JP2011509340A - 硬化型接着組成物、接着方法およびその応用 - Google Patents

Abstract

本発明は、要求に応じてフェノール化合物、ポリマー又は樹脂が脱ブロック剤の添加により解放される保護フェノールを用いることによって、フェノール−エポキシ、フェノール−ベンゾキサジン、フェノール−エポキシ−ベンゾキサジン混合物及び他のフェノール混合物の使用可能期間を改良する。

Description

本発明は、接着剤に関し、特に、保護フェノール、低分子、オリゴマー及びポリマーを含む硬化型接着剤に関するものである。

フェノール−エポキシ接着剤は、５０年以上も前から知られており、第１高温接着剤の一つとして商品化されている。この材料は、硬化されると、広い温度範囲で接着特性が示され、高い剪断力を有し、耐候性、耐油性、耐溶剤性及び耐湿性を示す。この接着剤は、一成分接着剤及び二成分接着剤のいずれかとして市販されており、ペースト、溶剤溶液、及び支持フィルムのような数種類の形態で入手可能である。一般的にこれら３種類の形態のうちで接着フィルムが良好な接着強度を得ることができる。

一成分接着剤においては、製造業者によりフェノール及びエポキシの両者を組み合わせ、単一成分として消費者に提供される。消費者による混合が必要ない場合には便利であるが、添加されると高反応性フェノールによりエポキシの硬化化学反応が直ちに開始されるため、接着剤の室温における保管寿命としても知られる使用可能期間が短くなる。この効果は、接着剤の使用可能期間が数分に縮まる室温を超える温度で好適である。特別な場合の支持フィルムにおいては、非特許文献１に記載されているように、使用前には冷蔵環境下で保存しなければ、保管寿命が短くなる。また、一成分接着剤の製造業者は、フェノールがエポキシとの反応を開始すると溶液粘性が直ちに増大し始めるため、接着剤の製造時間が低減され、さらに、管理できない場合には加工性が著しく損なわれるまで粘性が増大し続けることを経験している。

二成分接着剤においては、フェノール及びエポキシは、消費者によって使用前に直ちに組み合わされ、混合される構成の２つの異なるパッケージとして製造業者により分離され、供給される。フェノール及びエポキシが分離されているため、接着剤の保管寿命が損なわれることはなく、そのため、冷蔵環境下において保管する必要はない。しかしながら、フェノール及びエポキシを混合した後に接着剤が使用可能となる期間の未硬化な期間は短い。一成分接着剤に比べて製造時間が短いため、フェノールをエポキシと混合した後に、接着剤ゲルが硬化し始めるまで二成分接着剤の粘性が増大し続ける。したがって、消費者が接着剤を使用可能な期間は有限である。

フェノールは、Ｉｓｈｉｄａらの特許文献１に示されているように、ベンゾキサジンとの反応性を有し、重合温度を低減させるために用いられ、フェノールを添加した後に重合温度が１９０℃から１４５℃まで低減される。この場合、フェノールは重合開始剤として機能し、又は、フェノールと銅用にベンゾキサジンの硬化がエポキシの架橋化学反応を開始する。

Ｉｓｈｉｄａらの特許文献１及びＧａｒｒｅｔｔの特許文献２は、ベンゾキサジン及びエポキシをともに用いる場合、硬化温度及び硬化時間の両者を低減するためのフェノールの使用を開示している。得られた熱硬化性接着剤は、電気を含む応用に好適な特性、低吸水性及び良好な接着性を備え、１８０℃より高いＴｇを有する。記載された組成には、添加した直後に硬化し始めるフェノール及びエポキシの組み合わせが含まれるため、これらの発明は使用可能期間が短縮される。

フェノール−エポキシ、フェノール−ベンゾキサジン、及びフェノール−エポキシ−ベンゾキサジン混合物の使用可能期間を改良する必要があり、フェノールが保護フェノール及びアリルグリシジルカーボネートの態様である。エポキシ及び／又はベンゾキサジンの架橋又は重合を促進するために、例えば熱、放射線、塩基又は酸触媒反応、求核置換反応及びこれらの組み合わせによって制御可能にフェノール基を開放してもよい。Ｗｅｂｅｒの特許文献３及びＣｈａｎの特許文献４に記載されているようなアリルアルキルカルバメートのような他の保護フェノールが知られているが、これらは、発生されたフェノールの当量ごとに高毒性のアルキルイソシアネートの１当量が生成されるといった不利益を有する。多くの実例においては、アルキルイソシアネートは、移動自在に汚染し、接着剤の性能を低下させる低分子量としての作用に加え、人の健康に有害なガス状化合物である。また、この汚染は可塑剤として作用し、Ｔｇの低下を引き起こす。これに対して、アリルグリシジルカーボネートの分解による副産物は無毒性のＣＯ_２及び反応性エポキシのみである。上記の低分子汚染とは異なり、副産物である反応性エポキシの利点は、硬化工程の間に接着剤マトリクスに取り込まれることであり、これにより、Ｔｇの低下が引き起こされず、接着剤の性能に悪影響を及ぼさないことである。上記の混合物は、複合体、成形化合物、接着剤及び塗膜、特にこれらに限定されるものではないが、アンダフィル材料、電子パッケージング、カプセル充填、ダイ接着剤、導電接着剤、リードフリーはんだ、異方性伝導フィルム（ＡＣＦｓ）、及び非導電接着フィルム（ＮＣＦｓ）を含む電子用途において利点を有する。これらの組成物は、電子ディスプレイ、回路基板、フリップチップ及び半導体装置において利点を見出すであろう。

Petrie et al., "Epoxy Adhesive Formulations", McGraw-Hill, 2006

米国特許第６，２０７，７８６号 米国特許第６，４３７，０２６号 米国特許第４，１２３，４５０号 国際特許第８７／０５６００号

したがって、本発明は、要求に応じてフェノール化合物、ポリマー又は樹脂が脱ブロック剤の添加により解放される保護フェノールを用いることによって、フェノール−エポキシ、フェノール−ベンゾキサジン、フェノール−エポキシ−ベンゾキサジン混合物及び他のフェノール混合物の使用可能期間を改良することを目的とする。

