JP2024047838A - 硬化性樹脂組成物、硬化物、及び物品 - Google Patents

硬化性樹脂組成物、硬化物、及び物品 Download PDF

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Abstract

【課題】弾性率が高く、耐熱性が高く、誘電特性に優れる硬化物を得ることが可能な硬化性樹脂組成物を提供する。【解決手段】活性エステル樹脂(A)と、重合性不飽和基を有する樹脂(B)と、を含有し、前記活性エステル樹脂(A)が、分子構造中にフェノール性水酸基を一つ有する化合物(a1)、フェノール性水酸基含有化合物(a2-1)とジビニル化合物(a2-2)とを必須の反応原料とするフェノール性水酸基含有樹脂(a2)、及び芳香族ポリカルボン酸又はその酸ハロゲン化物(a3)を必須の反応原料とすることを特徴とする、硬化性樹脂組成物である。【選択図】なし

Description

本発明は、硬化性樹脂組成物、硬化物、及び物品に関するものである。
従来、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したり、配線の酸化や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は、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挙げられ、その中でも、特に環境面の配慮等から、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。
例えば、アルカリ現像型の液状フォトレジスト法に用いるアルカリ可溶感光性樹脂としては、ノボラック型エポキシ樹脂に不飽和モノカルボン酸を反応させ、更に多塩基酸無水物を付加させた反応生成物(酸ペンダント型エポキシアクリレート)が広く用いられており、該アルカリ可溶感光性樹脂を含む硬化性樹脂組成物から、ソルダーレジスト膜を形成している(例えば、特許文献1参照)。また、硬化性樹脂組成物は、ソルダーレジストの他にも、インキ、塗料、コーティング剤、接着剤、光学部材等の分野においても、広く用いられている。
また、近年、ソルダーレジスト膜を、インクジェット方式により形成することが提案されている。ソルダーレジスト膜をインクジェット方式により形成する場合、現像が不要であるため、上記アルカリ現像型の液状フォトレジスト法と比較して、工程数、時間、消耗品を削減することが可能である。インクジェット方式用のインクは、低粘度で且つ増粘しないことが必須であるが、低粘度化することでソルダーレジストとして要求される耐熱性や耐薬品性等の物性が大きく低下してしまうという問題があった。これに対して、インクジェット方式に対応可能な材料として、エポキシ樹脂の一部をアクリレート化してなる、紫外線又は熱により硬化可能なエポキシアクリレートが提案されている。
特公平1-54390号公報
一方、実装の信頼性を向上させるために、ソルダーレジスト膜には、耐熱性に優れることも求められ、更には、小型化・薄型化に対応できるように、高弾性であることも重要である。
また、伝送信号の高速化に伴い、高周波(ギガヘルツ帯)の利用のため、時間遅延を小さくする観点から、低誘電率及び低誘電正接を示すソルダーレジスト膜が求められてもいる。
これらの要求に対して、上述のエポキシアクリレートは、エポキシ樹脂のアクリレート化により生成する水酸基を有することから、誘電率が高くなってしまい、高周波用途への展開が難しい。
また、従来のアルカリ可溶感光性樹脂を含む硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物は、耐熱性、誘電特性に劣り、改善の余地がある。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決し、耐熱性が高く、弾性率が高く、誘電特性に優れる(誘電率及び誘電正接が低い)硬化物を得ることが可能な硬化性樹脂組成物を提供することを課題とする。
また、本発明は、耐熱性が高く、弾性率が高く誘電特性に優れる硬化物、及びかかる硬化物からなる塗膜を有する物品を提供することを更なる課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の活性エステル樹脂(A)と、重合性不飽和基を有する樹脂(B)とを配合した硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物は、耐熱性が高く、弾性率が高く、誘電特性に優れることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。
[1] 活性エステル樹脂(A)と、重合性不飽和基を有する樹脂(B)と、を含有し、
前記活性エステル樹脂(A)が、芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)、芳香族モノヒドロキシ化合物(b)、並びに、2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物及び/又はその酸ハロゲン化物もしくはエステル化物(c)、とを必須の反応原料とすることを特徴とする、硬化性樹脂組成物。
[2] 前記芳香族化合物(a)が、下記一般式(1)~(3)からなる群より選択される少なくとも1つの化合物である、[1]に記載の硬化性樹脂組成物。
Figure 2024047838000001
(上記式中、Rは、それぞれ独立に、炭素原子数1~10の炭化水素基を表し、nは0~4の整数を表し、mは0~2の整数を表す。)
[3] 更に光重合開始剤を含有する、[1]~[2]のいずれか一つに記載の硬化性樹脂組成物。
[4] [1]~[3]のいずれか一つに記載の硬化性樹脂組成物を硬化させてなることを特徴とする、硬化物。
[5] [4]に記載の硬化物からなる塗膜を有することを特徴とする、物品。
本発明によれば、耐熱性が高く、弾性率が高く、誘電特性に優れる(誘電率及び誘電正接が低い)硬化物を得ることが可能な硬化性樹脂組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、耐熱性が高く、弾性率が高く、誘電特性に優れる硬化物、及びかかる硬化物からなる塗膜を有する物品を提供することができる。
以下に、本発明の硬化性樹脂組成物、硬化物、及び物品を、その実施形態に基づき、詳細に例示説明する。
(用語の説明)
本明細書において特段の記載が無い限り、以下の用語の説明を適用できる。
本明細書において、「アルキル基」としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、1,2-ジメチルプロピル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、(n-)ヘプチル基、(n-)オクチル基、(n-)ノニル基、(n-)デシル基、(n-)ウンデシル基、(n-)ドデシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、又はシクロノニル基が挙げられる。
本明細書において、「アリール基」としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントリル基、アズレニル基、インデニル基、インダニル基、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1~10のアルキル基、炭素原子数1~10のアルコキシ基又はハロゲン原子に置換されてもよい。
本明細書において、「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。
本明細書において、「アルコキシ基(アルキルオキシ基)」としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基等が挙げられる。
本明細書において、「ハロゲン原子」としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
本明細書において、「アルキレン基」としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、1-メチルメチレン基、1,1-ジメチルメチレン基、1-メチルエチレン基、1,1-ジメチルエチレン基、1,2-ジメチルエチレン基、プロピレン基、ブチレン基、1-メチルプロピレン基、2-メチルプロピレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基等が挙げられる。
本明細書において、「一価の炭化水素基」としては、例えば、上記アルキル基が挙げられ、また、当該アルキル基中の1以上の-CH-が、互いに隣接しないよう、-O-又は-S-に置換されてもよく、あるいは当該アルキル基中の1以上の-CH-CH-が、互いに隣接しないよう、-CH=CH-に置換されてもよい。
本明細書において、「二価の炭化水素基」としては、例えば、上記アルキレン基が挙げられ、また、当該アルキレン基中の1以上の-CH-が、互いに隣接しないよう、-O-又は-S-に置換されてもよく、あるいは当該アルキレン基中の1以上の-CH-CH-が、互いに隣接しないよう、-CH=CH-に置換されてもよい。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。また、本明細書において、「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイル及び/又はメタクリロイルを意味する。更に、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及び/又はメタクリルを意味する。
<硬化性樹脂組成物>
本実施形態の硬化性樹脂組成物は、活性エステル樹脂(A)と、重合性不飽和基を有する樹脂(B)と、を含有する。そして、本実施形態の硬化性樹脂組成物において、前記活性エステル樹脂(A)は、芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)、芳香族モノヒドロキシ化合物(b)、並びに、2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物及び/又はその酸ハロゲン化物もしくはエステル化物(c)、とを必須の反応原料とすることを特徴とする。
本実施形態の硬化性樹脂組成物においては、芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)、芳香族モノヒドロキシ化合物(b)、並びに、2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物及び/又はその酸ハロゲン化物もしくはエステル化物(c)を反応原料とする活性エステル樹脂(A)を用いることにより、耐熱性が高く、弾性率が適度に高く、誘電率及び誘電正接が低下し、誘電特性が向上する。このような特性が得られる理由は、必ずしも明らかではないが、前記芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)(例えば、カテコール)を活性エステルの原料に用いることで、前記芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)の2つの水酸基に基づくエステル基が、芳香環(例えば、ベンゼン環)の隣接する位置に形成され、硬化物の架橋点が隣接し、その立体障害で分子運動が阻害されることで高耐熱性、高弾性率が発現される。
(活性エステル樹脂(A))
本実施形態の硬化性樹脂組成物は、活性エステル樹脂(A)を含有する。該活性エステル樹脂(A)は、
・芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)、
・芳香族モノヒドロキシ化合物(b)、及び
・2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物及び/又はその酸ハロゲン化物もしくはエステル化物(c)
を必須の反応原料とすることを特徴とする。
[芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)]
本発明の活性エステルは、芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)(以下、「芳香族化合物(a)」と称する場合がある。)を反応させて得られることを特徴とする。なお、前記「芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基」とは、「芳香環上の隣接する2つの炭素原子に結合する2つの水酸基」を意味する。
また、本発明の活性エステルは、前記芳香族化合物(a)が、下記一般式(1)~(3)からなる群より選択される少なくとも1つの化合物であることが好ましい。前記化合物は、芳香環上に水酸基が隣同士に存在するため、得られる活性エステルに含まれるエステル基も隣同士になり、前記活性エステルを用いて得られる硬化物の架橋点が隣接し、その立体障害で分子運動が阻害されることで、高耐熱性、高弾性率を発現することができ、好ましい。
Figure 2024047838000002
上記式(1)~(3)中、Rは、それぞれ独立に、炭素原子数1~10の炭化水素基であることが好ましく、前記炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アリル基、及び、ベンジル基等が挙げられ、特に高耐熱性かつ低誘電正接の観点からは、無置換であることが好ましく、低誘電率の観点からは、ブチル基であることが好ましい。
