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特開2024-116996酸基及び重合性不飽和基含有樹脂、硬化性樹脂組成物、ソルダーレジスト用樹脂材料、硬化物、絶縁材料及びレジスト部材
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(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】P2024116996
(43)【公開日】2024-08-28
(54)【発明の名称】酸基及び重合性不飽和基含有樹脂、硬化性樹脂組成物、ソルダーレジスト用樹脂材料、硬化物、絶縁材料及びレジスト部材
(51)【国際特許分類】
   C08F 220/10 20060101AFI20240821BHJP
   C08F 299/00 20060101ALI20240821BHJP
   G03F 7/004 20060101ALI20240821BHJP
   G03F 7/027 20060101ALI20240821BHJP
   G03F 7/032 20060101ALI20240821BHJP
   G03F 7/038 20060101ALI20240821BHJP
【FI】
C08F220/10
C08F299/00
G03F7/004 501
G03F7/027 502
G03F7/032 501
G03F7/038 501
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023022899
(22)【出願日】2023-02-16
(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】亀山 裕史
【テーマコード(参考)】
2H225
4J100
4J127
【Fターム(参考)】
2H225AC36
2H225AC43
2H225AC44
2H225AC46
2H225AC58
2H225AD02
2H225AE15P
2H225AN36P
2H225AN86P
2H225AP10P
4J100AL02Q
4J100AL08P
4J100BA15H
4J100BC04H
4J100BC54P
4J100CA04
4J100CA31
4J100HA62
4J100HC28
4J100HC29
4J100JA03
4J100JA38
4J100JA43
4J100JA44
4J127AA01
4J127AA03
4J127AA04
4J127BB041
4J127BB071
4J127BB221
4J127BC021
4J127BC151
4J127BD061
4J127BD201
4J127BE111
4J127BE11X
4J127BE311
4J127BE31X
4J127BE331
4J127BE33Y
4J127BE341
4J127BE34Y
4J127BF371
4J127BF37Z
4J127BF461
4J127BF46Y
4J127BG041
4J127BG04Z
4J127BG051
4J127BG05X
4J127BG101
4J127BG10Y
4J127BG161
4J127BG16Z
4J127BG171
4J127BG17Y
4J127BG17Z
4J127CA01
4J127CB371
4J127CC111
4J127DA52
4J127EA15
4J127FA14
4J127FA17
4J127FA18
4J127FA21
4J127FA30
4J127FA38
4J127FA41
(57)【要約】
【課題】本発明は、高い光感度を有し、高伸度、高弾性、及び優れた耐熱黄変性を有する硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂、硬化性樹脂組成物及びソルダーレジスト用樹脂材料、並びにその硬化物、絶縁材料及びレジスト部材を提供することを目的とする。
【解決手段】反応性官能基を有しない(メタ)アクリレート化合物(a1)、及び第1重合性不飽和基及び第1反応性官能基をそれぞれ1個又は2個以上有する化合物(a2)を必須の反応原料(i)とする(メタ)アクリル共重合体(A)と、(メタ)アクリレート化合物(a1)及び化合物(a2)とは異なる化合物であり、かつ第2重合性不飽和基及び第1反応性官能基と反応し得る第2反応性官能基を有する化合物(B)と、アルコール性水酸基とカルボキシル基を有する化合物(C)と、多塩基酸無水物(D)と、を必須の反応原料(1)とすることを特徴とする、酸基及び重合性不飽和基含有樹脂。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
反応性官能基を有しない(メタ)アクリレート化合物(a1)、及び第1重合性不飽和基及び第1反応性官能基をそれぞれ1個又は2個以上有する化合物(a2)を必須の反応原料(i)とする(メタ)アクリル共重合体(A)と、
前記(メタ)アクリレート化合物(a1)及び前記化合物(a2)とは異なる化合物であり、かつ第2重合性不飽和基及び前記第1反応性官能基と反応し得る第2反応性官能基を有する化合物(B)と、
アルコール性水酸基とカルボキシル基を有する化合物(C)と、
多塩基酸無水物(D)と、を必須の反応原料(1)とすることを特徴とする、酸基及び重合性不飽和基含有樹脂。
【請求項2】
前記(メタ)アクリル共重合体(A)と前記化合物(C)との混合割合が、前記(メタ)アクリル共重合体(A)が有する第1反応性官能基1モルに対して、前記化合物(C)が、0.05~0.3モルとなる範囲である、請求項1に記載の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂。
【請求項3】
前記第1反応性官能基が、水酸基、エポキシ基、イソシアネート基、カルボキシル基及びアルコキシ基からなる群より選ばれる1種又は2種以上である、請求項1又は2に記載の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂。
【請求項4】
前記第1重合性不飽和基が、(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、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリルアミド基からなる群より選ばれる1種又は2種以上である、請求項1又は2に記載の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂。
【請求項5】
前記(メタ)アクリル共重合体(A)と前記化合物(B)との混合割合が、前記(メタ)アクリル共重合体(A)が有する第1反応性官能基1モルに対して、前記化合物(B)が有する前記第2反応性官能基が、0.7~1.0モルとなる範囲である、請求項1又は2に記載の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂。
【請求項6】
前記(メタ)アクリル共重合体(A)と前記多塩基酸無水物(D)との混合割合が、前記(メタ)アクリル共重合体(A)が有する第1反応性官能基1モルに対して、前記多塩基酸無水物(D)が0.25~0.95モルとなる範囲である、請求項1又は2に記載の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂。
【請求項7】
請求項1又は2に記載の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂と、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。
【請求項8】
前記硬化性樹脂組成物が、さらに、前記酸基及び重合性不飽和基含有樹脂以外の酸基及び重合性不飽和基を有する樹脂(X)を含有する、請求項7に記載の硬化性樹脂組成物。
【請求項9】
前記硬化性樹脂組成物が、さらに、有機溶剤及び/又は硬化剤を含有する、請求項8に記載の硬化性樹脂組成物。
【請求項10】
前記硬化性樹脂組成物が、さらに、白色顔料を含有するものである、請求項7に記載の硬化性樹脂組成物。
【請求項11】
請求項7に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。
【請求項12】
請求項7に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物。
【請求項13】
請求項12に記載の硬化物からなることを特徴とする、絶縁材料。
【請求項14】
請求項12に記載の硬化物からなることを特徴とする、レジスト部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、酸基及び重合性不飽和基含有樹脂、硬化性樹脂組成物、ソルダーレジスト用樹脂材料、硬化物、絶縁材料及びレジスト部材に関する。
【背景技術】
【0002】
プリント配線板上に電子部品を実装してはんだ付けする際に、実装部以外の部分にはんだが付着するのを防止する材料として、あるいは、配線の酸化及び腐食を半永久的に防止する被膜を形成する材料として、ソルダーレジストが広く用いられている。このようなソルダーレジストのパターンを形成する技術として、微細なパターンを正確に形成できるフォトレジスト法があり、特に環境面の配慮から、アルカリ現像型の液状フォトレジスト法が主流となっている。
また、プリント配線板は、高密度化実現のため微細化、多層化及びワンボード化の一途をたどっている。プリント配線板の実装方式も、表面実装技術(SMT)へと推移している。
そのため、ソルダーレジスト用樹脂材料に対する要求性能は、少ない露光量で硬化すること、アルカリ現像性に優れること、分散性に優れることや、硬化物における耐熱性や耐熱黄変性、強度、柔軟性、伸び、誘電特性、基材密着性等に優れることなど、様々なものが挙げられる。
【0003】
従来知られているソルダーレジスト用樹脂材料としては、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂とアクリル酸と、無水フタル酸とを反応させて得られる中間体に、さらにテトラヒドロ無水フタル酸を反応させて得られる酸基含有エポキシアクリレート樹脂を含む感光性樹脂組成物(例えば、特許文献1参照)や、(メタ)アクリル共重合体に対し、該(メタ)アクリル共重合体の反応性官能基と反応し得る官能基を有する化合物と、多塩基酸無水物とをさらに反応させて得られる酸基含有(メタ)アクリレート樹脂を含む酸基含有(メタ)アクリレート樹脂組成物(例えば、特許文献2参照)が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第3580429号公報
【特許文献2】特許第7197055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、上記特許文献1及び2の技術は、光感度や、硬化物の伸度、弾性及び耐熱黄変性の点で更なる改良の余地がある。特にLED向け白色レジストインキ用樹脂組成物には、高耐熱黄変性が要求されるが、上記特許文献1等に代表される従来の酸変性エポキシアクリレートでは、耐熱黄変性の問題が依然として残っている。
【0006】
そこで、本発明は、高い光感度を有し、高伸度、高弾性、及び優れた耐熱黄変性を有する硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂、硬化性樹脂組成物及びソルダーレジスト用樹脂材料、並びにその硬化物、絶縁材料及びレジスト部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の(メタ)アクリル共重合体(A)と、特定の化合物(B)及び(C)と、多塩基酸無水物(D)とを必須の反応原料(1)とする酸基及び重合性不飽和基含有樹脂とすることにより、高い光感度を有し、高伸度、高弾性、及び優れた耐熱黄変性を有する硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂、硬化性樹脂組成物及びソルダーレジスト用樹脂材料、並びにその硬化物、絶縁材料及びレジスト部材が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]
反応性官能基を有しない(メタ)アクリレート化合物(a1)、及び第1重合性不飽和基及び第1反応性官能基をそれぞれ1個又は2個以上有する化合物(a2)を必須の反応原料(i)とする(メタ)アクリル共重合体(A)と、
前記(メタ)アクリレート化合物(a1)及び前記化合物(a2)とは異なる化合物であり、かつ第2重合性不飽和基及び前記第1反応性官能基と反応し得る第2反応性官能基を有する化合物(B)と、
アルコール性水酸基とカルボキシル基を有する化合物(C)と、
多塩基酸無水物(D)と、を必須の反応原料(1)とすることを特徴とする、酸基及び重合性不飽和基含有樹脂。
[2]
前記(メタ)アクリル共重合体(A)と前記化合物(C)との混合割合が、前記(メタ)アクリル共重合体(A)が有する第1反応性官能基1モルに対して、前記化合物(C)が、0.05~0.3モルとなる範囲である、[1]に記載の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂。
[3]
前記第1反応性官能基が、水酸基、エポキシ基、イソシアネート基、カルボキシル基及びアルコキシ基からなる群より選ばれる1種又は2種以上である、[1]又は[2]に記載の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂。
[4]
前記第1重合性不飽和基が、(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、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリルアミド基からなる群より選ばれる1種又は2種以上である、[1]~[3]のいずれかに記載の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂。
[5]
前記(メタ)アクリル共重合体(A)と前記化合物(B)との混合割合が、前記(メタ)アクリル共重合体(A)が有する第1反応性官能基1モルに対して、前記化合物(B)が有する前記第2反応性官能基が、0.7~1.0モルとなる範囲である、[1]~[4]のいずれかに記載の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂。
[6]
前記(メタ)アクリル共重合体(A)と前記多塩基酸無水物(D)との混合割合が、前記(メタ)アクリル共重合体(A)が有する第1反応性官能基1モルに対して、前記多塩基酸無水物(D)が0.25~0.95モルとなる範囲である、[1]~[5]のいずれかに記載の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂。
[7]
[1]~[6]のいずれかに記載の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂と、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。
