JP2009013169A - (メタ)アクリレート化合物及びそれを含有する樹脂組成物並びにその硬化物 - Google Patents

(メタ)アクリレート化合物及びそれを含有する樹脂組成物並びにその硬化物 Download PDF

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Abstract

【課題】透明性に優れ、高い屈折率を有する化合物、及び該化合物を含む硬化収縮の少ない樹脂組成物、高い耐擦傷性・密着性と十分な硬度を有する硬化物の提供。
【解決手段】一般式(1)で表される化合物。
Figure 2009013169

(式中、R1及びR2はビフェニルオキシ基又はヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)残基のいずれかであって、R1及びR2が共にビフェニルオキシ基ではない。)
【選択図】なし

Description

本発明は、高屈折率で透明性に優れた特定の構造を有する化合物、それを含む樹脂組成物及びその硬化物に関する。その用途としては、皮膜形成用材料、プリント(配線回路)基板製造の際のソルダーマスク、メッキレジスト、接着剤、レンズ、ディスプレー、光ファイバー、光導波路、ホログラム、コーティング剤等が挙げられる。
近年、活性エネルギー線で硬化し、高耐熱かつ高屈折率である透明性を有する感光性材料の開発が様々な用途で進められている(特許文献1〜3)。これらの用途では、高耐熱性、高屈折率以外にも基材への密着性や硬化物の硬度、アルカリに対する溶解性等が求められており、これらの要求に答えるためモノマーやフィラー等の添加剤を加えることが多い。しかしながら、これら添加剤を加えることで屈折率の低下等有機材料の特性を発現しにくくなるため、樹脂自体の耐熱性や屈折率の向上が必要となる。
また、特許文献4ではo−フェニルフェノールグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸の反応物を光学材料として使用することが開示されている。しかし、この手法で得られた化合物は単官能の(メタ)アクリレートであり、硬化物における硬度・耐熱性が低いおそれがあることと液屈折率が1.58程度であることから、化合物としてはまだ満足のいくレベルではない。
また、特許文献5では塩化シアヌルとヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステルの反応生成物が開示されている。これらの反応生成物は感光性トリアジン化合物となり、その硬化物の表面特性は特に耐磨耗性が優れたものとなり、他にもコーティング用途としての耐久性が優れており、コーティング材料、光学材料として有用であることが述べられている。しかしながら、光学材料としての具体的特性を見出すには至っていない。
さらに、近年、ハードネス、耐擦傷性並びに密着性が高く、高屈折率であり、高硬度で低収縮なカールの発生が少ないハードコート材料として、感光性のアクリル系ハードコート剤が利用されるようになっている。特許文献6は加工処理スピード、ハードネス、耐擦傷性、連続加工、反射防止、帯電防止など、様々な機能を付与したハードコートについて述べている。
国際公開2002/033447号パンフレット 特開2004−29042号公報 特開2005−274664号公報 特開平9−272707号公報 特開平7−206832号公報 特開2006−188588号公報
本発明は、透明性に優れ、高い屈折率を有する化合物、及び高い耐擦傷性・密着性を有し、かつ十分な硬度を有する硬化物を提供することを目的とする。本発明の樹脂組成物は皮膜形成用材料、プリント(配線回路)基板製造の際のソルダーマスク、メッキレジスト、接着剤、レンズ、ディスプレー、光ファイバー、光導波路、ホログラムの作成に好適である。更には、低カールで厚膜塗工が可能で、クラックが発生しないため、ハードコート材料やフィルムにも好適である。
本発明者らは前述の課題を解決するため、鋭意研究の結果、特定の構造を有する化合物及びその組成物が前記課題を解決するものであることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、
(1)下記一般式(1)で表される化合物(A)。
Figure 2009013169
(式中、R1及びR2は下記式(2)
Figure 2009013169
で表される基またはヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)残基のいずれかであって、R1及びR2が共に式(2)で表される基ではないものとする。)
(2)ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)が炭素数2〜6のアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステルである前記(1)に記載の化合物(A)、
(3)ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)が2−ヒドロキシエチルアクリレートである前記(1)に記載の化合物(A)、
(4)下記式(3)で表されるフェニルフェノール
Figure 2009013169
と塩化シアヌルとヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)を脱塩化水素反応させることを特徴とする前記(1)に記載の化合物(A)の製造法、
(5)ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)が炭素数2〜6のアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステルである前記(4)に記載の化合物(A)の製造法、
(6)ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)が2−ヒドロキシエチルアクリレートである前記(4)に記載の化合物(A)の製造法、
(7)前記(1)ないし前記(3)のいずれか一項に記載の化合物(A)と化合物(A)以外の重合性化合物(B)を含有することを特徴とする感光性樹脂組成物、
(8)重合性化合物(B)が(ポリ)エステル(メタ)アクリレート(B−1)、ウレタン(メタ)アクリレート(B−2)、エポキシ(メタ)アクリレート(B−3)、(ポリ)エーテル(メタ)アクリレート(B−4)、アルキル(メタ)アクリレートないしはアルキレン(メタ)アクリレート(B−5)、芳香環を有する(メタ)アクリレート(B−6)及び脂環構造を有する(メタ)アクリレート(B−7)、マレイミド基含有化合物(B−8)、(メタ)アクリルアミド化合物(B−9)、及び不飽和ポリエステル(B−10)からなる群より選ばれる1種以上の化合物である前記(7)に記載の感光性樹脂組成物、
(9)重合性化合物(B)がウレタン(メタ)アクリレート(B−2)、アルキル(メタ)アクリレートないしはアルキレン(メタ)アクリレート(B−5)、及び芳香環を有する(メタ)アクリレート(B−6)からなる群より選ばれる1種以上の化合物である前記(8)に記載の感光性樹脂組成物、
(10)光重合開始剤(C)を含有する前記(7)ないし前記(9)のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物、
(11)前記(7)ないし前記(10)のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物の硬化物、
(12)前記(11)に記載の硬化物の層を有するフィルム、
に関する。
