%の範囲が好ましい。また、重合性不飽和基を有する樹脂(B)の含有量の上限又は下限は、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、30質量%以上が更に好ましく、また、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましく、80質量%以下が更に好ましい。
【0012】
本実施形態において、ポリインデン化合物(A)と、重合性不飽和基を有する化合物(B)との固形分の質量比[(A)/(B)]は、優れた密着性、低線膨張及び低誘電特性をバランスよく向上させる観点から、1/100~100/1の範囲であり、5/95~50/50の範囲が好ましい。同様の観点から、上記質量比[(A)/(B)]の上限又は下限は、10/90以上であることがより好ましく、20/80以上であることが更に好ましく、また、40/60以下であることがより好ましい。
【0013】
本実施形態における樹脂組成物は、必須成分であるポリインデン化合物(A)並びに重合性不飽和基を有する化合物(B)以外、任意成分として、任意添加成分をさらに含有してもよい。
また、本実施形態における樹脂組成物は(A)成分、(B)成分及び任意添加成分のみから、実質的に構成されてもよい。さらには、(A)成分及び(B)成分のみから構成されてもよい。
本実施形態の樹脂組成物の総量(100質量%)における(A)成分及び(B)成分の合計含有量は、優れた密着性、低線膨張及び低誘電特性をバランスよく向上させる観点から、40質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、また、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましく、85質量%以下が更に好ましい。
上記「(A)成分、(B)成分及び任意添加成分のみからなる」とは、樹脂組成物の総量(100質量%)に対して、好ましくは80~100質量%、又は少なくとも90~95質量%が(A)成分及び(B)成分である、あるいは(A)成分、(B)成分及び任意添加成分であることを意味する。
なお、本実施形態の樹脂組成物は、本開示の効果を損なわない範囲あれば、(A)成分、(B)成分及び任意添加成分の他に不可避不純物を含んでいてもよい。
以下、本明細書に記載される樹脂組成物の成分に含まれる主要な用語を説明した後、本実施形態における樹脂組成物に含有される各成分である、ポリインデン化合物(A)、重合性不飽和基を有する化合物(B)及び任意添加成分について説明する。
【0014】
(用語の説明)
本明細書において特段の記載が無い限り、以下の用語を適用できる。
本明細書における「芳香族」又は「芳香族基」は、炭素原子数3~30の芳香族環を有することが好ましく、炭素原子数4~26の芳香族環を有することがより好ましい。そして、本明細書における「芳香族」又は「芳香族基」は、当該芳香族基中の芳香族環の水素原子が、置換基、例えば、炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数1~12のアルコキシ基又はハロゲン原子に置換されてもよい。また、「芳香族基」は、複素芳香族を含み、「芳香族」又は「芳香族基」中の-CH2-又は-CH=が互いに隣接しないよう、-O-、-S-又は-N=に置換されてもよい。
当該芳香族環の種類は、例えば、単環芳香族環、縮環芳香族環又は環集合芳香族環等が挙げられる。前記単環芳香族環としては、例えば、ベンゼン、フラン、ピロール、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジン等が挙げられる。前記縮環芳香族環としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、フタラジン、プテリジン、クマリン、インドール、ベンゾイミダゾール、ベンゾフラン、アクリジン等が挙げられる。前記環集合芳香族環としては、例えば、ビフェニル、ビナフタレン、ビピリジン、ビチオフェン、フェニルピリジン、フェニルチオフェン、テルフェニル、ジフェニルチオフェン、クアテルフェニル等が挙げられる。また、当該芳香族基中の芳香族環の水素原子が、例えば、炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数1~12のアルコキシ基又はハロゲン原子に置換されてもよい。
なお、一価の芳香族基とは、「芳香族基」中の水素原子を1つ除いた基をいい、二価の芳香族基とは、「芳香族基」中の水素原子を2つ除いた基をいい、三価~六価の芳香族基とは、「芳香族基」中の水素原子を3~6つ除いた基をいう。
本明細書における「アリール基」は、例えば、フェニル基、ナフチル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントリル基、アズレニル基、インデニル基、インダニル基、テトラリニル基等が挙げられる。また、当該「アリール基」は、当該アリール基中の芳香族環の水素原子が、例えば、炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数1~12のアルコキシ基、炭素原子数1~12のアルケニル基又はハロゲン原子に置換されてもよい。なお、「アリーレン基」は、前記「アリール基」から任意の水素原子を1つ除いた二価の基が挙げられる。
本明細書における「アラルキル基」としては、例えば、ベンジル基、ジフェニルメチル基、ビフェニル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。当該アラルキル基中の芳香族環の水素原子が、例えば、炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数1~12のアルケニル基、炭素原子数1~12のアルコキシ基又はハロゲン原子に置換されてもよい。なお、「アラルキレン基」は、前記「アラルキル基」から任意の水素原子を1つ除いた二価の基が挙げられる。
本明細書における「アルキル基」は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、1,2-ジメチルプロピル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、(n-)ヘプチル基、(n-)オクチル基、(n-)ノニル基、(n-)デシル基、(n-)ウンデシル基、(n-)ドデシル基、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、シクロヘプチル基、シクロオクチル基又はシクロノニル基が挙げられる。なお、「アルキレン基」は、前記「アルキル基」から任意の水素原子を1つ除いた二価の基が挙げられる。
本明細書における「アルケニル基」は、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、2-ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基等が挙げられる。なお、「アルケニレン基」は、前記「アルケニル基」から任意の水素原子を1つ除いた二価の基が挙げられる。
本明細書における「アルコキシ基」は、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基等が挙げられる。
本明細書における「ハロゲン原子」は、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
本明細書における「直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基」は、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、1-メチルメチレン基、1,1-ジメチルメチレン基、1-メチルエチレン基、1,1-ジメチルエチレン基、1,2-ジメチルエチレン基、プロピレン基、ブチレン基、1-メチルプロピレン基、2-メチルプロピレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基等が挙げられる。
本明細書における「直鎖状又は分岐鎖状のアルキレンエーテル基」は、例えば、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシ(1-メチルメチレン)基、オキシ(1,1-ジメチルメチレン)基、オキシ(1-メチルエチレン)基、オキシ(1,1-ジメチルエチレン)基、オキシ(1,2-ジメチルエチレン)基、オキシブチレン基、オキシ(1-メチルプロピレン)基、オキシ(2-メチルプロピレン)基、オキシペンチレン基、オキシヘキシレン基、オキシヘプチレン基、オキシオクチレン基、オキシノニレン基、オキシデシレン基、オキシウンデシレン基、オキシドデシレン基等が挙げられる。
本明細書において、「一価の炭化水素基」としては、例えば、上記アルキル基が挙げられ、また、当該アルキル基中の1以上の-CH2-が、互いに隣接しないよう、-O-又は-S-に置換されてもよく、あるいは当該アルキル基中の1以上の-CH2-CH2-が、互いに隣接しないよう、-CH=CH-に置換されてもよい。
本明細書において、「二価の炭化水素基」としては、例えば、上記アルキレン基が挙げられ、また、当該アルキレン基中の1以上の-CH2-が、互いに隣接しないよう、-O-又は-S-に置換されてもよく、あるいは当該アルキレン基中の1以上の-CH2-CH2-が、互いに隣接しないよう、-CH=CH2-に置換されてもよい。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。また、本明細書において、「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイル及び/又はメタクリロイルを意味する。更に、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及び/又はメタクリルを意味する。
【0015】
(ポリインデン化合物(A))
本実施形態のポリインデン化合物(A)は、後述の一般式(1)で表される構造単位を有する化合物、あるいはインデン化合物と、アルキル基又はアリール基に置換されてもよい、末端に脱離基を有する炭素原子数3以上の鎖状のオレフィン化合物(以下、オレフィン化合物とも称する。)と、を反応原料とする化合物でありうる。
ポリインデン化合物(A)には極性官能基の含有量が極めて低い又は実質含まれていないため、優れた低誘電特性を発揮しうる。また、当該ポリインデン化合物(A)と特定の重合性不飽和基を有する化合物(B)と組み合わせることにより、組成物全体として、優れた密着性、低線膨張及び低誘電特性を発現した硬化物を得ることができる。
換言すると、本実施形態にかかるポリインデン化合物(A)は、反応原料中のインデン化合物由来の構造単位と、反応原料中の脱離基を除くオレフィン化合物由来の不飽和結合を有する基とが化学結合により連結された構造を有することが好ましい。
なお、上記「インデン化合物由来の構造単位」とは、インデン化合物の縮合芳香環から1つ以上の水素原子を取り除いた基をいう。例えば、インデン化合物が後述の一般式(a)で表される場合、一般式(a)のインデン環から1又は2つの水素原子を取り除いた基をインデン化合物由来の構造単位という。また、上記「脱離基を除くオレフィン化合物由来の不飽和結合を有する基」とは、アルキル基又はアリール基に置換されてもよい、末端に脱離基を有する炭素原子数3以上の鎖状のオレフィン化合物から前記脱離基だけを取り除いた基をいう。なお、後述するように、前記オレフィン化合物中の脱離基としては、水酸基、ハロゲン原子、エステル基(-OCO-Ra)、硫酸エステル基(-OSO2-Rb)又はリン酸エステル基(-O-P(=O)-(ORc)2)などが挙げられる。なお、前記Ra、Rb及びRcはそれぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1~12のアルキル基を表す。
本実施形態のポリインデン化合物(A)を、一般式(1)で表される構造単位により特定する形態と、反応原料により特定する形態とのそれぞれについて以下説明する。
【0016】
(一般式(1)で表されるポリインデン化合物(A))
本実施形態のポリインデン化合物(A)は、以下の一般式(1)で表される構造単位を有しうる。
【化1】
(上記一般式(1)中、R
i1はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリル基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキル基又はR
i2を表し、R
i2はそれぞれ独立して、アルキル基又はアリール基に置換されてもよい、末端に脱離基を有する炭素原子数3以上の鎖状のオレフィン化合物から末端の前記脱離基を除く基、あるいはアルキル基又はアリール基に置換されてもよい、炭素原子数3以上の鎖状のアルケニル基を表し、R
i3はそれぞれ独立して、インダニル基又はインデニル基を表し、p
i1は1以上4以下の整数を表し、p
i2は1以上3以下の整数を表し、p
i3は0以上2以下の整数を表し、p
i2+p
i2は1以上3以下の整数を表し、*は他の原子との結合を表す。)
上記一般式(1)で表される化学構造の通り、分子を構成する全ての原子が炭素原子及び水素原子だけであるポリインデン化合物(A)を本実施形態の樹脂組成物が有するため、当該ポリインデン化合物(A)分子中には極性官能基が実質的に存在しなくなり、樹脂組成物全体の誘電正接及び誘電率を低下させることができる。また、オレフィン化合物由来の不飽和結合を有するため、組成物全体の硬化性が向上し、かつ硬化物自体が実用に足りる耐久性を備えうる。
上記一般式(1)中のパーレン内の縮合環は、インデン化合物由来の構造単位である。そして、上記一般式(1)中、*は他の原子との結合を表す結合手である。また、上記一般式(1)中の破線は、不在であるか、あるいは単結合を表す。前記破線が不在である場合、上記一般式(1)中のパーレン内の縮合環はインダン環になりうる。一方、前記破線が単結合である場合、破線部分を含めて二重結合になるため(2位の炭素原子と3位の炭素原子との不飽和結合)、上記一般式(1)中のパーレン内の縮合環はインデン環になりうる。
上記一般式(1)中、R
i1はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1~12のアルキル基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキル基又はR
i2を表すことが好ましい。より好ましくは、水素原子、炭素原子数1~12のアルキル基、アリール基、アラルキル基又はR
i2を表す。当該炭素原子数1~12のアルキル基、アリールオキシ基又はアラルキル基としては、上記定義の欄に記載した基が挙げられる。R