組成物の一例としては、０．１〜９０重量％の保護フェノール及び０．１〜９０重量％のエポキシからなる。この組成物は、フェノールの解放を促進するために、０．１〜４０重量％の脱ブロック剤とともに用いられる。また、この組成物は、０．１〜２０重量％のフィラー、０．１〜２０重量％の接着増進剤、０．１〜２０重量％のシランカップリング剤、０．１〜２０重量％の顔料、０．１〜２０重量％の染料及び０．１〜２０重量％の電気伝導粒子のいずれか１つ以上を含んでもよい。

他の組成物の例としては、０．１〜９０重量％の保護フェノール及び０．１〜９０重量％のベンゾキサジンからなる。この組成物は、フェノールの解放を促進するために、０．１〜４０重量％の脱ブロック剤とともに用いられる。また、この組成物は、０．１〜２０重量％のフィラー、０．１〜２０重量％の接着増進剤、０．１〜２０重量％のシランカップリング剤、０．１〜２０重量％の顔料、０．１〜２０重量％の染料及び０．１〜２０重量％の電気伝導粒子のいずれか１つ以上を含んでもよい。

また、さらなる他の組成物の例としては、０．１〜９０重量％の保護フェノール、０．１〜９０重量％のエポキシ及び０．１〜９０重量％のベンゾキサジンからなる。この組成物は、フェノールの解放を促進するために、０．１〜４０重量％の脱ブロック剤とともに用いられる。また、この組成物は、０．１〜２０重量％のフィラー、０．１〜２０重量％の接着増進剤、０．１〜２０重量％のシランカップリング剤、０．１〜２０重量％の顔料、０．１〜２０重量％の染料及び０．１〜２０重量％の電気伝導粒子のいずれか１つ以上を含んでもよい。

図面を参照して本発明を示す。
アリルグリシジルカーボネートの一例である。 グリシジルカーボネート官能基である。 図１に示されたアリルグリシジルカーボネートの可能な化学構造である。 保護フェノールの脱保護のスキーム１である。 アリルアルキルカルバミン酸塩の熱分解のスキーム２である。 オキシラン成分の化学構造である。 単純なベンゾキサジンの合成の一例である。 ベンゾキサジンの可能な化学構造である。 保護フェノールに関する実施例１である。 保護フェノールに関する実施例２である。 保護フェノールに関する実施例３である。 保護フェノールに関する実施例４ａ及び４ｂである。 保護フェノールに関する実施例５ａ及び５ｂである。 保護フェノールに関する実施例６である。 保護フェノールに関する実施例７である。 保護フェノールに関する実施例８である。 ベンゾキサジンに関する実施例９である。 ベンゾキサジンに関する実施例１０である。 ベンゾキサジンに関する実施例１１である。 ベンゾキサジンに関する実施例１２である。 ベンゾキサジンに関する実施例１３である。 ベンゾキサジンに関する実施例１４である。 ベンゾキサジンに関する実施例１５である。 エポキシに関する実施例１６である。

図面を参照して好適な実施形態及び付加的な実施形態を詳述する。さらなる実施形態、態様及び利点は、以下の記載から明らかであり、本発明を実行することにより習得してもよい。以下の実施形態の記載は、本発明を限定するものではなく、単に本発明の一般的な原理を説明するために用いられたものである。

保護フェノール
以下に記載の保護フェノールは図１に示されたアリルグリシジルカーボネートに変換されるフェノール化合物のいずれでもよい。

保護フェノールは１つ以上のグリシジルカーボネート官能基を有し、グリシジルカーボネートが図２により定義されている。

図１に示されたアリルグリシジルカーボネートは、これに限定されるものではないが、図３に示された化学構造を含む。Ｇ^１は図２に示されたグリシジルカーボネート基の１つ以上であり、Ｇ^２、Ｇ^３、Ｇ^４、Ｇ^５、Ｇ^６はＨ及び図２に示されたグリシジルカーボネート基の１つ以上であり、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６はＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＨ_３、アルカン、アルケン、アルキン、図６に示されたいずれかの構造、ＯＲ^１３、ＯＡｒ^１、ＣＯ_２Ｒ^１３、ＣＯ_２Ａｒ^１、Ｃ（Ｏ）ＮＨＲ^１３、Ｃ（Ｏ）ＮＨＡｒ^１、Ｃ（Ｏ）ＮＲ^１３Ｒ^１４、Ｃ（Ｏ）ＮＡｒ^１Ａｒ^２、ＯＣ（Ｏ）Ｒ^１３、ＯＣ（Ｏ）Ａｒ^１、ＮＨＣ（Ｏ）Ｒ^１３、ＮＨＣ（Ｏ）Ａｒ^１、ＮＲ^１３Ｃ（Ｏ）Ｒ^１４、ＮＡｒ^１Ｃ（Ｏ）Ｒ^１３、ＮＡｒ^１Ｃ（Ｏ）Ａｒ^２、ＳＲ^１３、ＳＡｒ^１の１つ以上であり、Ｒ^１３及びＲ^１４はＣＨ_３、アルカン、アルケン、アルキンのいずれかであり、Ａｒ^１及びＡｒ^２はいずれかの芳香族化学成分又はいずれかの複素環式化学成分であり、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０、Ｒ^１１、Ｒ^１２はＨ、ＣＨ_３、アルカン、アルケン、アルキンのいずれかであり、ＸはＣＨ_２、Ｏ、Ｓ、ＮＨ、ＮＲ^１３、ＮＡｒ^１のいずれかであり、ＹはＨ、ＯＨ及び図１に示された構造のいずれかであり、ｎは０以上の整数であり、ｍは１以上の整数である。化学構造１３〜１８は当業者に公知な直線状、分岐状、樹状のいずれかの形態又はこれらの組み合わせである。

