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JP2023003576A - 樹脂、硬化性樹脂組成物、硬化物、絶縁材料及びレジスト部材 - Google Patents

樹脂、硬化性樹脂組成物、硬化物、絶縁材料及びレジスト部材 Download PDF

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Abstract

【課題】優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する樹脂、これを含有する硬化性樹脂組成物、前記硬化性樹脂組成物からなる硬化物、絶縁材料及びレジスト部材を提供する。【解決手段】多塩基酸(A-1)及び/又は多塩基酸無水物(A-2)と、水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)と、ポリオール化合物(C)と、ポリイソシアネート化合物(D)と、を原料とする樹脂であり、酸基及び重合性不飽和基を有するものであることを特徴とする樹脂を用いる。【選択図】なし

Description

本発明は、高い光感度及び優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性及び基材密着性を有する樹脂、これを含有する硬化性樹脂組成物、前記硬化性樹脂組成物の硬化物、絶縁材料及びレジスト部材に関する。
近年、プリント配線基板用のソルダーレジスト用樹脂材料には、エポキシ樹脂をアクリル酸でアクリレート化した後、酸無水物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が広く用いられている。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、硬化物における耐熱性や強度、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。
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、ノボラック型エポキシ樹脂と不飽和モノカルボン酸との反応物と、飽和又は不飽和多塩基酸無水物とを反応させて得られる活性エネルギー線硬化性樹脂が知られているが(例えば、下記特許文献1参照。)、伸度及び基材密着性においては今後ますます高まる要求特性を満足するものではなく、昨今の市場要求に対し十分なものではなかった。
そこで、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における耐熱性、伸度及び基材密着性により一層優れた材料が求められていた。
特開昭61-243869号公報
本発明が解決しようとする課題は、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する樹脂、これを含有する硬化性樹脂組成物、前記硬化性樹脂組成物からなる硬化物、絶縁材料及びレジスト部材を提供することである。
本発明が解決しようとする課題は、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する硬化物を形成可能な樹脂、これを含有する硬化性樹脂組成物、前記硬化性樹脂組成物の硬化物、絶縁材料及びレジスト部材を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、多塩基酸(A-1)及び/又は多塩基酸無水物(A-2)と、水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)と、ポリオール化合物(C)と、ポリイソシアネート化合物(D)と、を原料とするものであり、酸基及び重合性不飽和基を有する特定の樹脂を用いることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、多塩基酸(A-1)及び/又は多塩基酸無水物(A-2)と、水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)と、ポリオール化合物(C)と、ポリイソシアネート化合物(D)と、を原料とする樹脂であり、酸基及び重合性不飽和基を有するものであることを特徴とする樹脂、これを含有する硬化性樹脂組成物、前記硬化性樹脂組成物からなる硬化物、絶縁材料及びレジスト部材に関するものである。
本発明の樹脂は、優れたアルカリ現像性を有するアルカリ可溶性樹脂であり、また、硬化物において優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有することから、絶縁材料及びレジスト部材に好適に用いることができる。
本発明の樹脂は、多塩基酸(A-1)及び/又は多塩基酸無水物(A-2)と、水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)と、ポリオール化合物(C)と、ポリイソシアネート化合物(D)と、を原料とするものであり、酸基及び重合性不飽和基を有するものであることを特徴とする。
前記酸基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基等が挙げられる。
前記酸無水物基としては、例えば、カルボン酸無水物基、スルホン酸無水物基、燐酸無水物基等が挙げられる。
前記多塩基酸(A-1)としては、一分子中にカルボキシル基を2つ以上有する化合物であれば何れのものも用いることができる。例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸、シクロヘキサントリカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、ビフェニルトリカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸等が挙げられる。また、前記多塩基酸としては、例えば、共役ジエン系ビニルモノマーとアクリロニトリルとの共重合体であって、その分子中にカルボキシル基を有する重合体も用いることができる。これらの多塩基酸は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記多塩基酸無水物(A-2)としては、例えば、脂肪族多塩基酸無水物、脂環式多塩基酸無水物、芳香族多塩基酸無水物等が挙げられる。
前記脂肪族多塩基酸無水物としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸の酸無水物、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等が挙げられる。また、前記脂肪族多塩基酸無水物としては、脂肪族炭化水素基は直鎖型及び分岐型のいずれでもよく、構造中に不飽和結合を有していてもよい。
前記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としては、例えば、下記式(1-1)で表されるブタジエン-アクリロニトリル共重合体にカルボキシル基を有する重合体や、下記式(1-2)で表されるブタジエン-アクリロニトリル共重合体の分子中に水酸基を有する重合体と無水マレイン酸等の多塩基酸無水物とのハーフエステルなどが挙げられる。なお、カルボキシル基の位置は、分子の側鎖又は末端の何れに位置していてもよいが、末端が好ましい。
Figure 2023003576000001
[式(1-1)中、Xは1~50の整数であり、Yは1~50の整数であり、Zは1~20の整数である。]
Figure 2023003576000002
[式(1-2)中、Xは1~50の整数であり、Yは1~50の整数であり、Zは1~20の整数である。]
前記脂環式多塩基酸無水物としては、本発明では、酸無水物基が脂環構造に結合しているものを脂環式多塩基酸無水物とし、それ以外の構造部位における芳香環の有無は問わないものとする。前記脂環式多塩基酸無水物としては、例えば、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、シクロヘキサントリカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸、ジシクロヘキシル-3,4,3’,4’-テトラカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、1,2,3,4-テトラメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸、オクタヒドロビフェニレン-4a,8b:4b,8a-テトラカルボン酸、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸2,3:5,6-、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸の酸無水物等が挙げられる。
前記芳香族多塩基酸無水物としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、ビフェニルトリカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸の酸無水物等が挙げられる。
これらの多塩基酸無水物(A-2)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、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する硬化物を形成可能な樹脂が得られることから、前記脂環式多塩基酸無水物、或いは前記芳香族多塩基酸無水物が好ましく、脂環式多塩基酸無水物がより好ましい。
前記多塩基酸無水物(A-2)の使用量は、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する硬化物を形成可能な樹脂が得られることから、前記ポリイソシアネート化合物(D)が有するイソシアネート基1モルに対して、0.6~3モルの範囲が好ましく、0.6~2モルの範囲がより好ましく、0.6~1.5モルの範囲が特に好ましい。
前記多塩基酸無水物(A-2)の使用量は、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する硬化物を形成可能な樹脂が得られることから、前記ポリイソシアネート化合物(D)が有するイソシアネート基1モルに対して、0.6~3モルの範囲が好ましく、0.8~2モルの範囲がより好ましく、0.9~1.5モルの範囲が特に好ましい。
該反応は、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒を用いてもよい。
前記有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、ジメチルホルムアミド、メチルイソブチルケトン等のケトン溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキソラン等の環状エーテル溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル溶剤;トルエン、キシレン、ソルベントナフサ等の芳香族溶剤;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環族溶剤;カルビトール、セロソルブ、メタノール、イソプロパノール、ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのアルコール溶剤;アルキレングリコールモノアルキルエーテル、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテル、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート等のグリコールエーテル溶剤;メトキシプロパノール、シクロヘキサノン、メチルセロソルブ、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。また、前記有機溶剤の使用量は、反応効率が良好となることから、反応原料の合計質量に対し0.1~5倍量程度の範囲で用いることが好ましい。
前記塩基性触媒としては、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。これらの塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)としては、例えば、水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。分子構造中に水酸基と(メタ)アクリロイル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。その一例としては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、前記各種の水酸基含有(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性体や、前記各種の水酸基含有(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性体等も用いることができる。これらの水酸基含有(メタ)アクリレート化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。また、これらの中でも、反応の制御が容易となることから水酸基を1つ有する(メタ)アクリレート化合物が好ましい。これらの水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(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。なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及び/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。