i1としての好ましいアリール基は、無置換あるいは炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数1~12のアルコキシ基、炭素原子数1~12のアルケニル基又はハロゲン原子に置換されてもよく、当該アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントリル基、アズレニル基、インデニル基、インダニル基又はテトラリニル基等が挙げられる。当該アリール基は、無置換又は炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数1~12のアルコキシ基、炭素原子数1~12のアルケニル基若しくはハロゲン原子に置換されてもよい、フェニル基、ナフチル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントリル基、アズレニル基、インデニル基又はインダニル基であることが好ましい。
【0017】
上記一般式(1)中のRi1の位置は、縮合環(インダン環又はインデン環)の1位~7位のいずれでもよく、例えば、1、2、3、4、7位が好ましい。
上記一般式(1)中、Ri2はそれぞれ独立して、アルキル基又はアリール基に置換されてもよい、炭素原子数3以上の鎖状のアルケニル基を表す。反応原料との対応関係を考慮すると、Ri2はアルキル基又はアリール基に置換されてもよい、末端に脱離基を有する炭素原子数3以上の鎖状のオレフィン化合物から末端の前記脱離基を除く基であり、オレフィン化合物由来の構造単位とも称する。また、上記一般式(1)中のRi2の位置は、縮合環(インダン環又はインデン環)の1位~7位のいずれでもよく、例えば、1、2、3、4、7位が好ましい。
上記一般式(1)中のRi3の位置は、縮合環(インダン環又はインデン環)の1位~7位のいずれでもよく、例えば、1、2、3、4、7位が好ましい。
上記一般式(1)で表される構造単位の繰り返し数(いわゆる重合度)は、1~20の範囲内であることが好ましく、1~10の範囲内であることがより好ましく、1~5の範囲内であることがさらに好ましい。上記一般式(1)で表される構造単位の繰り返し数が上記範囲内であると、数平均分子量(Mn)が100~10000の範囲を満たしやすくなり、極性官能基の含有量が極めて低い又は実質含まれていない分子を得ることができる。なお、本明細書における繰り返し数(いわゆる重合度)は、Mw/Mnから算出した。
【0018】
本実施形態において、一般式(1)中のR
i2は、以下の一般式(2):
【化2】
(上記一般式(2)中、R
iia、R
iib及びR
iicはそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、p
ii1は1以上の整数を表し、*は他の原子との結合を表す。)で表されることが好ましい。
また、ポリインデン化合物(A)が一般式(2)で表される不飽和結合を有することにより、組成物全体の硬化性が向上し、かつ硬化物自体が実用に足りる耐久性を備えうる。
上記一般式(2)で表される基は、アルキル基又はアリール基に置換されてもよい、末端に脱離基を有する炭素原子数3以上の鎖状のオレフィン化合物から前記末端の前記脱離基を除く基(換言するとオレフィン化合物由来の構造単位)を表すことが好ましい。そして、上記一般式(2)中、*は他の原子との結合を表す結合手であり、上記一般式(1)中のパーレン内の縮合環(インダン環又はインデン環)に対する前記一般式(2)で表される基の結合位置は、具体的には、1位~7位のいずれでもよく、例えば、1、2、3,4、7位が好ましい。
【0019】
上記一般式(2)中、前記アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントリル基、アズレニル基、インデニル基、インダニル基又はテトラリニル基が挙げられる。これらアリール基の芳香族環の水素原子が、例えば、炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数1~12のアルコキシ基又はハロゲン原子に置換されてもよい。
上記一般式(2)中、前記アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、1,2-ジメチルプロピル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、(n-)ヘプチル基、(n-)オクチル基、(n-)ノニル基、(n-)デシル基、(n-)ウンデシル基、(n-)ドデシル基、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、シクロヘプチル基、シクロオクチル基又はシクロノニル基が挙げられる。
【0020】
上記一般式(2)中、p
ii1は1以上10以下の整数を表すことが好ましく、1以上8以下の整数を表すことがより好ましく、1以上6以下の整数を表すことがさらに好ましい。
本実施形態における一般式(2)の好ましい形態としては、R
iia又はR
iibはそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1~3のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、フェナレニル基、フェナントレニル基又はアントリル基であることが好ましい。
本実施形態における一般式(2)の好ましい形態としては、R
iicは、水素原子、炭素原子数1~3のアルキル基、フェニル基又はナフチル基であることが好ましい。
本実施形態において、一般式(2)で表される基の一例としては、例えば、以下の一般式(2-1)~(2-4)で表される。
【化3】
(上記一般式(2-1)~(2-4)中、p
ii1はそれぞれ独立して、1以上15以下の整数を表す。)
【0021】
上記一般式(1)中、pi1は1以上4以下の整数を表すことが好ましく、1以上3以下の整数であることがより好ましく、1以上2以下の整数であることがさらに好ましい。
上記一般式(1)中、pi2は1以上3以下の整数を表し、1以上2以下の整数であることがさらに好ましい。
上記一般式(1)中、pi3は0以上2以下の整数を表し、0又は1であることがさらに好ましい。また、上記一般式(1)中、pi2+pi3は、1以上3以下であることが好ましい。
【0022】
本実施形態のポリインデン化合物(A)において、上記一般式(1)中の1つの縮合環に結合するRi2の合計数(平均値)は、1以上4以下であることが好ましい。換言すると、ポリインデン化合物(A)中のインデン環1つ(上記一般式(1)で表される縮合環1つ)に対して化学結合した、脱離基を除くオレフィン化合物由来の不飽和結合を有する基の数は、1以上4以下であることが好ましい。
縮合環1つに対して化学結合したRi2の合計数(あるいはオレフィン化合物由来の基)が上記範囲であると、熱硬化性樹脂として架橋密度を向上させることができる。
なお、Ri2の合計数あるいは縮合環1つに対する脱離基を除くオレフィン化合物由来の不飽和結合を有する基の平均値は、後述の実施例の欄に示す、1H-NMR及び13C-NMRを用いて算出する。
【0023】
本実施形態のポリインデン化合物(A)は、ポリインデン化合物(A)全体に対する、上記一般式(1)で表される構造単位の占める割合は、10モル%以上であることが好ましく、20モル%以上であることがより好ましく、25モル%以上であることがさらに好ましい。
上記一般式(1)で表される構造単位の占める割合の算出方法は、後述の実施例の欄に示す、1H-NMR及び13C-NMRを用いて算出する。
【0024】
本実施形態において、一般式(1)中のRi3はそれぞれ独立して、インデニル基又はインダニル基であり、かつ前記インデニル基又は前記インダニル基の芳香族環の水素原子が、例えば、炭素原子数1~12のアルキル基に置換されてもよい。
【0025】
(反応原料で表されるポリインデン化合物(A))
以下、本実施形態のポリインデン化合物(A)の反応原料の構成成分である、インデン化合物及びアルキル基又はアリール基に置換されてもよい、末端に脱離基を有する炭素原子数3以上の鎖状のオレフィン化合物について説明した後、ポリインデン化合物(A)の製造方法について説明する。
<インデン化合物>
本実施形態におけるインデン化合物は、インデン環を有していればよく、具体的には、以下の一般式(a)で表されることが好ましい。
【化4】
(上記一般式(a)中、R
a1はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリル基、アリール基、アリールオキシ基又はアラルキル基を表し、p
a1は0以上7以下の整数を表す。)
なお、上記一般式(a)中、角括弧全体に対してR
a1が結合している態様は、角括弧内におけるインデン環の1~7位の炭素原子のいずれかにR
a1が化学的に結合されてもよいことを示す。
本実施形態における好ましいインデン化合物としては、上記一般式(a)中のp
a1が0であるインデン等が挙げられる。
【0026】
<オレフィン化合物>
本実施形態において、アルキル基又はアリール基に置換されてもよい、末端に脱離基を有する炭素原子数3以上の鎖状のオレフィン化合物は、末端に少なくとも1以上の脱離基と、少なくとも1以上の不飽和結合とを有する直鎖状又は分岐状の分子構造を備え、かつアルキル基又はアリール基に置換されてもよい、炭素原子数3以上のオレフィン化合物である。
前記オレフィン化合物の炭素原子数は、3以上の30以下であることが好ましく、4以上の26以下であることがより好ましく、5以上の22以下であることがさらに好ましい。
【0027】
本実施形態におけるオレフィン化合物は、具体的には、以下の一般式(b)で表されることが好ましい。
【化5】
(上記一般式(b)中、R
iia、R
iib及びR
iicはそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、p
ii1は1以上の整数を表し、Xは脱離基を表す。)
【0028】
上記一般式(b)中、Xは脱離基を表し、具体的には、水酸基、ハロゲン原子、エステル基(-OCO-Ra)、硫酸エステル基(-OSO2-Rb)又はリン酸エステル基(-O-P(=O)-(ORc)2)であることが好ましい。脱離基が上記の列挙した基であると、酸又は塩基共存下において、反応がスムーズに進行し、インデン化合物のインデン環に対して求電子反応等が進みやすくなる。
【0029】
上記一般式(b)中、脱離基であるXがエステル基又は硫酸エステル基(-OSO2-Rb)である場合、Ra及びRbとしては、炭素原子数1~12のアルキル基であることが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、1,2-ジメチルプロピル基、n-ヘキシル基又はイソヘキシル基であることがより好ましい。
【0030】
上記一般式(b)中、脱離基であるXがリン酸エステル基(-O-P(=O)-(ORc)2)である場合、2つ存在するRcは、互いに同一であっても、あるいは異なっていてもよく、炭素原子数1~12のアルキル基であることが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、1,2-ジメチルプロピル基、n-ヘキシル基又はイソヘキシル基であることがより好ましい。
【0031】
上記一般式(b)中、脱離基であるXがハロゲン原子である場合、Xは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子又はアスタチン原子であることが好ましく、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であることがより好ましい。
上記一般式(b)中、Riia、Riib、Riic及びpii1の態様及び好ましい態様は、上記一般式(2)と同様であるため、ここでは省略する。
【0032】
本実施形態における好ましいオレフィン化合物としては、例えば、一般式(b-1)~(b-4)で表される。
【化6】
(上記一般式(b-1)~(b-4)中、Xは、ハロゲン原子、エステル基(-OCO-R
a)、硫酸エステル基(-OSO
2-R
b)又はリン酸エステル基(-O-P(=O)-(OR
c)
2)を表し、R
a~R
cは、それぞれ独立して、炭素原子数1~12のアルキル基を表し、p
ii1は、1以上15以下の整数である。)
【0033】
本実施形態におけるポリインデン化合物(A)の反応原料中における、インデン化合物に対するオレフィン化合物のモル比(オレフィン化合物/インデン化合物)は、0.5~5/1であることが好ましく、より好ましくは、1~4/1である。
ポリインデン化合物(A)の反応原料中におけるインデン化合物に対するオレフィン化合物のモル比が上記範囲であると、より低い誘電正接を実現する点で好ましい。
【0034】
本開示のポリインデン化合物(A)の数平均分子量(Mn)は、100~10000の範囲であることが好ましく、100~5000の範囲であることがより好ましい。当該ポリインデン化合物(A)の数平均分子量(Mn)の下限は、100、150、180、200又は250であることが好ましく、当該ポリインデン化合物(A)の数平均分子量(Mn)の上限は、10000、5000、3000、2000、1500、1200又は980であることが好ましい。
また、ポリインデン化合物(A)の重量平均分子量(Mw)は100~30000の範囲であることが好ましく、100~10000の範囲であることがより好ましい。
当該ポリインデン化合物(A)の重量平均分子量(Mw)の下限は、100、250、280、320又は350であることが好ましく、当該ポリインデン化合物(A)の重量平均分子量(Mw)の上限は、30000、10000、6000、4000、2500、1200又は990であることが好ましい。
上記数平均分子量(Mn)及び上記重量平均分子量(Mw)の好ましい範囲は、上記各上限及び各下限を任意に組み合わせした範囲でありうる。
ポリインデン化合物(A)の数平均分子量又は重量平均分子量が上記範囲であると、より低い誘電正接を実現する点で好ましい。
本開示のポリインデン化合物(A)は、低誘電特性及び低線膨張率に優れる点から、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定から算出される分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))が1~10の範囲であることが好ましく、より好ましくは、1~7であり、さらに好ましくは1~5である。
なお、本実施形態のポリインデン化合物(A)の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))は、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下、「GPC」と略記する。)を用いて、後述する実施例に記載の測定条件で測定したものである。
【0035】
<本実施形態にかかる樹脂組成物の別の態様>