また、図３に示された化学構造のｓｐ^２混成炭素原子はＮ、Ｐ又はこれらの組み合わせに置換することができる。

図４は、グリシジルカーボネートの脱保護が脱ブロック剤Ｂの添加により生じ、脱ブロック剤がオキシランと直接又は間接的に反応し、これによりオキシラン（２０）及び二酸化炭素（２１）とともにフェノール（１９）が解放される、スキーム１を示している。これは様々な理論により達成されたものである。

脱ブロック剤は、アルキルアミン、芳香族アミン、イミダゾール、トリアゾール、トリアジン、メラミン、他のクラスの複素環アミン、アミン含有シロキサン、アミン−エポキシ添加物、イミダゾール−エポキシ添加物、メルカプタン、アルコキサイド、又はこれらの組み合わせのようなエポキシ系接着剤の硬化速度を促進するために用いられるタイプの触媒又は硬化剤でもよい。また、オキシランの開環を助けるために、ボロンハライド、アルミニウムハライド、チタンハライド及び他のルイス酸が添加され、これによりフェノールの解放が開始される。

脱ブロック剤は、Ｉｓｈｉｍｕｒａらの米国特許第４，８３３，２２６号、Ｆｕｋｕｏｋａの米国特許第５，２１９，９５６号及びＵｓｕｉらの米国特許公開公報第２００６／０１２８８３５号及び第２００７／００５５０３９号に記載されているような、アミン含有化合物又はアミン−エポキシ添加物がポリマー材料内に内包され、熱、圧力、溶剤、可塑剤又はこれらの組み合わせのような外的刺激の使用により要求に応じて触媒が解放される、潜伏性触媒であってもよい。

上記の保護フェノールは、フェノールの解放の制御因子として作用することができる。その結果、このように解放されたフェノールは、これに限定されるものではないが、例えば、画像用途のハロゲン化銀の現像、ラジカル重合や酸化還元反応の阻害、及び酸化防止を含む用途の現像剤又は阻害剤として用いることができる。また、必要であれば、エンドユーザーにより要求されるような、フェノールの解放速度の調節のために脱ブロック剤を一度に全て添加しても又は適切な速度で計量してもよい。図４（スキーム１）に示されたようなカーボネートのＡｒ−ＯからＡｒ−Ｓ、Ａｒ−ＮＨ、Ａｒ−ＮＡｒ又はＡｒ−ＮＲへの置換はアリルメルカプタン及びアリルアミンの解放の制御因子として有用であろう。

図５は、Ｗｅｂｅｒの米国特許第４，１２３，４５０号及びＣｈａｎの国際特許公報第８７／０５６００号に記載されているようなアリルアルキルカルバメートの熱分解がアリルグリシジルカーボネートのほかにフェノールの解放の他の制御因子により引き起こされる、スキーム２を示している。多くの実例においては、アルキルイソシアネートは人の健康に有害なガス化合物である。これに対し、アリルグリシジルカーボネートを用いたフェノールの解放（スキーム１）の副産物はＣＯ_２及びエポキシのみであり、このエポキシは対応するアルキルイソシアネートよりも揮発性及び毒性がかなり低く、接着剤、複合マトリクス又は塗膜に含有させた際の付加的な利点を有する。

エポキシ
以下に記載のエポキシは図３の化学構造であり、Ｇ^１は図６に示された化学構造の１つ以上であり、Ｇ^２、Ｇ^３、Ｇ^４、Ｇ^５、Ｇ^６はＨ及び図６に示された化学構造の１つ以上であり、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６はＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＨ_３、アルカン、アルケン、アルキン、ＯＲ^１３、ＯＡｒ^１、ＣＯ_２Ｒ^１３、ＣＯ_２Ａｒ^１、Ｃ（Ｏ）ＮＨＲ^１３、Ｃ（Ｏ）ＮＨＡｒ^１、Ｃ（Ｏ）ＮＲ^１３Ｒ^１４、Ｃ（Ｏ）ＮＡｒ^１Ａｒ^２、ＯＣ（Ｏ）Ｒ^１３、ＯＣ（Ｏ）Ａｒ^１、ＮＨＣ（Ｏ）Ｒ、ＮＨＣ（Ｏ）Ａｒ、ＮＲ^１３Ｃ（Ｏ）Ｒ^１４、ＮＡｒ^１Ｃ（Ｏ）Ｒ^１３、ＮＡｒ^１Ｃ（Ｏ）Ａｒ^２、ＳＲ^１３、ＳＡｒ^１の１つ以上であり、Ｒ^１３及びＲ^１４はＣＨ_３、アルカン、アルケン、アルキンのいずれかであり、Ａｒ^１及びＡｒ^２はいずれかの芳香族化学成分又はいずれかの複素環式化学成分であり、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０、Ｒ^１１、Ｒ^１２はＨ、ＣＨ_３、アルカン、アルケン、アルキンのいずれかであり、ＸはＣＨ_２、Ｏ、Ｓ、ＮＨ、ＮＲ^１３、ＮＡｒ^１のいずれかであり、ＹはＨ、ＯＨ及び図６に示された化学構造のいずれかであり、ｎは０以上の整数であり、ｍは１以上の整数である。化学構造１３〜１８は当業者に公知な直線状、分岐状、樹状のいずれかの形態又はこれらの組み合わせである。

ベンゾキサジン
ベンゾキサジンは、重合されると、良好な耐熱性、低吸水性、低ガス放出性、低誘電定数を示し、電気的用途に魅力的となる低収縮性を示す複素環化合物である。Ｓｈｉらの米国特許第６，８９９，９６０号及び米国特許第７，１７９，６８４号並びにＩｓｈｉｄａの米国特許第６，２２５，４４０号に記載されているように、重合は触媒の使用により陽イオン性に開始される。ベンゾキサジンは高温（１５０〜３００℃）で熱的に重合開始することが知られている。表４（下記）に示されているように、ベンゾキサジンが保護フェノールの存在下で加熱されると、この温度が低減されることを我々は予想外に見出した。