前記水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)の分子量は、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する硬化物を形成可能な樹脂が得られることから、1,000以下が好ましい。また、前記水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)が、オキシアルキレン変性体やラクトン変性体である場合には、重量平均分子量(Mw)は、1,000以下が好ましい。
前記ポリオール化合物(C)としては、例えば、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロール吉草酸、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、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ウンデカンジオール、ドデカンジオール、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、2-メチル-1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、2-エチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,4-ブタンジオール、2-エチル-2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-エチルブタン-14-ブタンジオール、2,3-ジメチル-1,4-ブタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,4-ジメチル-1,5-ペンタンジオール、3,3-ジメチルペンタン-1,5-ジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、3-プロピルペンタン-1,5-ジオール、2,2-ジエチル-1,4-ブタンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、2,2-ジプロピル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-2-ブチル-1,3-プロパンジオール、2,5-ジエチル-1,6-ヘキサンジオール等の脂肪族ポリオール化合物;ビフェノール、ビスフェノール等の芳香族ポリオール化合物;前記各種のポリオール化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性体;前記各種のポリオール化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性体等が挙げられる。
また、前記ポリオール化合物(C)としては、炭化水素系ポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリシロキサンポリオール等のその他のポリオールを用いることもできる。
前記炭化水素系ポリオールとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブタジエン、スチレン等オレフィンモノマー類を1種又は2種以上を重合させた末端ジオールを有するオレフィン系ポリマー、ダイマージオール等が挙げられる。
前記ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、メチルペンタンジオール等、2価のジオールを炭酸エステル結合を介して1種又は2種以上を重合させた末端ジオールを有するポリカーボネートポリオール等が挙げられる。
前記ポリエステルポリオールとしては、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、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、メチルペンタンジオール等のグリコールモノマーと、アジピン酸、セバシン酸、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、メチルテトラヒドロフタル酸等のジカルボン酸モノマーを1種又は2種以上を重縮合させた末端ジオールを有するポリエステルポリオール等が挙げられる。
前記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等エポキシド化合物を、エチレングリコール、プロピレングリコール、ビスフェノールA等のジオール化合物に付加した末端ジオールを有するポリエーテルポリオール等が挙げられる。
前記ポリウレタンポリオールとしては、例えば、前記の各種ポリオール類と、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トルエンジイソシアネート(TDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)等のポリイソシアネートを1種又は2種以上を重合させた末端ジオールを有するポリウレタンポリオール等が挙げられる。
前記ポリシロキサンポリオールとしては、例えば、ジメチルシロキサン、メチルフェニルシロキサン等の構造単位を有するポリシロキサンポリオール等が挙げられる。
これらのポリオール化合物(C)は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。また、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する硬化物を形成可能な樹脂が得られることから、1分子中に不飽和結合を有するものが好ましく、1分子中にエチレン性不飽和結合を有するものがより好ましい。
前記ポリイソシアネート化合物(D)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;下記式(a)で表される繰り返し構造を有するポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート;これらのイソシアヌレート変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体等が挙げられる。また、これらのポリイソシアネート化合物(D)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。
Figure 2023003576000003
[式(a)中、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~6の炭化水素基の何れかである。Rはそれぞれ独立して、炭素原子数1~4のアルキル基である。lは0又は1~3の整数であり、mは1~15の整数である。]
これらの中でも、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する硬化物を形成可能な樹脂が得られることから、前記脂環式ジイソシアネート化合物又はその変性体が好ましく、脂環式ジイソシアネートが好ましい。また、優れたアルカリ現像性を有し、かつ優れた耐熱性を有する硬化物を形成可能な酸基含有(メタ)アクリレート樹脂が得られる点では前記脂肪族ジイソシアネート化合物又はその変性体が好ましく、脂肪族ジイソシアネートが好ましい。さらに、前記ポリイソシアネート化合物(D)の総質量に対する前記脂環式ジイソシアネート化合物又はその変性体と前記脂肪族ジイソシアネート化合物又はその変性体との合計質量の割合が70質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。また、前記脂環式ジイソシアネート化合物又はその変性体と前記脂肪族ジイソシアネート化合物又はその変性体とを併用する場合には、両者の質量比が20/80~80/20の範囲であることが好ましい。
本発明の樹脂の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法にて製造してもよい。例えば、反応原料の全てを一括で反応させる方法で製造してもよいし、反応原料を順次反応させる方法で製造してもよい。
前記反応原料の全てを一括で反応させる方法としては、例えば、前記多塩基酸(A-1)及び/又は多塩基酸無水物(A-2)と、前記水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)と、前記ポリオール化合物(C)と、前記ポリイソシアネート化合物(D)とを含む反応原料を、塩基性触媒の存在下、80~140℃程度の温度条件下で加熱撹拌して製造する方法等が挙げられる。
前記塩基性触媒としては、上述の塩基性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。なお、前記塩基性触媒の添加量は、反応原料の合計質量100質量部に対して0.001~5質量部の範囲で用いることが好ましい。
前記反応原料を順次反応させる方法としては、例えば、前記多塩基酸(A-1)及び/又は多塩基酸無水物(A-2)と、前記水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)と、前記ポリオール化合物(C)とを酸性及び/又は塩基性触媒の存在下、80~150℃で反応させて、反応生成物(I)を得、次いで、前記ポリイソシアネート化合物(D)を酸性及び/又は塩基性触媒の存在下、80~150℃で反応させて製造する方法等が挙げられる。
前記酸性触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、シュウ酸等の有機酸、三フッ化ホウ素、無水塩化アルミニウム、塩化亜鉛等のルイス酸などが挙げられる。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、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記塩基性触媒としては、上述の塩基性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記反応原料の全てを一括で反応させる製造方法及び前記反応原料を順次反応させる方法において、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する硬化物を形成可能な樹脂が得られることから、前記多塩基酸(A-1)及び/又は多塩基酸無水物(A-2)の合計1モルに対する、前記水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)と前記ポリオール化合物(C)が有する水酸基の合計モル数は0.3~1の範囲となることが好ましく、0.3~0.8の範囲となることがより好ましい。
また、本発明の樹脂としては、必要に応じて、前記多塩基酸(A-1)及び/又は多塩基酸無水物(A-2)、前記水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)、前記ポリオール化合物(C)、並びに前記ポリイソシアネート化合物(D)以外に、その他の化合物を反応原料として併用することもできる。
前記その他の化合物としては、例えば、エポキシ基を有する(メタ)アクリレート化合物、多塩基酸無水物等が挙げられる。
前記エポキシ基を有する(メタ)アクリレート化合物としては、分子構造中に(メタ)アクリロイル基とエポキシ基とを有するもの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。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。これらのエポキシ基を有する(メタ)アクリレート化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。これらの中でも、反応の制御が容易となることから、エポキシ基を1つ有する(メタ)アクリレート化合物が好ましく、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する硬化物を形成可能な樹脂が得られることから、グリシジル基を有する(メタ)アクリレートモノマーが好ましい。また、前記グリシジル基を有する(メタ)アクリレートモノマーの分子量は500以下であることが好ましい。
前記多塩基酸無水物は、上述の多塩基酸無水物(A-2)と同様のものを用いることができ、前記多塩基酸無水物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
前記その他の化合物の含有量は、前記反応原料中に、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%以下がさらに好ましい。