本開示の樹脂組成物の別の態様としては、上記説明した反応原料によりポリインデン化合物(A)を特定しない形態であってもよい。具体的には、本開示の樹脂組成物は、ポリインデン化合物(A)と、重合性不飽和基を有する化合物(B)とを含有する樹脂組成物であって、
前記ポリインデン化合物(A)は、1分子中に、下記一般式(A):
【化7】
(上記一般式(A)中、R
11はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリル基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキル基又はR
12を表し、R
12はそれぞれ独立して、不飽和炭化水素結合を有する基を表し、R
13はそれぞれ独立して、インデニル基又はインダニル基を表し、p
i1は1以上4以下の整数を表し、p
i2は1以上3以下の整数を表し、p
i3は0以上2以下の整数を表し、p
i2+p
i3は1以上3以下の整数を表し、*は他の原子との結合を表す。)で表される構造単位を有する。
上記一般式(1)中、不飽和炭化水素結合を有する基としては、アルキル基又はアリール基に置換されてもよい、炭素原子数3以上の鎖状のアルケニル基であることが好ましく、以下の一般式(2):
【化8】
(上記一般式(2)中、R
iia、R
iib及びR
iicはそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、p
ii1は1以上の整数を表し、*は他の原子との結合を表す。)で表されることがより好ましい。また、ポリインデン化合物(A)が不飽和炭化水素結合を有することにより、組成物全体の硬化性が向上し、かつ硬化物自体が実用に足りる耐久性を備えうる。
なお、上記一般式(A)中、R
11の好ましい態様は、上記一般式(1)のR
i1と同一である。R
12の好ましい態様は、上記一般式(1)のR
i2と同一である。R
13の好ましい態様は、上記一般式(1)のR
i3と同一である。また、上記一般式(A)中のp
i1、p
i2及びp
i3の好ましい態様は、上記一般式(1)中のp
i1、p
i2及びp
i3と同一である。
【0036】
(ポリインデン化合物(A)の製造方法)
以下、本開示のポリインデン化合物(A)の製造方法について説明する。
本実施形態のポリインデン化合物(A)は、その製法は特に限定されず、インデン化合物と、オレフィン化合物とを反応原料として使用する、あるいは、上記一般式(1)で表される構造単位を有する限りどのように製造されたものでもよい。本開示のポリインデン化合物(A)の製造方法の一例としては、例えば、以下の工程を含む製造方法が挙げられる。
工程:酸又は塩基の存在下で、インデン化合物と、アルキル基又はアリール基に置換されてもよい、末端に脱離基を有する炭素原子数3以上の鎖状のオレフィン化合物とを反応させて、本実施形態におけるポリインデン化合物(A)を得る工程。
前記インデン化合物と、前記オレフィン化合物の配合割合としては、得られる硬化物の製造時の成形性、硬化性の物性バランスを考慮すると、前記インデン化合物1モルに対して、前記オレフィン化合物のモル割合として、0.5~5モルが好ましく、1~4モルがより好ましい。
また、上記反応を実施する具体的方法としては、全反応原料を一括装入し、そのまま所定の温度で反応させるか、又は、オレフィン化合物と酸基又は塩基とを装入し、所定の温度に保ちつつ、インデン化合物やその他の化合物等を滴下させながら反応させる方法が一般的である。この際、滴下時間は、通常、0.1~12時間であり、6時間以下が好ましい。反応後、溶媒を使用した場合は、必要により、溶媒と未反応物を留去させて、目的物であるポリインデン化合物(A)を得ることができ、溶媒を使用しない場合は、未反応物を留去することによって目的物であるポリインデン化合物(A)を得ることができる。
【0037】
本実施形態のポリインデン化合物(A)の製造方法において、酸又は塩基の選択は、使用するオレフィン化合物の種類によって適宜選択する。
例えば、反応原料として使用するオレフィン化合物が、上記一般式(b)中の脱離基Xがハロゲン原子の条件を満たすオレフィン化合物である場合(すなわち、アリルハライド等のハロゲン原子を有するオレフィン化合物である場合)、当該ハロゲン原子を有するオレフィン化合物及びインデン化合物を含有する反応原料に対して、塩基を作用させることにより、上記一般式(2)で表される基(例えば、アリル基)がインデン化合物のインデン環に修飾する。その際、発生するハロゲン化水素によって、インデン化合物のポリマー化も同時に進行しうる。
また、例えば、反応原料として使用するオレフィン化合物が、上記一般式(b)中の脱離基Xが水酸基の条件を満たすオレフィン化合物である場合(すなわち、アリルアルコール等の水酸基を有するオレフィン化合物である場合)、当該水酸基を有するオレフィン化合物及びインデン化合物を含有する反応原料に対して、酸(例えば、ブレンステッド酸)を作用させることにより、上記一般式(2)で表される基(例えば、シンナミル基)がインデン化合物のインデン環に修飾する。その際、酸(例えば、ブレンステッド酸)によるアルコールの脱水反応と、インデン化合物のポリマー化が同時に進行しうる。
【0038】
本実施形態において使用可能な塩基としては、有機塩基又は無機塩基のいずれでも使用できる。上記有機塩基としては、ナトリウムメトキシド、リチウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、リチウムエトキシド、ナトリウムターシャリーブトキシド、カリウムターシャリーブトキシド等のアルカリ金属アルコキシド類;トリエチルアミン、エチルジイソプロピルアミン等のトリアルキルアミン;N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン等の炭素数1から4のアルキル基を有するアニリン誘導体;ピリジン、2,6-ルチジン等の、炭素原子数1~4のアルキル置換基を有していてもよいピリジン誘導体;1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン等の含窒素複素環化合物等を挙げることができる。
一方、上記無機塩基としては、ナトリウムハイドライド、リチウムハイドライド等のアルカリ金属水素化物;カルシウムハイドライド等のアルカリ土類金属水素化物;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の炭酸塩又は炭酸水素塩;フッ化カリウム、フッ化セシウム、ヨウ化カリウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲン化化合物;を挙げることができる。これらの塩基は1種を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
本実施形態において好ましい塩基としては、アルキル金属アルコキシド類、含窒素複素環化合物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物が好ましく、カリウムターシャリーブトキシド又はナトリウムターシャリーブトキシドがより好ましい。
当該塩基の添加量は、オレフィン化合物のモル数に対して1~15倍(モル)の範囲であることが好ましい。
【0039】
本実施形態において使用可能な酸としては、有機酸、無機酸又は固体酸のいずれでも使用でき、ブレンステッド酸が好ましい。上記有機酸としては、例えば、メタンスルホン酸若しくはフルオロメタンスルホン酸等の脂肪族スルホン酸;3-モルホリノプロパンスルホン酸、ピペラジン-1,4-ビス(2-エタンスルホン酸)、10-カンファースルホン酸、4-クロロベンゼンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸若しくはトリフルオロメタンスルホン酸等の芳香族スルホン酸;リン酸ジメチル若しくはリン酸ジエチル等のアルキルリン酸;硫酸ジメチル、硫酸ジエチル、ラウリル硫酸等のアルキル硫酸;硫酸フェニル、フルオリド硫酸フェニル等の芳香族硫酸;シュウ酸等の種々の酸が挙げられる。
上記無機酸としては、リン酸、塩酸、硫酸、硝酸、ホウ酸等が挙げられる。上記固体酸としては、活性白土、酸性白土、シリカアルミナ、ゼオライト、強酸性イオン交換樹脂等が挙げられる。これらの酸は1種を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
本実施形態において好ましいブレンステッド酸としては、塩酸、硫酸、フルオロスルホン酸、クロロスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、2-アミノエタンスルホン酸、2-[4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジニル]エタンスルホン酸、3-モルホリノプロパンスルホン酸、ピペラジン-1,4-ビス(2-エタンスルホン酸)、10-カンファースルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、4-クロロベンゼンスルホン酸、スルファニル酸、3-ピリジンスルホン酸、2-アミノエタンスルフィン酸、ベンゼンスルフィン酸、4-メチルベンゼンスルフィン酸等が好ましい。
前記酸の添加量は、オレフィン化合物のモル数に対して0.5~15モル%の範囲であることが好ましい。
【0040】
本実施形態において、酸基又は塩基存在下での、オレフィン化合物とインデン化合物との反応温度は、通常40~200℃の範囲であればよく、60~180℃がより好ましい。
また、使用する触媒、反応条件又は反応原料の種類によって適宜反応温度を選択することができる。例えば、塩基存在下で、オレフィン化合物とインデン化合物との反応させる場合の反応温度は、20~180℃が好ましい。一方、例えば、酸存在下で、オレフィン化合物とインデン化合物との反応させる場合の反応温度は、60~180℃が好ましい。
本実施形態において、酸基又は塩基存在下での、オレフィン化合物とインデン化合物との反応時間は、通常0.5~24時間の範囲であればよいが、使用する触媒、反応条件又は反応原料の種類によって適宜反応時間を選択することができる。例えば、塩基存在下で、オレフィン化合物とインデン化合物との反応させる場合の反応時間は、0.5~24時間が好ましい。一方、例えば、酸存在下で、オレフィン化合物とインデン化合物との反応させる場合の反応時間は、0.5~24時間が好ましい。
なお、オレフィン化合物とインデン化合物との反応雰囲気は、大気又は不活性ガス(窒素、アルゴン、ヘリウム)など適宜選択できる。
【0041】
本実施形態におけるポリインデン化合物(A)の製造方法においては、インデン化合物(例えば、インデン又はその誘導体)が溶剤を兼ねるため、必ずしも他の溶剤は用いなくてもよいが、溶剤を用いることも可能である。例えば、トルエン、キシレン、又はクロロベンゼン等の共沸脱水可能な溶剤を用いて、必要により触媒等に含まれる水分を共沸脱水させた後、溶媒を留去してから、上記反応温度の範囲で反応を行う方法を採用してもよい。
【0042】
(重合性不飽和基を有する化合物(B))
本実施形態の重合性不飽和基を有する化合物(B)は、本実施形態の樹脂組成物における必須成分の一つである。当該成分(B)としては、重合性不飽和基を有していればよく、その他の具体構造又は分子量等は特に限定されず、多種多様な樹脂又は化合物を用いることができる。重合性不飽和基を有する化合物(B)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、重合性不飽和基を有する化合物(B)は、重合性不飽和基を有するが酸基を有さないことが好ましい。なお。ここでいう酸基とは、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。
【0043】
本実施形態において、成分(B)が有する重合性不飽和基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、アリル基、イソプロペニル基、1-プロペニル基、スチリル基、スチリルメチル基、マレイミド基、ビニルエーテル基等が挙げられる。
【0044】
重合性不飽和基を有する化合物(B)としては、具体的には、(メタ)アクリレート化合物(B0)、重合性不飽和基を有する樹脂等が挙げられる。
【0045】
上記(メタ)アクリレート化合物(B0)としては、(メタ)アクリロイル基を有するものであれば特に制限されず、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、ベンジルベンジル(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;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)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物;前記水酸基を有する(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;前記水酸基を有する(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;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のイソシアネート基を有する(メタ)アクリレート化合物;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を有する(メタ)アクリレートモノマーや、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のエポキシ基を有する(メタ)アクリレート化合物などが挙げられる。
(メタ)アクリレート化合物(B0)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0046】
上記重合性不飽和基を有する樹脂としては、樹脂中に重合性不飽和基を有する高分子材料であれば何れでもよく、例えば、以下の〔1〕~〔6〕:
〔1〕重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B1)、
〔2〕重合性不飽和基を有するウレタン樹脂(B2)、
〔3〕重合性不飽和基を有するアクリル樹脂(B3)、
〔4〕重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂(B4)、
〔5〕重合性不飽和基を有するアクリルアミド樹脂(B5)、
〔6〕重合性不飽和基を有するエステル樹脂(B6)、
等が挙げられる。
【0047】
<重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B1)>
