JP2024053561A - アルカリ可溶性樹脂の製造方法、及び、感光性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】ゲル化が抑制され、分子量の小さい、側鎖のエチレン性不飽和二重結合が多いアルカリ可溶性樹脂を得ることができる製造方法を提供する。【解決手段】側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂の製造方法であって、該アルカリ可溶性樹脂は、二重結合当量が350g/mol以下であり、該製造方法は、反応性基Aを有する単量体を含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る工程(1)、及び、該ベースポリマーに反応性基B及びエチレン性不飽和二重結合を有する単量体Xを添加して、該ベースポリマーの反応性基Aと該単量体Xの反応性基Bとをエステル化反応させて、該ベースポリマーに該単量体Xを付加させる工程(2)を有し、該反応性基Aと反応性基Bのいずれか一方は酸基であり、他方はエポキシ基であり、該単量体Xの添加は、該単量体Xの少なくとも一部を、30分間以上かけて、分割又は連続添加して行うことを特徴とするアルカリ可溶性樹脂の製造方法。【選択図】なし
Description
本発明は、アルカリ可溶性樹脂の製造方法に関する。詳しくは、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂を安定的に製造することができるアルカリ可溶性樹脂の製造方法に関する。
アルカリ可溶性樹脂を含む組成物は、例えば、液晶表示装置や固体撮像素子等に用いられるカラーフィルター、インキ、印刷版、プリント配線板、半導体素子、フォトレジスト、有機絶縁膜、有機保護膜等の、各種の光学部材や電機・電子機器等の各種用途への適用が種々検討され、各用途で要求される特性に優れた樹脂や樹脂組成物の開発がなされている。近年では、光学部材や電機・電子機器等の小型化・薄型化・省エネルギー化が進みつつあり、それに伴って、使用される各種部材等にはより高品位な性能が要望されている。そのような要望に応えるため、各種部材等の材料となるアルカリ可溶性樹脂について研究が行われている。
アルカリ可溶性樹脂の硬化性を改善するために、樹脂の架橋性や架橋密度を向上させる手法として、アルカリ可溶性樹脂(重合体)の側鎖にエチレン性不飽和二重結合を導入することが知られている(例えば、特許文献1~6)。このような側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有する重合体は、例えば、酸基を有する単量体を含む単量体成分を重合してベースとなる重合体を得て、その重合体に、エポキシ基とエチレン性不飽和二重結合とを有する化合物を付加反応させることにより、重合体にエチレン性不飽和二重結合を導入する方法や、エポキシ基を有する単量体を含む単量体成分を重合してベースとなる重合体を得て、その重合体に、酸基とエチレン性不飽和二重結合とを有する化合物を反応させて、重合体にエチレン性不飽和二重結合を導入する方法等によって得ることができる。上記エポキシ基とエチレン性不飽和二重結合とを有する化合物として、例えば、アクリル酸グリシジルやメタクリル酸グリシジルが使用される。
しかしながら、側鎖のエチレン不飽和二重結合量が多い(例えば、二重結合当量350g/mol以下)アルカリ可溶性樹脂を製造する場合、エポキシ基と酸基との反応において、エポキシ基の開裂に伴い多くの水酸基が生成する。そして、生成した水酸基が、酸基と脱水エステル化反応したりエステル基とエステル交換反応することにより、樹脂が分子間架橋してゲル化してしまったり、樹脂の分子量分布が広くなったりしてしまう場合があった。このようなアルカリ可溶性樹脂を感光性樹脂組成物のバインダーとして使用した際、均一な現象を妨げ剥離現像となったり、塗膜中に異物が発生したりする等の問題があった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、ゲル化が抑制され、分子量分布の小さい、側鎖のエチレン性不飽和二重結合が多いアルカリ可溶性樹脂を得ることができる製造方法を提供することを目的とする。また、露光感度が高く、低温硬化条件でも優れた耐溶剤性を示す硬化物を与えることができる感光性樹脂組成物を提供することを目的とする。
本発明者は、アルカリ可溶性樹脂の製造方法について種々検討したところ、アルカリ可溶性樹脂の製造工程において、ベースポリマーに、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を導入するための単量体Xを反応させる際、上記単量体Xの添加を一定時間以上かけて分割又は連続添加して行うことにより、ゲル化が抑制され、分子量分布が小さいアルカリ可溶性樹脂を効率的に製造できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記の態様の発明を提供する。
[1]側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂の製造方法であって、該アルカリ可溶性樹脂は、二重結合当量が350g/mol以下であり、