本発明の樹脂の酸価は、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する硬化物を形成可能な樹脂が得られることから、50~140mgKOH/gの範囲が好ましく、60~120mgKOH/gの範囲がより好ましい。なお、本願発明において酸基含有(メタ)アクリレート樹脂の酸価は、JIS K 0070(1992)の中和滴定法にて測定される値である。
本発明の樹脂は、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する硬化物を形成可能なことから、例えば、下記一般式(1)~(6)の何れか1つで表される構造を有するものであることが好ましい。
Figure 2023003576000004
[式中、Aは、それぞれ独立して、芳香環又は脂環であり、Xは、下記式(x-1)~(x-24)で表される何れかである。
Yは、-OR又は-NH-X-(Z)で表されるものであり、
rは、0、1又は2であり、sは、0、1又は2である。
nは、0又は1~3の整数であり、mは、0又は1~3の整数であり、n+mは、2又は3である。
また、前記Rは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1~20の炭化水素基であり、前記Zは、下記式(z-1)又は(z-2)で表されるものであり、前記lは、2又は3である。なお、式(1)~(6)、(z-1)及び(z-2)中のYの少なくとも1つが-ORである。]
Figure 2023003576000005
[式(x-1)~(x-24)中、「*」は窒素原子との結合点を示す。]
Figure 2023003576000006
[式(z-1)中、Aは、芳香環又は脂環であり、Yは、-ORで表されるものであり、前記Rは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1~20の炭化水素基である。pは、0~5の整数を表す。なお、式(z-1)中、「*」は、Xとの結合点を示す。]
Figure 2023003576000007
[式(z-2)中、Aは、芳香環又は脂環であり、Yは、-ORで表されるものであり、前記Rは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1~20の炭化水素基である。qは、0~4の整数を表す。なお、式(z-1)中、「*」は、Xとの結合点を示す。]
前記式(1)~(6)、(z-1)及び(z-2)中の前記芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ビフェニル環等が挙げられる。
前記式(1)~(6)、(z-1)及び(z-2)中の前記脂環としては、例えば、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロへプタン環、シクロオクタン環、シクロデカン環等の単環の飽和脂環、ノルボルナン環、アダマンタン環、トリシクロデカン環、テトラシクロドデカン環等の多環の飽和脂環、シクロペンテン環、シクロヘキセン環等の単環の不飽和脂環、ノルボルネン環、トリシクロデセン環、テトラシクロドデセン環等の多環の不飽和脂環などが挙げられる。
本発明の樹脂は、分子構造中に重合性不飽和基を有することから、例えば、光重合開始剤を添加することにより硬化性樹脂組成物として用いることができる。
前記光重合開始剤としては、例えば、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、チオキサントン及びチオキサントン誘導体、2,2’-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、ジフェニル(2,4,6-トリメトキシベンゾイル)ホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-1-ブタノン等の光ラジカル重合開始剤などが挙げられる。
前記その他の光重合開始剤の市販品としては、例えば、「Omnirad 1173」、「Omnirad 184」、「Omnirad 127」、「Omnirad 2959」、「Omnirad 369」、「Omnirad 379」、「Omnirad 907」、「Omnirad 4265」、「Omnirad 1000」、「Omnirad 651」、「Omnirad TPO」、「Omnirad 819」、「Omnirad 2022」、「Omnirad 2100」、「Omnirad 754」、「Omnirad 784」、「Omnirad 500」、「Omnirad 81」(IGM Resins社製);「KAYACURE DETX」、「KAYACURE MBP」、「KAYACURE DMBI」、「KAYACURE EPA」、「KAYACURE OA」(日本化薬株式会社製);「Vicure 10」、「Vicure 55」(Stoffa Chemical社製);「Trigonal P1」(Akzo Nobel社製)、「SANDORAY 1000」(SANDOZ社製);「DEAP」(Upjohn Chemical社製)、「Quantacure PDO」、「Quantacure ITX」、「Quantacure EPD」(Ward Blenkinsop社製);「Runtecure 1104」(Runtec社製)等が挙げられる。これらの光重合開始剤は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
前記光重合開始剤の添加量は、例えば、硬化性樹脂組成物の溶剤以外の成分の合計中に0.05~15質量%の範囲であることが好ましく、0.1~10質量%の範囲であることがより好ましい。
また、前記光重合開始剤は、必要に応じて、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を併用することもできる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、前述した樹脂以外のその他の樹脂成分を含有しても良い。前記その他の樹脂成分としては、酸基及び重合性不飽和基を有する樹脂、各種の(メタ)アクリレートモノマー等が挙げられる。
前記酸基及び重合性不飽和基を有する樹脂としては、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、酸基及び重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂、酸基及び重合性不飽和基を有するウレタン樹脂、酸基及び重合性不飽和基を有するアクリル樹脂、酸基及び重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂、酸基及び重合性不飽和基を有するアクリルアミド樹脂、酸基及び重合性不飽和基を有するエステル樹脂等が挙げられる。
前記酸基としては、上述の酸基として例示したものが挙げられる。
前記酸基及び重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和一塩基酸、及び多塩基酸無水物を必須の反応原料とする酸基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂や、エポキシ樹脂、不飽和一塩基酸、多塩基酸無水物、ポリイソシアネート化合物、及び水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物を反応原料とする酸基及びウレタン結合を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂などが挙げられる。
前記エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェニレンエーテル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール-フェノール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール-クレゾール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン-フェノール付加反応型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、キサンテン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、トリヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、オキサゾリドン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAP型エポキシ樹脂、ビスフェノールB型エポキシ樹脂、ビスフェノールBP型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂等が挙げられる。
前記水添ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールB型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールE型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールS型エポキシ樹脂等が挙げられる。
前記ビフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、4,4’-ビフェノール型エポキシ樹脂、2,2’-ビフェノール型エポキシ樹脂、テトラメチル-4,4’-ビフェノール型エポキシ樹脂、テトラメチル-2,2’-ビフェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。
前記水添ビフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、水添4,4’-ビフェノール型エポキシ樹脂、水添2,2’-ビフェノール型エポキシ樹脂、水添テトラメチル-4,4’-ビフェノール型エポキシ樹脂、水添テトラメチル-2,2’-ビフェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記不飽和一塩基酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、α-シアノ桂皮酸、β-スチリルアクリル酸、β-フルフリルアクリル酸等が挙げられる。また、前記不飽和一塩基酸のエステル化物、酸ハロゲン化物、酸無水物等も用いることができる。さらに、下記式(7)で表される化合物等も用いることができる。
Figure 2023003576000008
[式(7)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、構造中にハロゲン原子やアルコキシ基等を有していても良い。Yは、水素原子又はメチル基である。]
前記ポリオキシアルキレン鎖としては、例えば、ポリオキシエチレン鎖、ポリオキシプロピレン鎖等が挙げられる。
前記(ポリ)エステル鎖としては、例えば、下記式(X-1)で表される(ポリ)エステル鎖が挙げられる。
Figure 2023003576000009
[式(X-1)中、Rは、炭素原子数1~10のアルキレン基であり、nは1~5の整数である。]
前記芳香族炭化水素鎖としては、例えば、フェニレン鎖、ナフチレン鎖、ビフェニレン鎖、フェニルナフチレン鎖、ビナフチレン鎖等が挙げられる。また、部分構造として、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環等の芳香環を有する炭化水素鎖も用いることができる。
前記(ポリ)カーボネート鎖としては、例えば、下記式(X-2)で表される(ポリ)カーボネート鎖が挙げられる。
Figure 2023003576000010
[式(X-2)中、Rは、炭素原子数1~10のアルキレン基であり、nは1~5の整数である。]
前記式(7)で表される化合物の分子量は、100~500の範囲が好ましく、150~400の範囲がより好ましい。
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。
前記多塩基酸無水物としては、上述の多塩基酸無水物(A-2)として例示したものと同様のものを用いることができ、前記多塩基酸無水物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記ポリイソシアネート化合物としては、上述のポリイソシアネート化合物として例示したものと同様のものを用いることができ、前記ポリイソシアネート化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物としては、上述の水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)として例示したものと同様のものを用いることができ、前記水水酸基及び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。
前記酸基及び重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。前記酸基及び重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒を用いてもよい。