本実施形態の重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B1)(以下、樹脂(B1)とも称する。)としては、例えば、エポキシ樹脂及び不飽和一塩基酸、並びに必要に応じて多塩基酸無水物を反応させて得られたエポキシ(メタ)アクリレート樹脂;エポキシ樹脂、不飽和一塩基酸、ポリイソシアネート化合物、及び水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物、並びに必要に応じて多塩基酸無水物を反応させて得られたウレタン基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂;などが挙げられる。なお、多塩基酸無水物は、上述の通り、樹脂(B1)の反応原料として用いることができるが、用いないことが好ましい。上記樹脂(B1)は、重合性不飽和基を有するが酸基を有さないことが好ましい。
【0048】
上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、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、水添ビ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。これらエポキシ樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0049】
上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。
上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。
【0050】
上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。
上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。
【0051】
また、上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、上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。更に、上記不飽和一塩基酸としては、下記一般式(4):
【化9】
[上記一般式(3)中、X
31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、又は(ポリ)カーボネート鎖を表し、X
31の構造中の水素原子がハロゲン原子又はアルコキシ基に置換されてもよく、Y
31は、水素原子又はメチル基である。]で表される化合物等も用いることができる。
【0052】
上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。
上記(ポリ)エステル鎖としては、例えば、下記一般式(4):
【化10】
[上記一般式(4)中、R
41及びR
42は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、n
41は1~5の整数を表す。]で表される(ポリ)エステル鎖が挙げられる。
これら不飽和一塩基酸は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0053】
上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又は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。
【0054】
上記(ポリ)カーボネート鎖としては、例えば、下記一般式(5):
【化11】
[上記一般式(5)中、R
51は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、n
51は1~5の整数を表す。]で表される(ポリ)カーボネート鎖が挙げられる。
【0055】
上記多塩基酸無水物としては、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。
【0056】
上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もよい。
【0057】
上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。
【0058】
上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。
これら多塩基酸無水物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0059】
上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;下記一般式(7)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。これらのポリイソシアネート化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【化12】
[上記一般式(6)中、R
62及びR
63はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1~6の一価の炭化水素基のいずれかを表し、R
61はそれぞれ独立して、炭素原子数1~4のアルキル基を表し、k
61は0又は1~3の整数であり、n
61は1以上の整数である。]
【0060】
水酸基を有する(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、前記各種の水酸基を有する(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、前記各種の水酸基を有する(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。
【0061】
上記重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B1)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。上記重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B1)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。
【0062】
上記有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ヘプタン、ヘキサン、ミネラルスピリット等の炭化水素系溶剤、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、シクロヘキサノン、ジメチルアセトアミド等のケトン溶剤;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、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール、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;プロピルエーテル、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール等のエーテル系溶剤;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;大豆油、亜麻仁油、菜種油、サフラワー油等の植物油脂;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、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0063】
また、上記有機溶剤としては、市販品を用いることもでき、当該市販品としては、例えば、ENEOS株式会社製「1号スピンドル油」、「3号ソルベント」、「4号ソルベント」、「5号ソルベント」、「6号ソルベント」、「ナフテゾールH」、「アルケン56NT」、「AFソルベント4号」、「AFソルベント5号」「AFソルベント6号」「AFソルベント7号」、三菱ケミカル株式会社製「ダイヤドール13」、「ダイヤレン168」;日産化学株式会社製「Fオキソコール」、「Fオキソコール180」;出光興産株式会社「スーパーゾルLA35」、「スーパーゾルLA38」;ExxonMobil Chemical社製「エクソールD80」、「エクソールD110」、「エクソールD120」、「エクソールD130」、「エクソールD160」、「エクソールD100K」、「エクソールD120K」、「エクソールD130K」、「エクソールD280」、「エクソールD300」、「エクソールD320」;等が挙げられる。
【0064】
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。また、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩及びアルカリ金属水酸化物等を用いることもできる。
上記塩基性触媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0065】
<重合性不飽和基を有するウレタン樹脂(B2)>
本実施形態の重合性不飽和基を有するウレタン樹脂(B2)(以下、樹脂(B2)とも称する。)としては、例えば、ポリイソシアネート化合物、水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物、並びに必要に応じてポリオール化合物及び/又は多塩基酸無水物を反応させて得られたもの等が挙げられる。なお、多塩基酸無水物は、上述の通り、樹脂(B2)の反応原料として用いることができるが、用いないことが好ましい。上記樹脂(B2)は、重合性不飽和基を有するが酸基を有さないことが好ましい。
【0066】
ポリイソシアネート化合物、水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物、多塩基酸無水物については、上記樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
【0067】
上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、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、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。上記ポリオール化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0068】
上記重合性不飽和基を有するウレタン樹脂(B2)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。上記重合性不飽和基を有するウレタン樹脂(B2)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。その場合、有機溶剤、塩基性触媒については、上記樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
【0069】
<重合性不飽和基を有するアクリル樹脂(B3)>
本実施形態の重合性不飽和基を有するアクリル樹脂(B3)(以下、樹脂(B3)とも称する。)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、必要に応じて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。なお、多塩基酸無水物は、上述の通り、樹脂(B3)の反応原料として用いることができるが、用いないことが好ましい。上記樹脂(B3)は、重合性不飽和基を有するが酸基を有さないことが好ましい。
【0070】
上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を有する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を有する化合物は、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を有する(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。
その他の重合性不飽和基を有する化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0071】
上記(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(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を有する(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を有する(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を有する(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を有する(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(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を有する(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を有する(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、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0072】
多塩基酸無水物については、上記樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
【0073】
上記重合性不飽和基を有するアクリル樹脂(B3)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。上記重合性不飽和基を有するアクリル樹脂(B3)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。その場合、有機溶剤、塩基性触媒については、上記樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
【0074】
<重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂(B4)>