ベンゾキサジンは、Ｌａｎｅの独国特許第６９４，４８０号、Ｉｓｈｉｄａの米国特許第５，５４３，５１６号及びＤｅｒｓｈｅｍの米国特許第６，７４３，８５２号に記載されているように、フェノールの少なくともオルト位のヒドロキシル基を置換することなく、マンニッヒ反応を用いてフェノールから合成される。簡単なベンゾキサジン（Ｂ１）の代表例が図７に示されている。

本発明の一実施形態用のベンゾキサジンは、芳香族化合物の２つの隣接するｓｐ^２混成炭素原子に結合された１つ以上のベンゾキサジン成分を有する。このベンゾキサジンは、これに限定されるものではないが、図８Ａ及びＢの化学構造を含む。Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^３、Ａｒ^４、Ａｒ^５及びＡｒ^６はベンゼン、トルエン又は他の芳香族化合物であり、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０、Ｒ^１１、及びＲ^１２はＨ、ＣＨ_２、アルカン、アルケン、アルキンの１以上であり、Ｘ及びＹはＮ−Ｈ又はＮ−Ｒであり、Ｒはアルカン又はＮ−Ａｒであり、Ａｒはベンゼン、トルエン、他の芳香族化合物、Ｓ、Ｏのいずれかであり、ｈは１又は２の整数であり、ｇ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌは０、１又は２のいずれかの整数であり、ｎは０以上の整数であり、ｍは１以上の整数である。

フィラー
フィラーは、これに限定されるものではないが、ガラスファイバー、セルロースファイバー、木又は竹チップ、シリカ、アルミナ、タルク（マグネシウムシリケート）、バライト（バリウムサルフェート）、クレイ（アルミニウムシリケート）、カルシウムカーボネート、ボロンナイトライド、シリコンナイトライド、アルミニウムナイトライド、及びチタニウムジオキサイドを含む。

カップリング剤
カップリング剤は、高湿環境下において湿潤接着性及び性能を改良するために用いられる。本発明に有用なカップリング剤は、これに限定されるものではないが、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、及びγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを含む。これらの中でも、アミノ又はオキシラン官能基を有するカップリング剤は電気的に好適である。特に、表面に金属酸化物又は水酸化物を機能的に有していないフィラーが用いられた場合には、チタネート又はジルコネートカップリング剤が用いられる。

電気又は熱伝導粒子又はファイバー
電気又は熱伝導粒子は、これに限定されるものではないが、カーボン、カーボンナノチューブ、グラファイト、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｎｉ、及びＰｔの金属又は金属酸化物の複合物又は混合物、重合性又は無機コア及び金属シェルを備えた伝導粒子を含む。

実施形態の使用可能期間
本発明の使用可能期間は、ポットライフとして知られている、組成物の調製の間に、組成物が接着剤に加工されるまでの期間をいう。さらに、使用可能期間は、組成物が加工、調製、使用準備された後に、接着剤としての機能が保持される期間をいう。

保護フェノール
＜実施例１＞グリシジルクロロフォルメート（Ｐ１）の合成
フォスゲンをトリフォスゲンに変更した以外は、Ｍｕｌｌｅｒらの米国特許第２，７９５，５７２号にしたがって、クロロフォルメートＰ１を調製した。図９参照。

＜実施例２＞フェニルグリシジルカーボネート（Ｐ２）の合成
還流冷却管、追加漏斗及び窒素ガス注入口を備えた３つ口丸底フラスコに、フェニルクロロフォルメート２５．００ｇ（０．１６０モル）及びＴＨＦ７０ｇを仕込んだ。反応器を０℃の氷浴内に移し、窒素でパージした。３０分後、グリシドール１３．００ｇ（０．１７５モル）、トリエチルアミン１９．５０ｇ（０．１９３モル）及びテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）の無水物７５ｇの溶液を１時間以上かけて滴下し、その後、反応物を室温まで加熱し、窒素雰囲気下で一晩中攪拌した。反応器の内容物を取り出し、濾過し、減圧乾燥し、次いで、シリカゲルを用いたフラッシュクロマトグラフィーにより精製し、イソプロピルアセテートとヘキサンの１：１溶液で溶出して、粗精製の生成物２９．５１ｇを得た。図１０参照。

＜実施例３＞ジグリシジルビスフェノールＡジカーボネート（Ｐ３）の合成
実施例２の工程を用いて、ビスフェノールＡビス（クロロフォルメート）１８．１０ｇ（０．０５１モル）及びグリシドール７．１７ｇ（０．０９６８モル）からジカーボネートＰ３を得、トルエン中に粗精製材料を溶解し、０．１ＮのＮａＯＨ、０．１ＮのＨＣｌ、水及び塩水を順次用いて抽出することにより精製して、粗精製の生成物２０．９８ｇを得た。トルエン層はＭｇＳＯ_４上で乾燥し、濾過し、減圧乾燥した。図１１参照。

＜実施例４ａ＞ジグリシジル４，４’−シクロヘキシリデンビスフェノールジカーボネート（Ｐ４）の合成
実施例２の工程にしたがって、４，４’−シクロヘキシリデンビスフェノールビス（クロロフォルメート）２３．４５ｇ（０．０５９６モル）及びグリシドール８．６５ｇ（０．１６８モル）からジカーボネートＰ４を得、実施例３の工程にしたがって精製し、粗精製の生成物２７．７２ｇを得た。図１２参照。

＜実施例４ｂ＞Ｐ４の他の合成
還流冷却管、追加漏斗及び窒素ガス注入口を備えた３つ口丸底フラスコに、窒素をパージし、Ｐ１の１３．５０ｇ（０．１００モル）及びＴＨＦ無水物１２０ｍＬを仕込んだ。反応温度を−３℃に低減し、４，４’−シクロヘキシリデンビスフェノール１３．４２ｇ（０．０５００モル）、トリエチルアミン１０．１２ｇ及びテトラヒドロフラン無水物８０ｍＬの溶液を１時間以上かけて滴下した。その後、反応物を室温まで加熱し、窒素雰囲気下で一晩中攪拌した。次に、反応物を濾過し、減圧乾燥し、次いで、トルエン中に溶解し、０．１ＮのＮａＯＨ、０．１ＮのＨＣｌ、水及び塩水を順次用いて抽出して、粗精製の生成物２２．２５ｇを得た。有機層はＭｇＳＯ_４上で乾燥し、濾過し、減圧乾燥した。