上記式(1)~(3)中、nは0~4の整数であることが好ましく、0~1の整数であることがより好ましい。前記nが、前記範囲内にあることで、高耐熱、低誘電正接、及び、低誘電率となり、好ましい。
上記式(1)~(3)中、mは0~2の整数であることが好ましく、0~1の整数であることがより好ましい。前記mが、前記範囲内にあることで、高耐熱、低誘電正接、及び、低誘電率となり、好ましい。
また、前記芳香族化合物(a)として、カテコール骨格を含有する化合物(カテコール化合物)を使用することが好ましく、具体的には、カテコールやターシャリーブチルカテコールなどのカテコール化合物であることがより好ましい。得られる硬化物は、高耐熱性、低誘電特性(低誘電率、低誘電正接)、及び、高弾性率化することができ、好ましい。前記活性エステル中に、前記芳香族化合物(a)に基づくカテコール骨格を導入することにより、前記活性エステル中のエステル基が、同一芳香環上で隣接した構造を形成するため、従来の設計に比べて、立体障害が大きくなり、分子運動が抑制され、得られる硬化物は低誘電特性(低誘電率、低誘電正接)となり、かつ、高弾性率化できる。
なお、前記カテコールとは、1位と2位とに水酸基を有するジヒドロキシベンゼンであり、前記カテコールの芳香環上にメチル基などのアルキル基を置換基として有するカテコール化合物であってもよい。
また、前記カテコール化合物としては、高耐熱性付与の観点から、芳香環上に置換基を有していないもの(例えば、カテコール)を使用することが好ましい。また、低誘電特性の観点からは、前記カテコール化合物としては、ターシャリーブチル基を有するカテコール(ターシャリーブチルカテコール)などのように、アルキル基の炭素原子数が4~10のカテコール化合物などを使用することが好ましい。前記炭素原子数が4以上であれば、低誘電特性を十分なものとでき、前記炭素原子数が10以下であれば、立体障害による活性エステルの合成時に反応性の低下を防止できるため、好ましい。
前記芳香族化合物(a)は、単独で用いてもよく、メチル基等のアルキル基の位置が異なる複数の化合物を併用してもよい。
[芳香族モノヒドロキシ化合物(b)]
本発明は、芳香族モノヒドロキシ化合物(b)を反応させて得られることを特徴とする。前記芳香族モノヒドロキシ化合物(b)を使用することにより、得られる活性エステルは、前記芳香族モノヒドロキシ化合物(b)が、活性エステル合成時に末端封止剤となり、分子量分布を制御し、活性エステルの粘度を最適化することができる。
前記芳香族モノヒドロキシ化合物(b)は、特に制限されないが、例えば、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、2,4-キシレノール、2,6-キシレノール、ターシャリーブチルフェノール等のアルキルフェノール;o-フェニルフェノール、p-フェニルフェノール、2-ベンジルフェノール、4-ベンジルフェノール、スチレン化フェノール、4-(α-クミル)フェノール等のアラルキルフェノール;α-ナフトール(1-ナフトール)、β-ナフトール(2-ナフトール)等のナフトール化合物が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。中でも、耐熱性や誘電特性(低誘電特性)に優れる硬化物が得られることから、ターシャリーブチルフェノールやα-ナフトールなどが好ましい。
[2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物及び/又はその酸ハロゲン化物もしくはエステル化物(c)]
本発明は、2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物及び/又はその酸ハロゲン化物もしくはエステル化物(c)(以下、「芳香族化合物等(c)」と称する場合がある。)を反応させて得られることを特徴とする。前記芳香族化合物等(c)を使用することにより、耐熱性に優れる硬化物が得られ、好ましい。
前記芳香族化合物等(c)としては、特に制限されないが、例えば、置換または非置換の芳香環に2個以上のカルボキシル基等を有する化合物が挙げられる。なお、「カルボキシル基等」とは、カルボキシル基;フッ化アシル基、塩化アシル基、臭化アシル基等のハロゲン化アシル基;メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基等のアルキルオキシカルボニル基;フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等のアリールオキシカルボニル基等が挙げられる。なお、ハロゲン化アシル基を有する場合、前記芳香族化合物は酸ハロゲン化物であり、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基を有する場合、前記芳香族化合物はエステル化物となりうる。これらのうち、前記芳香族化合物はカルボキシル基、ハロゲン化アシル基、アリールオキシカルボニル基を有することが好ましく、カルボキシル基、ハロゲン化アシル基を有することがさらに好ましく、カルボキシル基、塩化アシル基、臭化アシル基を有することがさらに好ましい。
前記芳香環としては、特に制限されないが、単環芳香環、縮環芳香環、環集合芳香環、アルキレン鎖により連結される芳香環等が挙げられる。
前記芳香族化合物等(c)としては、特に制限されないが、イソフタル酸、テレフタル酸、5-アリルイソフタル酸、2-アリルテレフタル酸等のベンゼンジカルボン酸;トリメリット酸、5-アリルトリメリット酸等のベンゼントリカルボン酸;ナフタレン-1,4―ジカルボン酸、ナフタレン-1,5-ジカルボン酸、ナフタレン-2,3-ジカルボン酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、ナフタレン-2,7-ジカルボン酸、3-アリルナフタレン-1,4-ジカルボン酸、3,7-ジアリルナフタレン-1,4-ジカルボン酸等のナフタレンジカルボン酸;2,4,5-ピリジントリカルボン酸等のピリジントリカルボン酸;1,3,5-トリアジン-2,4,6-トリカルボン酸等のトリアジンカルボン酸;これらの酸ハロゲン化物、エステル化物等が挙げられる。これらのうち、ベンゼンジカルボン酸、ベンゼントリカルボン酸であることが好ましく、イソフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸クロリド、テレフタル酸クロリド、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、1,3,5-ベンゼントリカルボニルトリクロリドであることがより好ましく、イソフタル酸クロリドやテレフタル酸クロリドなどのビス(クロロカルボニル)ベンゼン、1,3,5-ベンゼントリカルボニルトリクロリドであることがさらに好ましい。
上述のうち、得られる硬化物の耐熱性や誘電特性が良好になることや、原料の工業的な入手の容易さや作業性の観点から、芳香環が単環芳香環である芳香族化合物等、芳香環が縮環芳香環である芳香族化合物等であることが好ましく、ベンゼンジカルボン酸、ベンゼントリカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、これらの酸ハロゲン化物であることが好ましく、ベンゼンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、これらの酸ハロゲン化物であることがより好ましく、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン-1,5-ジカルボン酸、ナフタレン-2,3-ジカルボン酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、ナフタレン-2,7-ジカルボン酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、これらの酸ハロゲン化物であることがさらに好ましい。上述の芳香族化合物等(c)は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において用いる活性エステル樹脂(A)には、前述のとおり、芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)、芳香族モノヒドロキシ化合物(b)、及び、2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物及び/又はその酸ハロゲン化物もしくはエステル化物(c)を必須の反応原料とするが、それ以外の任意の反応原料として、芳香環上に水酸基を複数有する芳香族化合物(上記芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)を除く。)を用いても良い。ここで、芳香環上に水酸基を複数有する芳香族化合物としては、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビスフェノールB、ビスフェノールAD、ビスフェノールZ、テトラブロモビスフェノールA、ジヒドロキシジフェニルエーテル、フェノールフタレイン、メチル化ビスフェノールA、メチル化ビスフェノールF、メチル化ビスフェノールS、1,5-ジヒドロキシナフタレン、1,6-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレン、ポリヒドロキシナフチレンエーテル、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール等が挙げられる。また、これらの化合物は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用して用いてもよい。
本発明の活性エステルは、エポキシ樹脂等の硬化剤としての機能を有するものであり、前記活性エステルを使用し得られる硬化物に高耐熱性、低誘電特性(低誘電率、低誘電正接)、及び、高弾性率化を付与することができ、好ましい態様となる。
本発明の活性エステルを用いることにより、低誘電特性を有し、高耐熱性、高弾性率に優れる硬化物が得られ、好ましい態様となる。その理由は、必ずしも明らかではないが、前記活性エステル中に、前記芳香族化合物(a)に基づくカテコール骨格を導入することにより、前記活性エステル中のエステル基が、同一芳香環上で隣接した構造を形成するため、従来の設計に比べて、立体障害が大きくなり、分子運動が抑制され、得られる硬化物は低誘電特性(低誘電率、低誘電正接)となり、かつ高弾性率化できる。
前記活性エステルとしては、後述する硬化性樹脂組成物として調製する際のハンドリング性や、その硬化物の耐熱性、誘電特性とのバランスがより優れる観点から、前記活性エステルの軟化点が200℃以下であることが好ましく、180℃以下であることがより好ましく、160℃以下であることが更に好ましく、140℃以下が特に好ましい。
前記芳香族化合物(a)、前記芳香族モノヒドロキシ化合物(b)、及び、前記芳香族化合物等(c)(以下、「原料化合物」と称する場合がある。)との反応としては、特に制限されないが、例えば、前記芳香族化合物(a)、及び、前記芳香族モノヒドロキシ化合物(b)を混合・溶解した後、更に、前記芳香族化合物等(c)を混合・溶解し、アルカリ触媒の存在下、60℃以下の温度条件下で、1~24時間の反応時間で、反応させることが出来る。ここで使用し得るアルカリ触媒は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリエチルアミン、ピリジン等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。これらのなかでも、反応効率が高いことから、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムが好ましい。また、これらの触媒は3~30質量%の水溶液として用いても良い。また、この際、反応効率を高めるため、層間移動触媒を使用しても良い。例えば、アルキルアンモニウム塩、クラウンエーテル等が挙げられる。これらは、それぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。
上記反応は、反応制御が容易となることから、有機溶媒中で行うことが好ましい。ここで用いる有機溶媒は、例えば、ペンタン、ヘキサン等の炭化水素溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテート等の酢酸エステル溶媒、セロソルブ、ブチルカルビトール等のカルビトール溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、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が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上の混合溶媒としても良い。
前記原料化合物の反応割合は、所望の分子設計に応じて適宜変更することが出来るが、中でも、未反応の末端を削減しつつ、余剰の反応原料を削減する観点から、前記芳香族モノヒドロキシ化合物(b)1モルに対し、前記芳香族化合物(a)が0.5~5モルの範囲が好ましく、1~4モルがより好ましく、2~3モルが更に好ましい。また、前記芳香族モノヒドロキシ化合物(b)1モルに対し、前記芳香族化合物等(c)が0.5~5モルの範囲が好ましく、1~4モルがより好ましく、2~3モルが更に好ましい。
反応終了後は、アルカリ触媒の存在下で水溶液を用いる場合には、反応液を静置分液して水層を取り除き、残った有機層を水で洗浄し、水層がほぼ中性(pH7程度)になるまで水洗を繰り返すことにより、絶縁性に悪影響のある無機塩含有量が低減させることにより、本発明の活性エステルを得ることができる。なお、反応終了後は、余剰の前記原料化合物を除去するため、加熱・減圧で乾燥することにより、高純度の活性エステルを得ることができる。