本発明の化合物(A)は高屈折率で透明性に優れている。そして、それを含有する本発明の樹脂組成物はカールした高さが低く、硬化収縮が少ない。また、その硬化物は高い耐擦傷性と密着性を有し、十分な硬度を有するため、透明性を必要とするコーティング剤として有用である。従って本発明の化合物(A)及びそれを含有する樹脂組成物は、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ、マイクロレンズ等の各種レンズ、光ファイバーのコア材、クラッド材、光導波路、ホログラム、ディスプレー部材等の各種光学材料等の光学用途に有用である。並びにその硬化物は十分な硬度を有することから、オーバーコート材料、フィルムとしても有用である。
本発明の化合物(A)は下記一般式(1)で表される。本発明の化合物(A)は剛直な骨格のトリアジン環を有するため、その硬化物の機械的物性は高く、結果として硬化物の鉛筆硬度、耐擦傷性を向上させることが考えられる。下記一般式(2)で表されるフェニルフェノール残基(以下フェニルフェノール基という)の置換位置は限定されないが、2位又は4位が好ましい。本発明の化合物(A)はトリアジン環の2位、4位、6位のうち2箇所がフェニルフェノール基又は(a)残基で置換され、残り1箇所が他方で置換された化合物であり、単離されたもの、混合物のいずれでもよい。その中でも2位、4位、6位のうち2箇所がフェニルフェノール基で置換され、残り1箇所が(a)残基で置換された化合物が好ましい。なお、本発明の化合物(A)にはトリアジン環の2位、4位、6位の全てがフェニルフェノール基又は(a)残基で置換された化合物は含まれない。
Figure 2009013169
(式中、R1及びR2は下記式(2)
Figure 2009013169
で表される基またはヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)残基のいずれかであって、R1及びR2が共に式(2)で表される基ではないものとする。)
本発明の化合物(A)は塩化シアヌルと下記一般式(3)で表されるフェニルフェノール(以下単にフェニルフェノールという)のヒドロキシル基とヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)のヒドロキシル基を脱塩化水素剤の存在下で脱塩化水素反応させることで得ることができる。
Figure 2009013169
フェニルフェノールは特に限定されないが、例えばo−フェニルフェノール、p−フェニルフェノールが挙げられ、このような化合物の市販品としては例えばO−PP、P−PP(何れも三光(株)製)が挙げられる。
本発明で使用するヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)は、1分子中にヒドロキシル基と(メタ)アクリレートを少なくとも各々1個ずつ有する化合物であり、具体的には、エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレートなどの2価アルコールのモノ(メタ)アクリレートが挙げられる。
さらに(a)としては、トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートモノ(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(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、エトキシ化トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート等の3価のアルコールのモノアクリレート及びジ(メタ)アクリレートや、これらアルコールの水酸基の一部をアルキル基やε−カプロラクトンで変性したモノ及びジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
さらに(a)としては、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ジ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ジ(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トリ(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、ジトリメチロールプロパントリ(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、ジトリメチロールプロパンヘキサ(メタ)アクリレート等の、4価以上のアルコールの多官能(メタ)アクリレートでヒドロキシル基を有するものや、これらアルコールの水酸基の一部をアルキル基やε−カプロラクトンで変性したヒドロキシル基を有する多官能(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらのヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)は、本発明の化合物(A)の高屈折率を維持するため、アルキレン鎖が短いほうが好ましく、炭素数2〜6のアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステルがさらに好ましい。これらの市販品としては、例えば大阪有機化学工業(株)製HEA(2−ヒドロキシエチルアクリレート)、HPA(2−ヒドロキシプロピルアクリレート)、4−HBA(4−ヒドロキシブチルアクリレート)等が挙げられる。
上記の反応において用いられる脱塩化水素剤は一般的な塩基性化合物を使用することができ、具体的には例えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム等のアルカリ(土類)金属の炭酸塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ(土類)金属の水酸化物、酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の酸化物、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン等の脂肪族3級アミン、アニリン、ジメチルアニリン、ジメチルベンジルアミン等の芳香族アミン、ピリジン、ピコリン、キノリン等の複素環アミンが挙げられる。これらの使用量は生成する塩化水素1.0molに対し1.05〜10.00molが好ましい。
反応における仕込み量の割合は塩化シアヌルが1.0molに対し、フェニルフェノールを1.05〜2.95mol、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)を1.05〜2.95molの範囲で適宜反応させて得ることができる。トリアジン環の2位、4位、6位の全てがフェニルフェノール基又は(a)残基で置換された反応物、2位、4位、6位のうち2箇所がフェニルフェノール基又は(a)残基で置換され、残り1箇所が他方で置換された反応物の混合物が得られる。本発明の化合物(A)は、前記反応で得られた反応物のうち、2位、4位、6位のうち2箇所がフェニルフェノール基又は(a)残基で置換され、残り1箇所が他方で置換された反応物であり、単離されたもの、混合物のいずれでもよい。2位、4位、6位のうち2箇所がフェニルフェノール基で置換され、残り1箇所が(a)残基で置換された反応物が好ましい。なお、未反応の塩化シアヌル、フェニルフェノール及びヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)は洗浄によって取り除くことができる。