＜実施例５ａ＞ジグリシジル４，４’−［９−フルオレニリデン］ジフェノールジカーボネート（Ｐ５）の合成
実施例２の工程を用いて、４，４’−（９−フルオレニリデン）ジフェノールビス（クロロフォルメート）２５．６７ｇ（０．０５４０モル）及びグリシドール７．８４ｇ（０．１０６モル）からジカーボネートＰ５を得、実施例３の工程にしたがって精製し、粗精製の生成物２６．７５ｇを得た。図１３参照。

＜実施例５ｂ＞ジグリシジル４，４’−［９−フルオレニリデン］ジフェノールジカーボネート（Ｐ５）の他の合成
実施例４ｂの工程を用いて、４，４’−（９−フルオレニリデン）ジフェノール１０．５２ｇ（０．０３００モル）及びＰ１の８．１６ｇ（０．０６００モル）からジカーボネートＰ５を合成し、粗精製の生成物１５．４２ｇを得た。

＜実施例６＞トリグリシジル１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタントリカーボネート（Ｐ６）の合成
実施例４ｂの工程にしたがって、１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタン１３．７６ｇ（０．０４４９モル）及びＰ１の１８．４０ｇ（０．１３５モル）からジカーボネートＰ６を合成し、粗精製の生成物２３．１５ｇを得た。図１４参照。

＜実施例７＞ジグリシジル４，４’−ビスフェニルカーボネート（Ｐ７）の合成
実施例４ｂの工程にしたがって、４，４’−ジヒドロキシビフェニル３８．６ｇ（０．１００モル）、Ｐ１の２７．３２ｇ（０．２００モル）及びＴＨＦの無水物２００ｍＬからジカーボネートＰ７を合成した。図１５参照。

＜実施例８＞ポリ（グリシジルフェニルカーボネート）（Ｐ８）の合成
Ｌｉａｎｇらの米国特許第５，２１２，０４４号にしたがって、ホースラディッシュパーオキシダーゼを用いてフェノールの重合からポリフェノールを合成した。実施例４ｂの工程を用いて、ポリフェノール１５．００ｇ（０．１００モル）、Ｐ１の１３．６６ｇ（０．１００モル）及びＴＨＦの無水物２００ｍＬからポリ（グリシジルカーボネート）Ｐ８を合成した。

ベンゾキサジン
ジオキサンをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に変更した以外は、Ｌａｎｅの独国特許第６９４，４８９号にしたがってベンゾへキサジンの合成を行った。

＜実施例９＞フェノール及びアニリンからベンゾキサジン（Ｂ１）の合成
フェノール（１１．２９ｇ、０．１２モル）、パラホルムアルデヒド（１１．１７ｇ、０．２４モル）及びＭＥＫを混合し、攪拌しつつ、アニリン（１１．１７ｇ、０．１２モル）を加え、ホットプレートを用いてこの混合物を１２０℃に加熱した。ＭＥＫ及び水は反応の間に蒸発された。混合物を室温に戻した。図１７参照。

＜実施例１０＞ビスフェノールＡ及びアニリンからベンゾキサジン（Ｂ２）の合成
ビスフェノールＡ（２７．３９ｇ、０．１２モル）、パラホルムアルデヒド（１４．４０ｇ、０．４８モル）及びＭＥＫを４００ｍＬビーカーに加えた。攪拌しつつ、アニリン（２２．３７ｇ、０．２４モル）を加え、ホットプレートを用いてこの混合物を１２０℃に加熱した。ＭＥＫ及び水は反応の間に蒸発され、黄色の粘着性の固まりを得た。混合物を固化する室温に戻し、着色固体５２．７４ｇ（収率９５％）を得た。図１８参照。

＜実施例１１＞４，４’−シクロヘキシリデンビスフェノール及びアニリンからベンゾキサジン（Ｂ３）の合成
実施例１０に記載の工程を用いて、４，４’−シクロヘキシリデンビスフェノール１３．４２ｇ（０．０５モル）、パラホルムアルデヒド６．００ｇ（０．２モル）及びアニリン９．３１ｇ（０．１モル）からベンゾキサジンＢ３を合成し、着色固体２４．０ｇ（収率９５．５％）を得た。図１９参照。

＜実施例１２＞４，４’−［９−フルオレニリデン］ジフェノール及びアニリンからベンゾキサジン（Ｂ４）の合成
実施例１０に記載の工程を用いて、４，４’−［９−フルオレニリデン］ジフェノール１７．５２ｇ（０．０５モル）、パラホルムアルデヒド６．００ｇ（０．２モル）及びアニリン９．３１ｇ（０．１モル）からベンゾキサジンＢ４を合成し、着色固体２８．０６ｇ（収率９６．０％）を得た。図２０参照。

＜実施例１３＞ポリ（ｐ−ヒドロキシスチレン）及びアニリンからベンゾキサジン（Ｂ５）の合成
実施例１０に記載の工程にしたがって、ポリ（４−ビニルフェノール）６．０ｇ（０．０５モル）、パラホルムアルデヒド３．０ｇ（０．１モル）及びアニリン４．６８ｇ（０．０５モル）からベンゾキサジンＢ５を合成し、着色固体１１．４ｇ（収率９６．０％）を得た。図２１参照。

＜実施例１４＞４，４’−ジヒドロキシビフェニル及びアニリンからベンゾキサジン（Ｂ６）の合成
実施例１０に記載の工程にしたがって、４，４’−ジヒドロキシビフェニル１８．６ｇ（０．１００モル）、パラホルムアルデヒド１２．００ｇ（０．４００モル）及びアニリン１８．６２ｇ（０．２００モル）からベンゾキサジンＢ６を合成した。図２２参照。