本発明の活性エステルの官能基当量は、活性エステル構造中に有する芳香族エステル基の合計を活性エステルの官能基数とした場合、硬化性に優れ、低い誘電率及び誘電正接(低誘電特性)の硬化物が得られることから、100~500g/当量の範囲であることが好ましく、110~400g/当量の範囲であることがより好ましく、120~300g/当量の範囲であることが更により好ましい。
本発明の活性エステルの数平均分子量(Mn)は、500~3000であることが好ましく、600~2000であることがより好ましい。数平均分子量(Mn)が500以上であると、誘電特性や耐熱性に優れることから好ましい。一方、数平均分子量(Mn)が3000以下であると、成形性に優れることから好ましい。
--含有量--
本実施形態の硬化性樹脂組成物の総量(100質量%)における活性エステル樹脂(A)の含有量は、弾性率を高くしつつ、現像性、誘電特性をバランスよく向上させる観点から、固形分(不揮発分)として、3質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、10質量%以上が更に好ましく、また、80質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、40質量%以下が更に好ましい。
(重合性不飽和基を有する樹脂(B))
本実施形態の硬化性樹脂組成物は、重合性不飽和基を有する樹脂(B)を含有する。当該樹脂(B)としては、重合性不飽和基を有していればよく、その他の具体構造又は分子量等は特に限定されず、多種多様な樹脂を用いることができる。なお、重合性不飽和基を有する樹脂(B)は、重合性不飽和基を有するが、酸基を有しないことが好ましい。
前記樹脂(B)が有する重合性不飽和基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、アリル基、イソプロペニル基、1-プロペニル基、スチリル基、スチリルメチル基、マレイミド基、ビニルエーテル基等が挙げられる。
前記重合性不飽和基を有する樹脂(B)としては、例えば、以下の〔1〕~〔6〕:
〔1〕重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B1)、
〔2〕重合性不飽和基を有するウレタン樹脂(B2)、
〔3〕重合性不飽和基を有するアクリル樹脂(B3)、
〔4〕重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂(B4)、
〔5〕重合性不飽和基を有するアクリルアミド樹脂(B5)、
〔6〕重合性不飽和基を有するエステル樹脂(B6)、
等が挙げられる。
これらの中でも、重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B1)び重合性不飽和基を有するアクリル樹脂(B3)、重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂(B4)及び重合性不飽和基を有するアクリルアミド樹脂(B5)、重合性不飽和基を有するエステル樹脂(B6)が好ましく、重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B1)が好ましく、活性エステル樹脂(A)と、重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B1)との組み合わせることで、本発明の効果が顕著に現れる。また、重合性不飽和基を有する樹脂(B)としては、後述する実施例に記載の合成例4、合成例5に記載の重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂が更に好ましく、これらの重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂を使用すると、本発明の効果が最も顕著に現れる。
--重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B1)--
前記重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B1)としては、例えば、エポキシ樹脂及び不飽和一塩基酸、並びに必要に応じて多塩基酸無水物を反応させて得られたエポキシ(メタ)アクリレート樹脂;エポキシ樹脂、不飽和一塩基酸、ポリイソシアネート化合物、及び水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物、並びに必要に応じて多塩基酸無水物を反応させて得られたウレタン基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂;などが挙げられる。なお、多塩基酸無水物は、上述の通り、樹脂(B1)の反応原料として用いることができるが、用いないことが好ましい。前記樹脂(B1)は、重合性不飽和基を有するが、酸基を有しないことが好ましい。また、重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B1)は、重合性不飽和基と、エポキシ基と、を同一分子鎖中に有することが好ましい。重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B1)が、同一分子鎖中に重合性不飽和基と、エポキシ基と、を有する場合、エポキシ基と、活性エステル樹脂(A)の活性エステル基とが反応して、本発明の効果がより顕著に奏される。
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、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、水添ビフェノール型エポキシ樹脂、フェニレンエーテル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール-フェノール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール-クレゾール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン-フェノール付加反応型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、キサンテン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、トリヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、オキサゾリドン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらエポキシ樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
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。
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。更に、不飽和一塩基酸としては、下記一般式(4):
Figure 2024047838000003
[上記一般式(4)中、X41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、X41の構造中の水素原子がハロゲン原子又はアルコキシ基に置換されてもよく、Y41は、水素原子又はメチル基である。]で表される化合物等も用いることができる。不飽和一塩基酸は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
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、下記一般式(5):
Figure 2024047838000004
[上記一般式(5)中、R51及びR52は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、n51は1~5の整数を表す。]で表される(ポリ)エステル鎖が挙げられる。
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又はビナフチレン鎖等が挙げられる。また、部分構造として、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環等の芳香環を有する炭化水素鎖も用いることができる。
前記(ポリ)カーボネート鎖としては、例えば、下記一般式(6):
Figure 2024047838000005
[上記一般式(6)中、R61は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、n61は1~5の整数を表す。]で表される(ポリ)カーボネート鎖が挙げられる。
前記多塩基酸無水物としては、例えば、脂肪族多塩基酸無水物、脂環式多塩基酸無水物、芳香族多塩基酸無水物等が挙げられる。多塩基酸無水物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
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等が挙げられる。また、前記脂肪族多塩基酸無水物としては、脂肪族炭化水素基は直鎖型及び分岐型のいずれでもよく、構造中に不飽和結合を有してもよい。
前記脂環式多塩基酸無水物としては、本明細書では、酸無水物基が脂環構造に結合しているものを脂環式多塩基酸無水物とし、それ以外の構造部位における芳香環の有無は問わないものとする。前記脂環式多塩基酸無水物としては、例えば、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、シクロヘキサントリカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸の酸無水物等が挙げられる。
前記芳香族多塩基酸無水物としては、例えば、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、ビフェニルトリカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸の酸無水物等が挙げられる。
前記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ブタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物;ノルボルナンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート化合物;トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、4,4’-ジイソシアナト-3,3’-ジメチルビフェニル、o-トリジンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物;下記一般式(7):
Figure 2024047838000006
[上記一般式(7)中、R72及びR73はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1~6の一価の炭化水素基のいずれかを表し、R71はそれぞれ独立して、炭素原子数1~4のアルキル基を表し、k71は0又は1~3の整数であり、n71は1以上の整数である。]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。前記ポリイソシアネート化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、前記各種の水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性体や、前記各種の水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性体等も用いることができる。
前記重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B1)の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。前記重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B1)の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒を用いてもよい。