本実施形態の重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂(B4)(以下、樹脂(B4)とも称する。)としては、例えば、酸基及び/又は酸無水物基を有するアミドイミド樹脂と、水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物及び/又はエポキシ基を有する(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。なお、上記樹脂(B4)は、重合性不飽和基を有するが酸基を有さないことが好ましい。
【0075】
上記重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂(B4)としては、酸基又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。但し、水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物や(メタ)アクリロイル基を有するエポキシ化合物との反応性や反応制御の観点から、上記重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂(B4)としては、酸無水物基を有するものであることが好ましく、酸基及び酸無水物基の両方を有するものであることがより好ましい。アミドイミド樹脂(B4)の合成時には酸基及び酸無水物基の両方を有することが、UV硬化性基を樹脂中に導入する観点上、好ましい。一方、アミドイミド樹脂(B4)の最終物としては酸基を有さないことが好ましい。
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。
【0076】
上記重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂(B4)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。その場合、ポリイソシアネート化合物、多塩基酸無水物については、樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。なお、多塩基酸無水物は、上述の通り、樹脂(B4)の反応原料として用いることができるが、用いないことが好ましい。
【0077】
また、上記重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂(B4)の反応原料としては、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、多塩基酸を併用することもできる。
【0078】
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、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0079】
水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物については、樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
【0080】
エポキシ基を有する(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を有する(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。これらエポキシ基を有する(メタ)アクリレート化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0081】
上記重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂(B4)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。上記重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂(B4)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。その場合、有機溶剤、塩基性触媒については、樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
【0082】
<重合性不飽和基を有するアクリルアミド樹脂(B5)>
本実施形態の重合性不飽和基を有するアクリルアミド樹脂(B5)(以下、樹脂(B5)とも称する。)としては、例えば、フェノール性水酸基を有する化合物と、アルキレンオキサイド又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、必要に応じて多塩基酸無水物、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。なお、多塩基酸無水物は、上述の通り、樹脂(B5)の反応原料として用いることができるが、用いないことが好ましい。上記樹脂(B5)は、重合性不飽和基を有するが酸基を有さないことが好ましい。
【0083】
前記フェノール性水酸基を有する化合物とは、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、下記一般式(8.1)~(8.5)で表される化合物が挙げられる。
【化13】
[上記一般式(7.1)~(7.5)中、R
71~R
74及びR
77はそれぞれ独立して、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、アリール基又はハロゲン原子のいずれかを表し、R
75及びR
76はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、j
71~j
75はそれぞれ独立して、0又は1以上の整数を表し、好ましくは0又は1~3の整数であり、より好ましくは0又は1である。k
71~k
75はそれぞれ独立して、1以上の整数を表し、好ましくは、2又は3である。]
なお、上記一般式(7.1)~(7.5)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、一般式(7.2)のナフタレン環においてはいずれの環上の水素原子と置換してもよく、一般式(7.3)では、ビフェニル1分子中に存在するベンゼン環のいずれの水素原子に置換してもよく、一般式(7.4)では、アラルキル1分子中に存在するベンゼン環のいずれかの水素原子と置換してもよく、一般式(7.5)では、1分子中に存在するベンゼン環のいずれの水素原子と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j
71~j
75及びk
71~k
75であることを示している。
【0084】
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少なくとも1つ有する化合物と下記一般式(8.1)~(8.5)のいずれかで表される化合物及び/又はホルムアルデヒドとを必須の反応原料とする反応生成物などが挙げられる。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。
【化14】
[上記一般式(8.1)~(8.5)中、h
81は、0又は1を表し、R
81~R
86はそれぞれ独立して、一価の脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アリール基、アリールオキシ基又はアラルキル基のいずれかを表し、k
81~k
86はそれぞれ独立して、0又は1~4の整数を表し、Z
81~Z
86はそれぞれ独立して、ビニル基、ハロメチル基、ヒドロキシメチル基又はアルキルオキシメチル基のいずれかを表し、Y
81は、炭素原子数1~4のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基のいずれかを表し、n
81は1~4の整数を表す。]
【0085】
上記化合物の具体例としては、フェノール、クレゾール、キシレノール;ジメチルフェノール、ジエチルフェノール等のジアルキルフェノール;トリメチルフェノール、トリエチルフェノール等のトリアルキルフェノール;ジフェニルフェノール、トリフェニルフェノール、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、テトラメチルビスフェノールA、1,2,3-トリヒドロキシベンゼン、1,2,4-トリヒドロキシベンゼン、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、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、シクロ環構造を有するフェノール樹脂などが挙げられる。
上記フェノール性水酸基を有する化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0086】
上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。前記アルキレンオキサイドは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、上記アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドが好ましい。
【0087】
上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。前記アルキレンカーボネートは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、上記アルキレンカーボネートとしては、エチレンカーボネート又はプロピレンカーボネートが好ましい。
【0088】
上記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。上記N-アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0089】
多塩基酸無水物、不飽和一塩基酸については、樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
【0090】
上記重合性不飽和基を有するアクリルアミド樹脂(B5)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。上記重合性不飽和基を有するアクリルアミド樹脂(B5)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。その場合、有機溶剤、塩基性触媒については、樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
【0091】
上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。また、スルホニル基等の強酸を有する固体酸触媒等も用いることができる。これらの酸性触媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0092】
<重合性不飽和基を有するエステル樹脂(B6)>
本実施形態の重合性不飽和基を有するエステル樹脂(B6)(以下、樹脂(B6)とも称する。)としては、例えば、フェノール性水酸基を有する化合物と、アルキレンオキサイド又はアルキレンカーボネートと、不飽和一塩基酸と、必要に応じて多塩基酸無水物を反応させて得られたものが挙げられる。なお、多塩基酸無水物は、上述の通り、樹脂(B6)の反応原料として用いることができるが、用いないことが好ましい。上記樹脂(B6)は、重合性不飽和基を有するが酸基を有さないことが好ましい。
【0093】
フェノール性水酸基を有する化合物、アルキレンオキサイド、アルキレンカーボネート、不飽和一塩基酸、及び多塩基酸無水物については、樹脂(B1)及び樹脂(B5)等に関して既述したものと同様である。
【0094】
上記重合性不飽和基を有するエステル樹脂(B6)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。上記重合性不飽和基を有するエステル樹脂(B6)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。その場合、有機溶剤、塩基性触媒、酸性触媒については、樹脂(B1)及び樹脂(B5)等に関して既述したものと同様である。
【0095】
以上が、本実施形態における樹脂組成物に含有される必須成分の内容である。なお、本実施形態の樹脂組成物の製造方法は、特に制限されず、上述した種々の成分を、ロール等の混練機を用いて混練することで製造することができる。
【0096】
(任意添加成分)
本実施形態における樹脂組成物は、上述したポリインデン化合物(A)並びに重合性不飽和基を有する化合物(B)以外に、紫外線安定剤、保存安定化剤等の公知の各種安定剤、後述の硬化性組成物の欄に記載の他の樹脂、後述の硬化性組成物の欄に記載の溶媒、あるいは後述の硬化性組成物の欄に記載の添加剤といった任意添加成分を含有してもよい。
【0097】
[硬化性組成物]
本実施形態における硬化性組成物は、上述した樹脂組成物と、光重合開始剤とを含有することが好ましい。より詳細には、本実施形態の好適な硬化性組成物は、上述した樹脂組成物(ポリインデン化合物(A)並びに重合性不飽和基を有する化合物(B)を必須に含む。)と、光重合開始剤と、必要により添加される、硬化剤と、溶媒と、他の樹脂と、添加剤と、を含有する。
上記硬化剤としては、エポキシ樹脂及び当該エポキシ樹脂以外の他の硬化剤(以下、他の硬化剤とも称する。)が挙げられる。また、前記他の樹脂としては、ポリインデン化合物(A)並びに重合性不飽和基を有する化合物(B)以外の樹脂が挙げられる。さらには、前記添加剤としては、硬化促進剤、難燃剤、充填剤、顔料、消泡剤、粘度調整剤、レベリング剤、保存安定化剤、酸化防止剤又は紫外線防止剤などが挙げられる。
【0098】
本実施形態における硬化性組成物において、ポリインデン化合物(A)の含有量は、硬化性組成物の固形分中に、5~95質量%の範囲が好ましく、20~80質量%の範囲がより好ましい。
本実施形態における硬化性組成物において、重合性不飽和基を有する化合物(B)の含有量は、硬化性組成物の固形分中に、5~95質量%の範囲が好ましく、20~80質量%の範囲がより好ましい。
【0099】
本実施形態における硬化性組成物において、上述した樹脂組成物の含有量は、硬化性組成物の総量(100質量%)に対して、10~95質量%であることが好ましく、20~80質量%であることがより好ましい。
本実施形態における硬化性組成物において、硬化剤の含有量は、硬化性組成物の総量(100質量%)に対して、0~50質量%であることが好ましく、5~40質量%であることがより好ましい。
本実施形態における硬化性組成物において、添加剤の含有量は、硬化性組成物の総量(100質量%)に対して、0~10質量%であることが好ましく、0.1~5質量%であることがより好ましい。