＜実施例１５＞ポリフェノール及びアニリンからベンゾキサジン（Ｂ７）の合成
実施例１０に記載の工程にしたがって、ポリフェノール１５．００ｇ（０．１００モル）、パラホルムアルデヒド１２．００ｇ（０．４００モル）及びアニリン１８．６２ｇ（０．２００モル）からベンゾキサジンＢ７を合成した。図２３参照。

エポキシ
＜実施例１６＞保護フェノール及びベンゾキサジンを組み合わせて用いたエポキシの化学構造
組成物に用いられるエポキシを図２０に示した。

＜実施例１７＞ＤＳＣによるイミダゾール存在下の保護フェノールの脱保護
イミダゾール存在下の保護フェノールの脱保護は、ＴＡインスツルメントのＱ１０示差走査熱量分析装置を用いて、２５〜３００℃の温度範囲において、温度勾配５℃／分で評価した。イミダゾール及び保護フェノールは、表１のモル比を用いて組み合わされ、良好に混合され、アルミニウム皿に載せられた。分析結果は表１に示した。

Ｐ２単独のＤＳＣの結果は、１７５℃において、化合物の分解に関する吸熱転移を示している。これに対して、１モル当量のＩｍをＰ２に加えた場合には、ＤＳＣは、９７℃において、吸熱転移を示し、これは予想通りにＥ３及びＩｍの付加生成物とほぼ同様な温度で生じている。

＜実施例１８＞ＴＧＡによるイミダゾール存在下の保護フェノールの脱保護
イミダゾール存在下の保護フェノールの脱保護は、さらに、ＴＡインスツルメントのＴＧＡ２８５０熱重量測定装置（ＴＧＡ）を用いて、２５〜６００℃の温度範囲において、温度勾配２０℃／分で評価した。

表２に示されているように、Ｐ２は、分解の開始温度よりも約９０℃低い１０９℃におけるイミダゾール存在下の質量損失を示している。１２％（重量／重量）の重量損失は、脱保護から生じるＣＯ_２の損失に起因するものである。

理論的及び経験的に説明すると、脱保護のメカニズムは、まず、ほぼ直接的なＣＯ_２の損失により９７℃で見られるように、１０９℃でＰ２のオキシラン成分とともに付加的生成物を生成し、次いで、フェノールと新たなエポキシ付加体を生成する（スキーム１）イミダゾールに起因している。

＜実施例１９＞塩化鉄試験及び薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）を用いて評価されるイミダゾール存在下のＰ２の脱保護
Ｐ２及び２−エチル−４−メチルイミダゾールのモル比１：１の組成物を１００℃で２時間加熱し、Ｓｈｒｉｎｅｒら“The Systematic Identification of Organic Compounds”第６版、New YorkのWilely社、１９８０年、第３４８〜３５０ページの塩化鉄試験を用いてフェノールの解放を評価した。予想通り、鉄錯体の形成及びフェノールの存在を示す紫色が示された。さらに、フェノールの解放を示すために、シリカゲル固定相を用い、重量比１：１のイソプロピルアセテート及びヘキサンで溶出させる薄層クロマトグラフィーによって、前記組成物の試料を分析した。フェノールに対する混合物のＲ_ｆ値［化合物の移動距離／溶媒の先頭の移動距離］の比較により、混合物におけるフェノールの存在が示された。

＜実施例２０＞組成物−グリシジルカーボネート、ベンゾキサジン、エポキシ及びイミダゾール
表３に示されたモル比にしたがって成分を混合することにより組成物１〜２０を調製した。

＜実施例２１＞組成物−グリシジルカーボネート、ベンゾキサジン、エポキシ及びマイクロカプセル化脱保護剤
表４に示されたモル比にしたがって成分を混合することにより組成物２１〜２６を調製した。マイクロカプセル化脱保護剤は、旭化成ケミカルズ社製の潜在性硬化剤ＨＸ−３７２１（ＬＨ１）、ＨＸ−３７４１（ＬＨ２）及びＨＸ−３７４８（ＬＨ３）を用いた。

＜実施例２２＞反応温度
表３の成分を混合することによりグリシジルカーボネート、ベンゾキサジン、エポキシ及びイミダゾールの組成物を調製した。これらをＡｌＤＳＣ皿に載せ、ＤＳＣ分析装置内に載置し、窒素雰囲気下において５℃／分の加熱勾配で２５〜３２５℃まで加熱した。これらの結果を表５に示した。

組成物７及び８を比較すると、ベンゾキサジンの合成は、保護フェノールの存在下で約２０℃低下している。

本発明の一実施形態においては、上記の硬化型組成物は、硬化態様で提供され、電子部品、電子ディスプレイ、回路基板、フリップチップ、半導体装置のような工業製品に含まれる。他の実施形態においては、組成物は、完全に製造及び組立られる前にこれら及び他の製品に用いられる未硬化態様又は部分的硬化態様で提供され。

他の成分及び／又は態様を他の実施形態に用いてもよいことは、当業者が疑う余地なく認識されるであろう。さらに、全ての項目は前後関係と矛盾のない範囲で可能な限り広く解釈すべきである。本発明はいくつかの実施形態について詳述したが、本発明の目的又は趣旨を逸脱しない範囲で様々な修飾及び／又は変更がなされてもよいことを認識すべきである。これに関して、本発明の実施が上記の応用に限定されないことは重要である。多くの他の応用及び／又変更は、その他の応用及び変更が本発明の目的を逸脱しない範囲でなされてもよい。明細書に記載の、本発明の実施形態における温度又は重量の範囲は、特許請求の範囲の趣旨を限定するものではない。また、一実施形態の一部として説明又は記載された態様は、上記の実施形態に限定されることなく、他の実施形態を提供するために他の実施形態に用いてもよい。したがって、実施形態及び変更例が特許請求の範囲の趣旨の範囲内及び同等である限りは、本発明はこのような実施形態及び変更例の全てに及ぶ。