[8]
前記硬化性樹脂組成物が、さらに、前記酸基及び重合性不飽和基含有樹脂以外の酸基及び重合性不飽和基を有する樹脂(X)を含有する、[7]に記載の硬化性樹脂組成物。
[9]
前記硬化性樹脂組成物が、さらに、有機溶剤及び/又は硬化剤を含有する、[7]又は[8]に記載の硬化性樹脂組成物。
[10]
前記硬化性樹脂組成物が、さらに、白色顔料を含有するものである、[7]~[9]のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
[11]
[7]~[10]のいずれかに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。
[12]
[7]~[10]のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物の硬化物。
[13]
[12]に記載の硬化物からなることを特徴とする、絶縁材料。
[14]
[12]に記載の硬化物からなることを特徴とする、レジスト部材。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、高い光感度を有し、高伸度、高弾性、及び優れた耐熱黄変性を有する硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂、硬化性樹脂組成物及びソルダーレジスト用樹脂材料、並びにその硬化物、絶縁材料及びレジスト部材を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態(「本実施形態」と称する。)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。
【0011】
<用語>
本明細書における「反応原料」とは、化合又は分解といった化学反応により目的の化合物を得るために用いられ、目的の化合物の化学構造を部分的に構成する化合物をいい、触媒及び溶媒は除外される。本明細書では特に、「反応原料」とは、目的の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂又は(メタ)アクリル共重合体(A)を化学反応により得るための前駆体をいう。
本明細書における「構造単位」とは、反応又は重合時に形成される化学構造の(繰り返し)単位をいい、換言すると、反応又は重合よりに形成される生成化合物において、当該反応又は重合に関与する化学結合の構造以外の部分構造をいい、いわゆる残基をいう。
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2~12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、上記「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2~12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、上記「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「アリールオキシ基」は、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、アンスリルオキシ基、フェナントリルオキシ基又はピレニルオキシ基等が挙げられる。
本明細書における「アリールチオ基」は、フェニルチオ基、ナフチルチオ基、アンスリルチオ基、フェナントリルチオ基又はピレニルチオ基等のアリールチオ基が挙げられる。
本明細書における「アルキル基」は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれでもよく、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。アルキレン基は、上記アルキル基から1つの水素原子を除いた基である。アルキレンオキサイド基としては、例えば、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基、ブチレンオキサイド基、ペンチレンオキサイド基等が挙げられる。
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、アリル基又はイソプロペニル基等が挙げられる。
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、オクチルオキシ基又は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、臭素原子又はヨウ素原子等が挙げられる。
【0012】
[酸基及び重合性不飽和基含有樹脂]
本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂は、(メタ)アクリル共重合体(A)と、化合物(B)と、アルコール性水酸基とカルボキシル基を有する化合物(C)と、多塩基酸無水物(D)と、を必須の反応原料(1)とする酸基及び重合性不飽和基含有樹脂である。より詳細には、本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂は、(メタ)アクリル共重合体(A)由来の構造単位と、化合物(B)由来の構造単位と、化合物(C)由来の構造単位と、多塩基酸無水物(D)由来の構造単位とを分子内に有する。
【0013】
本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂に含まれる酸基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等が挙げられる。
重合性不飽和基とは、本明細書において、ラジカル重合し得る不飽和基を意味し、本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂に含まれる重合性不飽和基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基(CH=CH-CO-又はCH=C(CH)-CO-)、アリル基、イソプロペニル基、1-プロぺニル基、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。
【0014】
(メタ)アクリル共重合体(A)は、反応性官能基を有しない(メタ)アクリレート化合物(a1)、及び第1重合性不飽和基及び第1反応性官能基をそれぞれ1個又は2個以上有する化合物(a2)を必須の反応原料(i)とする共重合体である。
また、化合物(B)は、(メタ)アクリレート化合物(a1)及び化合物(a2)とは異なる化合物であり、かつ第2重合性不飽和基と、上記第1反応性官能基と反応し得る第2反応性官能基を有する。
上記構成を有することにより、本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂は、高い光感度を有し、高伸度、高弾性、及び優れた耐熱黄変性を有する硬化物を形成することができる。
【0015】
本実施形態において、酸基及び重合性不飽和基含有樹脂中の(メタ)アクリル共重合体(A)由来の構造単位は、固形分換算で、酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の総量に対して、20~80質量%であることが好ましく、30~70質量%であることがより好ましく、40~70質量%であることがさらに好ましい。
本実施形態において、酸基及び重合性不飽和基含有樹脂中の化合物(B)由来の構造単位は、固形分換算で、酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の総量に対して、5~50質量%であることが好ましく、10~50質量%であることがより好ましく、10~40質量%であることがさらに好ましい。
本実施形態において、酸基及び重合性不飽和基含有樹脂中の化合物(C)由来の構造単位は、固形分換算で、酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の総量に対して、1~20質量%であることが好ましく、2~18質量%であることがより好ましく、3~15質量%であることがさらに好ましい。
本実施形態において、酸基及び重合性不飽和基含有樹脂中の多塩基酸無水物(D)由来の構造単位は、固形分換算で、酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の総量に対して、10~50質量%であることが好ましく、15~45質量%であることがより好ましく、15~40質量%であることがさらに好ましい。
【0016】
以下、本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の反応原料(1)の各成分である、(メタ)アクリル共重合体(A)、化合物(B)、化合物(C)及び多塩基酸無水物(D)について説明する。
【0017】
((メタ)アクリル共重合体(A))
本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂は、該樹脂を構成する構造単位として、(メタ)アクリル共重合体(A)に由来する構造単位を含むことにより、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性に優れた効果を発揮する。
本実施形態の(メタ)アクリル共重合体(A)は、反応性官能基を有しない(メタ)アクリレート化合物(a1)、及び第1重合性不飽和基及び第1反応性官能基をそれぞれ1個又は2個以上有する化合物(a2)を必須の反応原料(i)とする共重合体である。
【0018】
以下、本実施形態の(メタ)アクリル共重合体(A)の反応原料(i)の各成分について説明する。
【0019】
<(メタ)アクリレート化合物(a1)>
(メタ)アクリル共重合体(A)を構成する構造単位として、反応性官能基を有しない(メタ)アクリレート化合物(a1)(以下、単に「化合物(a1)」とも称する。)に由来する構造単位を含むことにより、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性に優れた効果を発揮する。
本明細書において、反応性官能基を有しない(メタ)アクリレート化合物とは、反応性官能基である水酸基、エポキシ基、イソシアネート基、カルボキシル基、アクリルアミド基及びアルコキシ基等を有しない(メタ)アクリレート化合物、すなわち、官能基が(メタ)アクリレート基(CH=CH-CO-O-又はCH=C(CH)-CO-O-)のみである(メタ)アクリレート化合物を意味する。なお、(メタ)アクリレート基中の-O-及び-CO-O-は上記反応性官能基には含めないものとする。
本実施形態の(メタ)アクリレート化合物(a1)は、分子内に1個、2個、又は3個以上の(メタ)アクリレート基を有する単官能、二官能、又は多官能(メタ)アクリレートモノマーであってよい。
【0020】
本実施形態の(メタ)アクリレート化合物(a1)は、(メタ)アクリレート基を有し、かつ芳香族環を有しない非芳香族性の化合物(いわゆる、脂肪族性化合物)であってもよいし、あるいは(メタ)アクリレート基を有し、かつ芳香族環を有する芳香族性の化合物であってもよい。耐熱黄変性を重視する場合は、芳香族環を有する芳香族性の化合物が好ましい。
当該非芳香族性の化合物としては、直鎖状、分岐状、又は環状のいずれでもよい。
【0021】
なお、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、「(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。さらに、「(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。
【0022】
上記(メタ)アクリレート化合物(a1)が単官能(メタ)アクリレートモノマーである場合、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、アミル(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、ノニル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、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、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、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、ビフェニルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0023】
上記(メタ)アクリレート化合物(a1)が二官能(メタ)アクリレートモノマーである場合、例えば、1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,5-ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、3-メチル-1,5-ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,8-オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(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、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、等が挙げられる。
【0024】
上記(メタ)アクリレート化合物(a1)が多官能(メタ)アクリレートモノマーである場合、例えば、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0025】
これらの(メタ)アクリレート化合物(a1)は、単独で用いても、あるいは2種以上を併用してもよい。また、これらの中でも、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、単官能メタクリレートが好ましく、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート又はメチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
【0026】
本実施形態において、(メタ)アクリル共重合体(A)全体における、(メタ)アクリレート化合物(a1)の含有量(換言すると、(メタ)アクリレート化合物(a1)由来の構造単位の含有量)は、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、(メタ)アクリル共重合体(A)を100質量%として、3~40質量%であることが好ましい。特に、(メタ)アクリレート化合物(a1)が芳香族性の化合物である場合は、3~10質量%であることがより好ましく、3~8質量%であることがさらに好ましい。また、特に、(メタ)アクリレート化合物(a1)が非芳香族性の化合物である場合は、5~40質量%であることがより好ましく、5~30質量%であることがさらに好ましい。