以下、本実施形態における硬化性組成物に含有されうる各成分である、光重合開始剤、硬化剤、溶媒、他の樹脂及び添加剤について詳説する。
【0100】
(光重合開始剤)
上述の通り、本実施形態において、光重合開始剤を含有する樹脂組成物は、即ち、硬化性樹脂組成物である。光重合開始剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態の光重合開始剤は、照射する活性エネルギー線の種類等により適切なものを選択して用いることができる。また、アミン化合物、尿素化合物、含硫黄化合物、含燐化合物、含塩素化合物、ニトリル化合物等の光増感剤と併用してもよい。また、光重合開始剤は、ラジカル重合開始剤であることが好ましい。かかる光重合開始剤の具体例としては、例えば、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、1,2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン等のアルキルフェノン系光重合開始剤;2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤;ベンゾフェノン化合物等の分子内水素引き抜き型光重合開始剤等が挙げられる。
さらに、光重合開始剤の具体例としては、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、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-オン等も挙げられる。
また、本実施形態に使用可能な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社製)、「カヤキュア-DETX」、「カヤキュア-MBP」、「カヤキュア-DMBI」、「カヤキュア-EPA」、「カヤキュア-OA」(日本化薬株式会社製)、「バイキュア-10」、「バイキュア-55」(ストウファ・ケミカル社製)、「トリゴナルP1」(アクゾ社製)、「サンドレイ1000」(サンドズ社製)、「ディープ」(アプジョン社製)、「クオンタキュア-PDO」、「クオンタキュア-ITX」、「クオンタキュア-EPD」(ワードブレンキンソップ社製)、「Runtecure-1104」(Runtec社製)等が挙げられる。
【0101】
本実施形態の硬化性組成物における光重合開始剤の含有量は、ポリインデン化合物(A)並びに重合性不飽和基を有する化合物(B)の合計100質量部に対して、0.1質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
【0102】
(硬化剤)
本実施形態の硬化剤としては、例えば、エポキシ樹脂及び他の硬化剤(アミン硬化剤、酸無水物硬化剤、フェノール樹脂硬化剤等)が挙げられ、エポキシ樹脂が好ましい。
【0103】
<エポキシ樹脂>
本実施形態の好適な硬化剤であるエポキシ樹脂としては、特に制限されないが、例えば、分子中に2個以上のエポキシ基を含み、前記エポキシ基で架橋ネットワークを形成することにより硬化できる硬化性樹脂であることが好ましい。
本実施形態のエポキシ樹脂としては、特に制限されないが、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、α-ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、β-ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂等の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、フェノールビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂;
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AF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C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、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;
ビフェニル型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格及びジグリシジルオキシベンゼン骨格を有するエポキシ樹脂等のビフェニル型エポキシ樹脂;
ナフタレン型エポキシ樹脂;
ビナフトール型エポキシ樹脂;ビナフチル型エポキシ樹脂;
ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂等のジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;
テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、トリグリシジル-p-アミノフェノール型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルスルホンのグリシジルアミン型エポキシ樹脂等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂;
2,6-ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル型エポキシ樹脂、ヘキサヒドロ無水フタル酸のグリシジルエステル型エポキシ樹脂等のジグリシジルエステル型エポキシ樹脂;
ジベンゾピラン、ヘキサメチルジベンゾピラン、7-フェニルヘキサメチルジベンゾピラン等のベンゾピラ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のうち、フェノール化合物をエポキシ化して得られる、いわゆるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂が好ましく、その中でもノボラック型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂であることが、誘電特性の観点からより好ましい。なお、上述のエポキシ樹脂は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0104】
本実施形態のエポキシ樹脂のエポキシ当量は、120~400g/eqであることが好ましく、150~300g/eqであることがより好ましい。前記エポキシ樹脂のエポキシ当量が120g/eq以上であると、得られる硬化物の誘電特性により優れることから好ましく、一方、エポキシ樹脂のエポキシ当量が400g/eq以下であると、得られる硬化物の密着性、低線膨張及び低誘電特性のバランスに優れることから好ましい。
【0105】
本実施形態のエポキシ樹脂の軟化点は、密着性、低線膨張及び低誘電特性をバランスよく向上させる観点から、20~200℃であることが好ましく、40~150℃であることがより好ましい。
【0106】
本実施形態において、エポキシ樹脂の使用量に関し、重合性不飽和基を有する化合物(B)中の酸基を(合計の)官能基としたときに、エポキシ樹脂の使用量の官能基当量比((重合性不飽和基を有する化合物(B))/エポキシ樹脂)は、0.2~2であることがより好ましく、0.4~1.5であることがより好ましい。前記官能基当量比が0.2以上であると、得られる硬化物が、より低誘電正接、高い柔軟性となりうることから好ましい。前記官能基当量比が2を超えると、耐熱性、硬化性が低下するため、前記範囲内で使用することが好ましい。
【0107】
<他の硬化剤>
本実施形態の硬化性組成物は、エポキシ樹脂と共に、あるいはエポキシ樹脂の代わりに他の硬化剤を含有してもよい。前記他の硬化剤としては、特に制限されないが、アミン硬化剤、酸無水物硬化剤、フェノール樹脂硬化剤等が挙げられる。
上記アミン硬化剤としては、特に制限されないが、ジエチレントリアミン(DTA)、トリエチレンテトラミン(TTA)、テトラエチレンペンタミン(TEPA)、ジプロプレンジアミン(DPDA)、ジエチルアミノプロピルアミン(DEAPA)、N-アミノエチルピペラジン、メンセンジアミン(MDA)、イソフオロンジアミン(IPDA)、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン(1,3-BAC)、ピペリジン、N,N,-ジメチルピペラジン、トリエチレンジアミン等の脂肪族アミン;m-キシレンジアミン(XDA)、メタンフェニレンジアミン(MPDA)、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、ジアミノジフェニルスルホン(DDS)、ベンジルメチルアミン、2-(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の芳香族アミン等が挙げられる。
【0108】
上記酸無水物硬化剤としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、エチレングリコールビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテート、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルブテニルテトラヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物等が挙げられる。
【0109】
上記フェノール樹脂硬化剤としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂、ビフェニルノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン-フェノール付加型樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、テトラフェノールエタン型樹脂、アミノトリアジン変性フェノール樹脂等が挙げられる。
上述の他の硬化剤はいずれも、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0110】
本実施形態において、他の硬化剤(アミン硬化剤、酸無水物硬化剤、フェノール樹脂硬化剤)の使用量に関し、重合性不飽和基を有する化合物(B)中の酸基を(合計の)官能基としたときに、当該他の硬化剤の使用量の官能基当量比((重合性不飽和基を有する化合物(B))/他の硬化剤)は、0.2~2であることがより好ましく、0.4~1.5であることがより好ましい。前記官能基当量比が0.2以上であると、得られる硬化物が、より低誘電正接、高い柔軟性となりうることから好ましい。前記官能基当量比が2を超えると、耐熱性、硬化性が低下するため、前記範囲内で使用することが好ましい。
【0111】
(他の樹脂)
本実施形態の硬化性組成物は、前記エポキシ樹脂又は他の硬化剤に加えて、あるいは前記エポキシ樹脂又は他の硬化剤に代えて他の樹脂を含んでいてもよい。
前記他の樹脂の具体例としては、特に制限されないが、マレイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリマレイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、トリアジン含有クレゾールノボラック樹脂、シアン酸エステル樹脂、スチレン-無水マレイン酸樹脂、ジアリルビスフェノールやトリアリルイソシアヌレート等のアリル基含有樹脂、ポリリン酸エステル、リン酸エステル-カーボネート共重合体等が挙げられる。これらの他の樹脂は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態の硬化性組成物における他の樹脂の含有量は、全体の50質量%以下であることが好ましい。
【0112】
(溶媒)
本実施形態の硬化性組成物は、無溶媒で調製しても構わないし、溶媒を含んでいてもよい。前記溶媒は、硬化性組成物の粘度を調整する機能等を有する。
前記溶媒の具体例としては、特に制限されないが、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテート等のエステル系溶剤;セロソルブ、ブチルカルビトール等のカルビトール類、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン、1,2,3-トリメチルベンゼン、1,2,4-トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド系溶剤等が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態の硬化性組成物における溶媒の含有量は、硬化性組成物の総量(100質量%)中、0~90質量%であることが好ましく、10~90質量%であることがより好ましく、20~80質量%であることがさらに好ましい。前記溶媒の含有量が10質量%以上であると、ハンドリング性に優れることから好ましい。一方、溶媒の含有量が90質量%以下であると、経済性の観点から好ましい。
【0113】
(添加剤)
本実施形態の硬化性組成物は、添加剤を含んでいてもよい。前記添加剤としては、硬化促進剤、難燃剤、充填剤、顔料、消泡剤、粘度調整剤、レベリング剤、保存安定化剤、重合禁止剤、酸化防止剤又は紫外線防止剤等が挙げられる。すなわち、本実施形態の硬化性組成物は、目的を逸脱しない範囲において、必要に応じて、上記他の樹脂、上記溶媒、上記硬化剤、硬化促進剤、難燃剤、充填剤、顔料、消泡剤、粘度調整剤、レベリング剤、保存安定化剤、酸化防止剤又は紫外線防止剤等のその他の各種添加剤を適量含有することもできる。
【0114】
<硬化促進剤>
本実施形態の硬化促進剤としては、特に制限されないが、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、グアニジン系硬化促進剤、尿素系硬化促進剤等が挙げられる。上述の硬化促進剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0115】
上記リン系硬化促進剤としては、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリパラトリルホスフィン、ジフェニルシクロヘキシルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン等の有機ホスフィン化合物;トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト等の有機ホスファイト化合物;エチルトリフェニルホスホニウムブロミド、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロリド、ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラ-p-トリルボレート、トリフェニルホスフィントリフェニルボラン、テトラフェニルホスホニウムチオシアネート、テトラフェニルホスホニウムジシアナミド、ブチルフェニルホスホニウムジシアナミド、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩等のホスホニウム塩等が挙げられる。