フェニルフェノールの仕込み量及びヒドロキシ含有(メタ)アクリル酸エステル(a)の仕込み量を前記範囲にした場合、液屈折率が1.59以上であって、重合硬化性が十分な本発明の化合物(A)を得ることができる。
反応は、塩化シアヌルとフェニルフェノールおよびヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)を混合して、一度に脱塩化水素反応を実施してもよい。また塩化シアヌルとフェニルフェノールを反応させた後、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)を反応させても、またその逆の反応順序でもよく、その際中間体を取り出して精製処理して次の反応に使用してもよい。例えば、塩化シアヌル1.0molに対してヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)を1.2mol程度を用いて反応せしめた後にフェニルフェノールを2.0mol程度用いることでも本発明の化合物(A)を得ることができる。
反応はヒドロキシル基を有さない溶媒、具体的には例えば、アセトン、エチルメチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、グルタル酸ジアルキル、コハク酸ジアルキル、アジピン酸ジアルキル等のエステル類、γ−ブチロラクトン等の環状エステル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶媒類、石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤、更には各種モノマー、例えば、アクリロイルモルホリン、2−フェニルフェノールのエチレンオキサイド付加物の末端アクリル酸エステル化物(例えば、日本化薬(株)製OPP−1、OPP−2)、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(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、トリメチロールプロパンポリエトキシトリ(メタ)アクリレート、グリセリンポリプロポキシトリ(メタ)アクリレート、ヒドロキシビバリン酸ネオペングリコールのε−カプロラクトン付加物のジ(メタ)アクリレート(例えば、日本化薬(株)製、KAYARAD HX−220、HX−620等)、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とε−カプロラクトンの反応物のポリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートの単独または混合有機溶媒中で行うことができる。
また、熱重合禁止剤を使用することができ、具体例としては、ハイドロキノンモノメチルエーテル、2−メチルハイドロキノン、ハイドロキノン、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ジフェニルピクリルヒドラジン、ジフェニルアミン等が挙げられ、使用する場合の使用量は反応物に対して0.1〜10重量%使用するのが好ましい。
反応温度は−20℃〜120℃であり、反応の進行状況は塩の生成によって確認できるが、反応時間は条件によって異なり、塩化シアヌルと上記式(1)で表される化合物及び/又はヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステルの存在下に脱塩化水素剤を加えてから0.5〜10時間が好ましい。
反応終了後、生成した塩を濾過、水洗などにより除去し、更に加熱減圧下溶剤を留去することにより本発明の化合物(A)が得られる。このような処方に代表される方法により、特別な精製無く使用できる混合物が得られるが、必要に応じてカラムクロマトグラフィーや再結晶により精製処理を実施して各成分を取り出してもよい。
本発明の化合物(A)の用途は特に限定されないが、屈折率が高く、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ、マイクロレンズ等の各種レンズ、光ファイバーのコア材、クラッド材、光導波路、ホログラム、ディスプレー部材等の各種光学材料等の光学用途に適している。
本発明の感光性樹脂組成物は、本発明の化合物(A)と(A)成分以外の重合性化合物(B)を含有することを特徴とする。使用しうる重合性化合物(B)の具体例としては、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物、マレイミド化合物、(メタ)アクリルアミド化合物、不飽和ポリエステル等を挙げることができる。
本発明の感光性樹脂組成物に併用可能な(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物の具体例としては、(ポリ)エステル(メタ)アクリレート(B−1)、ウレタン(メタ)アクリレート(B−2)、エポキシ(メタ)アクリレート(B−3)、(ポリ)エーテル(メタ)アクリレート(B−4)、アルキル(メタ)アクリレートないしはアルキレン(メタ)アクリレート(B−5)、芳香環を有する(メタ)アクリレート(B−6)、及び脂環構造を有する(メタ)アクリレート(B−7)等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
本発明の感光性樹脂組成物に併用可能な(ポリ)エステル(メタ)アクリレート(B−1)とは、主鎖にエステル結合を1つ以上有する(メタ)アクリレートの総称として用いる。(B−1)としては、例えば、カプロラクトン変性2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド変性フタル酸(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性コハク酸(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートの如き単官能(ポリ)エステル(メタ)アクリレート類;ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性フタル酸ジ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパン又はグリセリン1モルに1モル以上のε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン等の環状ラクトン化合物を付加して得たトリオールのモノ、ジ又はトリ(メタ)アクリレートが挙げられる。
さらにペンタエリスリトール又はジトリメチロールプロパン1モルに1モル以上のε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン等の環状ラクトン化合物を付加して得たトリオールのモノ、ジ、トリ又はテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール1モルに1モル以上のε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン等の環状ラクトン化合物を付加して得たトリオールのモノ、又はポリ(メタ)アクリレートのトリオール、テトラオール、ペンタオール又はヘキサオール等の多価アルコールのモノ(メタ)アクリレート又はポリ(メタ)アクリレートが挙げられる。