前記有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ヘプタン、ヘキサン、ミネラルスピリット等の炭化水素系溶剤、メチルエチルケトン、アセトン、ジメチルホルムアミド、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジメチルアセトアミド等のケトン溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキソラン等の環状エーテル溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル溶剤;トルエン、キシレン、ソルベントナフサ等の芳香族溶剤;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環族溶剤;カルビトール、セロソルブ、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのアルコール溶剤;プロピルエーテル、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール等のエーテル系溶剤;アルキレングリコールモノアルキルエーテル、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテル、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート等のグリコールエーテル溶剤;大豆油、亜麻仁油、菜種油、サフラワー油等の植物油脂;メトキシプロパノール、シクロヘキサノン、メチルセロソルブ、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。これらの有機溶剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、前記有機溶剤としては、市販品を用いることもでき、当該市販品としては、例えば、ENEOS株式会社製「1号スピンドル油」、「3号ソルベント」、「4号ソルベント」、「5号ソルベント」、「6号ソルベント」、「ナフテゾールH」、「アルケン56NT」、「AFソルベント4号」、「AFソルベント5号」「AFソルベント6号」「AFソルベント7号」、三菱ケミカル株式会社製「ダイヤドール13」、「ダイヤレン168」;日産化学株式会社製「Fオキソコール」、「Fオキソコール180」;出光興産株式会社「スーパーゾルLA35」、「スーパーゾルLA38」;ExxonMobil Chemical社製「エクソールD80」、「エクソールD110」、「エクソールD120」、「エクソールD130」、「エクソールD160」、「エクソールD100K」、「エクソールD120K」、「エクソールD130K」、「エクソールD280」、「エクソールD300」、「エクソールD320」;等が挙げられる。
前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、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。前記塩基性触媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
--重合性不飽和基を有するウレタン樹脂(B2)--
前記重合性不飽和基を有するウレタン樹脂(B2)としては、例えば、ポリイソシアネート化合物、水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物、並びに必要に応じてポリオール化合物及び/又は多塩基酸無水物を反応させて得られたもの等が挙げられる。なお、多塩基酸無水物は、上述の通り、樹脂(B2)の反応原料として用いることができるが、用いないことが好ましい。前記樹脂(B2)は、重合性不飽和基を有するが、酸基を有しないことが好ましい。
前記ポリイソシアネート化合物、水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物、多塩基酸無水物については、樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
前記ポリオール化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の脂肪族ポリオール化合物;ビフェノール、ビスフェノール等の芳香族ポリオール化合物;前記各種のポリオール化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性体;前記各種のポリオール化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性体、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロール吉草酸等が挙げられる。前記ポリオール化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記重合性不飽和基を有するウレタン樹脂(B2)の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。前記重合性不飽和基を有するウレタン樹脂(B2)の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒を用いてもよい。その場合、有機溶剤、塩基性触媒については、樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
--重合性不飽和基を有するアクリル樹脂(B3)--
前記重合性不飽和基を有するアクリル樹脂(B3)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)を更に反応させることにより(メタ)アクリロイル基を導入して得られる反応生成物や、必要に応じて前記反応生成物中の水酸基に多塩基酸無水物を反応させて得られるもの等が挙げられる。なお、多塩基酸無水物は、上述の通り、樹脂(B3)の反応原料として用いることができるが、用いないことが好ましい。前記樹脂(B3)は、重合性不飽和基を有するが、酸基を有しないことが好ましい。
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含有(メタ)アクリレート;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチルアクリレート等の芳香環含有(メタ)アクリレート;3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のシリル基を有する(メタ)アクリレート;スチレン、α-メチルスチレン、クロロスチレン等のスチレン誘導体等が挙げられる。前記その他の重合性不飽和基を有する化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
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(メタ)アクリレートを用いた場合には、(メタ)アクリレート化合物(β)としてイソシアネート基を有する(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。前記(メタ)アクリレート化合物(α)としてカルボキシル基を有する(メタ)アクリレートを用いた場合には、(メタ)アクリレート化合物(β)としてグリシジル基を有する(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。前記(メタ)アクリレート化合物(α)としてイソシアネート基を有する(メタ)アクリレートを用いた場合には、(メタ)アクリレート化合物(β)として水(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。前記(メタ)アクリレート化合物(α)としてグリシジル基を有する(メタ)アクリレートを用いた場合には、(メタ)アクリレート化合物(β)としてカルボキシル基を有する(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。前記(メタ)アクリレート化合物(β)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記多塩基酸無水物については、樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
前記重合性不飽和基を有するアクリル樹脂(B3)の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。上記重合性不飽和基を有するアクリル樹脂(B3)の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒を用いてもよい。その場合、有機溶剤、塩基性触媒については、樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
--重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂(B4)--
前記重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂(B4)としては、例えば、酸基及び/又は酸無水物基を有するアミドイミド樹脂と、水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物及び/又はエポキシ基を有する(メタ)アクリレート化合物と、必要に応じて、水酸基、カルボキシル基、イソシアネート基、グリシジル基、及び酸無水物基からなる群より選ばれる1種以上の反応性官能基を有する化合物を反応させて得られるものが挙げられる。なお、前記反応性官能基を有する化合物は、(メタ)アクリロイル基を有していてもよいし、有していなくてもよい。なお、前記樹脂(B4)は、重合性不飽和基を有するが、酸基を有しないことが好ましい。
前記酸基及び/又は酸無水物基を有する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。但し、水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物や(メタ)アクリロイル基を有するエポキシ化合物との反応性や反応制御の観点から、前記酸基及び/又は酸無水物基を有するアミドイミド樹脂としては、酸無水物基を有するものであることが好ましく、酸基及び酸無水物基の両方を有するものであることがより好ましい。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。
前記酸基及び/又は酸無水物基を有する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。その場合、ポリイソシアネート化合物、多塩基酸無水物については、樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。なお、多塩基酸無水物は、上述の通り、樹脂(B4)の反応原料として用いることができるが、用いないことが好ましい。また、前記酸基及び/又は酸無水物基を有するアミドイミド樹脂の反応原料としては、必要に応じて、前記ポリイソシアネート化合物及び多塩基酸無水物以外に、多塩基酸を併用することもできる。
前記多塩基酸としては、一分子中にカルボキシル基を2つ以上有する化合物であれば何れのものも用いることができる。例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸、シクロヘキサントリカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、ビフェニルトリカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸等が挙げられる。また、前記多塩基酸としては、例えば、共役ジエン系ビニルモノマーとアクリロニトリルとの共重合体であって、その分子中にカルボキシル基を有する重合体も用いることができる。これらの多塩基酸は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物については、樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
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、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。前記エポキシ基を有する(メタ)アクリレート化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂(B4)の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。重合性不飽和基を有するアミドイミド樹脂(B4)の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒を用いてもよい。その場合、有機溶剤、塩基性触媒については、樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
--重合性不飽和基を有するアクリルアミド樹脂(B5)--
前記重合性不飽和基を有するアクリルアミド樹脂(B5)としては、例えば、フェノール性水酸基を有する化合物と、アルキレンオキサイド又はアルキレンカーボネートと、N-アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド化合物と、必要に応じて多塩基酸無水物、不飽和一塩基酸とを反応させて得られたものが挙げられる。なお、多塩基酸無水物は、上述の通り、樹脂(B5)の反応原料として用いることができるが、用いないことが好ましい。前記樹脂(B5)は、重合性不飽和基を有するが、酸基を有しないことが好ましい。
前記フェノール性水酸基を有する化合物とは、分子内にフェノール性水酸基を少なくとも1つ有する化合物をいう。前記分子内にフェノール性水酸基を少なくとも1つ有する化合物としては、例えば、下記一般式(8.1)~(8.5)で表される化合物が挙げられる。
Figure 2024047838000007