前記有機溶剤としては、上述の有機溶剤として例示したものと同様のものを用いることができ、前記有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記塩基性触媒としては、上述の塩基性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和基を有するウレタン樹脂としては、例えば、ポリイソシアネート化合物、水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物、カルボキシル基を有するポリオール化合物、及び必要に応じて多塩基酸無水物、前記カルボキシル基を有するポリオール化合物以外のポリオール化合物とを反応させて得られたものや、ポリイソシアネート化合物、水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物、多塩基酸無水物、及びカルボキシル基を有するポリオール化合物以外のポリオール化合物とを反応させて得られたもの等が挙げられる。
前記ポリイソシアネート化合物としては、上述のポリイソシアネート化合物として例示したものと同様のものを用いることができ、前記ポリイソシアネート化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物としては、上述の水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)として例示したものと同様のものを用いることができ、前記水酸基及び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。
前記カルボキシル基を有するポリオール化合物としては、例えば、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロール吉草酸等が挙げられる。前記カルボキシル基を有するポリオール化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記多塩基酸無水物としては、上述の多塩基酸無水物(A-2)として例示したものと同様のものを用いることができ、前記多塩基酸無水物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記カルボキシル基を有するポリオール化合物以外のポリオール化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の脂肪族ポリオール化合物;ビフェノール、ビスフェノール等の芳香族ポリオール化合物;前記各種のポリオール化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性体;前記各種のポリオール化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性体等が挙げられる。前記カルボキシル基を有するポリオール化合物以外のポリオール化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和基を有するウレタン樹脂の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。前記酸基及び重合性不飽和基を有するウレタン樹脂の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒を用いてもよい。
前記有機溶剤としては、上述の有機溶剤として例示したものと同様のものを用いることができ、前記有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記塩基性触媒としては、上述の塩基性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和基を有するアクリル樹脂としては、例えば、水酸基やカルボキシル基、イソシアネート基、グリシジル基等の反応性官能基を有する(メタ)アクリレート化合物(α)を必須の成分として重合させて得られるアクリル樹脂中間体に、これらの官能基と反応し得る反応性官能基を有する(メタ)アクリレート化合物(β)をさらに反応させることにより(メタ)アクリロイル基を導入して得られる反応生成物や、前記反応生成物中の水酸基に多塩基酸無水物を反応させて得られるもの等が挙げられる。
前記アクリル樹脂中間体は、前記(メタ)アクリレート化合物(α)の他、必要に応じてその他の重合性不飽和基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を有する(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を有する(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。これらは単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記(メタ)アクリレート化合物(β)は、前記(メタ)アクリレート化合物(α)が有する反応性官能基と反応し得るものであれば特に限定されないが、反応性の観点から以下の組み合わせであることが好ましい。即ち、前記(メタ)アクリレート化合物(α)として水酸基を有する(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)として水酸基を有する(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、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記多塩基酸無水物は、上述の多塩基酸無水物(A-2)として例示したものと同様のものを用いることができ、前記多塩基酸無水物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和基を有するアクリル樹脂の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。前記酸基及び重合性不飽和基を有するアクリル樹脂の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒を用いてもよい。
前記有機溶剤としては、上述の有機溶剤として例示したものと同様のものを用いることができ、前記有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記塩基性触媒としては、上述の塩基性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂としては、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、水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物及び/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。
前記アミドイミド樹脂としては、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。水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物や(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、酸無水物基を有するものであることが好ましく、酸基と酸無水物基との両方を有するものであることがより好ましい。前記アミドイミド樹脂の固形分酸価は、中性条件下、即ち、酸無水物基を開環させない条件での測定値が60~350mgKOH/gの範囲であることが好ましい。他方、水の存在下等、酸無水物基を開環させた条件での測定値が61~360mgKOH/gの範囲であることが好ましい。
前記アミドイミド樹脂としては、例えば、ポリイソシアネート化合物と、多塩基酸無水物とを反応原料として得られるものが挙げられる。
前記ポリイソシアネート化合物としては、上述のポリイソシアネート化合物として例示したものと同様のものを用いることができ、前記ポリイソシアネート化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記多塩基酸無水物としては、上述の多塩基酸無水物(A-2)として例示したものと同様のものを用いることができ、前記多塩基酸無水物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
また、前記アミドイミド樹脂は、必要に応じて、前記ポリイソシアネート化合物及び多塩基酸無水物以外に、多塩基酸を反応原料として併用することもできる。
前記多塩基酸としては、一分子中にカルボキシル基を2つ以上有する化合物であれば何れのものも用いることができる。例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸、シクロヘキサントリカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、ビフェニルトリカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸等が挙げられる。また、前記多塩基酸としては、例えば、共役ジエン系ビニルモノマーとアクリロニトリルとの共重合体であって、その分子中にカルボキシル基を有する重合体も用いることができる。これらの多塩基酸は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物としては、上述の水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)として例示したものと同様のものを用いることができ、前記水酸基及び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。
前記エポキシ基を有する(メタ)アクリレート化合物としては、分子構造中に(メタ)アクリロイル基とエポキシ基とを有するもの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。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。これらのエポキシ基を有する(メタ)アクリレート化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。これらの中でも、反応の制御が容易となることから、エポキシ基を1つ有する(メタ)アクリレート化合物が好ましく、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する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、グリシジル基を有する(メタ)アクリレートモノマーが好ましい。また、前記グリシジル基を有する(メタ)アクリレートモノマーの分子量は500以下であることが好ましい。さらに、前記エポキシ基を有する(メタ)アクリレート化合物の総質量に対する前記グリシジル基を有する(メタ)アクリレートモノマーの割合が70質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。
前記酸基及び重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。前記酸基及び重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒を用いてもよい。
前記有機溶剤としては、上述の有機溶剤として例示したものと同様のものを用いることができ、前記有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記塩基性触媒としては、上述の塩基性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和基を有するアクリルアミド樹脂としては、例えば、フェノール性水酸基を有する化合物と、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、多塩基酸無水物と、必要に応じて不飽和一塩基酸とを反応させて得られたものが挙げられる。
前記フェノール性水酸基を有する化合物としては、分子内にフェノール性水酸基を少なくとも1つ有する化合物をいう。前記分子内にフェノール性水酸基を少なくとも1つ有する化合物としては、例えば、下記式(8-1)~(8-4)で表される化合物が挙げられる。
Figure 2023003576000011
上記式(8-1)~(8-4)において、Rは、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数1~20のアルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子の何れかであり、Rは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基である。また、pは、0又は1以上の整数であり、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1ある。qは、1以上の整数であり、好ましくは、2又は3である。なお、上記構造式における芳香環上の置換基の位置については、任意であり、例えば、式(8-2)のナフタレン環においてはいずれの環上に置換していてもよく、式(8-3)では、1分子中に存在するベンゼン環のいずれの環上に置換していてもよく、式(8-4)では、1分子中に存在するベンゼン環のいずれかの環上に置換していてもよいことを示し、1分子中における置換基の個数がp及びqであることを示している。