さらに(ポリ)エチレングリコール、(ポリ)プロピレングリコール、(ポリ)テトラメチレングリコール、(ポリ)ブチレングリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ヘキサンジオール等のジオール成分とマレイン酸、フマル酸、コハク酸、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ダイマー酸、セバチン酸、アゼライン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸等の多塩基酸、及びこれらの無水物との反応物であるポリエステルポリオールの(メタ)アクリレート;前記ジオール成分と多塩基酸及びこれらの無水物とε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン等からなる環状ラクトン変性ポリエステルジオールの(メタ)アクリレート等の多官能(ポリ)エステル(メタ)アクリレート類等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
本発明の感光性樹脂組成物に併用可能なウレタン(メタ)アクリレート(B−2)は主鎖にウレタン結合を1つ以上有する(メタ)アクリレートの総称として用いる。(B−2)は、少なくとも一つの(メタ)アクリロイルオキシ基を有するヒドロキシ化合物(B−2−イ)とイソシアネート化合物(B−2−ロ)との反応によって得られる(メタ)アクリレートの総称である。
少なくとも一つの(メタ)アクリロイルオキシ基を有するヒドロキシ化合物(B−2−イ)の具体例としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(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、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレートなど各種の水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物と、上記の水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物とε−カプロラクトンとの開環反応物などを挙げることができる。
イソシアネート化合物(B−2−ロ)の具体例としては、例えば、P−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、P−キシレンジイソシアネート、m−キシレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネートの如き芳香族ジイソシアネート類;イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環構造のジイソシアネート類;イソシアネートモノマーの一種類以上のビュレット体又は、上記ジイソシアネート化合物を3量化したイソシアネート体等のポリイソシアネート;上記イソシアネート化合物と前記、ポリオール化合物とのウレタン化反応によって得られるポリイソシアネート等を挙げることができる。
本発明の感光性樹脂組成物に併用可能エポキシ(メタ)アクリレート(B−3)は、1官能性以上のエポキシ基を含有するエポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレートの総称である。エポキシ(メタ)アクリレートの原料となるエポキシ樹脂の具体例としては、ハイドロキノンジグリシジルエーテル、カテコールジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル等のフェニルジグリシジルエーテル;ビスフェノール−A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、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンのエポキシ化合物等のビスフェノール型エポキシ化合物;水素化ビスフェノール−A型エポキシ樹脂、水素化ビスフェノール−F型エポキシ樹脂、水素化ビスフェノール−S型エポキシ樹脂、水素化2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンのエポキシ化合物等の水素化ビスフェノール型エポキシ化合物;臭素化ビスフェノール−A型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノール−F型エポキシ樹脂等のハロゲノ化ビスフェノール型エポキシ化合物;シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル化合物等の脂環式ジグリシジルエーテル化合物;1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル等の脂肪族ジグリシジルエーテル化合物;ポリサルファイドジグリシジルエーテル等のポリサルファイド型ジグリシジルエーテル化合物;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、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Aノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂等を挙げることができる。
本発明の感光性樹脂組成物に併用可能な(ポリ)エーテル(メタ)アクリレート(B−4)とは主鎖にエーテル結合を1つ以上有する(メタ)アクリレートの総称として用いる。(B−4)としては、例えば、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性ブチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニロキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の単官能(ポリ)エーテル(メタ)アクリレート類を挙げることができる。
さらにポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類;エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体、プロピレングリコールとテトラヒドロフランの共重合体、ポリイソプレングリコール、水添ポリイソプレングリコール、ポリブタジエングリコール、水添ポリブタジエングリコール等の炭化水素系ポリオール類等の多価水酸基化合物と(メタ)アクリル酸から誘導される多官能(メタ)アクリレート類;ネオペンチルグリコール1モルに1モル以上の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等の環状エーテルを付加したジオールのジ(メタ)アクリレートを挙げることができる。
さらにビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のビスフェノール類のアルキレンオキシド変性体のジ(メタ)アクリレート;水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、水添ビスフェノールS等の水添ビスフェノール類のアルキレンオキシド変性体ジ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパン又はグリセリン1モルに1モル以上の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等の環状エーテル化合物を付加して得たトリオールのモノ、ジ又はトリ(メタ)アクリレートを挙げることができる。