【0116】
上記アミン系硬化促進剤としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP)、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、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)等が挙げられる。
【0117】
上記イミダゾール系硬化促進剤としては、2-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾリウムトリメリテート、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテート、2-フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3-ジヒドロ-1H-ピロロ[1,2-a]ベンズイミダゾール、1-ドデシル-2-メチル-3-ベンジルイミダゾリウムクロライド、2-メチルイミダゾリン等が挙げられる。
【0118】
上記グアニジン系硬化促進剤としては、ジシアンジアミド、1-メチルグアニジン、1-エチルグアニジン、1-シクロヘキシルグアニジン、1-フェニルグアニジン、ジメチルグアニジン、ジフェニルグアニジン、トリメチルグアニジン、テトラメチルグアニジン、ペンタメチルグアニジン、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、1-メチルビグアニド、1-エチルビグアニド、1-ブチルビグアニド、1-シクロヘキシルビグアニド、1-アリルビグアニド、1-フェニルビグアニド等が挙げられる。
【0119】
上記尿素系硬化促進剤としては、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3-(4-メチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、クロロフェニル尿素、3-(4-クロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(3,4-ジクロルフェニル)-1,1-ジメチル尿素等が挙げられる。
上述の硬化促進剤のうち、2-エチル-4-メチルイミダゾール、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP)を用いることが好ましい。
【0120】
本実施形態の硬化性組成物における硬化促進剤の含有量は、所望の硬化性を得るために適宜調整できるが、上記(A)成分及び(B)成分の合計量100質量部に対して、0.01~5質量部であることが好ましく、0.1~3質量部であることが更に好ましい。硬化促進剤の含有量が0.01質量部以上であると、硬化性に優れることから好ましい。一方、硬化促進剤の含有量が5質量部以下であると、絶縁信頼性に優れることから好ましい。同様の観点から、硬化促進剤の含有量は、上記(A)成分及び(B)成分の合計量100質量部に対して、0.1質量部以上であることがより好ましく、また、3質量部以下であることがより好ましい。
【0121】
<重合禁止剤>
本実施形態の重合禁止剤としては、特に制限されないが、p-メトキシフェノール(メトキノン)、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。重合禁止剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0122】
<酸化防止剤>
本実施形態の酸化防止剤としては、特に制限されないが、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る。酸化防止剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記重合禁止剤及び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。
【0123】
<難燃剤>
本実施形態の難燃剤としては、特に制限されないが、無機リン系難燃剤、有機リン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤等が挙げられる。
前記無機リン系難燃剤としては、特に制限されないが、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;リン酸アミド等が挙げられる。
【0124】
上記有機リン系難燃剤としては、特に制限されないが、メチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、イソプロピルアシッドホスフェート、ジブチルホスフェート、モノブチルホスフェート、ブトキシエチルアシッドホスフェート、2-エチルヘキシルアシッドホスフェート、ビス(2-エチルヘキシル)ホスフェート、モノイソデシルアシッドホスフェート、ラウリルアシッドホスフェート、トリデシルアシッドホスフェート、ステアリルアシッドホスフェート、イソステアリルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、ブチルピロホスフェート、テトラコシルアシッドホスフェート、エチレングリコールアシッドホスフェート、(2-ヒドロキシエチル)メタクリレートアシッドホスフェート等のリン酸エステル;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、ジフェニルホスフィンオキシド等ジフェニルホスフィン;10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(1,4-ジオキシナフタレン)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、ジフェニルホスフィニルヒドロキノン、ジフェニルホスフェニル-1,4-ジオキシナフタリン、1,4-シクロオクチレンホスフィニル-1,4-フェニルジオール、1,5-シクロオクチレンホスフィニル-1,4-フェニルジオール等のリン含有フェノール;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-オキシド等の環状リン化合物;前記リン酸エステル、前記ジフェニルホスフィン、前記リン含有フェノールと、エポキシ樹脂やアルデヒド化合物、フェノール化合物と反応させて得られる化合物等が挙げられる。
上記ハロゲン系難燃剤としては、特に制限されないが、臭素化ポリスチレン、ビス(ペンタブロモフェニル)エタン、テトラブロモビスフェノールAビス(ジブロモプロピルエーテル)、1,2、-ビス(テトラブロモフタルイミド)、2,4,6-トリス(2,4,6-トリブロモフェノキシ)-1,3,5-トリアジン、テトラブロモフタル酸等が挙げられる。上述の難燃剤は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0125】
本実施形態の難燃剤の含有量は、上記(A)成分及び(B)成分の合計量100質量部に対して、0.1~50質量部であることが好ましく、1~30質量部であることがより好ましい。難燃剤の含有量が0.1質量部以上であると、難燃性を付与できることから好ましい。一方、難燃剤の含有量が50質量部以下であると、誘電特性を維持しながら難燃性を付与できることから好ましい。同様の観点から、難燃剤の含有量は、上記(A)成分及び(B)成分の合計量100質量部に対して、1質量部以上であることがより好ましく、また、30質量部以下であることがより好ましい。
【0126】
<充填剤>
本実施形態の充填剤としては、有機充填剤、無機充填剤が挙げられる。有機充填剤は、伸びを向上させる機能、機械的強度を向上させる機能等を有する。無機充填剤は、熱膨張率の低減や難燃性の付与といった機能を有する。
前記有機充填剤としては、特に制限されないが、ポリアミド粒子等が挙げられる。
上記無機充填剤としては、特に制限されないが、シリカ、アルミナ、ガラス、コーディエライト、シリコン酸化物、硫酸バリウム、炭酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化マンガン、ホウ酸アルミニウム、炭酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、リン酸タングステン酸ジルコニウム、タルク、クレー、雲母粉、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト、ベーマイト、カーボンブラック等が挙げられる。これらのうち、シリカを用いることが好ましい。この際、シリカとしては、無定形シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等が用いられうる。
【0127】
また、上記充填剤は、必要に応じて表面処理されていてもよい。この際、使用されうる表面処理剤としては、特に制限されないが、アミノシラン系カップリング剤、エポキシシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤、シラン系カップリング剤、オルガノシラザン化合物、チタネート系カップリング剤等が使用されうる。表面処理剤の具体例としては、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプト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、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられる。なお、上述の充填剤は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0128】
本実施形態の充填剤の含有量は、上記(A)成分及び(B)成分の合計量100質量部に対して、0.5~95質量部であることが好ましく、5~80質量部であることがより好ましい。充填剤の含有量が0.5質量部以上であると、充填剤の効果を十分に付与できることから好ましい。一方、配合物の粘度が高くなり成形性を損なわないように、充填剤の含有量が95質量部以下であることが好ましい。同様の観点から、充填剤の含有量は、上記(A)成分及び(B)成分の合計量100質量部に対して、5質量部以上であることがより好ましく、また、80質量部以下であることがより好ましい。
本実施形態の硬化性組成物の製造方法は、特に制限されず、上述した種々の成分を、ロール等の混練機を用いて混練することで製造することができる。
【0129】
[硬化物]
本実施形態における硬化物は、上述した硬化性組成物を硬化してなる。当該硬化性組成物に含有されるポリインデン化合物(A)自体が、実質的に極性官能基を有していないため誘電正接が低いことから、前記硬化性組成物から得られる硬化物も誘電正接が低くなり、また、得られる硬化物は柔軟性、柔軟性に起因する銅箔等の金属への密着性、及び、低誘電特性を発現させることのでき、好ましい態様となる。
本実施形態の硬化物は、前記硬化性組成物に、活性エネルギー線を照射することにより得ることができる。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。
【0130】
本実施形態において、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/m2であることが好ましく、0.5~10kJ/m2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、二段階以上の複数回に分けて行ってもよい。
【0131】
また、本実施形態において、前記硬化性組成物を硬化反応させてなる硬化物を得る他の方法としては、例えば、加熱硬化する際の加熱温度は、特に制限されないが、100~300℃であり、加熱時間としては、1~24時間であることが好ましい。
【0132】
本実施形態における硬化性組成物又は硬化物が用いられる用途としては、プリント配線板材料、フレキシルブル配線基板用樹脂組成物、ビルドアップ基板用層間絶縁材料、ビルドアップ用接着フィルム等の回路基板用絶縁材料、樹脂注型材料、接着剤、半導体封止材料、半導体装置、プリプレグ、導電ペースト、ビルドアップフィルム、ビルドアップ基板、繊維強化複合材料、上記複合材料を硬化させてなる成形品等が挙げられる。これら各種用途のうち、プリント配線板材料、回路基板用絶縁材料、ビルドアップ用接着フィルム用途では、コンデンサ等の受動部品やICチップ等の能動部品を基板内に埋め込んだ所謂電子部品内蔵用基板用の絶縁材料として用いることができる。さらに、上記の中でも、硬化物が優れた柔軟性、密着性、低誘電特性、及び、耐熱性等を有するといった特性を生かし、本発明の硬化性組成物は、半導体封止材料、半導体装置、プリプレグ、フレキシルブル配線基板、回路基板、及び、ビルドアップフィルム、ビルドアップ基板、多層プリント配線板、繊維強化複合材料、前記複合材料を硬化させてなる成形品に用いることが好ましい。
【0133】
[物品]
本実施形態の物品は、上述した硬化物からなる塗膜を有することを特徴とする。かかる本実施形態の物品においては、上記塗膜が、耐熱性及び塗膜外観性に優れた絶縁材料として機能し得る。
【0134】
本実施形態の物品は、典型的には、ソルダーレジスト膜(上記塗膜)が表層の適所に形成されてなる、プリント配線基板又は半導体パッケージ用基板である。
【0135】
[絶縁材料]
本実施形態における絶縁材料は、上述した硬化性組成物からなる。当該絶縁材料としては、上述のビルドアップ基板用層間絶縁材料、ビルドアップ用接着フィルム等の回路基板用絶縁材料、回路基板用絶縁材料及び電子部品内蔵用基板用の絶縁材料などが挙げられる。例えば、上記硬化性組成物からビルドアップ基板を製造する方法としては、以下に示す3つの工程からなる方法で製造されるものが挙げられる。第1の工程は、ゴム、フィラーなどを適宜配合した上記硬化性組成物を、回路を形成した回路基板にスプレーコーティング法、カーテンコーティング法等を用いて塗布した後、硬化させる工程であり、第2の工程は、その後、必要に応じて所定のスルーホール部等の穴あけを行った後、粗化剤により処理し、その表面を湯洗することによって、凹凸を形成させ、銅などの金属をめっき処理する工程であり、第3の工程は、このような操作を所望に応じて順次繰り返し、樹脂絶縁層及び所定の回路パターンの導体層を交互にビルドアップして形成する工程である。なお、スルーホール部の穴あけは、最外層の樹脂絶縁層の形成後に行うことが好ましい。第一の工程は、上述の溶液塗布によるもの以外にも、あらかじめ所望の厚みに塗工して乾燥したビルドアップフィルムのラミネートによる方法でも行うことができる。また、本発明のビルドアップ基板は、銅箔上で当該樹脂組成物を半硬化させた樹脂付き銅箔を、回路を形成した配線基板上に、170~250℃で加熱圧着することで、粗化面を形成、メッキ処理の工程を省き、ビルドアップ基板を製造することも可能である。