[上記一般式(8.1)~(8.5)中、R81~R84及びR87はそれぞれ独立して、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数1~20のアルコキシ基、アリール基又はハロゲン原子のいずれかを表し、R85及びR86はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、j81~j84及びj87はそれぞれ独立して、0又は1以上の整数を表し、好ましくは0又は1~3の整数であり、より好ましくは0又は1である。k81~k84及びk87はそれぞれ独立して、1以上の整数を表し、好ましくは、2又は3である。]
なお、上記一般式(8.1)~(8.5)における芳香環上の置換基の位置については、任意であり、例えば、一般式(8.2)のナフタレン環においてはいずれの環上の水素原子と置換してもよく、一般式(8.3)では、ビフェニル1分子中に存在するベンゼン環のいずれの水素原子に置換してもよく、一般式(8.4)では、アラルキル1分子中に存在するベンゼン環のいずれかの水素原子と置換してもよく、一般式(8.5)では、1分子中に存在するベンゼン環のいずれの水素原子と置換していてもよいことを示し、1分子中における置換基の個数がj81~j84、j87及びk81~k84、k87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一般式(9.1)~(9.5)のいずれかで表される化合物及び/又はホルムアルデヒドとを必須の反応原料とする反応生成物などが挙げられる。また、分子内にフェノール性水酸基を少なくとも1つ有する化合物の1種又は2種以上を反応原料とするノボラック型フェノール樹脂なども用いることができる。
Figure 2024047838000008
[上記一般式(9.1)~(9.5)中、h91は、0又は1を表し、R91~R96はそれぞれ独立して、一価の脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アリール基、アリールオキシ基又はアラルキル基のいずれかを表し、k91~k96はそれぞれ独立して、0又は1~4の整数を表し、Z91~Z96はそれぞれ独立して、ビニル基、ハロメチル基、ヒドロキシメチル基又はアルキルオキシメチル基のいずれかを表し、Y91は、炭素原子数1~4のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基のいずれかを表し、n91は1~4の整数を表す。]
前記フェノール性水酸基を有する化合物の具体例としては、フェノール、クレゾール、キシレノール;ジメチルフェノール、ジエチルフェノール等のジアルキルフェノール;トリメチルフェノール、トリエチルフェノール等のトリアルキルフェノール;ジフェニルフェノール、トリフェニルフェノール、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、3-メチルカテコール、4-メチルカテコール、4-アリルピロカテコール、テトラメチルビスフェノールA、1,2,3-トリヒドロキシベンゼン、1,2,4-トリヒドロキシベンゼン、1-ナフトール、2-ナフトール、1,3-ナフタレンジオール、1,5-ナフタレンジオール、2,6-ナフタレンジオール、2,7-ナフタレンジオール、ポリフェニレンエーテル型ジオール、ポリナフチレンエーテル型ジオール、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック型樹脂、ナフトールノボラック型樹脂、フェノールアラルキル型樹脂、ナフトールアラルキル型樹脂、シクロ環構造を有するフェノール樹脂などが挙げられる。前記フェノール性水酸基を有する化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
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。前記アルキレンオキサイドは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、前記アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドが好ましい。
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。前記アルキレンカーボネートは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、前記アルキレンカーボネートとしては、エチレンカーボネート又はプロピレンカーボネートが好ましい。
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、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記多塩基酸無水物、不飽和一塩基酸については、樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
前記重合性不飽和基を有するアクリルアミド樹脂(B5)の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。重合性不飽和基を有するアクリルアミド樹脂(B5)の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒及び酸性触媒を用いてもよい。その場合、有機溶剤、塩基性触媒については、樹脂(B1)等に関して既述したものと同様である。
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、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
--重合性不飽和基を有するエステル樹脂(B6)--
前記重合性不飽和基を有するエステル樹脂(B6)としては、例えば、フェノール性水酸基を有する化合物と、アルキレンオキサイド又はアルキレンカーボネートと、不飽和一塩基酸と、必要に応じて多塩基酸無水物を反応させて得られたものが挙げられる。なお、多塩基酸無水物は、上述の通り、樹脂(B6)の反応原料として用いることができるが、用いないことが好ましい。前記樹脂(B6)は、重合性不飽和基を有するが、酸基を有しないことが好ましい。
前記フェノール性水酸基を有する化合物、アルキレンオキサイド、アルキレンカーボネート、不飽和一塩基酸、及び多塩基酸無水物については、樹脂(B1)及び樹脂(B5)等に関して既述したものと同様である。
前記重合性不飽和基を有するエステル樹脂(B6)の製造方法としては、特に限定されず、どのような方法で製造してもよい。前記重合性不飽和基を有するエステル樹脂(B6)の製造においては、必要に応じて有機溶剤中で行ってもよく、また、必要に応じて塩基性触媒及び酸性触媒を用いてもよい。その場合、有機溶剤、塩基性触媒、酸性触媒については、樹脂(B1)及び樹脂(B5)等に関して既述したものと同様である。
--含有量--
本実施形態の硬化性樹脂組成物の総量(100質量%)における重合性不飽和基を有する樹脂(B)の含有量は、弾性率を高くしつつ、密着性及び誘電特性をバランスよく向上させる観点から、固形分(不揮発分)として、20質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、60質量%以上が更に好ましく、また、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましく、85質量%以下が更に好ましく、80質量%以下がより一層好ましい。
また、本実施形態の硬化性樹脂組成物において、前記活性エステル樹脂(A)と前記重合性不飽和基を有する樹脂(B)との固形分(不揮発分)の質量比[(A)/(B)]は、弾性率を高くしつつ、耐熱性及び誘電特性をバランスよく向上させる観点から、5/95~50/50であることが好ましく、10/90~30/70であることが更に好ましい。
本実施形態の硬化性樹脂組成物は、前記活性エステル樹脂(A)及び前記重合性不飽和基を有する樹脂(B)のみで構成されてもよいが、後述する光重合開始剤等を更に含有してもよい。
本実施形態の硬化性樹脂組成物の総量(100質量%)における前記活性エステル樹脂(A)及び前記重合性不飽和基を有する樹脂(B)の合計含有量は、弾性率を高くしつつ、耐熱性及び誘電特性をバランスよく向上させる観点から、50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、また、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましい。
(光重合開始剤)
本実施形態の硬化性樹脂組成物は、更に、光重合開始剤を含有することが好ましい。硬化性樹脂組成物が光重合開始剤を含むことにより、光による硬化反応(重合)が開始され易くなる。光重合開始剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記光重合開始剤は、照射する活性エネルギー線の種類等により適切なものを選択して用いることができる。また、アミン化合物、尿素化合物、含硫黄化合物、含燐化合物、含塩素化合物、ニトリル化合物等の光増感剤と併用してもよい。また、光重合開始剤は、ラジカル重合開始剤であることが好ましい。
前記光重合開始剤の具体例としては、例えば、1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニル-ケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、1,2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン等のアルキルフェノン系光重合開始剤;2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤;ベンゾフェノン化合物等の分子内水素引き抜き型光重合開始剤等が挙げられる。更に、前記光重合開始剤の具体例としては、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-〔4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル〕-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、チオキサントン及びチオキサントン誘導体、2,2’-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、ジフェニル(2,4,6-トリメトキシベンゾイル)ホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン等も挙げられる。
前記光重合開始剤の市販品としては、例えば、「Omnirad-1173」、「Omnirad-184」、「Omnirad-127」、「Omnirad-2959」、「Omnirad-369」、「Omnirad-379」、「Omnirad-907」、「Omnirad-4265」、「Omnirad-1000」、「Omnirad-651」、「Omnirad-TPO」、「Omnirad-819」、「Omnirad-2022」、「Omnirad-2100」、「Omnirad-754」、「Omnirad-784」、「Omnirad-500」、「Omnirad-81」(IGM社製)、「カヤキュア-DETX」、「カヤキュア-MBP」、「カヤキュア-DMBI」、「カヤキュア-EPA」、「カヤキュア-OA」(日本化薬株式会社製)、「バイキュア-10」、「バイキュア-55」(ストウファ・ケミカル社製)、「トリゴナルP1」(アクゾ社製)、「サンドレイ1000」(サンドズ社製)、「ディープ」(アプジョン社製)、「クオンタキュア-PDO」、「クオンタキュア-ITX」、「クオンタキュア-EPD」(ワードブレンキンソップ社製)、「Runtecure-1104」(Runtec社製)等が挙げられる。
前記光重合開始剤を用いる場合、本実施形態の硬化性樹脂組成物における光重合開始剤の含有量は、前記活性エステル樹脂(A)及び前記重合性不飽和基を有する樹脂(B)の固形分(不揮発分)の合計100質量部に対して、0.1質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
(任意添加成分)
本実施形態の硬化性樹脂組成物は、目的を逸脱しない範囲において、任意添加成分を更に含有してもよい。任意添加成分としては、例えば、重合性不飽和基を有する化合物、硬化剤、硬化促進剤、他の樹脂、有機溶剤、重合禁止剤、酸化防止剤、難燃剤、充填剤、顔料、消泡剤、粘度調整剤、レベリング剤、紫外線安定剤、保存安定化剤等の各種添加剤が挙げられる。
--重合性不飽和基を有する化合物--
前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:前記各種のモノ(メタ)アクリレートモノマーの分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等のポリオキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性モノ(メタ)アクリレート化合物;前記各種のモノ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性モノ(メタ)アクリレート化合物;
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等の脂肪族ジ(メタ)アクリレート化合物;1,4-シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等の脂環型ジ(メタ)アクリレート化合物;ビフェノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールジ(メタ)アクリレート等の芳香族ジ(メタ)アクリレート化合物;前記各種のジ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入したポリオキシアルキレン変性ジ(メタ)アクリレート化合物;前記各種のジ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性ジ(メタ)アクリレート化合物;