【0027】
<第1重合性不飽和基及び第1反応性官能基をそれぞれ1個又は2個以上有する化合物(a2)>
(メタ)アクリル共重合体(A)を構成する構造単位として、第1重合性不飽和基及び第1反応性官能基をそれぞれ1個又は2個以上有する化合物(a2)(以下、単に「化合物(a2)」とも称する。)に由来する構造単位を含むと、光感度、伸度、弾性及び耐熱黄変性に優れた効果を発揮する。
なお、化合物(a2)は、反応性官能基を有するため、(メタ)アクリレート化合物(a1)とは異なる化合物である。
【0028】
第1反応性官能基としては、例えば、水酸基、エポキシ基(グリシジル基)、イソシアネート基、カルボキシル基、アクリルアミド基、アルコキシ基等が挙げられる。
これらの第1反応性官能基は、一分子中に1種有していてもよいし、あるいは2種以上を有していてもよい。
また、これらの第1反応性官能基の数は、一分子中に1個であってもよいし、あるいは2個以上であってもよい。
【0029】
第1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-プロぺニル基、スチリル基、スチリルメチル基、マレイミド基、ビニルエーテル基又は(メタ)アクリルアミド基等が挙げられる。これらの中でも、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性に優れた効果を発揮する観点から(メタ)アクリロイル基、スチリル基が好ましい。
これらの第1重合性不飽和基は、一分子中に1種有していてもよいし、あるいは2種以上を有していてもよい。
また、これらの第1重合性不飽和基の数は、一分子中に1個であってもよいし、あるいは2個以上であってもよい。
【0030】
第1重合性不飽和基及び第1反応性官能基をそれぞれ1個又は2個以上有する化合物(a2)の好ましい態様としては、第1反応性官能基として水酸基を有する場合、第1反応性官能基としてエポキシ基(グリシジル基)を有する場合、第1反応性官能基としてイソシアネート基を有する場合、第1反応性官能基としてカルボキシル基を有する場合、及び第1反応性官能基としてアルコキシ基を有する場合の5つの態様が挙げられる。以下、当該5つの態様について説明する。
【0031】
化合物(a2)が第1反応性官能基として水酸基を有する場合、分子構造中に水酸基と第1重合性不飽和基とを有する化合物であれば他の具体構造は特に限定されず、多種多様な化合物を用いることができる。その具体例としては、第1重合性不飽和基として(メタ)アクリロイル基を有するものが挙げられ、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、上記各種の水酸基と第1重合性不飽和基とを有する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、上記各種の水酸基と第1重合性不飽和基とを有する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。
これらの水酸基と第1重合性不飽和基とを有する化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。これらの中でも、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、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)アクリレートが好ましい。
【0032】
本実施形態の化合物(a2)が第1反応性官能基としてエポキシ基(グリシジル基)を有する場合、分子構造中にエポキシ基(グリシジル基)と第1重合性不飽和基とを有する化合物であれば他の具体構造は特に限定されず、多種多様な化合物を用いることができる。その具体例としては、第1重合性不飽和基として(メタ)アクリロイル基を有するものが挙げられ、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(グリシジル基)と第1重合性不飽和基とを有する化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。これらの中でも、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、グリシジルメタクリレートが好ましい。
【0033】
本実施形態の化合物(a2)が第1反応性官能基としてイソシアネート基を有する場合、分子構造中にイソシアネート基と第1重合性不飽和基とを有する化合物であれば他の具体構造は特に限定されず、多種多様な化合物を用いることができる。その具体例としては、第1重合性不飽和基として(メタ)アクリロイル基を有するものが挙げられ、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。また、上記イソシアネート基と第1重合性不飽和基とを有する化合物としては、市販品を用いることもでき、例えば、昭和電工株式会社製「カレンズAOI」、「カレンズMOI」、「カレンズBEI」等が挙げられる。
【0034】
また、上記イソシアネート基と第1重合性不飽和基とを有する化合物としては、ジイソシアネート化合物が有するイソシアネート基の1つに水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物を付加させて得られるものを用いることもできる。
上記ジ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;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。
【0035】
これらのイソシアネート基と第1重合性不飽和基とを有する化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。これらの中でも、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネートが好ましい。
【0036】
本実施形態の化合物(a2)が第1反応性官能基としてカルボキシル基を有する場合、分子構造中にカルボキシル基と第1重合性不飽和基とを有する化合物であれば他の具体構造は特に限定されず、多種多様な化合物を用いることができる。その具体例としては、第1重合性不飽和基として(メタ)アクリロイル基を有するものが挙げられ、例えば、(メタ)アクリル酸、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、又はこれらのエステル化物、酸ハロゲン化物、もしくは酸無水物等が挙げられる。
【0037】
上記カルボキシル基と第1重合性不飽和基として(メタ)アクリロイル基とを有する化合物としては、さらに、例えば、下記一般式(1)で表される化合物等も用いることができる。
【化1】
(上記一般式(1)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、又は(ポリ)カーボネート鎖を表し、Xの構造中の水素原子がハロゲン原子又はアルコキシ基等に置換されてもよい。Yは、水素原子又はメチル基である。)
【0038】
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。
【0039】
上記(ポリ)エステル鎖としては、例えば、下記一般式(2)で表される(ポリ)エステル鎖が挙げられる。
【0040】
【化2】
(上記一般式(2)中、Rは、それぞれ独立に炭素原子数1~10のアルキレン基であり、nは1~5の整数である。)
【0041】
上記(ポリ)カーボネート鎖としては、例えば、下記一般式(3)で表される(ポリ)カーボネート鎖が挙げられる。
【化3】
(上記一般式(3)中、Rは、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、nは1~5の整数を表す。)
【0042】
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、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。
【0043】
上記カルボキシル基と第1重合性不飽和基として(メタ)アクリロイル基とを有する化合物としては、さらに、例えば、下記一般式(4)で表される化合物等も用いることができる。
【化4】
(上記一般式(4)中、Xは、炭素数1~10のアルキレン鎖を表し、構造中にハロゲン原子等を有していても良い。Yは、水素原子又はメチル基である。nは1~5の整数である。)
【0044】
これらのカルボキシル基と第1重合性不飽和基とを有する化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。これらの中でも、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、アクリル酸、メタクリル酸、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートが好ましい。
【0045】
本実施形態の化合物(a2)が第1反応性官能基としてアルコキシ基を有する場合、分子構造中にアルコキシ基と第1重合性不飽和基とを有する化合物であれば他の具体構造は特に限定されず、多種多様な化合物を用いることができる。その具体例としては、第1重合性不飽和基として(メタ)アクリルアミド基を有するものが挙げられ、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。
これらのアルコキシ基と第1重合性不飽和基とを有する化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。これらの中でも、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミドが好ましい。
【0046】
本実施形態において、上記化合物(a2)の例示以外の化合物(a2)としては、例えば、アリルアルコール等の第1重合性不飽和基としてアリル基を有するアリル化合物、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル等の第1重合性不飽和基としてビニルエーテル基を有するビニルエーテル化合物、N-(4-アミノフェニル)マレイミド等の第1重合性不飽和基としてマレイミド基を有するマレイミド化合物、4-ビニル安息香酸等の第1重合性不飽和基としてスチリル基を有するスチリル化合物等が挙げられる。
【0047】
本実施形態において、(メタ)アクリル共重合体(A)全体に対する、化合物(a2)の含有量(換言すると、化合物(a2)由来の構造単位の含有量)は、耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、(メタ)アクリル共重合体(A)を100質量%として、40~90質量%であることが好ましく、50~90質量%であることがより好ましく、60~90質量%であることがさらに好ましい。
【0048】
<反応原料(i)に含まれてもよいその他の重合成分>
本実施形態において、(メタ)アクリル共重合体(A)の反応原料(i)には、上述の化合物(a1)及び化合物(a2)以外に、必要に応じて、その他の重合成分を含有することもできる。その他の重合成分としては、例えば、化合物(a1)及び化合物(a2)以外の重合性不飽和基を有する化合物(a4)等が挙げられる。
【0049】
化合物(a1)及び化合物(a2)以外の重合性不飽和基を有する化合物(a4)としては、分子中に1個以上の重合性不飽和基を有する化合物であれば、特に限定されない。重合性不飽和基としては、例えば、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。これらの化合物(a4)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。
【0050】
本実施形態において、(メタ)アクリル共重合体(A)全体に対する、化合物(a4)の含有量(換言すると、化合物(a4)由来の構造単位の含有量)は、(メタ)アクリル共重合体(A)を100質量%として、0~20質量%であることが好ましく、0~15質量%であることがより好ましく、0~10質量%であることがさらに好ましい。
【0051】
<(メタ)アクリル共重合体(A)の製造方法>
本実施形態の(メタ)アクリル共重合体(A)の製造方法としては、特に制限されず、どのような重合方法にて製造してもよい。
必要に応じて有機溶剤中で重合を行ってもよく、また、必要に応じて重合開始剤を用いてもよい。
好ましい重合方法としては、例えば、重合開始剤として過酸化物を用い、有機溶剤中に、化合物(a1)と、化合物(a2)と、必要により配合されるその他の重合成分(例えば、上述の化合物(a4))を含有する重合成分の全てを予め混合したものを滴下し、50~200℃で重合させて得られる方法等が挙げられる。
【0052】
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等のアルコール溶剤;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、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、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、上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。
【0053】
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等が挙げられる。また、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。
【0054】
上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。
【0055】
上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、tert-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、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート(別称(2-エチルヘキサノイル)(tert-ブチル)ペルオキシド)、tert-ブチルパーオキシラウレート、tert-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、tert-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。これらの中でも、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、パーオキシエステルが好ましく、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート(別称(2-エチルヘキサノイル)(tert-ブチル)ペルオキシド)がより好ましい。