さらにペンタエリスリトール又はジトリメチロールプロパン1モルに1モル以上の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等の環状エーテル化合物を付加したトリオールのモノ、ジ、トリ又はテトラ(メタ)アクリレート;ジペンタエリスリトール1モルに1モル以上の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等の環状エーテル化合物を付加したヘキサオールの3乃至6官能(メタ)アクリレート等の多官能(ポリ)エーテル(メタ)アクリレート類などを挙げることができるがこれらに限定されるものではない。
本発明の感光性樹脂組成物に併用可能なアルキル(メタ)アクリレートないしはアルキレン(メタ)アクリレート(B−5)とは、主鎖が直鎖アルキル、分岐アルキル、直鎖又は末端にハロゲン原子及び/又は水酸基を有していてもよい(メタ)アクリレートの総称として用いる。(B−5)としては、例えば、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート等の単官能(メタ)アクリレート類を挙げることができる。
さらに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、1,4−ブタンジオールジ(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、2−メチル−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、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレートの炭化水素ジオールのジ(メタ)アクリレート類を挙げることができる。
さらにトリメチロールプロパンのモノ(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリレート又はトリ(メタ)アクリレート(以下、ジ、トリ、テトラ等の多官能の総称として「ポリ」を用いる。)、グリセリンのモノ(メタ)アクリレート又はポリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのモノ又はポリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンのモノ又はポリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのモノ又はポリ(メタ)アクリレート等のトリオール、テトラオール、ヘキサオール等の多価アルコールのモノ又はポリ(メタ)アクリレート類を挙げることができる。
さらに2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリル類などを挙げることができるがこれらに限定されるものではない。
本発明の感光性樹脂組成物に併用可能な芳香環を有する(メタ)アクリレート(B−6)とは、主鎖又は側鎖に芳香環を有する(メタ)アクリレートの総称として用いる。(B−6)としては、例えば、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−フェニルフェノールのエチレンオキサイド付加物の末端アクリル酸エステル化物(例えば、日本化薬(株)製OPP−1、OPP−2)等の単官能(メタ)アクリレート類;ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート類等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
本発明の感光性樹脂組成物に併用可能な脂環構造を有する(メタ)アクリレート(B−7)とは、主鎖又は側鎖に、構成単位に酸素原子又は窒素原子を含んでいてもよい脂環構造を有する(メタ)アクリレートの総称として用いる。(B−7)としては、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート等の脂環構造を有する単官能(メタ)アクリレート類;水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF等の水添ビスフェノール類のジ(メタ)アクリレート;トリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート等の環状構造を持つ多官能性(メタ)アクリレート類;テトラフルフリル(メタ)アクリレート等の構造中に酸素原子等を有する脂環式(メタ)アクリレート、などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
また、本発明の感光性樹脂組成物に併用可能な(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、上記した化合物の他に、例えば、(メタ)アクリル酸ポリマーとグリシジル(メタ)アクリレートとの反応物又はグリシジル(メタ)アクリレートポリマーと(メタ)アクリル酸との反応物等のポリ(メタ)アクリルポリマー(メタ)アクリレート;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基を有する(メタ)アクリレート;トリス(メタ)アクリロキシエチルイソシアヌレート等のイソシアヌル(メタ)アクリレート;ポリシロキサン骨格を有する(メタ)アクリレート;ポリブタジエン(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート等も使用可能である。
また、本発明の感光性樹脂組成物に併用可能なマレイミド基含有化合物(B−8)としては、例えば、N−n−ブチルマレイミド、N−ヘキシルマレイミド、2−マレイミドエチル−エチルカーボネート、2−マレイミドエチル−プロピルカーボネート、N−エチル−(2−マレイミドエチル)カーバメート等の単官能脂肪族マレイミド類;N−シクロヘキシルマレイミド等の脂環式単官能マレイミド類;N、N−ヘキサメチレンビスマレイミド、ポリプロピレングリコール−ビス(3−マレイミドプロピル)エーテル、ビス(2−マレイミドエチル)カーボネート等の脂肪族ビスマレイミド類;1,4−ジマレイミドシクロヘキサン、イソホロンビスウレタンビス(N−エチルマレイミド)等の脂環式ビスマレイミド;マレイミド酢酸とポリテトラメチレングリコールとをエステル化して得られるマレイミド化合物、マレイミドカプロン酸とペンタエリスリトールのテトラエチレンオキサイド付加物とのエステル化によるマレイミド化合物等のカルボキシマレイミド誘導体と種々の(ポリ)オールとをエステル化して得られる(ポリ)エステル(ポリ)マレイミド化合物等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
本発明の感光性樹脂組成物に併用可能な(メタ)アクリルアミド化合物(B−9)としては、例えば、アクリロイルモルホリン、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド等の単官能性(メタ)アクリルアミド類;メチレンビス(メタ)アクリルアミド等の多官能(メタ)アクリルアミド類等を挙げることができる。
本発明の感光性樹脂組成物に併用可能な不飽和ポリエステル(B−10)としては、例えば、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート等のフマル酸エステル類;マレイン酸、フマル酸等の多価不飽和カルボン酸と多価アルコールとのエステル化反応物等を挙げることができる。
本発明の感光性樹脂組成物に併用可能な重合性化合物(B)は、上記した化合物に限定されたものではなく、前記(A)成分と共重合性を有する化合物であれば、その1種類又は複数種の化合物を、特に制限なく、併用することができる。重合性化合物(B)としては、(B−2)、(B−5)、(B−6)が好ましく用いられる。