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート等の脂肪族トリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族トリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性トリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族トリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性トリ(メタ)アクリレート化合物;
ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の4官能以上の脂肪族ポリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族ポリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した4官能以上の(ポリ)オキシアルキレン変性ポリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族ポリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入した4官能以上のラクトン変性ポリ(メタ)アクリレート化合物;
ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物;前記水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性体;前記水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性体;
2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、1,1-ビス(アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート等のイソシアネート基を有する(メタ)アクリレート化合物;
グリシジル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、エポキシシクロへキシルメチル(メタ)アクリレート等のグリシジル基を有する(メタ)アクリレートモノマーや、ドロキシベンゼンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテル、ビフェノールジグリシジルエーテル、ビスフェノールジグリシジルエーテルのジグリシジルエーテル化合物のモノ(メタ)アクリレート化物等のエポキシ基を有する(メタ)アクリレート化合物などが挙げられる。
前記重合性不飽和基を有する化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
--硬化剤--
前記硬化剤としては、例えば、エポキシ樹脂及び他の硬化剤(アミン硬化剤、酸無水物硬化剤、フェノール樹脂硬化剤等)が挙げられるが、これらの中でも、エポキシ樹脂が好ましい。硬化剤が、エポキシ樹脂である場合、エポキシ樹脂のエポキシ基と、活性エステル樹脂(A)の活性エステル基とが反応して、本発明の効果がより顕著に現れる。
前記エポキシ樹脂は、特に制限されないが、例えば、分子中に2個以上のエポキシ基を含み、前記エポキシ基で架橋ネットワークを形成することにより硬化できる硬化性樹脂であることが好ましい。エポキシ樹脂としては、特に制限されないが、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、α-ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、β-ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、フェノールビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAP型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、ビスフェノールB型エポキシ樹脂、ビスフェノールBP型エポキシ樹脂、ビスフェノールC型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格及びジグリシジルオキシベンゼン骨格を有するエポキシ樹脂等のビフェニル型エポキシ樹脂;ナフタレン型エポキシ樹脂;ビナフトール型エポキシ樹脂;ビナフチル型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂等のジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、トリグリシジル-p-アミノフェノール型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルスルホンのグリシジルアミン型エポキシ樹脂等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂;2,6-ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル型エポキシ樹脂、ヘキサヒドロ無水フタル酸のグリシジルエステル型エポキシ樹脂等のジグリシジルエステル型エポキシ樹脂;ジベンゾピラン、ヘキサメチルジベンゾピラン、7-フェニルヘキサメチルジベンゾピラン等のベンゾピラン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂のうち、フェノール化合物をエポキシ化して得られる、いわゆるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂が好ましく、その中でもノボラック型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂であることが、誘電特性の観点からより好ましい。なお、上述のエポキシ樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記エポキシ樹脂のエポキシ当量は、120~400g/eqであることが好ましく、150~300g/eqであることがより好ましい。前記エポキシ樹脂のエポキシ当量が120g/eq以上であると、得られる硬化物の誘電特性により優れることから好ましく、一方、エポキシ樹脂のエポキシ当量が400g/eq以下であると、得られる硬化物の耐熱性と誘電正接のバランスに優れることから好ましい。
前記エポキシ樹脂の軟化点は、誘電特性及び密着性をバランスよく向上させる観点から、20~200℃であることが好ましく、40~150℃であることがより好ましい。
前記アミン硬化剤としては、特に制限されないが、ジエチレントリアミン(DTA)、トリエチレンテトラミン(TTA)、テトラエチレンペンタミン(TEPA)、ジプロプレンジアミン(DPDA)、ジエチルアミノプロピルアミン(DEAPA)、N-アミノエチルピペラジン、メンセンジアミン(MDA)、イソフオロンジアミン(IPDA)、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン(1,3-BAC)、ピペリジン、N,N,-ジメチルピペラジン、トリエチレンジアミン等の脂肪族アミン;m-キシレンジアミン(XDA)、メタンフェニレンジアミン(MPDA)、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、ジアミノジフェニルスルホン(DDS)、ベンジルメチルアミン、2-(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の芳香族アミン等が挙げられる。
前記酸無水物硬化剤としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、エチレングリコールビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテート、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルブテニルテトラヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物等が挙げられる。
前記フェノール樹脂硬化剤としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂、ビフェニルノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン-フェノール付加型樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、テトラフェノールエタン型樹脂、アミノトリアジン変性フェノール樹脂等が挙げられる。
上述の他の硬化剤はいずれも、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記硬化剤を用いる場合、本実施形態の硬化性樹脂組成物における硬化剤の含有量は、前記活性エステル樹脂(A)及び前記重合性不飽和基を有する樹脂(B)の固形分(不揮発分)の合計量100質量部に対して、10~40質量部であることが好ましい。10質量部以上であると、耐熱性及び硬化性をより向上させることができ、40質量部以下であると、より低誘電正接、高い柔軟性となりうる。
--硬化促進剤--
前記硬化促進剤としては、特に制限されないが、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、グアニジン系硬化促進剤、尿素系硬化促進剤等が挙げられる。硬化促進剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記リン系硬化促進剤としては、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリパラトリルホスフィン、ジフェニルシクロヘキシルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン等の有機ホスフィン化合物;トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト等の有機ホスファイト化合物;エチルトリフェニルホスホニウムブロミド、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロリド、ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラ-p-トリルボレート、トリフェニルホスフィントリフェニルボラン、テトラフェニルホスホニウムチオシアネート、テトラフェニルホスホニウムジシアナミド、ブチルフェニルホスホニウムジシアナミド、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩等のホスホニウム塩等が挙げられる。
前記アミン系硬化促進剤としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP)、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-ウンデセン-7(DBU)、1,5-ジアザビシクロ[4,3,0]-ノネン-5(DBN)等が挙げられる。
前記イミダゾール系硬化促進剤としては、2-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾリウムトリメリテート、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテート、2-フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3-ジヒドロ-1H-ピロロ[1,2-a]ベンズイミダゾール、1-ドデシル-2-メチル-3-ベンジルイミダゾリウムクロライド、2-メチルイミダゾリン等が挙げられる。
前記グアニジン系硬化促進剤としては、ジシアンジアミド、1-メチルグアニジン、1-エチルグアニジン、1-シクロヘキシルグアニジン、1-フェニルグアニジン、ジメチルグアニジン、ジフェニルグアニジン、トリメチルグアニジン、テトラメチルグアニジン、ペンタメチルグアニジン、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、1-メチルビグアニド、1-エチルビグアニド、1-ブチルビグアニド、1-シクロヘキシルビグアニド、1-アリルビグアニド、1-フェニルビグアニド等が挙げられる。
前記尿素系硬化促進剤としては、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3-(4-メチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、クロロフェニル尿素、3-(4-クロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(3,4-ジクロルフェニル)-1,1-ジメチル尿素等が挙げられる。
上述の硬化促進剤のうち、2-エチル-4-メチルイミダゾール、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP)を用いることが好ましい。