【0056】
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よいが、化合物(a1)と、化合物(a2)と、必要により配合されるその他の重合成分(例えば、上述の化合物(a4))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く、1~10質量部の範囲がさらに好ましい。
【0057】
本実施形態の反応原料(i)において、(メタ)アクリレート化合物(a1)と化合物(a2)との好ましい配合比は、反応原料(i)の総量に対して、(メタ)アクリレート化合物(a1)1~50質量%、化合物(a2)20~95質量%であり、より好ましくは、(メタ)アクリレート化合物(a1)5~40質量%、化合物(a2)30~90質量%であり、さらに好ましくは、(メタ)アクリレート化合物(a1)5~35質量%、化合物(a2)50~90質量%であり、特に好ましくは、(メタ)アクリレート化合物(a1)5~30質量%、化合物(a2)60~90質量%である。
【0058】
(第2重合性不飽和基及び第2反応性官能基を有する化合物(B))
本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂は、該樹脂を構成する構造単位として、第2重合性不飽和基及び第2反応性官能基を有する化合物(B)(以下、単に「化合物(B)」とも称する。)に由来する構造単位を含むことにより、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性に優れた効果を発揮しうる。
本実施形態の化合物(B)は、第2重合性不飽和基及び第2反応性官能基を有する化合物であり、第2反応性官能基は、(メタ)アクリル共重合体(A)が有する化合物(a2)由来の構造単位中の第1反応性官能基と反応し得る官能基である。
【0059】
第2反応性官能基としては、例えば、水酸基、エポキシ基(グリシジル基)、イソシアネート基、カルボキシル基又はアルコキシ基等が挙げられる。
【0060】
これらの第2反応性官能基は、一分子中に1種有していてもよいし、あるいは2種以上を有していてもよい。
さらには、これらの第2反応性官能基の数は、一分子中に1個であってもよいし、あるいは2個以上であってもよい。
また、上述のとおり、第2反応性官能基は、第1反応性官能基と反応し得る官能基であるため、第1反応性官能基の種類に応じて、当該第1反応性官能基と反応しうる基が適宜選択されうる。
【0061】
第2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-プロぺニル基、スチリル基、スチリルメチル基、マレイミド基、ビニルエーテル基又は(メタ)アクリルアミド基等が挙げられる。第2重合性不飽和基は、第1重合性不飽和基と同一であっても、あるいは異なっていてもよい。好ましい第2重合性不飽和基は、(メタ)アクリロイル基、アリル基、イソプロペニル基、1-プロぺニル基、スチリル基、マレイミド基、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリルアミド基からなる群から選択される1種又は2種以上の基である。
【0062】
これらの第2重合性不飽和基は、一分子中に1種有していてもよいし、あるいは2種以上を有していてもよい。
また、これらの第2重合性不飽和基の数は、一分子中に1個であってもよいし、あるいは2個以上であってもよい。
【0063】
本実施形態の第2重合性不飽和基及び第2反応性官能基を有する化合物(B)は、上述のとおり、(メタ)アクリレート化合物(a1)及び化合物(a2)とは異なる化合物である。そのため、化合物(B)と(メタ)アクリレート化合物(a1)とを比較した際に、(メタ)アクリレート化合物(a1)には存在しない基を化合物(B)が有する、あるいは化合物(B)には存在しない基を(メタ)アクリレート化合物(a1)が有する。さらには、化合物(B)と化合物(a2)とを比較した際に、化合物(a2)には存在しない基を化合物(B)が有する、あるいは化合物(B)には存在しない基を化合物(a2)が有する。
【0064】
以下、化合物(a2)と化合物(B)との組み合わせの形態について説明する。
【0065】
化合物(B)としては、例えば、上述の化合物(a2)として例示したものと同様のものが挙げられるが、化合物(a2)として水酸基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用いた場合には、化合物(B)としてイソシアネート基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物及び/又はアルコキシ基及び(メタ)アクリルアミド基を有する化合物を用いることが好ましく、化合物(a2)としてエポキシ基(グリシジル基)及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用いた場合には、化合物(B)としてカルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用いることが好ましく、化合物(a2)としてイソシアネート基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用いた場合には、化合物(B)として水酸基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用いることが好ましく、化合物(a2)としてカルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用いた場合には、化合物(B)としてエポキシ基(グリシジル基)及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用いることが好ましく、化合物(a2)としてアルコキシ基及び(メタ)アクリルアミド基を有する化合物を用いた場合には、化合物(B)として水酸基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用いることが好ましい。
これらの化合物(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。また、これらの中でも、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、化合物(a2)としてエポキシ基(グリシジル基)及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用い、化合物(B)としてカルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用いること、化合物(a2)としてカルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用い、化合物(B)としてエポキシ基(グリシジル基)及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用いることが好ましい。
【0066】
本実施形態の第2重合性不飽和基及び第2反応性官能基を有する化合物(B)は、以下の一般式(5)で表される化合物であることが好ましい。
【化5】
(上記一般式(5)中、Rb1は水素原子又は置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキル基を表し、Lb1は-O-又は-NH-を表し、Pb1は水素原子又は直鎖状もしくは分岐鎖状の炭素原子数1~30のアルキル基もしくはシクロアルキル基を表し、但し、前記アルキル基中の1つ以上の-CH-は、-O-、-C(=O)O-、-O(C=O)-、-C(=O)-又はフェニレン基で置換されている。)
上記一般式(5)中、Rb1は水素原子、置換されていてもよい炭素原子数1~3のアルキル基であることが好ましく、水素原子、メチル基、フルオロメチル基であることがより好ましい。
上記一般式(5)中、Pb1は、水素原子又は以下の一般式(6-1)~(6-4)のいずれかであることがより好ましい。
【化6】
(上記一般式(6-1)~(6-4)中、Rb2は、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基又は炭素原子数1~5のアルキル基若しくはアルコキシ基を表し、Rb3は、炭素原子数3~8の2価又は3価の脂環式炭化水素基を表し、Rb4は、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基又は炭素原子数1~5のアルキル基若しくはアルコキシ基を表すか、Rb3が2価である場合は存在せず、nb1は1~10の整数を表し、nb2は1~10の整数を表し、mb1は1~10の整数を表す。)
第2重合性不飽和基及び第2反応性官能基を有する化合物(B)が、上記一般式(5)で表される化合物であると、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性に優れた効果を発揮する観点で好ましい。
【0067】
第2重合性不飽和基及び第2反応性官能基を有する化合物(B)は、(メタ)アクリル酸、2-(トリフルオロメチル)アクリル酸、琥珀酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)、フタル酸モノ-2-(メタクリロイルオキシ)エチル、フタル酸モノヒドロキシエチルアクリレート、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノアクリレート、6-アクリルアミドヘキサン酸及びグリシジルメタクリレートからなる群から選択される1種又は2種以上であることが好ましい。
第2重合性不飽和基及び第2反応性官能基を有する化合物(B)としては、互いに化学構造が異なる2種以上の化合物であることが好ましい。第2重合性不飽和基及び第2反応性官能基を有する化合物(B)が、2種以上の化合物であると、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性に優れた効果を発揮する観点で好ましい。
【0068】
(メタ)アクリル共重合体(A)と化合物(B)との混合割合は、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、(メタ)アクリル共重合体(A)が有する第1反応性官能基1モルに対して、化合物(B)が有する第2反応性官能基が、0.7~1.0モルとなる範囲であることが好ましく、0.75~0.95モルであることがより好ましく、0.8~0.9モルであることがさらに好ましい。
【0069】
(アルコール性水酸基とカルボキシル基を有する化合物(C))
本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂は、該樹脂を構成する構造単位として、アルコール性水酸基とカルボキシル基を有する化合物(C)に由来する構造単位を含むことにより、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性(特に、伸度及び耐熱黄変性)に優れた効果を発揮する。
本実施形態の化合物(C)としては、少なくとも1個のアルコール性水酸基と少なくとも1個のカルボキシル基とを有する化合物であれば特に限定されず、例えば、2,2-ジメチロールプロピオン酸(DMPA)、2,2-ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロール吉草酸、ジメチロールカプロン酸、ヒドロキシピバル酸等が挙げられる。これらのアルコール性水酸基とカルボキシル基を有する化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。これらの中でも、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、DMPAが好ましい。
【0070】
(メタ)アクリル共重合体(A)と化合物(C)との混合割合は、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、(メタ)アクリル共重合体(A)が有する第1反応性官能基1モルに対して、化合物(C)が、0.05~0.3モルとなる範囲であることが好ましく、0.1~0.3モルであることがより好ましく、0.15~0.25モルであることがさらに好ましい。
また、(メタ)アクリル共重合体(A)に対する、化合物(B)及び化合物(C)の混合割合は、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、(メタ)アクリル共重合体(A)が有する第1反応性官能基1モルに対して、化合物(B)が有する第2反応性官能基と化合物(C)との合計モル数が、0.9~1.1モルとなる範囲であることが好ましく、0.95~1.05モルであることがより好ましく、0.97~1.03モルであることがさらに好ましい。
【0071】
(多塩基酸無水物(D))
本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂は、該樹脂を構成する構造単位として、多塩基酸無水物(D)に由来する構造単位を含むことにより、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性に優れた効果を発揮する。
本実施形態の多塩基酸無水物(D)としては、例えば、飽和多塩基酸無水物、不飽和多塩基酸無水物等が挙げられる。なお、本明細書において、飽和多塩基酸無水物とは、炭素-炭素二重結合を有しない多塩基酸無水物を意味し、不飽和多塩基酸無水物とは、炭素-炭素二重結合を有する多塩基酸無水物を意味する。
【0072】
飽和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、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸、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-ジカルボン酸等の酸無水物が挙げられる。
中でも、ヘキサヒドロ無水フタル酸(ヘキサヒドロイソベンゾフラン-1,3-ジオン)、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(3-メチル-8-オキサビシクロ[4.3.0]ノナン-7,9-ジオン)等が好ましい。
【0073】
不飽和多塩基酸無水物としては、例えば、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、テトラヒドロフタル酸、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、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-ジカルボン酸等の酸無水物が挙げられる。
【0074】