Claims (71)

1. 保護フェノール化合物を含み、前記保護フェノール化合物はアリルグリシジルカーボネート成分を含むことを特徴とする組成物。
2. 前記保護フェノール化合物は、さらに第２アリルグリシジルカーボネート成分を含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
3. 前記第１及び第２アリルグリシジルカーボネート成分は、同一アリル基であることを特徴とする請求項２に記載の組成物。
4. 前記第１及び第２アリルグリシジルカーボネート成分は、異なったアリル基であることを特徴とする請求項２に記載の組成物。
5. 前記保護フェノール化合物は、下記のアリルグリシジルカーボネートから選択されることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
   

   
6. 請求項１の保護フェノール化合物を含み、前記保護フェノール化合物はアリルグリシジルカーボネート成分を含むことを特徴とする画像形成システム。
7. さらに、前記保護フェノール化合物の脱ブロック剤を含むことを特徴とする請求項６に記載の画像形成システム。
8. さらに、エポキシ樹脂又はベンゾキサジンを含むことを特徴とする請求項７に記載の画像形成システム。
9. 保護フェノール化合物及びエポキシ樹脂を含み、前記保護フェノール化合物はアリルグリシジルカーボネート成分を含むことを特徴とする組成物。
10. 前記エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ノボラック、ポリフェノール、アニリン、ポリアラニン、他の重合性又はハロゲン化誘導体のうちの少なくとも１つから誘導されることを特徴とする請求項９に記載の組成物。
11. さらに、０．１〜９０重量％の保護フェノール化合物及び１０〜９９．９重量％のエポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項９に記載の組成物。
12. さらに、０．１〜９０重量％の脱ブロック剤を含むことを特徴とする請求項９に記載の組成物。
13. 前記脱ブロック剤は、アミン、イミダゾール、トリアジン、トリアゾール又はイミダゾール−エポキシ付加物であることを特徴とする請求項１２に記載の組成物。
14. 前記脱ブロック剤は、マイクロカプセル化されていることを特徴とする請求項１２に記載の組成物。
15. 前記マイクロカプセル化脱ブロック剤は、ポリマーシェル内に内包されていることを特徴とする請求項１４に記載の組成物。
16. 前記マイクロカプセル化脱ブロック剤は、重合性マトリクス内に内包されていることを特徴とする請求項１４に記載の組成物。
17. さらに、エポキサイド用の硬化剤又は触媒、フィラー、界面活性剤、カップリング剤、顔料、染料及び導電粒子から選択された１つ以上を含むことを特徴とする請求項９に記載の組成物。
18. 下記から選択されるアリルグリシジルカーボネートを含む０．１〜９０重量％の保護フェノール化合物と、
    ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ノボラック、ポリフェノール、アニリン、ポリアラニン、他の重合性又はハロゲン化誘導体のうちの少なくとも１つから誘導される１０〜９９．９重量％のエポキシ樹脂と、
    アミン、イミダゾール、トリアジン、トリアゾール又はイミダゾール−エポキシ付加物を含む０．１〜９０重量％の脱ブロック剤とを含み、
    前記脱ブロック剤は、重合性マトリクス内にマイクロカプセル化されていることを特徴とする組成物。
    