本発明の感光性樹脂組成物において、前記(A)及び(B)成分の割合としては、特に制限がないが、(A)成分100重量部に対して、(B)成分が10〜2000重量部であり、さらには50〜1000重量部であることが好ましい。
本発明の感光性樹脂組成物に用いられる光重合開始剤(C)の具体例としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;アセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−フェニルプロパン−1−オン、ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプロパン−1−オンなどのアセトフェノン類;2−エチルアントラキノン、2−ターシャリーブチルアントラキノン、2−クロロアントラキノン、2−アミルアントラキノンなどのアントラキノン類;2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントンなどのチオキサントン類;アセトフエノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタールなどのケタール類;ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、4,4’−ビスメチルアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類;2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、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サイド等のホスフィンオキサイド類等が挙げられる。これらの添加割合としては、感光性樹脂組成物の固形分を100重量部としたとき、通常0.01〜30重量部、好ましくは0.1〜25重量部である。
これらは、単独または2種以上の混合物として使用でき、さらにはトリエタノールアミン、メチルジエタノールアミンなどの第3級アミン、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル等の安息香酸誘導体等の硬化促進剤などと組み合わせて使用することができる。これらの促進剤の添加量としては、光重合開始剤(C)に対して、100重量%以下となる量を必要に応じて添加する。
更に、本発明の感光性樹脂組成物は、用途に応じて、非反応性化合物、無機充填剤、有機充填剤、シランカップリング剤、粘着付与剤、消泡剤、レベリング剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、顔料、染料等をその硬化性、樹脂特性を損なわない範囲で、特に制限無く使用することができる。
前記非反応性化合物の具体例としては、反応性の低い、或いは反応性の無い液状若しくは固体状のオリゴマーや樹脂であり、(メタ)アクリル酸アルキル共重合体、エポキシ樹脂、液状ポリブタジエン、ジシクロペンタジエン誘導体、飽和ポリエステルオリゴマー、キシレン樹脂、ポリウレタンポリマー、ケトン樹脂、ジアリルフタレートポリマー(ダップ樹脂)、石油樹脂、ロジン樹脂、フッ素系オリゴマー、シリコン系オリゴマーなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
前記無機充填剤としては、例えば、二酸化珪素、酸化珪素、炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、タルク、カオリンクレー、焼成クレー、酸化亜鉛、硫酸亜鉛、水酸アルミニウム、酸化アルミニウム、ガラス、雲母、硫酸バリウム、アルミナホワイト、ゼオライト、シリカバルーン、ガラスバルーン、等を挙げることができる。これらの無機充填剤には、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコネート系カップリング剤などを添加、反応させるなどの方法により、ハロゲン基、エポキシ基、水酸基、チオール基の官能基を持たせることもできる。
前記有機充填剤としては、例えば、ベンゾグアナミン樹脂、シリコーン樹脂、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリオレフィン樹脂、エチレン・アクリル酸共重合体、ポリスチレン、アクリル共重合体、ポリメチルメタクリレート樹脂、フッ素樹脂、ナイロン12、ナイロン6/66、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂などを挙げることができる。
シランカップリング剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン又はγ−クロロプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート等のチタネート系カップリング剤;アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等のアルミニウム系カップリング剤;アセチルアセトン・ジルコニウム錯体等のジルコニウム系カップリング剤、などを挙げることができる。
本発明の感光性樹脂組成物を得るには、上記した各成分を混合すればよく、混合の順序や方法は特に限定されない。
本発明の感光性樹脂組成物は、実質的には溶剤を必要としないが、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素など、その他の一般によく用いられる有機溶剤によって本発明の感光性樹脂組成物を希釈して使用することも可能である。
本発明において硬化物を得るために用いうる活性エネルギー線としては、紫外線、可視光線、赤外線、X線、ガンマー線、レーザー光線等の電磁波、アルファー線、ベータ線、電子線等の粒子線等が挙げられる。しかしながら本発明の好適な用途を考慮すれば、レーザーを含む紫外線、可視光線、または電子線が好ましい。その際、硬化速度を実用的にするべく光重合開始剤(C)を含有することが好ましい。
各種塗膜を形成させる方法としては特に限定はないが、グラビア等の凹版印刷方式、フレキソ等の凸版印刷方式、シルクスクリーン等の孔版印刷方式、オフセット等の平版印刷方式、ロールコーター、ナイフコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スピンコーター等の各種塗工方式においても好適に使用することができる。
本発明の感光性樹脂組成物は、皮膜形成用材料、プリント(配線回路)基板製造の際のソルダーマスク、メッキレジスト、接着剤、レンズ、ディスプレー、光ファイバー、光導波路、ホログラム等に使用することができる。皮膜形成用材料とは、基材表面を被覆することを目的として利用されるものである。具体的な用途としては、グラビアインキ、フレキソインキ、シルクスクリーンインキ、オフセットインキ等のインキ材料、ハードコート、トップコート、オーバープリントニス、クリヤコート等の塗工材料等がこれに該当する。また、ソルダーレジスト、エッチングレジスト、マイクロマシン用レジスト等のレジスト材料、ラミネート用他各種接着剤、粘着剤等の接着材料、LED用接着剤等の各種接着剤、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ、マイクロレンズ等の各種レンズ、光ファイバーのコア材、クラッド材、光導波路、ホログラム等の各種光学材料等にも使用することができる。さらには、樹脂組成物を一時的に剥離性基材に塗工しフイルム化した後、本来目的とする基材に貼合し皮膜を形成させる、いわゆるドライフイルムとしても使用することができる。