これらの多塩基酸無水物は、単独で用いてもよく、あるいは2種以上を併用することもできる。また、これらの中でも、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、飽和多塩基酸無水物が好ましく、脂環構造を有する飽和多塩基酸無水物がより好ましい。
【0075】
(メタ)アクリル共重合体(A)と多塩基酸無水物(D)との混合割合は、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な酸基及び重合性不飽和基含有樹脂が得られる傾向にあることから、(メタ)アクリル共重合体(A)が有する第1反応性官能基1モルに対して、多塩基酸無水物(D)が、0.2~1.05モルの範囲であることが好ましく、0.25~0.95モルがより好ましく、0.3~0.95モルがさらに好ましく、0.3~0.9モルがよりさらに好ましい。
【0076】
(酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の好ましい態様)
本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂としては、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性に優れた硬化物を形成可能なことから、(メタ)アクリル共重合体(A)、化合物(B)、化合物(C)及び多塩基酸無水物(D)の合計の含有量((メタ)アクリル共重合体(A)由来の構造単位、化合物(B)由来の構造単位、化合物(C)由来の構造単位及び多塩基酸無水物(D)由来の構造単位の合計の含有量)が、酸基及び重合性不飽和基含有樹脂を100質量%として、90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましい。
【0077】
本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の二重結合当量(g/当量)は、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成する観点から、550以下が好ましく、500以下がより好ましく、450以下がさらに好ましい。
なお、本明細書において、「二重結合当量」とは、分子中に含まれる二重結合量の指標となる量であり、同一分子量の化合物同士であれば、二重結合当量の数値が小さいほど二重結合の導入量が多くなる傾向を示す。
「二重結合当量」は、後述の実施例に記載の方法により算出することができる。
【0078】
本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の固形分酸価は、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成する観点から、中性条件下での測定値が50~130mgKOH/gであることが好ましく、60~120mgKOH/gであることがより好ましく、60~110mgKOH/gであることがさらに好ましい。
なお、「固形分酸価」は、中和滴定法にて測定される値であり、具体的には、後述の実施例に記載の方法により算出することができる。
【0079】
[酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の製造方法]
本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有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、(メタ)アクリル共重合体(A)と、化合物(B)と、化合物(C)と、多塩基酸無水物(D)とを含有する反応原料(1)の全てを一括で反応させる方法(後述の方法1)で製造してもよいし、原料を順次反応させる方法(後述の方法2)で製造してもよい。
【0080】
上記方法1としては、例えば、(メタ)アクリル共重合体(A)と、化合物(B)と、化合物(C)と、多塩基酸無水物(D)とを含む反応原料(1)を、塩基性触媒又は酸性触媒の存在下、有機溶剤中で50~150℃で反応させて得られる方法等が挙げられる。
【0081】
上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、トリメチルアミン、ジメチルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルプロピルアミン、ジエチルプロピルアミン、ジプロピルメチルアミン、ジプロピルエチルアミン、トリプロピルアミン、ジメチルブチルアミン、ジエチルブチルアミン、ジブチルメチルアミン、ジブチルエチルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、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、2-エチル-4-メチルイミダゾール、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;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;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化合物;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;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。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。使用に際しては、これらの塩基性触媒を10~55質量%程度の水溶液の形態で使用してもよいし、固形の形態で使用しても構わない。
【0082】
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等が挙げられる。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。
【0083】
上記方法1における塩基性触媒又は酸性触媒の使用量は、(メタ)アクリル共重合体(A)と、化合物(B)と、化合物(C)と、多塩基酸無水物(D)との合計質量100質量部に対して、0.01~5質量部の範囲が好ましい。
【0084】
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、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。
【0085】
上記方法2としては、例えば、予め(メタ)アクリル共重合体(A)、化合物(B)及び化合物(C)を塩基性触媒又は酸性触媒の存在下、有機溶剤中で70~140℃で反応させて反応生成物(I)を得て、次いで、反応生成物(I)と、多塩基酸無水物(D)とを塩基性触媒又は酸性触媒の存在下、有機溶剤中で70~140℃で反応させて得られる方法等が挙げられる。
塩基性触媒としては、上述の方法1における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。
酸性触媒としては、上述の方法1における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。
有機溶剤としては、上述の方法1における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。
【0086】
上記方法2の(メタ)アクリル共重合体(A)、化合物(B)及び化合物(C)の反応における塩基性触媒又は酸性触媒の使用量は、(メタ)アクリル共重合体(A)、化合物(B)及び化合物(C)の合計質量100質量部に対して、0.01~5質量部の範囲が好ましい。また、反応生成物(I)及び多塩基酸無水物(D)の反応における塩基性触媒又は酸性触媒の使用量は、反応生成物(I)及び多塩基酸無水物(D)の合計質量100質量部に対して、0.01~5質量部の範囲が好ましい。
【0087】
上記方法1及び2において、(メタ)アクリル共重合体(A)が化合物(a2)由来のエポキシ基(グリシジル基)を有するものであり、化合物(B)がカルボキシル基を有するものである場合、又は、(メタ)アクリル共重合体(A)が化合物(a2)由来のカルボキシル基を有するものであり、化合物(B)がエポキシ基(グリシジル基)を有するものである場合、反応に用いる触媒としては、ホスフィン化合物、ホスホニウム塩等のリン系触媒が好ましく、ホスフィン化合物がより好ましい。
【0088】
上記ホスフィン化合物としては、上述のホスフィン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る。また、これらのホスフィン化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
【0089】
上記ホスホニウム塩としては、上述のホスホニウム塩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。また、これらのホスホニウム塩は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
【0090】
本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の製造において、(メタ)アクリル共重合体(A)と化合物(B)との使用割合は、(メタ)アクリル共重合体(A)が有する反応性官能基1モルに対して、化合物(B)が有する第2反応性官能基が、0.7~1.0モルの範囲であることが好ましく、0.75~0.95モルの範囲がより好ましく、0.8~0.9モルの範囲がさらに好ましい。
また、本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の製造において、(メタ)アクリル共重合体(A)と、化合物(C)との使用割合は、(メタ)アクリル共重合体(A)が有する反応性官能基1モルに対して、化合物(C)が、0.05~0.3モルの範囲であることが好ましく、0.1~0.3モルがより好ましく、0.15~0.25モルがさらに好ましい。
また、本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の製造において、(メタ)アクリル共重合体(A)に対する、化合物(B)及び化合物(C)の使用割合は、(メタ)アクリル共重合体(A)が有する第1反応性官能基1モルに対して、化合物(B)が有する第2反応性官能基と化合物(C)との合計モル数が、0.9~1.1モルの範囲であることが好ましく、0.95~1.05モルがより好ましく、0.97~1.03モルがさらに好ましい。
また、本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の製造において、(メタ)アクリル共重合体(A)と、多塩基酸無水物(D)との使用割合は、(メタ)アクリル共重合体(A)が有する反応性官能基1モルに対して、多塩基酸無水物(D)が、0.2~1.05モルの範囲であることが好ましく、0.25~0.95モルがより好ましく、0.3~0.95モルがさらに好ましく、0.3~0.9モルがよりさらに好ましい。
【0091】
本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有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。
【0092】
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等が挙げられる。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。
【0093】
酸化防止剤としては、上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る。これらの酸化防止剤は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
【0094】
また、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」等が挙げられる。
【0095】
[酸基及び重合性不飽和基含有樹脂組成物]
本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂組成物は、上述の本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の他に、必要に応じて、フェノール性水酸基及びtert-ブチル基を有する化合物(E)を含有することができる。
【0096】
(フェノール性水酸基及びtert-ブチル基を有する化合物(E))
フェノール性水酸基及びtert-ブチル基を有する化合物(E)(以下、単に「化合物(E)」とも称する。)としては、例えば、tert-ブチルカテコール、tert-ブチルヒドロキノン、tert-ブチルレゾルシン、2,5-ジ-tert-アミルハイドロキノン、tert-ブチル-p-ベンゾキノン、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、2-tert-ブチル-p-クレゾール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール(ジブチルヒドロキシトルエン)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール、2,2’-メチレンビス(4エチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-チオビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,5-ジ-tert-ブチルハイドロキノン、2,2’-メチレンビス(6-tert-ブチル-4-エチルフェノール)、N,N’-ビス{2-[2-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)エチルカルボニルオキシ]エチル}オキサミド、オクチル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-ヒドロ肉桂酸、3,6-ジオキサオクタメチレン=ビス[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオナート]、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)ブタン、2,2’-ジメチル-2,2’-(2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン-3,9-ジイル)ジプロパン-1,1’-ジイル=ビス[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロパノアート]、3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオン酸ステアリル、ビス[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオン酸][エチレンビス(オキシエチレン)]トリエチレングリコール-ビス-[3-(3-tert-ブチル-5-メチル-4ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6-ヘキサンジオール-ビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,4-ビス-(n-オクチルチオ)-6-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルアニリノ)-1,3,5-トリアジン、ペンタエリスリチル-テトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2-チオ-ジエチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、N,N’-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-ヒドロシンナマミド)、3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-ベンジルホスホネート-ジエチルエステル、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、ビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル)カルシウム、1,3,5-トリス(3’,5’-ジ-tert-ブチル-4’-ヒドロキシベンジル)イソシアヌル酸、N,N’-ビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、2-(3,5-ジ-tert-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(3-tert-ブチル-5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-tert-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-tert-アミル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2-n-ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)、2,4-ジ-tert-ブチルフェニル-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンゾエート、ペンタエリトリトール=テトラキス[3-(3’,5’-ジ-tert-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオナ-ト]、2,4.6-トリ-tert-ブチルニトロンベンゼン、3,9-ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノキシ)-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、2,4,8,10-テトラ-tert-ブチル-6-[(2-エチルヘキサン-1-イル)オキシ]-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン、等が挙げられる。これらの化合物は、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、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変性により優れた硬化物を形成可能な重合性不飽和基含有樹脂組成物が得られる傾向にあることから、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、ペンタエリトリトール=テトラキス[3-(3’,5’-ジ-tert-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオナ-ト]、2,2-チオ-ジエチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]が好ましい。
【0097】
化合物(E)の含有量は、(メタ)アクリル共重合体(A)を100質量部として、0.01~5質量部であることが好ましく、0.05~1質量部であることがより好ましく、0.1~0.9質量部であることがさらに好ましい。
【0098】
[硬化性樹脂組成物]
本実施形態の硬化性樹脂組成物は、上述の本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂又は酸基及び重合性不飽和基含有樹脂組成物と、重合開始剤とを含有する。該重合開始剤は、好ましくは光重合開始剤である。
【0099】
(光重合開始剤)
本実施形態の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が挙げられる。
【0100】
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)等の光ラジカル重合開始剤の市販品が挙げられる。
【0101】
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。
硬化性樹脂組成物中の光重合開始剤の含有量は、硬化性樹脂組成物の溶剤以外の成分の合計を100質量%として、0.5~20質量%であることが好ましく、1~10質量%であることがより好ましく、2~10質量%であることがさらに好ましい。
【0102】
(硬化性樹脂組成物の好ましい態様)
本実施形態の硬化性樹脂組成物は、前述した酸基及び重合性不飽和基含有樹脂又は酸基及び重合性不飽和基含有樹脂組成物と、重合開始剤(好ましくは光重合開始剤)の他に、その他の樹脂成分を含有してもよい。その他の樹脂成分としては、前述した酸基及び重合性不飽和基含有樹脂以外の酸基及び重合性不飽和基を有する樹脂(X)、及び/又は重合性不飽和基を有する化合物等が挙げられる。
【0103】
<酸基及び重合性不飽和基を有する樹脂(X)>
本実施形態の硬化性樹脂組成物において、任意成分である、酸基及び重合性不飽和基を有する樹脂(X)としては、樹脂中に酸基及び重合性不飽和基を有するものであれば何れでもよく、例えば、特願2022-153552の明細書の段落[0089]-[0166]に記載された樹脂が挙げられ、これら樹脂を、当該段落に記載された態様で用いることができる。
上記酸基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等が挙げられる。
上記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-プロぺニル基、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。
上記酸基及び重合性不飽和基を有する樹脂(X)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。
【0104】
酸基及び重合性不飽和基を有する樹脂(X)の含有量は、前述した本実施形態の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂100質量部に対して、5~900質量部の範囲であることが好ましく、10~800質量部であることがより好ましく、10~600質量部であることがさらに好ましい。
【0105】
<<重合性不飽和基を有する化合物>>
重合性不飽和基を有する化合物は、典型的には、酸基を有さない化合物である。
上記重合性不飽和基を有する化合物としては、(メタ)アクリレート化合物が挙げられ、具体的には、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、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:上記各種のモノ(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;上記各種のモノ(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;上記各種のジ(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;上記各種のジ(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;上記脂肪族トリ(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;上記脂肪族トリ(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;上記脂肪族ポリ(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;上記脂肪族ポリ(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;上記水酸基を有する(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;上記水酸基を有する(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、エポキシシクロヘキシルメチル(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。上記重合性不飽和基を有する化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
【0106】
<<添加剤>>
本実施形態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、重合禁止剤及び酸化防止剤からなる群から選択される添加剤を含有することもできる。
添加剤の含有量は、固形分換算で、硬化性樹脂組成物全体に対して、0.01~30質量%であることが好ましい。
【0107】
上記硬化剤としては、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。
硬化剤の含有量は、固形分換算で、硬化性樹脂組成物全体に対して、0.1~30質量%であることが好ましい。
【0108】
上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、又はこれらの酸無水物もしくはハロゲン化物等が挙げられる。また、上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。
上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、これらの不飽和一塩基酸は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
上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、BF-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。
上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。
上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。
上記有機過酸化物としては、上述の有機過酸化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。
【0109】
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、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等が挙げられる。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。
上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、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。
【0110】
上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。
硬化促進剤の添加量は、固形分換算で、硬化性樹脂組成物全体に対して、0.01~10質量%の範囲であることが好ましい。
【0111】
上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。
【0112】
上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、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。
上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。
【0113】
上記顔料としては、公知慣用の無機顔料や有機顔料を使用することができる。
上記無機顔料としては、例えば、白色顔料、アンチモンレッド、ベンガラ、カドミウムレッド、カドミウムイエロー、コバルトブルー、紺青、群青、カーボンブラック、黒鉛等が挙げられる。これらの無機顔料は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
上記白色顔料としては、例えば、酸化チタン,酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、シリカ、タルク、マイカ、水酸化アルミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、中空樹脂粒子、硫化亜鉛等が挙げられる。
上記無機顔料の中でも、光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変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、白色顔料が好ましく、酸化チタンがより好ましい。
上記白色顔料の含有量は、硬化性樹脂組成物の固形分中に1~90質量%であることが好ましく、5~80質量%であることがより好ましく、10~70質量%であることがさらに好ましく、20~70質量%であることがさらに好ましい。
上記有機顔料としては、例えば、キナクリドン顔料、キナクリドンキノン顔料、ジオキサジン顔料、フタロシアニン顔料、アントラピリミジン顔料、アンサンスロン顔料、インダンスロン顔料、フラバンスロン顔料、ペリレン顔料、ジケトピロロピロール顔料、ペリノン顔料、キノフタロン顔料、アントラキノン顔料、チオインジゴ顔料、ベンツイミダゾロン顔料、アゾ顔料等が挙げられる。これらの有機顔料は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
【0114】