前記硬化促進剤を用いる場合、本実施形態の硬化性樹脂組成物における硬化促進剤の含有量は、前記活性エステル樹脂(A)及び前記重合性不飽和基を有する樹脂(B)の固形分(不揮発分)の合計量100質量部に対して、0.01~5質量部であることが好ましい。硬化促進剤の含有量が0.01質量部以上であると、より確実に硬化性を高めることができる。一方、硬化促進剤の含有量が5質量部以下であると、絶縁信頼性を十分良好に保持することができる。同様の観点から、硬化促進剤の含有量は、前記活性エステル樹脂(A)及び前記重合性不飽和基を有する樹脂(B)の固形分(不揮発分)の合計量100質量部に対して、0.1質量部以上であることがより好ましく、また、5質量部以下であることがより好ましい。
--他の樹脂--
前記他の樹脂としては、特に制限されないが、マレイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、トリアジン含有クレゾールノボラック樹脂、シアン酸エステル樹脂、スチレン-無水マレイン酸樹脂、ジアリルビスフェノールやトリアリルイソシアヌレート等のアリル基含有樹脂、ポリリン酸エステル、リン酸エステル-カーボネート共重合体等が挙げられる。これらの他の樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記他の樹脂を用いる場合、本実施形態の硬化性樹脂組成物における他の樹脂の含有量は、全体の50質量%以下であることが好ましい。
--有機溶剤--
前記有機溶剤は、硬化性樹脂組成物の粘度を調整する機能を有することができる。有機溶剤の具体例としては、特に制限されないが、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテート等のエステル系溶剤;セロソルブ、ブチルカルビトール等のカルビトール類、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン、1,2,3-トリメチルベンゼン、1,2,4-トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド系溶剤等が挙げられる。前記有機溶剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記有機溶剤を用いる場合、本実施形態の硬化性樹脂組成物における有機溶剤の含有量は、硬化性樹脂組成物の総量(100質量%)中、90質量%以下であることが好ましく、10~90質量%であることがより好ましく、20~80質量%であることが更に好ましい。有機溶剤の含有量が10質量%以上であると、ハンドリング性に優れることから好ましい。一方、有機溶剤の含有量が90質量%以下であると、経済性の観点から好ましい。
--重合禁止剤--
前記重合禁止剤としては、特に制限されないが、p-メトキシフェノール(メトキノン)、p-メトキシクレゾール、4-メトキシ-1-ナフトール、4,4’-ジアルコキシ-2,2’-ビ-1-ナフトール、3-(N-サリチロイル)アミノ-1,2,4-トリアゾール、N’1,N’12-ビス(2-ヒドロキシベンゾイル)ドデカンジヒドラジド、スチレン化フェノール、N-イソプロピル-N’-フェニルベンゼン-1,4-ジアミン、6-エトキシ-2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン等のフェノール化合物;
ヒドロキノン、メチルヒドロキノン、p-ベンゾキノン、メチル-p-ベンゾキノン、2,5-ジフェニルベンゾキノン、2-ヒドロキシ-1,4-ナフトキノン、アントラキノン、ジフェノキノン等のキノン化合物;
メラミン、p-フェニレンジアミン、4-アミノジフェニルアミン、N,N’-ジフェニル-p-フェニレンジアミン、N-i-プロピル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、ジフェニルアミン、4,4’-ジクミル-ジフェニルアミン、4,4’-ジオクチル-ジフェニルアミン、ポリ(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン)、スチレン化ジフェニルアミン、スチレン化ジフェニルアミンと2,4,4-トリメチルペンテンの反応生成物、ジフェニルアミンと2,4,4-トリメチルペンテンの反応生成物等のアミン化合物;
フェノチアジン、ジステアリルチオジプロピオネート、2,2-ビス({[3-(ドデシルチオ)プロピオニル]オキシ}メチル)-1,3-プロパンジイル=ビス[3-(ドデシルチオ)プロピオナート]、ジトリデカン-1-イル=3,3’-スルファンジイルジプロパノアート等のチオエーテル化合物;
N-ニトロソジフェニルアミン、N-ニトロソフェニルナフチルアミン、p-ニトロソフェノール、ニトロソベンゼン、p-ニトロソジフェニルアミン、α-ニトロソ-β-ナフトール、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-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩、ニトロソベンゼン、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。
前記重合禁止剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
--酸化防止剤--
前記酸化防止剤としては、特に制限されないが、重合禁止剤で例示した化合物と同様のものを用いることができる。酸化防止剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記重合禁止剤及び酸化防止剤の市販品としては、例えば、和光純薬工業株式会社製「Q-1300」、「Q-1301」、住友化学株式会社製「スミライザーBBM-S」、「スミライザーGA-80が」等が挙げられる。
--難燃剤--
前記難燃剤としては、特に制限されないが、無機リン系難燃剤、有機リン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤等が挙げられる。難燃剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記無機リン系難燃剤としては、特に制限されないが、赤リン;リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等のリン酸アンモニウム;リン酸アミド等が挙げられる。
前記有機リン系難燃剤としては、特に制限されないが、メチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、イソプロピルアシッドホスフェート、ジブチルホスフェート、モノブチルホスフェート、ブトキシエチルアシッドホスフェート、2-エチルヘキシルアシッドホスフェート、ビス(2-エチルヘキシル)ホスフェート、モノイソデシルアシッドホスフェート、ラウリルアシッドホスフェート、トリデシルアシッドホスフェート、ステアリルアシッドホスフェート、イソステアリルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、ブチルピロホスフェート、テトラコシルアシッドホスフェート、エチレングリコールアシッドホスフェート、(2-ヒドロキシエチル)メタクリレートアシッドホスフェート等のリン酸エステル;9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、ジフェニルホスフィンオキシド等ジフェニルホスフィン;10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(1,4-ジオキシナフタレン)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、ジフェニルホスフィニルヒドロキノン、ジフェニルホスフェニル-1,4-ジオキシナフタリン、1,4-シクロオクチレンホスフィニル-1,4-フェニルジオール、1,5-シクロオクチレンホスフィニル-1,4-フェニルジオール等のリン含有フェノール;9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(2,5-ジヒドロオキシフェニル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(2,7-ジヒドロオキシナフチル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド等の環状リン化合物;前記リン酸エステル、前記ジフェニルホスフィン、前記リン含有フェノールと、エポキシ樹脂やアルデヒド化合物、フェノール化合物と反応させて得られる化合物等が挙げられる。
前記ハロゲン系難燃剤としては、特に制限されないが、臭素化ポリスチレン、ビス(ペンタブロモフェニル)エタン、テトラブロモビスフェノールAビス(ジブロモプロピルエーテル)、1,2、-ビス(テトラブロモフタルイミド)、2,4,6-トリス(2,4,6-トリブロモフェノキシ)-1,3,5-トリアジン、テトラブロモフタル酸等が挙げられる。
前記難燃剤を用いる場合、本実施形態の樹脂組成物における難燃剤の使用量は、前記活性エステル樹脂(A)及び前記重合性不飽和基を有する樹脂(B)の固形分(不揮発分)の合計量100質量部に対して、0.1~50質量部であることが好ましい。難燃剤の含有量が0.1質量部以上であると、より確実に難燃性を付与することができる。一方、難燃剤の含有量が50質量部以下であると、誘電特性を維持しながら難燃性を付与することができる。同様の観点から、難燃剤の含有量は、前記活性エステル樹脂(A)及び前記重合性不飽和基を有する樹脂(B)の固形分(不揮発分)の合計量100質量部に対して、1質量部以上であることがより好ましく、また、30質量部以下であることがより好ましい。
--充填剤--
前記充填剤としては、有機充填剤、無機充填剤が挙げられる。有機充填剤は、伸びを向上させる機能、機械的強度を向上させる機能等を有する。無機充填剤は、熱膨張率の低減や難燃性の付与といった機能を有する。上述の充填剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記有機充填剤としては、特に制限されないが、ポリアミド粒子等が挙げられる。
前記無機充填剤としては、特に制限されないが、シリカ、アルミナ、ガラス、コーディエライト、シリコン酸化物、硫酸バリウム、炭酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化マンガン、ホウ酸アルミニウム、炭酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、リン酸タングステン酸ジルコニウム、タルク、クレー、雲母粉、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト、ベーマイト、カーボンブラック等が挙げられる。これらのうち、シリカを用いることが好ましい。この際、シリカとしては、無定形シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等が用いられ得る。
また、前記充填剤は、必要に応じて表面処理されていてもよい。この際、使用されうる表面処理剤としては、特に制限されないが、アミノシラン系カップリング剤、エポキシシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤、シラン系カップリング剤、オルガノシラザン化合物、チタネート系カップリング剤等が使用されうる。表面処理剤の具体例としては、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられる。なお、上述の充填剤は、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記充填剤を用いる場合、本実施形態の樹脂組成物における充填剤の使用量は、前記活性エステル樹脂(A)及び前記重合性不飽和基を有する樹脂(B)の固形分(不揮発分)の合計量100質量部に対して、0.5~95質量部であることが好ましい。充填剤の含有量が0.5質量部以上であると、充填剤の効果を十分に付与することができる。一方、充填剤の含有量が95質量部以下であると、配合物の粘度が高くなりことによる成形性の悪化を抑制することができる。同様の観点から、充填剤の含有量は、前記活性エステル樹脂(A)及び前記重合性不飽和基を有する樹脂(B)の固形分(不揮発分)の合計量100質量部に対して、5質量部以上であることがより好ましく、また、80質量部以下であることがより好ましい。
本実施形態の硬化性樹脂組成物の製造方法は、特に制限されず、上述した種々の成分を、ロール等の混練機を用いて混練することで製造することができる。
<硬化物>
本実施形態の硬化物は、上述の硬化性樹脂組成物を硬化させてなることを特徴とする。本実施形態の硬化物は、弾性率が高く、隣接部材との密着性が高く、誘電特性に優れ、絶縁材料やレジスト部材として好適に機能し得る。
本実施形態の硬化物は、硬化性樹脂組成物に、活性エネルギー線を照射して硬化させることで得られるものであることが好ましい。
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、活性エネルギー線として紫外線を用いる場合には、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、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等の紫外線ランプ、太陽光、LED等が挙げられ、これらの中でも、実用性及び経済性の観点から、紫外線ランプが一般的に用いられている。