また、前記フェノール性水酸基を有する化合物としては、例えば、分子内にフェノール性水酸基を少なくとも1つ有する化合物と下記式(9-1)~(9-5)の何れかで表される化合物とを必須の反応原料とする反応生成物なども用いることができる。また、分子内にフェノール性水酸基を少なくとも1つ有する化合物の1種又は2種以上を反応原料とするノボラック型フェノール樹脂なども用いることができる。
Figure 2023003576000012
[式(9-1)中、hは0又は1である。式(9-2)~(9-5)中、Rは、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数1~20のアルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子の何れかであり、iは、0又は1~4の整数である。式(9-2)、(9-3)及び(9-5)中、Zは、ビニル基、ハロメチル基、ヒドロキシメチル基、アルキルオキシメチル基の何れかである。式(9-5)中、Yは、炭素原子数1~4のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基の何れかであり、jは1~4の整数である。]
これらのフェノール性水酸基を有する化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、ペンチレンオキサイド等が挙げられる。これらの中でも、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する硬化物を形成可能な硬化性樹脂組成物が得られることから、エチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドが好ましい。前記アルキレンオキサイドは、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記アルキレンカーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ペンチレンカーボネート等が挙げられる。これらの中でも、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する硬化物を形成可能な硬化性樹脂組成物が得られることから、エチレンカーボネート又はプロピレンカーボネートが好ましい。前記アルキレンカーボネートは、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記N-アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド化合物としては、例えば、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシエチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。前記N-アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記多塩基酸無水物としては、上述の多塩基酸無水物(A-2)として例示したものと同様のものを用いることができ、前記多塩基酸無水物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記不飽和一塩基酸としては、上述の不飽和一塩基酸として例示したものと同様を用いることができ、前記不飽和一塩基酸は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和基を有するアクリルアミド樹脂の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。前記酸基及び重合性不飽和基を有するアクリルアミド樹脂の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒及び酸性触媒を用いてもよい。
前記有機溶剤としては、上述の有機溶剤として例示したものと同様のものを用いることができ、前記有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記塩基性触媒としては、上述の塩基性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸性触媒としては、上述の酸性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記酸性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和基を有するエステル樹脂としては、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、多塩基酸無水物とを反応させて得られたものが挙げられる。
前記フェノール性水酸基を有する化合物としては、上述のフェノール性水酸基を有する化合物として例示したものと同様のものを用いることができ、前記フェノール性水酸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。
前記アルキレンオキサイドとしては、上述のアルキレンオキサイド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。これらの中でも、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する硬化物を形成可能な硬化性樹脂組成物が得られることから、エチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドが好ましい。前記アルキレンオキサイドは、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記アルキレンカーボネートとしては、上述のアルキレンカーボネート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。これらの中でも、優れたアルカリ現像性を有し、硬化物における優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有する硬化物を形成可能な硬化性樹脂組成物が得られることから、エチレンカーボネート又はプロピレンカーボネートが好ましい。前記アルキレンカーボネートは、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記不飽和一塩基酸としては、上述の不飽和一塩基酸として例示したものと同様を用いることができ、前記不飽和一塩基酸は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記多塩基酸無水物としては、上述の多塩基酸無水物(A-2)として例示したものと同様のものを用いることができ、前記多塩基酸無水物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和基を有するエステル樹脂の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。前記酸基及び重合性不飽和基を有するエステル樹脂の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒及び酸性触媒を用いてもよい。
前記有機溶剤としては、上述の有機溶剤として例示したものと同様のものを用いることができ、前記有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記塩基性触媒としては、上述の塩基性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸性触媒としては、上述の酸性触媒として例示したものと同様のものを用いることができ、前記酸性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸基及び重合性不飽和基を有する樹脂の使用量は、本発明の酸基を有する(メタ)アクリレート樹脂100質量部に対して、10~900質量部の範囲が好ましい。
前記各種の(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート等の脂肪族モノ(メタ)アクリレート化合物;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチルモノ(メタ)アクリレート等の脂環型モノ(メタ)アクリレート化合物;グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等の複素環型モノ(メタ)アクリレート化合物;ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェニルベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、フェノキシベンジル(メタ)アクリレート、フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香族モノ(メタ)アクリレート化合物等のモノ(メタ)アクリレート化合物:前記各種のモノ(メタ)アクリレートモノマーの分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等のポリオキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性モノ(メタ)アクリレート化合物;前記各種のモノ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性モノ(メタ)アクリレート化合物;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等の脂肪族ジ(メタ)アクリレート化合物;1,4-シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等の脂環型ジ(メタ)アクリレート化合物;ビフェノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールジ(メタ)アクリレート等の芳香族ジ(メタ)アクリレート化合物;前記各種のジ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入したポリオキシアルキレン変性ジ(メタ)アクリレート化合物;前記各種のジ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性ジ(メタ)アクリレート化合物;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート等の脂肪族トリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族トリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性トリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族トリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性トリ(メタ)アクリレート化合物;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の4官能以上の脂肪族ポリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族ポリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した4官能以上の(ポリ)オキシアルキレン変性ポリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族ポリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入した4官能以上のラクトン変性ポリ(メタ)アクリレート化合物などが挙げられる。
また、前記その他の(メタ)アクリレートモノマーとしては、上述したものの他に、フェノール化合物と、環状カーボネート化合物又は環状エーテル化合物と、不飽和モノカルボン酸とを必須の反応原料とする(メタ)アクリレートモノマーを用いることができる。
前記フェノール化合物としては、例えば、クレゾール、キシレノール、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、3-メチルカテコール、4-メチルカテコール、4-アリルピロカテコール、1,2,3-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、水添ビスフェノール、水添ビフェノール、ポリフェニレンエーテル型ジオール、ポリナフチレンエーテル型ジオール、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック型樹脂、ナフトールノボラック型樹脂、フェノールアラルキル型樹脂、ナフトールアラルキル型樹脂、脂環構造を有するフェノール樹脂等が挙げられる。