上記重合禁止剤としては、上述の重合禁止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、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。
上記酸化防止剤としては、上述の酸化防止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、これらの酸化防止剤は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
【0115】
上記難燃剤としては、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等が挙げられる。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。
【0116】
本実施形態の硬化性樹脂組成物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、各配合成分を混合して製造する方法等が挙げられる。混合方法は特に限定されず、ペイントシェイカー、ディスパー、ロールミル、ビーズミル、ボールミル、アトライター、サンドミル、ビーズミル等を用いてもよい。
【0117】
[硬化物]
本実施形態の硬化物は、硬化性樹脂組成物を硬化反応させて得られることを特徴とする。
本実施形態の硬化物は、上述の硬化性樹脂組成物の硬化物である。当該硬化物は、上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。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、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。
【0118】
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。
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、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。
【0119】
また、本実施形態の硬化物は、優れた光感度、伸度、弾性、及び耐熱黄変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、レジスト部材(ソルダーレジスト)、絶縁材料(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。
【0120】
[ソルダーレジスト用樹脂材料]
本実施形態のソルダーレジスト用樹脂材料は、上述の硬化性樹脂組成物からなるものである。
【0121】
[絶縁材料、レジスト部材]
本実施形態の絶縁材料は、上述の硬化物からなるものである。
本実施形態のレジスト部材は、上述の硬化物からなるものである。本実施形態のレジスト部材は、例えば、上述の硬化性樹脂組成物(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、さらに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。上記基材としては、例えば、銅箔、アルミニウム箔等の金属箔等が挙げられる。
【実施例0122】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【0123】
実施例及び比較例で用いた測定・評価方法は、以下のとおりである。
【0124】
[二重結合当量]
実施例の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂について、二重結合当量(g/当量)を、下記式を用いて算出した。
二重結合当量=(固形分の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂全体の質量)/(二重結合を有する化合物のモル数)
【0125】
[固形分酸価]
酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の固形分酸価(mgKOH/g)は、試料1g中に含有する遊離脂肪酸、樹脂酸等を中和するのに必要とする水酸化カリウムのmg数であり、溶剤として、ジエチルエーテル/エタノール混合溶液の代わりにトルエン/メタノール混合溶液(体積比1:1)を用いたこと以外はJIS K0070-1992で示された下記の1)~4)の手順に従い、算出した。
1)試薬は、次のとおりとする。
・0.1mol/Lの塩酸:JIS K8001の4.5(5.5)[0.1mol/L塩酸(3.646gHCl/L)]による。
・0.1mol/Lの水酸化カリウムエタノール溶液:JIS K8574に規定する水酸化カリウム7gを5mLの水に溶かし、JIS K8102に規定するエタノール(95)を加えて1Lとし、二酸化炭素をさえぎって、2~3日間放置した後、上澄みを取るか又はろ過して耐アルカリ性の瓶に保存する。標定は、0.1mol/Lの塩酸25mLを全量ピペットを用いて三角フラスコに取り、フェノールフタレイン溶液を加え、0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、中和に要した量からファクターを求める。
・フェノールフタレイン溶液:JIS K8001の4.3(指示薬)による。
・溶剤:JIS K8103に規定するジエチルエーテルとJISK8101に規定するエタノール(99.5)とを体積比で1:1又は2:1で混合したもの。
これらは、使用直前にフェノールフタレイン溶液を指示薬として数滴加え、0.1mol/Lの水酸化カリウムエタノール溶液で中和する。
2)装置及び器具装置及び器具は、次のとおりとする。
・三角フラスコ300mL
・ビュレット25mL
・水浴又は熱板
3)操作は、次のとおり行う。
・試料を適量三角フラスコに量り取る。
・溶剤100mL及び指示薬としてフェノールフタレイン溶液数滴を加え、水浴上で試料が完全に溶けるまで十分に振り混ぜる。
・0.1mol/Lの水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、指示薬のうすい紅色が30秒間続いたときを終点とする。
4)酸価は、次の式によって算出する。
A=(B×f×5.611)/S
ここで、
A:酸価(mgKOH/g)
B:滴定に用いた0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液の量(mL)
f:0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液のファクター
S:試料の質量(g)
5.611:水酸化カリウムの式量56.11×1/10
【0126】
[光感度]
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10kJ/m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。残存段数が多いほど、光感度が高いことを示す。
【0127】
[耐熱黄変性]
硬化性樹脂組成物を、アプリケーターを用いてガラス上に膜厚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10kJ/m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。
得られた硬化塗膜を、熱風循環式乾燥炉中で260℃に加熱して加速劣化させ、60分後に取り出した。未加熱の硬化塗膜との色差ΔE*abを、測色色差計(日本電色工業株式会社製「ZE6000」)を用いて測定した。色差ΔE*abが低いほど、耐熱黄変性に優れることを示す。
【0128】
[伸度]
硬化性樹脂組成物を、アプリケーターを用いてガラス上に膜厚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10kJ/m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、硬化塗膜をガラスから剥離して硬化物を得た。
得られた硬化物から10mm×80mmの試験片を切り出し、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伸度(%)を測定した。
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
【0129】
[弾性]
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10kJ/m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、硬化塗膜を銅箔から剥離して硬化物を得た。
得られた硬化物から10mm×80mmの試験片を切り出し、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)を測定した。弾性率が高いほど、弾性に優れることを示す。
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
【0130】
(実施例1:酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(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エチルエーテルアセテート66.7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80質量部、メチルメタクリレート20質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート55.6質量部、(2-エチルヘキサノイル)(tert-ブチル)ペルオキシド(日油株式会社製「パーブチルO」)5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で6時間ホールドし、(メタ)アクリル共重合体(A1)を得た。次いで、メチルハイドロキノン0.1質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.9質量部、アクリル酸28.4質量部、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノアクリレート(東亜合成株式会社製「アロニックス M-5300」)35.7質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸7.4質量部、トリフェニルホスフィン0.9質量部を仕込み、空気を吹き込み、撹拌しながら、120℃で20時間反応させた。次いで、3-メチル-8-オキサビシクロ[4.3.0]ノナン-7,9-ジオン52.1質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート26.8質量部を添加し、110℃で3時間反応させ、目的の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(1)を得た。この酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(1)の不揮発分は、60質量%であり、固形分酸価は、80mgKOH/gであり、固形分の二重結合当量は、441g/当量であった。
【0131】
(実施例2:酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(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、実施例1で得られた(メタ)アクリル共重合体(A1)222.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.7質量部、アクリル酸36.5質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸7.4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15時間反応させた。次いで、3-メチル-8-オキサビシクロ[4.3.0]ノナン-7,9-ジオン43.5質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート2.8質量部を添加し、110℃で3時間反応させ、目的の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(2)を得た。この酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(2)の不揮発分は、60質量%であり、固形分酸価は、80mgKOH/gであり、固形分の二重結合当量は、370g/当量であった。
【0132】
(実施例3:酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(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、実施例1で得られた(メタ)アクリル共重合体(A1)222.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.7質量部、アクリル酸32.5質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸14.9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16時間反応させた。次いで、3-メチル-8-オキサビシクロ[4.3.0]ノナン-7,9-ジオン44.5質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート5.7質量部を添加し、110℃で3時間反応させ、目的の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(3)を得た。この酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(3)の不揮発分は、60質量%であり、固形分酸価は、81mgKOH/gであり、固形分の二重結合当量は、426g/当量であった。
【0133】
(実施例4:酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(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、実施例1で得られた(メタ)アクリル共重合体(A1)222.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.8質量部、アクリル酸28.4質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸22.3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、120℃で17時間反応させた。次いで、3-メチル-8-オキサビシクロ[4.3.0]ノナン-7,9-ジオン44.5質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート7.9質量部を添加し、110℃で3時間反応させ、目的の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(4)を得た。この酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(4)の不揮発分は、60質量%であり、固形分酸価は、79mgKOH/gであり、固形分の二重結合当量は、495g/当量であった。