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を十分に図ることができる。なお、活性エネルギー線の照射は、一段階で行ってもよく、二段階以上に分けて行ってもよい。
また、前記硬化性樹脂組成物を硬化反応させて硬化物を得る他の方法としては、例えば、加熱硬化が挙げられる。加熱硬化する際の加熱温度は、特に制限されないが、100~300℃であり、加熱時間としては、1~24時間であることが好ましい。
本実施形態の硬化性樹脂組成物又は硬化物が用いられる用途としては、プリント配線板材料、フレキシルブル配線基板用樹脂組成物、ビルドアップ基板用層間絶縁材料、ビルドアップ用接着フィルム等の回路基板用絶縁材料、樹脂注型材料、接着剤、半導体封止材料、半導体装置、プリプレグ、導電ペースト、ビルドアップフィルム、ビルドアップ基板、繊維強化複合材料、上記複合材料を硬化させてなる成形品等が挙げられる。これら各種用途のうち、プリント配線板材料、回路基板用絶縁材料、ビルドアップ用接着フィルム用途では、コンデンサ等の受動部品やICチップ等の能動部品を基板内に埋め込んだ所謂電子部品内蔵用基板用の絶縁材料として用いることができる。更に、上記の中でも、硬化物が優れた耐熱性及び塗膜外観性を有するといった特性を生かし、本実施形態の硬化性樹脂組成物又は硬化物は、半導体封止材料、半導体装置、プリプレグ、フレキシルブル配線基板、回路基板、及び、ビルドアップフィルム、ビルドアップ基板、多層プリント配線板、繊維強化複合材料、前記複合材料を硬化させてなる成形品に好適に適用することができる。
<物品>
本実施形態の物品は、上述の硬化物からなる塗膜を有することを特徴とする。かかる本実施形態の物品において、前記塗膜は、耐熱性が高く、弾性率が高く、誘電特性に優れた絶縁材料として機能し得る。
本実施形態の物品は、典型的には、ソルダーレジスト膜(前記塗膜)が表層の適所に形成されてなる、プリント配線基板又は半導体パッケージ用基板である。
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。実施例中の「部」及び「%」の記載は、特に断わりのない限り質量基準である。なお、本実施例におけるGPCの測定条件は以下の通りである。
[GPCの測定条件]
測定装置 :東ソー株式会社製「HLC-8320 GPC」、
カラム:東ソー株式会社製ガードカラム「HXL-L」
+東ソー株式会社製「TSK-GEL G4000HXL」
+東ソー株式会社製「TSK-GEL G3000HXL」
+東ソー株式会社製「TSK-GEL G2000HXL」
+東ソー株式会社製「TSK-GEL G2000HXL」
検出器: RI(示差屈折計)
データ処理:東ソー株式会社製「GPCワークステーション EcoSEC-WorkStation」
測定条件: カラム温度 40℃
展開溶媒 テトラヒドロフラン
流速 1.0mL/分
標準 : 前記「GPC-8320」の測定マニュアルに準拠して、分子量が既知の下記の単分散ポリスチレンを用いた。
(使用ポリスチレン)
東ソー株式会社製「A-500」
東ソー株式会社製「A-1000」
東ソー株式会社製「A-2500」
東ソー株式会社製「A-5000」
東ソー株式会社製「F-1」
東ソー株式会社製「F-2」
東ソー株式会社製「F-4」
東ソー株式会社製「F-10」
東ソー株式会社製「F-20」
東ソー株式会社製「F-40」
東ソー株式会社製「F-80」
東ソー株式会社製「F-128」
試料 : 樹脂固形分換算で1.0質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(50μL)
(合成例1)
活性エステル(A-1)の合成
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコにカテコール220質量部(2.0モル)とα-ナフトール144質量部(1.0モル)とトルエン2061質量部を仕込み、系内を減圧窒素置換し溶解させた。次いで、イソフタル酸クロライド505質量部(2.5モル)を仕込み、系内を減圧窒素置換し溶解させた。その後、テトラブチルアンモニウムブロマイド1.0質量部を溶解させ、窒素ガスパージを施しながら、系内を60℃以下に制御して、20質量%水酸化ナトリウム水溶液1030質量部を3時間かけて滴下した。次いでこの条件下で1時間撹拌を続けた。反応終了後、静置分液し、水層を取り除いた。更に反応物が溶解しているトルエン相に水を投入して約15分間撹拌混合し、静置分液して水層を取り除いた。水層のpHが7になるまでこの操作を繰り返した。その後、加熱減圧下乾燥して下記構造式で示される、活性エステル(A-1)を652質量部得た。
この活性エステル(A-1)のエステル基当量は137g/当量、軟化点は118℃、原料の仕込み比からの理論平均繰り返し単位数nは、4であった。
なお、前記繰り返し単位数nとしては、好ましくは、1~10であり、より好ましくは、2~8であり、さらに好ましくは、3~5である。前記繰り返し単位数nが前記範囲内であることで、高耐熱、低誘電率、及び、低誘電正接となり、好ましい。
Figure 2024047838000009
(合成例2)
活性エステル(A-2)の合成
実施例1のカテコール220質量部(2.0モル)をターシャリーブチルカテコール332質量部(2.0モル)に変更した以外は、実施例1と同様にして、活性エステル(A-2)を759質量部得た。
この活性エステル(A-2)のエステル基当量は160g/当量、軟化点は128℃、原料の仕込み比からの理論平均繰り返し単位数nは、4であった。
Figure 2024047838000010
(合成例3)
活性エステル(A-3)の合成
実施例1のカテコール220質量部(2.0モル)をターシャリーブチルカテコール332質量部(2.0モル)に、α-ナフトール144質量部(1.0モル)をパラターシャリーブチルフェノール150質量部(1.0モル)に変更した以外は、実施例1と同様にして、活性エステル(A-3)を765質量部得た。
この活性エステル(A-3)のエステル基当量は161g/当量、軟化点は124℃、原料の仕込み比からの理論平均繰り返し単位数nは、4であった。
Figure 2024047838000011
(合成例4)
活性エステル(C-1)の合成
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコにジシクロペンタジエンとフェノールの重付付加反応樹脂(水酸基当量:165g/当量、軟化点85℃)165質量部とα-ナフトール72質量部(0.5モル)とトルエン630質量部を仕込み、系内を減圧窒素置換し溶解させた。次いで、イソフタル酸クロライド152質量部(0.75モル)を仕込み、系内を減圧窒素置換し溶解させた。その後、テトラブチルアンモニウムブロマイド0.6質量部を溶解させ、窒素ガスパージを施しながら、系内を60℃以下に制御して、20質量%水酸化ナトリウム水溶液315質量部を3時間かけて滴下した。次いでこの条件下で1時間撹拌を続けた。反応終了後、静置分液し、水層を取り除いた。更に反応物が溶解しているトルエン層に水を投入して約15分間撹拌混合し、静置分液して水層を取り除いた。水層のpHが7になるまでこの操作を繰り返した。その後、熱減圧下乾燥して活性エステル(C-1)を合成した。
この活性エステル(C-1)のエステル基当量は223g/当量、軟化点は150℃であった。
(合成例5:重合性不飽和基を有する樹脂(B-1)の製造)
温度計、撹拌機、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON 850-S」、エポキシ当量188g/当量)188質量部を仕込み、ジブチルヒドロキシトルエン0.3質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.1質量部を加えた後、アクリル酸72質量部、トリフェニルホスフィン1.3質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で8時間反応を行い、重合性不飽和基を有する樹脂(B-1)を得た。
(合成例6:重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B-2)の製造)
温度計、撹拌機、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON 850CRP」、エポキシ当量173g/eq)346質量部を仕込み、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン0.21質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.21質量部加えた後、アクリル酸72質量部、トリフェニルホスフィン0.21質量部を添加し、空気を吹き込みながら100℃で10時間エステル化反応を行った。次いで、酸価が1mgKOH/g以下であることを確認した後、シュウ酸0.21質量部を添加し、70℃で3時間撹拌し、重合性不飽和基を有するエポキシ樹脂(B-2)を得た。この樹脂(B-2)のエポキシ当量は450g/eqであった。
(実施例1~6、比較例1)
下記表1に示す割合で各成分を混合し、硬化性樹脂組成物(1)~(3)及び(C1)を得た。得られた硬化性樹脂組成物に対して、以下の試験を行った。
[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/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、前記硬化塗膜を銅箔から剥離し、硬化物(試験片1)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。
[弾性の評価方法]
弾性の評価は、引張試験による弾性率の測定により行った。
<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、以下の基準に従い評価した。
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
[誘電率の測定方法]
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、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、前記硬化塗膜をガラス基材から剥離し、硬化物を得た。次いで、温度23℃、湿度50%の室内に24時間保管したものを試験片とし、アジレント・テクノロジー株式会社製「ネットワークアナライザE8362C」を用いて、空洞共振法により試験片の1GHzでの誘電率を測定した。
[誘電正接の測定方法]
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、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、前記硬化塗膜をガラス基材から剥離し、硬化物を得た。次いで、温度23℃、湿度50%の室内に24時間保管したものを試験片とし、アジレント・テクノロジー株式会社製「ネットワークアナライザE8362C」を用いて、空洞共振法により試験片の1GHzでの誘電正接を測定した。
Figure 2024047838000012
表1及び表2では以下のものを用いた。
アクリレートモノマー:ビスフェノールAのEO変性ジアクリレート(Miwon Specialty Chemical社製「Miramaer M240」)
光重合開始剤: IGM Resins社製、商品名「Omnirad 907」
表1から、本発明に従う実施例1~4の硬化性樹脂組成物を硬化させて得た硬化物は、芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)を反応原料としない活性エステル樹脂を用いた比較例1の硬化物に比べて、耐熱性が高く、弾性率が高く、誘電特性に優れる(誘電率及び誘電正接が低い)ことが分かる。
本発明の硬化性樹脂組成物及び硬化物は、プリント配線基板、半導体パッケージ用基板等の種々の物品に利用できる。

Claims (5)

  1. 活性エステル樹脂(A)と、重合性不飽和基を有する樹脂(B)と、を含有し、
    前記活性エステル樹脂(A)が、芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)、芳香族モノヒドロキシ化合物(b)、並びに、2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物及び/又はその酸ハロゲン化物もしくはエステル化物(c)、とを必須の反応原料とすることを特徴とする、硬化性樹脂組成物。
  2. 前記芳香族化合物(a)が、下記一般式(1)~(3)からなる群より選択される少なくとも1つの化合物である、請求項1に記載の硬化性樹脂組成物。
    Figure 2024047838000013
    (上記式中、Rは、それぞれ独立に、炭素原子数1~10の炭化水素基を表し、nは0~4の整数を表し、mは0~2の整数を表す。)
  3. 更に光重合開始剤を含有する、請求項1に記載の硬化性樹脂組成物。
  4. 請求項1~3のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物を硬化させてなることを特徴とする、硬化物。
  5. 請求項4に記載の硬化物からなる塗膜を有することを特徴とする、物品。
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