【0136】
[レジスト部材]
本実施形態におけるレジスト部材は、上述した硬化性組成物からなる。当該レジスト部材は、例えば、前記硬化性組成物を基材上に塗布し、60~100℃程度の温度範囲で有機溶剤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140~180℃程度の温度範囲で加熱硬化させて得ることができる。かかる本実施形態のレジスト部材は、低誘電特性及び伸度に優れる。
【実施例0137】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。また、以下において「部」及び「%」は特に断わりのない限り質量基準である。なお、GPC測定、1H-NMR測定、13C-NMR測定、FD-MSスペクトル測定に関しては、以下の条件等にて測定した。
【0138】
(評価方法)
<GPC測定>
以下の測定装置、測定条件を用いて測定し、以下に示す合成例・実施例等で得られたポリインデン化合物(A)、及び、重合性不飽和基を有する化合物(B)のGPCチャートを得た。前記GPCチャートの結果より、原料ピークの減少及び消失から、目的生成物(ポリインデン化合物(A)、及び、重合性不飽和基を有する化合物(B))が生成していることを確認した。
測定装置 :東ソー株式会社製「HLC-8320 GPC」
カラム:東ソー株式会社製ガードカラム「HXL-L」+東ソー株式会社製「TSK-GEL G2000HXL」+東ソー株式会社製「TSK-GEL G2000HXL」+東ソー株式会社製「TSK-GEL G3000HXL」+東ソー株式会社製「TSK-GEL G4000HXL」
検出器:RI(示差屈折計)
データ処理:東ソー株式会社製「GPCワークステーション EcoSEC-WorkStation」
測定条件:カラム温度 40℃
展開溶媒 テトラヒドロフラン
流速 1.0ml/分
標準:前記「GPCワークステーション EcoSEC-WorkStation」の測定マニュアルに準拠して、分子量が既知の下記の単分散ポリスチレンを用いた。
(使用ポリスチレン)
東ソー株式会社製「A-500」
東ソー株式会社製「A-1000」
東ソー株式会社製「A-2500」
東ソー株式会社製「A-5000」
東ソー株式会社製「F-1」
東ソー株式会社製「F-2」
東ソー株式会社製「F-4」
東ソー株式会社製「F-10」
東ソー株式会社製「F-20」
東ソー株式会社製「F-40」
東ソー株式会社製「F-80」
東ソー株式会社製「F-128」
試料:以下に示す合成例・実施例等で得られた、ポリインデン化合物(A-1)~(A-4)、炭化水素樹脂(C-1)並びに酸基及び重合性不飽和基を有する樹脂(B-1)~(B-2)をそれぞれ固形分換算で1.0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(50μl)を使用した。
【0139】
<FD-MSスペクトル測定>
FD-MSスペクトルは、以下の測定装置、測定条件を用いて測定した。この結果より、目的生成物(ポリインデン化合物(A-1)~(A-4)、炭化水素樹脂(C-1))に相当する質量ピークを確認した。
測定装置:JMS-T100GC AccuTOF
測定条件
測定範囲:m/z=4.00~2000.00
変化率:51.2mA/min
最終電流値:45mA
カソード電圧:-10kV
記録間隔:0.07sec
【0140】
<1H-NMR測定>
1H-NMR:JEOL RESONANCE製「JNM-ECA600」
磁場強度:600MHz
積算回数:32回
溶媒:DMSO-d6
試料濃度:30質量%
前記1H―NMRチャートの結果より、目的生成物由来のピークが確認でき、各反応における目的生成物が得られたことを確認した。
<13C-NMR測定>
13C-NMR:JEOL RESONANCE製「JNM-ECA600」
磁場強度:150MHz
積算回数:320回
溶媒:DMSO-d6
試料濃度:30質量%
前記13C―NMRチャートの結果より、目的生成物由来のピークが確認でき、各反応における目的生成物が得られたことを確認した。
【0141】
<試験片の作製、線膨張率及びピール強度の測定(密着性の評価)>
-試験片の作製-
銅箔(古河産業株式会社製、電解銅箔「F2-WS」18μm)上に対して、各実施例及び比較例で得られた硬化性組成物を50μmのアプリケーターで塗布し、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/cm2の紫外線を塗膜に照射した後、160℃で1時間加熱し、試験片1を得た。
-線膨張率測定-
上記試験片1を熱機械分析装置(TMA:株式会社島津製作所社製「TMA-60」)を用いて、引張りモードで窒素雰囲気下、以下の測定条件において試験片1の熱機械分析を行った。なお、測定は、同一サンプルにつき2回実施し、2回目の測定における、40℃から60℃の温度範囲における平均線膨張率を線膨張率(10-6/℃)として評価した。
測定条件:測定架重50mN、昇温速度10℃/分で2回、測定温度範囲(1回目)25℃から220℃、(2回目)-40℃から220℃
-ピール強度測定(密着性の評価)-
密着性の評価は、下記のピール強度の測定により行った。
上記試験片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(N/cm)を測定した。
【0142】
<誘電率及び誘電正接測定(誘電特性の評価)>
各実施例及び比較例で得られた硬化性組成物を、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、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/cm2の紫外線を照射した後、160℃で1時間加熱して、硬化塗膜を得た。次いで、前記硬化塗膜をガラス基材から剥離し、硬化物を得た。次いで、当該硬化物を温度23℃、湿度50%の室内に24時間保管したものを試験片2とし、アジレント・テクノロジー株式会社製ネットワークアナライザ「4291B RFインピーダンスマテリアルアナライザー、16453A」を用いて、空洞共振法により試験片の1GHzでの誘電率及び誘電正接を測定した。
【0143】
(合成例1)ポリインデン化合物(A-1)の合成
撹拌機及び冷却管を備わったフラスコに、インデン116.2質量部、カリウムターシャリーブトキシド(以下、tBuOK)145.9質量部及びトルエン814.4質量部を仕込み、70℃まで加熱して混合物を得た。次に、アリルブロミド145.19質量部を70~80℃を維持しながら、前記混合物に滴下した後、70℃において3時間撹拌を続けて反応液を得た。前記反応液を80℃まで冷却した後、中和して156.2質量部の水で3回洗浄することにより、反応溶液から触媒残渣を除去した。そして、触媒残渣を除去した反応溶液を150℃まで昇温し、減圧蒸留することにより揮発分を除去して、目的物であるポリインデン化合物(A-1)を得た(ポリインデン化合物(A-1)のMn:293、Mw:597)。また、ポリインデン化合物(A-1)における一般式(1)の構造単位の繰り返し数は1~3の範囲内であった。
【0144】
(合成例2)ポリインデン化合物(A-2)の合成
実施例1において、トルエン814.4質量部の替わりにトルエン370.7質量部、アリルブロミド145.19質量部の替わりに3-クロロ-2-メチルー1-プロペン108.7部、156.2質量部の水の替わりに181.0質量部の水に変更した以外、実施例1と同様な操作を行うことで、ポリインデン化合物(A-2)を得た(ポリインデン化合物(A-2)のMn:299、Mw:582)。得られたポリインデン化合物(A-2)については、GPC、13C-NMR及びFD-MS測定によりその構造及び分子量を特定した。また、ポリインデン化合物(A-2)における一般式(1)の構造単位の繰り返し数は1~3の範囲内であった。
【0145】
(合成例3)ポリインデン化合物(A-3)の合成
撹拌機及びディーンスターク装置と冷却管を備わったフラスコに、インデン75.7質量部、シンナミルアルコール131.2質量部、トルエン206.9質量部及びp-トルエンスルホン酸1水和物4.14質量部を仕込み、加熱して反応液を得た。反応途中で生じた水を、ディーンスターク装置を使用して除去しながら、還流温度まで昇温し、2時間撹拌を続けて前記反応溶液を得た。得られた反応液を80℃まで冷却した後、49質量%の水酸化ナトリウム水溶液1.80質量部を使用して中和した。続いて、189.3質量部のメチルイソブチルケトンで有機層を希釈し、189.3質量部の水で有機層を3回水洗して触媒残渣を除去した後、触媒残渣を除去した反応液を150℃まで昇温、減圧により揮発分を留去することによって、ポリインデン化合物(A-3)を得た(ポリインデン化合物(A-3)のMn:370、Mw:672)。得られたポリインデン化合物(A-3)については、GPC、13C-NMR及びFD-MS測定によりその構造及び分子量を特定した。また、ポリインデン化合物(A-3)における一般式(1)の構造単位の繰り返し数は1~3範囲内であった。
【0146】
(合成例4)ポリインデン化合物(A-4)の合成
実施例3において、インデン75.7質量部の替わりにインデン116.2質量部に、トルエン206.9質量部の替わりにトルエン245.4質量部に、シンナミルアルコール131.2質量部の替わりに3-メチル-2-ブテン-1-オール129.2質量部に、p-トルエンスルホン酸1水和物4.14質量部の替わりにp-トルエンスルホン酸1水和物4.91質量部に、49質量%の水酸化ナトリウム水溶液1.80質量部の替わりに49質量%の水酸化ナトリウム2.13質量部に、メチルイソブチルケトンの仕込みを省略し、189.3質量部の水の替わりに109.2質量部の水に変更した以外、合成例3と同様な操作を行うことで、ポリインデン化合物(A-4)を得た(ポリインデン化合物(A-4)のMn:297、Mw:431)。得られたポリインデン化合物(A-4)については、GPC、13C-NMR及びFD-MS測定によりその構造及び分子量を特定した。また、ポリインデン化合物(A-4)における一般式(1)の構造単位の繰り返し数は1~3の範囲内であった。
【0147】
(合成例5):重合性不飽和基を有する化合物(B-1)の合成
温度計、撹拌機、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON 850CRP」、エポキシ当量173g/eq。以下、「ビスフェノールA型エポキシ樹脂(1)」と略記する。)346質量部を仕込み、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン0.21質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.21質量部加えた後、アクリル酸72質量部、トリフェニルホスフィン0.21質量部を添加し、空気を吹き込みながら100℃で10時間エステル化反応を行った。次いで、酸価が1mgKOH/g以下であることを確認した後、シュウ酸0.21質量部を添加し、70℃で3時間撹拌し、重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B-1)を得た。この重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B-1)のエポキシ当量は450g/eqであった。また、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(1)が有するエポキシ基1モルに対する、アクリル酸が有する酸基のモル数は、0.5であった。
【0148】
(比較合成例1)縮合環化合物(C1)の合成
温度計、冷却管及び攪拌器を取り付けたフラスコにノルボルネン72.0質量部、DVB-810(日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製、ジビニルベンゼン81質量%及びエチルスチレン19質量%含有)25.0質量部、DVB-570(日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製、ジビニルベンゼン57質量%及びエチルスチレン43質量%含有)を75.0質量部仕込むことにより、ノルボルネン1モルに対し、ジビニルベンゼン0.63モル、エチルスチレンを0.37モルで仕込み量を調整した。続いて、酢酸ブチル35.6質量部及びトルエン114.7質量部を仕込み、撹拌しながら70℃まで昇温し、トリフルオロボラン・ジエチルエーテル錯体を加え、同温度で6時間反応させて反応溶液を得た。反応終了後、炭酸水素ナトリウム水溶液で中和し、水洗により触媒残渣を除去し、60℃減圧下で揮発分を除去することにより縮合環化合物(C1)を得た。
【0149】
(実施例1~8:樹脂組成物及び硬化性組成物の調製と評価)
上記合成例で得られたポリインデン化合物(A-1)~(A-4)と、重合性不飽和基を有する化合物(B―1)とを、表1に示す組成比で混合して、樹脂組成物(1)~(4)を得た。
次いで、上記樹脂組成物(1)~(4)と、溶媒としてメチルエチルケトン(MEK)と、光重合性開始剤(IGM Resins社製「Omnirad 907」)と、硬化促進剤として2-エチル-4-メチルイミダゾールとを、表1に示す組成比で混合し、硬化性組成物(1)~(4)を得た。そして、上記(評価方法)の欄に記載の評価方法の手順に従い、当該硬化性組成物(1)~(4)について、線膨張率、ピール強度(密着性)、誘電率及び誘電正接の評価を行った。その結果を以下の表1に示す。
【0150】
(比較例1:組成物の調製と評価)
実施例1~4と同様に、表1に示す組成比で各成分を混合し、比較例1の組成物(C1)及び比較用硬化性組成物(C1)を得た。そして、比較例1の比較用硬化性組成物(C1)について、上記(評価方法)の欄に記載の評価方法の手順に従い、線膨張率、ピール強度(密着性)、誘電率及び誘電正接の評価を行った。その結果を以下の表1に示す。
【0151】
【0152】
表1の結果から、実施例の樹脂組成物及び当該樹脂組成物を含む硬化性組成物は、比較例に比べ、得られる硬化物において、優れた密着性、低線膨張及び低誘電特性を発現できることが確認された。
本開示によれば、得られる硬化物において、優れた密着性、低線膨張及び低誘電特性を発現させることのできる、樹脂組成物、及び当該樹脂組成物を含有する硬化性組成物、並びに、前記硬化性組成物を用いて得られる、硬化物、絶縁材料及びレジスト材料を提供することができる。