【0134】
(実施例5:酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(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エチルエーテルアセテート66.7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80質量部、メチルメタクリレート17質量部、ベンジルメタクリレート3質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート55.6質量部、(2-エチルヘキサノイル)(tert-ブチル)ペルオキシド(日油株式会社製「パーブチルO」)5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で6時間ホールドし、(メタ)アクリル共重合体(A2)を得た。次いで、メチルハイドロキノン0.1質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.7質量部、アクリル酸32.5質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸14.9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16時間反応させた。次いで、3-メチル-8-オキサビシクロ[4.3.0]ノナン-7,9-ジオン44.5質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート5.7質量部を添加し、110℃で3時間反応させ、目的の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(5)を得た。この酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(5)の不揮発分は、60質量%であり、固形分酸価は、80mgKOH/gであり、固形分の二重結合当量は、426g/当量であった。
【0135】
(実施例6:酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(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、実施例1で得られた(メタ)アクリル共重合体(A1)222.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.7質量部、アクリル酸32.5質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸14.9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16時間反応させた。次いで、ヘキサヒドロイソベンゾフラン-1,3-ジオン39.9質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート2.6質量部を添加し、110℃で3時間反応させ、目的の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(6)を得た。この酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(6)の不揮発分は、60質量%であり、固形分酸価は、80mgKOH/gであり、固形分の二重結合当量は、415g/当量であった。
【0136】
(実施例7:酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(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エチルエーテルアセテート66.7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70質量部、メチルメタクリレート30質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート55.6質量部、(2-エチルヘキサノイル)(tert-ブチル)ペルオキシド(日油株式会社製「パーブチルO」)5質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で6時間ホールドし、(メタ)アクリル共重合体(A3)を得た。次いで、メチルハイドロキノン0.1質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.7質量部、アクリル酸32.5質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸14.9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14時間反応させた。次いで、3-メチル-8-オキサビシクロ[4.3.0]ノナン-7,9-ジオン43.1質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート0.8質量部を添加し、110℃で3時間反応させ、目的の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(7)を得た。この酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(7)の不揮発分は、60質量%であり、固形分酸価は、81mgKOH/gであり、固形分の二重結合当量は、468g/当量であった。
【0137】
(実施例8:酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(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、実施例1で得られた(メタ)アクリル共重合体(A1)222.2質量部、メチルハイドロキノン0.1質量部、ペンタエリトリトール=テトラキス[3-(3’,5’-ジ-tert-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオナ-ト]0.7質量部、アクリル酸32.5質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸14.9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16時間反応させた。次いで、3-メチル-8-オキサビシクロ[4.3.0]ノナン-7,9-ジオン44.5質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート5.7質量部を添加し、110℃で3時間反応させ、目的の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(8)を得た。この酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(8)の不揮発分は、60質量%であり、固形分酸価は、80mgKOH/gであり、固形分の二重結合当量は、426g/当量であった。
【0138】
(比較例1:酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(C1)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エチルエーテルアセテート55.6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70質量部、メチルメタクリレート30質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート48.6質量部、(2-エチルヘキサノイル)(tert-ブチル)ペルオキシド(日油株式会社製「パーブチルO」)7質量部を予め混合させ、3時間かけて滴下した。120℃で6時間ホールドし、(メタ)アクリル共重合体(C1)を得た。次いで、メチルハイドロキノン0.1質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.8質量部、アクリル酸28.4質量部、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノアクリレート31.3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、120℃で20時間反応させた。次いで、ヘキサヒドロイソベンゾフラン-1,3-ジオン43.3質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート13.1質量部を添加し、110℃で5時間反応させ、酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(C1)を得た。当該酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(C1)の不揮発分は、60質量%であり、固形分酸価は、80mgKOH/gであった。
【0139】
(実施例9:硬化性樹脂組成物(1)の調製)
実施例1で得た酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(1)と、硬化剤としてビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON 850-S」、エポキシ当量:188g/当量)と、光重合開始剤(IGM社製「Omnirad 907」)と、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートと、2-エチル-4-メチルイミダゾールと、白色顔料として酸化チタン(石原産業株式会社製「CR-93」)とを表1に示す質量部で配合し、有機溶剤としてジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを用いて混錬し、硬化性樹脂組成物(1)を得た。
【0140】
(実施例10~16:硬化性樹脂組成物(2)~(8)の調製)
実施例9で用いた酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(1)の代わりに、実施例2~8で調製した酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(2)~(8)を用いて、表1に示す組成比で各成分を混合し、実施例9と同様の方法にて硬化性樹脂組成物(2)~(8)を得た。
【0141】
(比較例2:硬化性樹脂組成物(R1)の調製)
実施例9で用いた酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(1)の代わりに、比較例1で調製した酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(C1)を用いて、表1に示す組成比で各成分を混合し、実施例9と同様の方法にて硬化性樹脂組成物(R1)を得た。
【0142】
実施例9~16で得られた硬化性樹脂組成物(1)~(8)、及び比較例2で得られた硬化性樹脂組成物(R1)の組成及び光感度の測定結果を表1に示す。
【0143】
【表1】
【0144】
(実施例17:硬化性樹脂組成物(9)の調製)
実施例1で得た酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(1)と、硬化剤としてビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON 850-S」、エポキシ当量:188g/当量)と、光重合開始剤(IGM社製「Omnirad 907」)とを表2に示す質量部で配合し、有機溶剤としてジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを用いて混錬し、硬化性樹脂組成物(1)を得た。
【0145】
(実施例18~24:硬化性樹脂組成物(10)~(16)の調製)
実施例17で用いた酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(1)の代わりに、実施例2~8で調製した酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(2)~(8)を用いて、表2に示す組成比で各成分を混合し、実施例17と同様の方法にて硬化性樹脂組成物(10)~(16)を得た。
【0146】
(比較例3:硬化性樹脂組成物(R2)の調製)
実施例17で用いた酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(1)の代わりに、比較例1で調製した酸基及び重合性不飽和基含有樹脂(C1)を用いて、表2に示す組成比で各成分を混合し、実施例17と同様の方法にて硬化性樹脂組成物(R2)を得た。
【0147】
実施例17~24で得られた硬化性樹脂組成物(9)~(16)、及び比較例3で得られた硬化性樹脂組成物(R2)の組成、耐熱黄変性(色差ΔE*ab)、伸度及び弾性(弾性率)の測定結果を表2に示す。
【0148】
【表2】
【0149】
なお、表1及び表2における酸基及び重合性不飽和基含有樹脂の質量部の記載は、固形分値である。
【0150】
表1に示した実施例1~16の硬化性樹脂組成物は、高い光感度を有することが確認された。一方、比較例1は、本発明で規定する酸基及び重合性不飽和基含有樹脂を含まない硬化性樹脂組成物であり、実施例1~16と比較して光感度が低いことが確認された。
【0151】
また、表2に示した実施例17~24の硬化性樹脂組成物の硬化物は、優れた耐熱黄変性、高い伸度及び弾性を有することが確認された。一方、比較例2は、本発明で規定する酸基及び重合性不飽和基含有樹脂を含まない硬化性樹脂組成物であり、実施例17~24と比較して耐熱黄変性、伸度及び弾性に劣ることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【0152】
本発明の酸基及び重合性不飽和基含有樹脂は、高い光感度を有し、高伸度、高弾性、及び優れた耐熱黄変性を有する硬化物を形成することができるため、半導体デバイス用途における、レジスト部材(ソルダーレジスト)、絶縁材料(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、特にレジスト部材、絶縁材料用途に好適に用いることができる。