前記環状カーボネート化合物としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ペンチレンカーボネート等が挙げられる。これらの環状カーボネート化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記環状エーテル化合物としては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等が挙げられる。これらの環状エーテル化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記不飽和モノカルボン酸としては、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る。
前記その他の(メタ)アクリレートモノマーの含有量は、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物中に90質量%以下が好ましい。
また、本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、硬化剤、硬化促進剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、酸化防止剤、有機溶剤、無機質充填材やポリマー微粒子、顔料、消泡剤、粘度調整剤、レベリング剤、難燃剤、保存安定化剤等の各種添加剤を含有することもできる。
前記硬化剤としては、例えば、エポキシ樹脂、多塩基酸、不飽和一塩基酸、アミン化合物、アミド化合物、アゾ化合物、有機過酸化物、ポリオール化合物、エポキシ樹脂等が挙げられる。
前記エポキシ樹脂としては、上述のエポキシ樹脂として例示したものと同様のものを用いることができ、前記エポキシ樹脂は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記多塩基酸としては、上述の多塩基酸として例示したものと同様のものを用いることができ、前記多塩基酸は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記不飽和一塩基酸としては、上述の不飽和一塩基酸として例示したものと同様のものを用いることができ、前記不飽和一塩基酸は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記アミン化合物としては、例えば、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、イミダゾ-ル、BF3-アミン錯体、グアニジン誘導体等が挙げられる。これらのアミン化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記アミド系化合物としては、例えば、ジシアンジアミド、リノレン酸の2量体とエチレンジアミンとより合成されるポリアミド樹脂等が挙げられる。これらのアミド化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記アゾ化合物としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。
前記有機過酸化物としては、例えば、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネート、アルキルパーオキシカーボネート等が挙げられる。これらの有機過酸化物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記ポリオール化合物としては、上述のポリオール化合物(C)として例示したものと同様のものを用いることができ、前記ポリオール化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記エポキシ樹脂としては、上述のエポキシ樹脂として例示したものと同様のものを用いることができ、前記エポキシ樹脂は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記硬化促進剤としては、硬化反応を促進するものであり、例えば、リン系化合物、アミン系化合物、イミダゾール、有機酸金属塩、ルイス酸、アミン錯塩等が挙げられる。これらの硬化促進剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。また、前記硬化促進剤の添加量は、例えば、前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の固形分中に0.01~10質量%の範囲で用いることが好ましい。
前記紫外線吸収剤としては、例えば、2-[4-{(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ}-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-{(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ}-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン等のトリアジン誘導体、2-(2’-キサンテンカルボキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-o-ニトロベンジロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-キサンテンカルボキシ-4-ドデシロキシベンゾフェノン、2-o-ニトロベンジロキシ-4-ドデシロキシベンゾフェノン等が挙げられる。これらの紫外線吸収剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記重合禁止剤としては、例えば、p-メトキシフェノール、p-メトキシクレゾール、4-メトキシ-1-ナフトール、4,4’-ジアルコキシ-2,2’-ビ-1-ナフトール、3-(N-サリチロイル)アミノ-1,2,4-トリアゾール、N’1,N’12-ビス(2-ヒドロキシベンゾイル)ドデカンジヒドラジド、スチレン化フェノール、N-イソプロピル-N’-フェニルベンゼン-1,4-ジアミン、6-エトキシ-2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン等のフェノール化合物、ヒドロキノン、メチルヒドロキノン、p-ベンゾキノン、メチル-p-ベンゾキノン、2,5-ジフェニルベンゾキノン、2-ヒドロキシ-1,4-ナフトキノン、アントラキノン、ジフェノキノン等のキノン化合物、メラミン、p-フェニレンジアミン、4-アミノジフェニルアミン、N.N’-ジフェニル-p-フェニレンジアミン、N-i-プロピル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N-(1.3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、ジフェニルアミン、4,4’-ジクミル-ジフェニルアミン、4,4’-ジオクチル-ジフェニルアミン、ポリ(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン)、スチレン化ジフェニルアミン、スチレン化ジフェニルアミンと2,4,4-トリメチルペンテンの反応生成物、ジフェニルアミンと2,4,4-トリメチルペンテンの反応生成物等のアミン化合物、フェノチアジン、ジステアリルチオジプロピオネート、2,2-ビス({[3-(ドデシルチオ)プロピオニル]オキシ}メチル)-1,3-プロパンジイル=ビス[3-(ドデシルチオ)プロピオナート]、ジトリデカン-1-イル=3,3’-スルファンジイルジプロパノアート等のチオエーテル化合物、N-ニトロソジフェニルアミン、N-ニトロソフェニルナフチルアミン、p-ニトロソフェノール、ニトロソベンゼン、p-ニトロソジフェニルアミン、α-ニトロソ-β-ナフトール等、N、N-ジメチルp-ニトロソアニリン、p-ニトロソジフェニルアミン、p-ニトロンジメチルアミン、p-ニトロン-N、N-ジエチルアミン、N-ニトロソエタノールアミン、N-ニトロソジ-n-ブチルアミン、N-ニトロソ-N-n-ブチル-4-ブタノールアミン、N-ニトロソ-ジイソプロパノールアミン、N-ニトロソ-N-エチル-4-ブタノールアミン、5-ニトロソ-8-ヒドロキシキノリン、N-ニトロソモルホリン、N-二トロソーN-フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩、二トロソベンゼン、N-ニトロソ-N-メチル-p-トルエンスルホンアミド、N-ニトロソ-N-エチルウレタン、N-ニトロソ-N-n-プロピルウレタン、1-ニトロソ-2-ナフトール、2-ニトロソ-1-ナフトール、1-ニトロソ-2-ナフトール-3,6-スルホン酸ナトリウム、2-ニトロソ-1-ナフトール-4-スルホン酸ナトリウム、2-ニトロソ-5-メチルアミノフェノール塩酸塩、2-ニトロソ-5-メチルアミノフェノール塩酸塩等のニトロソ化合物、リン酸とオクタデカン-1-オールのエステル、トリフェニルホスファイト、3,9-ジオクタデカン-1-イル-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン、トリスノニルフェニルホスフィト、亜リン酸-(1-メチルエチリデン)-ジ-4,1-フェニレンテトラ-C12-15-アルキルエステル、2-エチルヘキシル=ジフェニル=ホスフィット、ジフェニルイソデシルフォスファイト、トリイソデシル=ホスフィット、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト等のホスファイト化合物、ビス(ジメチルジチオカルバマト-κ(2)S,S’)亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチル・ジチオカルバミン酸亜鉛等の亜鉛化合物、ビス(N,N-ジブチルカルバモジチオアト-S,S’)ニッケル等のニッケル化合物、1,3-ジヒドロ-2H-ベンゾイミダゾール-2-チオン、4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾール、2-メチル-4,6-ビス[(オクタン-1-イルスルファニル)メチル]フェノール、ジラウリルチオジプロピオン酸エステル、3,3’-チオジプロピオン酸ジステアリル等の硫黄化合物などが挙げられる。これらの重合禁止剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記酸化防止剤としては、前記重合禁止剤で例示した化合物と同様のものを用いることができ、前記酸化防止剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
また、前記重合禁止剤、及び前記酸化防止剤の市販品としては、例えば、和光純薬工業株式会社製「Q-1300」、「Q-1301」、住友化学株式会社製「スミライザーBBM-S」、「スミライザーGA-80が」等が挙げられる。
前記有機溶剤としては、上述の有機溶剤として例示したものと同様のものを用いることができ、前記有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記無機質充填材としては、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、水酸化アルミ等が挙げられる。
前記顔料としては、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。
前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。
前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。
前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。
前記難燃剤としては、例えば、赤リン、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等のリン酸アンモニウム、リン酸アミド等の無機リン化合物;リン酸エステル化合物、ホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物、ホスフィンオキシド化合物、ホスホラン化合物、有機系含窒素リン化合物、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(2,5―ジヒドロオキシフェニル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(2,7-ジヒドロオキシナフチル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド等の環状有機リン化合物、及びそれをエポキシ樹脂やフェノール樹脂等の化合物と反応させた誘導体等の有機リン化合物;トリアジン化合物、シアヌル酸化合物、イソシアヌル酸化合物、フェノチアジン等の窒素系難燃剤;シリコーンオイル、シリコーンゴム、シリコーン樹脂等のシリコーン系難燃剤;金属水酸化物、金属酸化物、金属炭酸塩化合物、金属粉、ホウ素化合物、低融点ガラス等の無機難燃剤などが挙げられる。これらの難燃剤は、単独でも用いることも2種以上を併用することもできる。また、これら難燃剤を用いる場合は、全樹脂組成物中0.1~20質量%の範囲であることが好ましい。