次に、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
実施例1 (化合物(A−1)の合成)
温度計、冷却管、攪拌器を取り付けたフラスコに塩化シアヌルを92.2g(0.5mol)、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)としてHEA(大阪有機化学工業(株)製、2−ヒドロキシエチルアクリレート)を69.7g(0.6mol)、反応溶媒としてトルエンを900ml、ジメチルアセトアミドを100ml仕込んで混合した。次いで脱塩化水素剤として炭酸カリウムを82.9g(0.6mol)加え40℃の反応温度で3時間反応させた。続いて反応溶媒としてトルエンを500ml追加し、下記式(4)の化合物(三光株式会社製、O−PP)を170.2g(1.0mol)仕込んで混合した。次いで脱塩化水素剤として炭酸カリウムを152.0g(1.1mol)加え50℃で4時間反応させた。各ステップとも反応はHPLCにて進行度合いを確認しながら合成した。
合成後、得られた反応液を5%NaOH水溶液で3回洗浄し、次いで洗浄水が中性になるまで水洗を行った。水洗後の溶液をロータリーエバポレーターを用いて減圧下に溶媒を留去し、本発明の化合物(A−1)(下記式(5))を含有する粗生成物を197.5g得た。(A−1)をカラムクロマトグラフィーにて精製した後に以下の実施例にて物性評価を実施した。精製した(A−1)はほぼ無色の淡黄色透明樹脂状であった。
Figure 2009013169
Figure 2009013169
上記式(5)のプロトンNMRを測定したところ以下のピークとなった。
1H−NMR(300MHz、CDCl3
4.28−4.34ppm=4H、5.83ppm=1H、6.08ppm=1H、6.39ppm=1H、7.06ppm=2H、7.26−7.38ppm=16H
実施例2 (化合物(A−2)の合成)
温度計、冷却管、攪拌器を取り付けたフラスコに塩化シアヌルを92.2g(0.5mol)、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)としてHEAを75.5g(0.65mol)、反応溶媒としてトルエンを900ml、ジメチルアセトアミドを100ml仕込んで混合した。次いで脱塩化水素剤として炭酸カリウムを89.8g(0.65mol)加え40℃の反応温度で3時間反応させた。続いて反応溶媒としてトルエンを500ml追加し、下記式(6)の化合物(三光株式会社製、P−PP)を170.2g(1.0mol)仕込んで混合した。次いで脱塩化水素剤として炭酸カリウムを152.0g(1.1mol)加え50℃で4時間反応させた。各ステップとも反応はHPLCにて進行度合いを確認しながら合成した。
合成後、得られた反応液を5%NaOH水溶液で3回洗浄し、次いで洗浄水が中性になるまで水洗を行った。水洗後の溶液をロータリーエバポレーターを用いて減圧下に溶媒を留去し、本発明の化合物(A−2)(下記式(7))を含有する粗生成物を198.2g得た。(A−2)をカラムクロマトグラフィーにて精製した後に以下の実施例にて物性評価を実施した。精製した(A−2)は白色結晶状であった。
Figure 2009013169
Figure 2009013169
上記式(7)のプロトンNMRを測定したところ以下のピークとなった。
1H−NMR(300MHz、CDCl3
4.52−4.58ppm=4H、5.96ppm=1H、6.20ppm=1H、6.35ppm=1H、7.32−7.77ppm=18H
比較合成例 エポキシ樹脂の合成
温度計、冷却官、撹拌器を取り付けたフラスコに窒素ガスパージを施しながら上記式(4)の化合物(O−PP 三光株式会社製)170g、エピクロルヒドリン370g、メタノール74gを仕込み溶解させた。更に70℃に加熱しフレーク状水酸化ナトリウム41gを90分かけて分割添加し、その後、更に70℃で60分間反応させた。反応終了後、水200gで二回洗浄を行い生成した塩などを除去した後、加熱減圧下(〜70℃、−0.08MPa〜−0.09MPa)、撹拌しながら、3時間で、過剰のエピクロルヒドリン等を留去した。残留物にメチルイソブチルケトン450gを加え溶解し、70℃にまで昇温した。攪拌下で10重量%の水酸化ナトリウム水溶液10gを加え、1時間反応を行った後、洗浄水が中性になるまで水洗を行った。水洗後の溶液をロータリーエバポレーターを用いて減圧下にメチルイソブチルケトン等を留去し、目的とするエポキシ樹脂217gを得た。得られたエポキシ樹脂はエポキシ当量が233g/eq.で、常温で液状であった。
比較例1(化合物(H−1)の合成) 特開平9−272707号公報製造例1との比較
攪拌装置、還流管をつけた1Lフラスコ中に、比較合成例で得られたエポキシ樹脂を139.8g(0.6eq.)、熱重合禁止剤として、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾールを0.55g、分子中にエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)としてアクリル酸を43.3g(0.6eq.)、反応触媒としてトリフェニルホスフィンを0.55g仕込み、98℃で30時間反応させ、酸価を測定したところ2.4mg・KOH/gであり反応を終了とした。この工程により透明淡黄色樹脂状の化合物(H−1)180gを得た。
比較例2(化合物(H−2)の合成) 特開平7−206832号公報実施例1との比較
温度計、冷却管、攪拌器を取り付けたフラスコに塩化シアヌルを92.2g(0.5mol)、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)としてHEAを191.6g(1.65mol)、反応溶媒としてトルエンを750ml仕込んで混合した。次いで脱塩化水素剤として炭酸カリウムを276.4g(2.0mol)加えた。系はすぐ発熱する為、80℃以下となるよう冷却しながら1時間攪拌した。続いて反応温度90℃で12時間反応させ、反応温度を60℃に冷却し、トリエチルアミン25.3g(0.25mol)を添加し、6時間反応させた。
合成後、得られた反応液を水洗、1%HCl水溶液で洗浄し、次いで洗浄水が中性になるまで水洗を行った。水洗後の溶液をロータリーエバポレーターにて減圧下に溶媒を留去し、化合物(H−2)158.8gを得た。
実施例、比較例の化合物の液屈折率を表1に示す。なお液屈折率の算出は、得られた化合物濃度を3点変動させるよう溶剤希釈したサンプルを作成し、その液屈折率を3点測定し、化合物そのものの液屈折率を計算した。
表1
(A−1) (A−2) (H−1) (H−2)
液屈折率 1.592 1.610 1.580 1.511

測定装置:多波長アッベ屈折計DR−M2 株式会社アタゴ製
測定波長:589nm(D線)
以上の結果から、本発明の化合物(A)は従来の樹脂(H−1)よりも高屈折率であり、透明性を有し、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ、マイクロレンズ等の各種レンズ、光ファイバーのコア材、クラッド材、光導波路、ホログラム、ディスプレー部材等の各種光学材料等の光学用途に有用である。また、従来の樹脂(H−2)よりも高屈折率であり、各種光学材料等の光学用途に有用である。
実施例3〜7、比較例3〜5