    
19. さらに、下記のベンゾキサジン化合物からから選択される０．１〜９０重量％のベンゾキサジンを含むことを特徴とする請求項１８に記載の組成物。
    

    
20. アリルグリシジルカーボネート成分を含む保護フェノール化合物と、
    エポキシ樹脂と、
    前記保護フェノール化合物のマイクロカプセル化脱ブロック剤とを含むことを特徴とする組成物。
21. 前記組成物の硬化化学状態は、未硬化、部分的硬化及び硬化から選択されることを特徴とする請求項２０に記載の組成物。
22. 前記脱ブロック剤は、エポキサイドの硬化速度を加速することを特徴とする請求項２０に記載の組成物。
23. 前記組成物は、接着剤、導電性接着剤、複合体、成形化合物、異方性伝導フィルム（ＡＣＦ）接着剤、非ランダムアレイＡＣＦ、非伝導性接着フィルム（ＮＣＦ）、塗膜、カプセル化剤、アンダフィル材料、リードフリーハンダのいずれかであることを特徴とする請求項２０に記載の組成物。
24. 請求項２０に記載の組成物を含むことを特徴とする電子ディスプレイ。
25. 前記組成物は、硬化、部分的硬化又は未硬化であることを特徴とする請求項２４に記載の電子ディスプレイ。
26. 請求項２０に記載の組成物を含むことを特徴とする回路基板。
27. 前記組成物は、硬化、部分的硬化又は未硬化であることを特徴とする請求項２６に記載の回路基板。
28. 請求項２０に記載の組成物を含むことを特徴とするフリップチップ。
29. 前記組成物は、硬化、部分的硬化又は未硬化であることを特徴とする請求項２８に記載のフリップチップ。
30. 請求項２０に記載の組成物を含むことを特徴とする半導体装置。
31. 前記組成物は、硬化、部分的硬化又は未硬化であることを特徴とする請求項３０に記載の半導体装置。
32. 前記組成物は、保管条件における寿命が本質的に長い一成分接着剤組成物であり、硬化温度又は成形温度のいずれかにおいて反応することを特徴とする請求項２０に記載の組成物。
33. 前記組成物は、界面での接着性、硬化時の低収縮性、低熱膨張係数（ＣＴＥ）、硬化時の高ガラス転移温度を示すことを特徴とする請求項２０に記載の組成物。
34. 前記組成物は、複合材料又は成形化合物用のマトリクスであることを特徴とする請求項２０に記載の組成物。
35. アリルグリシジルカーボネート成分を有する保護フェノール化合物を含有する組成物を含むことを特徴とする電子装置。
36. 前記組成物は、硬化、部分的硬化又は未硬化であることを特徴とする請求項３５に記載の電子装置。
37. さらに、前記組成物により互いに接着された多数の電子部品を備えることを特徴とする請求項３５に記載の電子装置。
38. 前記組成物は、硬化、部分的硬化又は未硬化であることを特徴とする請求項３７に記載の電子装置。
39. さらに、前記組成物により被覆された電子部品を備えることを特徴とする請求項３５に記載の電子装置。
40. 前記組成物は、硬化、部分的硬化又は未硬化であることを特徴とする請求項３９に記載の電子装置。
41. 組み立て、アンダフィル、パッケージ、カプセル化、連結、及び、アリルグリシジルカーボネート成分を有する保護フェノール化合物を含有する硬化型組成物による接着の工程を備えることを特徴とする電子装置の製造方法。
42. 前記硬化型組成物は、さらにベンゾキサジンを含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
43. 電子部品の供給、
    アリルグリシジルカーボネート成分を有する保護フェノール化合物を含有する硬化型組成物の供給、
    前記電子部品への前記組成物の塗工、
    前記組成物の硬化の工程を備えることを特徴とする電子装置の製造方法。
44. 前記硬化型組成物の提供の工程は、さらにエポキシ樹脂の供給、及び、前記保護フェノール化合物のマイクロカプセル化脱ブロック剤の供給の工程を備えることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
45. 前記脱ブロック剤は、重合性マトリクス又はシェル中にマイクロカプセル化された、アミン、イミダゾール、トリアジン、トリアゾール又はイミダゾール−エポキシ付加物を含むことを特徴とする請求項４４に記載の方法。
46. 前記硬化型組成物の提供の工程は、さらにベンゾキサジンの提供の工程を備えることを特徴とする請求項４４に記載の方法。
47. さらに、第２電子部品の供給、及び、前記組成物による前記２つの電子部品の接着の工程を備えることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
48. 第１及び第２電子部品の供給、
    アリルグリシジルカーボネート成分を有する保護フェノール化合物を含有する硬化型組成物の供給、
    前記第１電子部品への前記組成物の塗工、
    前記組成物が前記両部品と接触するような前記部品の配置、
    前記部品を接着するような前記組成物の硬化の工程を備えることを特徴とする電子装置の製造方法。
49. 電子部品の供給、
    アリルグリシジルカーボネート成分を有する保護フェノール化合物と、エポキシ樹脂と、前記保護フェノール化合物のマイクロカプセル化脱ブロック剤とを含有する硬化型組成物の供給、
    前記電子部品への前記組成物の塗工、
    前記組成物の硬化の工程を備えることを特徴とする電子装置の製造方法。
50. 前記エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ノボラック、ポリフェノール、アニリン、ポリアラニン、他の重合性又はハロゲン化誘導体のうちの少なくとも１つから誘導されることを特徴とする請求項４９に記載の方法。
51. 前記脱ブロック剤は、重合性マトリクス又はシェル中にマイクロカプセル化された、アミン、イミダゾール、トリアジン、トリアゾール又はイミダゾール−エポキシ付加物であることを特徴とする請求項４９に記載の方法。
52. 前記硬化型組成物の提供の工程は、さらにベンゾキサジンの提供の工程を備えることを特徴とする請求項４９に記載の方法。
53. 保護フェノール化合物を含む組成物を含有し、前記保護フェノール化合物はアリルグリシジルカーボネート成分を有することを特徴とする一成分接着剤製品。
54. さらに、ベンゾキサジンを含むことを特徴とする請求項５３に記載の接着剤製品。
55. 保護フェノール化合物を含む組成物を含有し、前記保護フェノール化合物はアリルグリシジルカーボネート成分を有することを特徴とする組成物製品。
56. さらに、ベンゾキサジンを含むことを特徴とする請求項５５に記載の組成物製品。
57. さらに、下記のベンゾキサジン化合物からから選択される０．１〜９０重量％のベンゾキサジンを含むことを特徴とする請求項２０に記載の組成物。
    

    
58. さらに、ベンゾキサジンを含むことを特徴とする請求項２０に記載の組成物。
59. 前記組成物の硬化化学状態は、未硬化、部分的硬化及び硬化から選択されることを特徴とする請求項５８に記載の組成物。
60. 前記組成物は、接着剤、導電性接着剤、複合体、成形化合物、異方性伝導フィルム（ＡＣＦ）接着剤、非ランダムアレイＡＣＦ、非伝導性接着フィルム（ＮＣＦ）、塗膜、カプセル化剤、アンダフィル材料、リードフリーハンダのいずれかであることを特徴とする請求項５８に記載の組成物。
61. 請求項５８に記載の組成物を含むことを特徴とする電子ディスプレイ。
62. 前記組成物は、硬化、部分的硬化又は未硬化であることを特徴とする請求項６１に記載の電子ディスプレイ。
63. 請求項５８に記載の組成物を含むことを特徴とする回路基板。
64. 前記組成物は、硬化、部分的硬化又は未硬化であることを特徴とする請求項６３に記載の回路基板。
65. 請求項５８に記載の組成物を含むことを特徴とするフリップチップ。
66. 前記組成物は、硬化、部分的硬化又は未硬化であることを特徴とする請求項６５に記載のフリップチップ。
67. 請求項５８に記載の組成物を含むことを特徴とする半導体装置。
68. 前記組成物は、硬化、部分的硬化又は未硬化であることを特徴とする請求項６７に記載の半導体装置。
69. 前記組成物は、保管条件における寿命が本質的に長い一成分接着剤組成物であり、硬化温度又は成形温度のいずれかにおいて反応することを特徴とする請求項５８に記載の組成物。
70. 前記組成物は、界面での接着性、硬化時の低収縮性、低熱膨張係数（ＣＴＥ）、硬化時の高ガラス転移温度を示すことを特徴とする請求項５８に記載の組成物。
71. 前記組成物は、複合材料又は成形化合物用のマトリクスであることを特徴とする請求項５８に記載の組成物。

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