本発明の硬化物は、前記硬化性樹脂組成物に、活性エネルギー線を照射することで得ることができる。前記活性エネルギー線としては、例えば、紫外線、電子線、α線、β線、γ線等の電離放射線が挙げられる。また、前記活性エネルギー線として、紫外線を用いる場合、紫外線による硬化反応を効率よく行う上で、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で照射してもよく、空気雰囲気下で照射してもよい。
紫外線発生源としては、実用性、経済性の面から紫外線ランプが一般的に用いられている。具体的には、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ガリウムランプ、メタルハライドランプ、太陽光、LED等が挙げられる。
前記活性エネルギー線の積算光量は、特に制限されないが、0.1~50kJ/mであることが好ましく、0.5~10kJ/mであることがより好ましい。積算光量が上記範囲であると、未硬化部分の発生の防止又は抑制ができることから好ましい。
なお、前記活性エネルギー線の照射は、一段階で行ってもよいし、二段階以上に分けて行ってもよい。
また、本発明の硬化物は、優れたアルカリ現像性を有し、優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有することから、例えば、半導体デバイス用途における、ソルダーレジスト、層間絶縁材料、パッケージ材、アンダーフィル材、回路素子等のパッケージ接着層や、集積回路素子と回路基板の接着層として好適に用いることができる。また、LCD、OELDに代表される薄型ディスプレイ用途における、薄膜トランジスタ保護膜、液晶カラーフィルタ保護膜、カラーフィルタ用顔料レジスト、ブラックマトリックス用レジスト、スペーサー等に好適に用いることができる。これらの中でも、特にソルダーレジスト用途に好適に用いることができる。
本発明のレジスト部材は、例えば、前記硬化性樹脂組成物を基材上に塗布し、60~100℃程度の温度範囲で有機溶媒を揮発乾燥させた後、所望のパターンが形成されたフォトマスクを通して活性エネルギー線にて露光させ、アルカリ水溶液にて未露光部を現像し、更に140~200℃程度の温度範囲で加熱硬化させて得ることができる。
前記基材としては、例えば、銅、アルミニウム等の金属張積層板などが挙げられる。
以下、実施例と比較例とにより、本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、以下に挙げた実施例に限定されるものではない。
(合成例1:ポリオール化合物(1)の製造)
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、攪拌器を取り付けたフラスコに10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナントレン-10-オキサイド(三光株式会社製、商品名:HCA-HQ)200質量部、炭酸プロピレン156.4質量部とトリフェニルホスフィン1.1質量部を仕込み、190℃で10時間反応させ、目的のポリオール化合物(1)を得た。得られたポリオール化合物の水酸基当量が242g/当量であった。
(実施例1: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263質量部、無水トリメリット酸144質量部、両末端水酸基ポリブタジエン(日本曹達株式会社製「G-1000」、水酸基価74mgKOH/g)37.8質量部、ヒドロキシエチルアクリレート14.5質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.7質量部、メトキノン0.1質量部、トリフェニルホスフィン0.6質量部を加えて空気を吹き込みながら、120℃で6時間反応させた。イソホロンジイソシアネート111質量部加えて、130℃で10時間反応させ、イソシアネート基含有量が0.1質量%以下となっていることを確認した。次いで、ヒドロキシエチルアクリレート11質量部を添加し、110℃で3時間反応させた。グリシジルメタクリレート110質量部、トリフェニルホスフィン1.3質量部を添加し、110℃で5時間反応させた。更に、無水コハク酸74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17質量部を加えて110℃で5時間反応させ、目的とする樹脂(1)を得た。この樹脂(1)の不揮発分は62質量%であり、固形分酸価は92mgKOH/gであった。なお、本発明において、酸価は、JIS K 0070(1992)の中和滴定法にて測定した値である。また、無水トリメリット酸1モルに対して、両末端水酸基ポリブタジエン及びヒドロキシエチルアクリレートが有する水酸基の合計モル数は0.36モルであった。
(実施例2:樹脂(2)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート389質量部、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物198質量部、両末端水酸基ポリブタジエン(日本曹達株式会社製「G-1000」、水酸基価74mgKOH/g)37.8質量部、ヒドロキシエチルアクリレート14.5質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.8質量部、メトキノン0.2質量部、トリフェニルホスフィン0.8質量部を加えて空気を吹き込みながら、120℃で6時間反応させた。イソホロンジイソシアネート111質量部加えて、130℃で8時間反応させ、イソシアネート基含有量が0.1質量%以下となっていることを確認した。次いで、ヒドロキシエチルアクリレート14.6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229質量部を添加し、110℃で3時間反応させ、目的とする樹脂(2)を得た。この樹脂(2)の不揮発分は35質量%であり、固形分酸価は101mgKOH/gであった。また、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物1モルに対して、両末端水酸基ポリブタジエン及びヒドロキシエチルアクリレートが有する水酸基の合計モル数は0.4モルであった。
(実施例3:樹脂(3)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート434質量部、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物198質量部、両末端水酸基ポリブタジエン(日本曹達株式会社製「G-1000」、水酸基価74mgKOH/g)75.6質量部、ヒドロキシエチルアクリレート14.5質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.9質量部、メトキノン0.2質量部、トリフェニルホスフィン0.9質量部を加えて空気を吹き込みながら、120℃で6時間反応させた。イソホロンジイソシアネート111質量部加えて、130℃で8時間反応させ、イソシアネート基含有量が0.1質量%以下となっていることを確認した。次いで、ヒドロキシエチルアクリレート32.7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471質量部を添加し、110℃で3時間反応させ、目的とする樹脂(3)を得た。この樹脂(3)の不揮発分は30質量%であり、固形分酸価は102mgKOH/gであった。また、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物1モルに対して、両末端水酸基ポリブタジエン及びヒドロキシエチルアクリレートが有する水酸基の合計モル数は0.68モルであった。
(実施例4:樹脂(4)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート191質量部、無水トリメリット酸144質量部、ノナンジオール8質量部、ヒドロキシエチルアクリレート14.5質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.6質量部、メトキノン0.2質量部、トリフェニルホスフィン0.5質量部を加えて空気を吹き込みながら、120℃で6時間反応させた。イソホロンジイソシアネート111質量部加えて、130℃で10時間反応させ、イソシアネート基含有量が0.1質量%以下となっていることを確認した。次いで、ヒドロキシエチルアクリレート4質量部を添加し、110℃で3時間反応させた。グリシジルメタクリレート112質量部、トリフェニルホスフィン1.3質量部を添加し、110℃で5時間反応させた。更に、無水コハク酸75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70質量部を加えて110℃で5時間反応させ、目的とする樹脂(4)を得た。この樹脂(4)の不揮発分は62質量%であり、固形分酸価は97mgKOH/gであった。また、無水トリメリット酸1モルに対して、ノナンジオール及びヒドロキシエチルアクリレートが有する水酸基の合計モル数は0.35モルであった。
(実施例5: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204質量部、無水トリメリット酸144質量部、合成例1で得たポリオール化合物(1)24.2質量部、ヒドロキシエチルアクリレート14.5質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.6質量部、メトキノン0.2質量部、トリフェニルホスフィン0.5質量部を加えて空気を吹き込みながら、120℃で6時間反応させた。イソホロンジイソシアネート111質量部加えて、130℃で10時間反応させ、イソシアネート基含有量が0.1質量%以下となっていることを確認した。次いで、ヒドロキシエチルアクリレート5質量部を添加し、110℃で3時間反応させた。グリシジルメタクリレート116質量部、トリフェニルホスフィン1.3質量部を添加し、110℃で5時間反応させた。更に、無水コハク酸78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71質量部を加えて110℃で5時間反応させ、目的とする樹脂(5)を得た。この樹脂(5)の不揮発分は62質量%であり、固形分酸価は96mgKOH/gであった。また、無水トリメリット酸1モルに対して、ポリオール化合物(1)及びヒドロキシエチルアクリレートが有する水酸基の合計モル数は0.35モルであった。
(実施例6:樹脂(6)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート412質量部、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物198質量部、両末端水酸基シリコーン化合物(JNC株式会社製「サイラプレーン FM-4411」)57.8質量部、ヒドロキシエチルアクリレート14.5質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.8質量部、メトキノン0.2質量部、トリフェニルホスフィン0.8質量部を加えて空気を吹き込みながら、120℃で6時間反応させた。イソホロンジイソシアネート111質量部加えて、130℃で10時間反応させ、イソシアネート基含有量が0.1質量%以下となっていることを確認した。次いで、ヒドロキシエチルアクリレート31質量部を添加し、110℃で3時間反応させた。グリシジルメタクリレート19.8質量部、トリフェニルホスフィン1.1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217質量部を添加し、110℃で5時間反応させ、目的とする樹脂(6)を得た。この樹脂(6)の不揮発分は40質量%であり、固形分酸価は83mgKOH/gであった。また、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物1モルに対して、両末端水酸基シリコーン化合物及びヒドロキシエチルアクリレートが有する水酸基の合計モル数は0.66モルであった。
(実施例7: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232質量部、無水トリメリット酸144質量部、両末端水酸基シリコーン化合物(JNC株式会社製「サイラプレーン FM-4411」)57.8質量部、ヒドロキシエチルアクリレート14.5質量部、ジブチルヒドロキシトルエン0.7質量部、メトキノン0.1質量部、トリフェニルホスフィン0.6質量部を加えて空気を吹き込みながら、120℃で6時間反応させた。イソホロンジイソシアネート111質量部加えて、130℃で10時間反応させ、イソシアネート基含有量が0.1質量%以下となっていることを確認した。次いで、ヒドロキシエチルアクリレート5質量部を添加し、110℃で3時間反応させた。グリシジルメタクリレート122質量部、トリフェニルホスフィン1.4質量部を添加し、110℃で5時間反応させた。更に、無水コハク酸82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70質量部を加えて110℃で5時間反応させ、目的とする樹脂(7)を得た。この樹脂(7)の不揮発分は62質量%であり、固形分酸価は98mgKOH/gであった。また、無水トリメリット酸1モルに対して、両末端水酸基シリコーン化合物及びヒドロキシエチルアクリレートが有する水酸基の合計モル数は0.36モルであった。