実施例で合成した化合物(A−1、A−2)及び比較例1で得られた化合物(H−1)、比較例2で得られた化合物(H−2)を表2に示す組成で配合した感光性樹脂組成物をバーコーター(No.20)にて易接着処理ポリエステルフィルム(東洋紡(株)製:A−4300、膜厚188μm)に塗布し、80℃の乾燥炉中に1分間放置後、空気雰囲気下で120W/cmの高圧水銀灯を用い、ランプ高さ10cmの距離から5m/分の搬送速度で紫外線を照射し、硬化皮膜(10〜15μm)を有するフィルムを得た。
表2
配合量(g)
実施例 比較例
3 4 5 6 7 3 4 5
(A−1) 5 5 10
(A−2) 5 10
(H−1) 5 10
(H−2) 5
OPP−1 *1 10 10 10 10 10 10 10 10
DPHA−40H *2 35 30 35 30 30 35
PET−30 *3 35 35
Irg.184 *4 3 3 3 3 3 3 3 3
MEK *5 50 50 50 50 50 50 50 50
*1:OPP−1:日本化薬(株)製(2−フェニルフェノールのエチレンオキサイド付加物の末端アクリル酸エステル化物):(B−6)
*2:DPHA:日本化薬(株)製、KAYARAD DPHA−40H(多官能ウレタンアクリレート):(B−2)
*3:PET−30:日本化薬(株)製、KAYARAD PET−30(ペンタエリスリトールトリアクリレート/ペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物):(B−5)
*4:Irg.184(イルガキュアー184):チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)
*5:MEK:2−ブタノン
試験例
実施例3〜7又は比較例3〜5で得られたフィルムにつき、下記項目の評価結果を表3に示した。
(鉛筆硬度)
JIS K 5400に従い、鉛筆引っかきを用いて、塗工フィルムの鉛筆硬度を測定した。即ち、測定する硬化皮膜を有するポリエステルフィルム上に、鉛筆を45度の角度で、上から1kgの荷重を掛け5mm程度引っかき、傷の付き具合を確認した。5回測定を行い、傷なしの回数を数える。
評価 5/5:5回中5回とも傷なし
0/5:5回中全て傷発生
(耐擦傷試験)
スチールウール#0000上で200g/cm2の荷重を掛け10往復させ、傷の状況を目視で判断した。
評価 5:傷の発生が全く観察されなかった
評価 4:1〜5本の傷の発生が観察された
評価 3:6〜50本の傷の発生が観察された
評価 2:51〜100本の傷の発生が観察された
評価 1:塗膜剥離が観察された
(密着性)
JIS K 5400に従い、フィルムの表面に1mm間隔で縦、横11本の切れ目を入れて100個の碁盤目を作った。セロハンテープをその表面に密着させた後一気に剥がした時に剥離せず残存したマス目の個数を表示した。
(カール)
測定する硬化皮膜を有するポリエステルフィルムを5cm×5cmにカットし、80℃の乾燥炉に1時間放置した後、室温まで戻した。水平な台上で浮き上がった4辺それぞれの高さを測定し、平均値を測定値(単位:mm)とした。この時、基材自身のカールは0mmであった。
(外観)
表面のクラック、白化、曇り等の状態を目視にて判断した。
評価 ○:良好
△:微少クラック発生
×:著しいクラック発生
表3 評価結果
鉛筆硬度2H 擦傷性 密着性 カール 外観
実施例3 5/5 5 100 7 ○
実施例4 5/5 5 100 8 ○
実施例5 5/5 5 100 6 ○
実施例6 5/5 5 100 6 ○
実施例7 5/5 5 100 5 ○
比較例3 1/5 3 87 8 ○
比較例4 2/5 3 90 6 ○
比較例5 5/5 5 100 10 ○
本発明の樹脂組成物はいずれも比較例3〜4に比較して硬度、耐擦傷性、密着性に優れ、カール高さが同程度であることから硬化収縮は少ないことがわかる。また、比較例5と比較してカール高さが低く、硬化収縮は少ないことがわかる。以上の結果から、透明性を有する本発明の化合物(A)を含有する本発明の樹脂組成物は硬化収縮が少なく、その硬化物は十分な硬度を有し、高い耐擦傷性・密着性を有するため、透明性を必要とするコーティング剤として有用である。

Claims (12)

  1. 下記一般式(1)で表される化合物(A)。
    Figure 2009013169
    (式中、R1及びR2は下記式(2)
    Figure 2009013169
    で表される基またはヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)残基のいずれかであって、R1及びR2が共に式(2)で表される基ではないものとする。)
  2. ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)が炭素数2〜6のアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステルである請求項1に記載の化合物(A)。
  3. ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)が2−ヒドロキシエチルアクリレートである請求項1に記載の化合物(A)。
  4. 下記式(3)で表されるフェニルフェノール
    Figure 2009013169
    と塩化シアヌルとヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)を脱塩化水素反応させることを特徴とする請求項1に記載の化合物(A)の製造法。
  5. ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)が炭素数2〜6のアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステルである請求項4に記載の化合物(A)の製造法。
  6. ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a)が2−ヒドロキシエチルアクリレートである請求項4に記載の化合物(A)の製造法。
  7. 請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の化合物(A)と化合物(A)以外の重合性化合物(B)を含有することを特徴とする感光性樹脂組成物。
  8. 重合性化合物(B)が(ポリ)エステル(メタ)アクリレート(B−1)、ウレタン(メタ)アクリレート(B−2)、エポキシ(メタ)アクリレート(B−3)、(ポリ)エーテル(メタ)アクリレート(B−4)、アルキル(メタ)アクリレートないしはアルキレン(メタ)アクリレート(B−5)、芳香環を有する(メタ)アクリレート(B−6)及び脂環構造を有する(メタ)アクリレート(B−7)、マレイミド基含有化合物(B−8)、(メタ)アクリルアミド化合物(B−9)、及び不飽和ポリエステル(B−10)からなる群より選ばれる1種以上の化合物である請求項7に記載の感光性樹脂組成物。
  9. 重合性化合物(B)がウレタン(メタ)アクリレート(B−2)、アルキル(メタ)アクリレートないしはアルキレン(メタ)アクリレート(B−5)、及び芳香環を有する(メタ)アクリレート(B−6)からなる群より選ばれる1種以上の化合物である請求項8に記載の感光性樹脂組成物。
  10. 光重合開始剤(C)を含有する請求項7ないし請求項9のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  11. 請求項7ないし請求項10のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物の硬化物。
  12. 請求項11に記載の硬化物の層を有するフィルム。
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