(実施例8:樹脂(8)の製造)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート619.9質量部、無水トリメリット酸317質量部、両末端水酸基ポリブタジエン(日本曹達株式会社製「G-1000」、水酸基価74mgKOH/g)83.2質量部、ヒドロキシエチルアクリレート31.9質量部、ジブチルヒドロキシトルエン1.6質量部、メトキノン0.4質量部、トリフェニルホスフィン1.3質量部を加えて空気を吹き込みながら、120℃で6時間反応させた。イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体(EVONIK社製「VESTANAT T-1890/100」、イソシアネート基含有量17.2質量%)244質量部加えて、130℃で13時間反応させ、イソシアネート基含有量が0.1質量%以下となっていることを確認した。次いで、ヒドロキシエチルアクリレート26質量部を添加し、110℃で3時間反応させた。グリシジルメタクリレート195質量部、トリフェニルホスフィン3質量部を添加し、110℃で5時間反応させた。更に、無水コハク酸130質量部を加えて110℃で5時間反応させ、目的とする樹脂(8)を得た。この樹脂(8)の不揮発分は61質量%であり、固形分酸価は77mgKOH/gであった。また、無水トリメリット酸1モルに対して、両末端水酸基ポリブタジエン及びヒドロキシエチルアクリレートが有する水酸基の合計モル数は0.37モルであった。
(比較例1:樹脂(R1)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101質量部を入れ、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON N-680」、エポキシ当量:214g/当量)428質量部を溶解し、ジブチルヒドロキシトルエン4質量部、メトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸144質量部、トリフェニルホスフィン1.6質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で10時間エステル化反応を行なった。その後、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート311質量部、テトラヒドロ無水フタル酸160質量部を加え110℃で2.5時間反応し、目的の樹脂(R1)を得た。樹脂(R1)の不揮発分は64質量%で固形分酸価は85mgKOH/gであった。
(実施例9:硬化性樹脂組成物(1)の調製)
実施例1で得た不揮発分62質量%の樹脂(1)100質量部(固形分として62質量部)と、硬化剤としてオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON N-680」、エポキシ当量:214)21.6質量部と、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート11.6質量部と、光重合性開始剤(IGM Resins社製「Omnirad 907」)3.1質量部と、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート6.2質量部と、2-エチル-4-メチル-イミダゾール0.4質量部と、フタロシアニングリーン0.4質量部とを混合し、硬化性樹脂組成物(1)を得た。
(実施例10~17:硬化性樹脂組成物(2)~(9)の調製)
実施例9で用いた樹脂(1)の代わりに、実施例2~8で得た樹脂(2)~(8)を表1に示した配合量で用いた以外は、実施例9と同様にして、硬化性樹脂組成物(2)~(9)を得た。
(比較例2:硬化性樹脂組成物(R1)の調製)
比較例1で得た不揮発分64質量%の樹脂(R1)100質量部(固形分として64質量部)と、硬化剤としてオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON N-680」、エポキシ当量:214)20.6質量部と、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート11.1質量部と、光重合性開始剤(IGM Resins社製「Omnirad 907」)3.2質量部と、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート6.4質量部と、2-エチル-4-メチル-イミダゾール0.4質量部と、フタロシアニングリーン0.5質量部とを混合し、硬化性樹脂組成物(R1)を得た。
上記の実施例及び比較例で得られた硬化性樹脂組成物(1)~(9)、及び(R1)を用いて、下記の評価を行った。
[アルカリ現像性の評価方法]
各実施例及び比較例で得られた硬化性樹脂組成物を、アプリケーターを用いてガラス基材上に膜厚50μmとなるように塗布した後、80℃でそれぞれ40分間、50分間、60分間、70分間、80分間、90分間、100分間、110分間、120分間、130分間乾燥させ、乾燥時間が異なるサンプルを作成した。これらを1%炭酸ナトリウム水溶液で30℃180秒間現像し、基板上に残渣が残らなかったサンプルの80℃での乾燥時間を乾燥管理幅として評価した。なお、乾燥管理幅が長いほどアルカリ現像性が優れていることを示す。
実施例9~17で作製した硬化性樹脂組成物(1)~(9)、及び比較例2で作製した硬化性樹脂組成物(R1)の組成及び評価結果を表1に示す。
Figure 2023003576000013
(実施例18:硬化性樹脂組成物(10)の調製)
実施例1で得た不揮発分62質量%の樹脂(1)100質量部(固形分として62質量部)と、硬化剤としてオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON N-680」、エポキシ当量:214)21.6質量部と、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート11.6質量部と、光重合性開始剤(IGM Resins社製「Omnirad 907」)3.1質量部とを混合し、硬化性樹脂組成物(10)を得た。
(実施例19~26:硬化性樹脂組成物(11)~(18)の調製)
実施例18で用いた樹脂(1)の代わりに、実施例2~8で得た樹脂(2)~(8)を表2に示した配合量で用いた以外は、実施例18と同様にして、硬化性樹脂組成物(11)~(18)を得た。
(比較例3:硬化性樹脂組成物(R2)の調製)
比較例1で得た不揮発分64質量%の樹脂(R1)100質量部(固形分として64質量部)と、硬化剤としてオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON N-680」、エポキシ当量:214)20.6質量部と、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート11.1質量部と、光重合性開始剤(IGM Resins社製「Omnirad 907」)3.2質量部とを混合し、硬化性樹脂組成物(R2)を得た。
上記の実施例及び比較例で得られた硬化性樹脂組成物(10)~(18)、及び(R2)を用いて、下記の評価を行った。
[耐熱性の評価方法]
各実施例及び比較例で得られた硬化性樹脂組成物を、アプリケーターを用いて銅箔(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/m2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、前記硬化塗膜を銅箔から剥離し、硬化物を得た。前記硬化物から6mm×35mmの試験片を切り出し、粘弾性測定装置(DMA:レオメトリック社製固体粘弾性測定装置「RSAII」、引張り法:周波数1Hz、昇温速度3℃/分)を用いて、弾性率変化が最大となる温度をガラス転移温度として評価した。なお、ガラス転移温度が高いほど耐熱性に優れていることを示す。
[伸度の測定方法]
伸度の測定は、引張試験に基づいて行った。
<試験片1の作製>
銅箔(古河産業株式会社製、電解銅箔「F2-WS」18μm)上に実施例及び比較例で得られた硬化性樹脂組成物を50μmのアプリケーターで塗布し、メタルハライドランプを用いて10kJ/mの紫外線を照射した後、160℃で1時間加熱した。銅箔から硬化物を剥離し、試験片1(硬化物)を得た。
<引張試験>
前記試験片1を10mm×80mmの大きさに切り出し、株式会社島津製作所製精密万能試験機オートグラフ「AG-IS」を用いて、下記の測定条件で試験片1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
[密着性の評価方法]
密着性の評価は、ピール強度の測定により行った。
<ピール強度の測定方法>
前記試験片1を幅1cm、長さ12cmの大きさに切り出し、剥離試験機(株式会社A&D製「A&Dテンシロン」、剥離速度50mm/分)を用いて90°ピール強度を測定した。
実施例18~26で得られた硬化性樹脂組成物(10)~(18)、及び比較例3で得られた硬化性樹脂組成物(R2)の組成及び評価結果を表2に示す。
Figure 2023003576000014
なお、表1及び2における樹脂の質量部の記載は、固形分値である。
表1及び2中の「硬化剤」は、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON N-680」)を示す。
表1及び2中の「有機溶剤」は、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示す。
表1及び2中の「光重合開始剤」は、IGM Resins社製「Omnirad 907」を示す。
表1に示した実施例9~17は、本発明の樹脂を用いた硬化性樹脂組成物の例である。これらの硬化性樹脂組成物の硬化物は、優れたアルカリ現像性を有することが確認できた。
また、表2に示した実施例18~26は、同様に本発明の樹脂を用いた硬化性樹脂組成物の例である。これらの硬化性樹脂組成物の硬化物は、優れた耐熱性、伸度及び基材密着性を有していることから、ソルダーレジストとして用いた場合、優れた樹脂であることが確認できた。
一方、比較例2は、従来ソルダーレジスト用樹脂として用いられていた酸基及び重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂を含有する硬化性樹脂組成物の例である。この硬化性樹脂組成物は、アルカリ現像性が不十分であることが確認できた。
また、比較例3は、比較例2同様に酸基及び重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂を含有する硬化性樹脂組成物の例である。この硬化性樹脂組成物の硬化物は、耐熱性及び伸度において著しく不十分であることが確認できた。

Claims (10)

  1. 多塩基酸(A-1)及び/又は多塩基酸無水物(A-2)と、
    水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)と、
    ポリオール化合物(C)と、
    ポリイソシアネート化合物(D)と、
    を原料とする樹脂であり、酸基及び重合性不飽和基を有するものであることを特徴とする樹脂。
  2. 前記樹脂が、
    前記多塩基酸(A-1)及び/又は多塩基酸無水物(A-2)、
    前記水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)、
    並びに前記ポリオール化合物(C)の反応物である反応生成物(I)と、
    前記ポリイソシアネート化合物(D)との反応物である請求項1記載の樹脂。
  3. 前記ポリオール化合物(C)が、1分子中に不飽和結合を有するものである請求項1又は2記載の樹脂。
  4. 前記ポリイソシアネート化合物(D)が、脂環式ジイソシアネート化合物、脂肪族ジイソシアネート化合物、脂環式ジイソシアネート化合物の変性体、及び脂肪族ジイソシアネート化合物の変性体からなる群より選ばれる1種以上である請求項1~3の何れか1項記載の樹脂。
  5. 前記水酸基及び重合性不飽和基を有する化合物(B)と前記ポリオール化合物(C)が有する水酸基の合計モル数が、前記多塩基酸(A-1)及び/又は多塩基酸無水物(A-2)の合計1モルに対して、0.3~1モルの範囲である請求項1~4の何れか1項記載の樹脂。
  6. 請求項1~5の何れか1項記載の樹脂と、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。
  7. さらに、前記樹脂以外の酸基及び重合性不飽和基を有する樹脂を含有する請求項6記載の硬化性樹脂組成物。
  8. 請求項6又は7記載の硬化性樹脂組成物の硬化物。
  9. 請求項8記載の硬化物からなることを特徴とする絶縁材料。
  10. 請求項8記載の硬化物からなることを特徴とするレジスト部材。
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