該製造方法は、反応性基Aを有する単量体を含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る工程(1)、及び、
該ベースポリマーに反応性基B及びエチレン性不飽和二重結合を有する単量体Xを添加して、該ベースポリマーの反応性基Aと該単量体Xの反応性基Bとをエステル化反応させて、該ベースポリマーに該単量体Xを付加させる工程(2)を有し、
該反応性基Aと反応性基Bのいずれか一方は酸基であり、他方はエポキシ基であり、
該単量体Xの添加は、該単量体Xの少なくとも一部を、30分間以上かけて、分割又は連続添加して行うことを特徴とするアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[2]上記工程(1)は、酸基含有単量体を含む単量体成分を重合して酸基を有するベースポリマーを得る工程であり、
上記工程(2)は、該ベースポリマーにエポキシ基含有単量体を添加して、該ベースポリマーの酸基と該エポキシ基含有単量体のエポキシ基とをエステル化反応させて、該ベースポリマーに該エポキシ基含有単量体を付加させる工程であることを特徴とする上記[1]に記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[3]上記工程(1)は、エポキシ基含有単量体を含む単量体成分を重合してエポキシ基を有するベースポリマーを得る工程であり、
上記工程(2)は、該ベースポリマーに酸基含有単量体を添加して、該ベースポリマーのエポキシ基と該酸基含有単量体の酸基とをエステル化反応させて、該ベースポリマーに該酸基含有単量体を付加させる工程であることを特徴とする上記[1]又は[2]に記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[4]上記工程(2)のエステル化反応の温度は、100℃以上であることを特徴とする上記[1]~[3]のいずれかに記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[5]上記単量体Xの全量の15質量%以上を初期仕込みし、残りの量を分割又は連続添加することを特徴とする上記[1]~[4]のいずれかに記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[6]上記アルカリ可溶性樹脂の分散度は、3.8以下であることを特徴とする上記[1]~[5]のいずれかに記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[7]上記工程(2)のエステル化反応の時間は、10時間以上であることを特徴とする上記[1]~[6]のいずれかに記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[8]上記工程(2)のエステル化反応は、3級アミン化合物又及び/又はホスフィン化合物の存在下で行うことを特徴とする上記[1]~[7]のいずれかに記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[9]上記工程(1)において使用する重合溶媒は、アルコール系溶媒を含むことを特徴とする上記[1]~[8]のいずれかに記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[10]アルカリ可溶性樹脂と、重合性化合物と、光重合開始剤とを含み、
該アルカリ可溶性樹脂は、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有し、二重結合当量が350g/mol以下であり、分散度が3.8以下であることを特徴とする感光性樹脂組成物。
[1]側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂の製造方法であって、該アルカリ可溶性樹脂は、二重結合当量が350g/mol以下であり、
該製造方法は、反応性基Aを有する単量体を含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る工程(1)、及び、
該ベースポリマーに反応性基B及びエチレン性不飽和二重結合を有する単量体Xを添加して、該ベースポリマーの反応性基Aと該単量体Xの反応性基Bとをエステル化反応させて、該ベースポリマーに該単量体Xを付加させる工程(2)を有し、
該反応性基Aと反応性基Bのいずれか一方は酸基であり、他方はエポキシ基であり、
該単量体Xの添加は、該単量体Xの少なくとも一部を、30分間以上かけて、分割又は連続添加して行うことを特徴とするアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[2]上記工程(1)は、酸基含有単量体を含む単量体成分を重合して酸基を有するベースポリマーを得る工程であり、
上記工程(2)は、該ベースポリマーにエポキシ基含有単量体を添加して、該ベースポリマーの酸基と該エポキシ基含有単量体のエポキシ基とをエステル化反応させて、該ベースポリマーに該エポキシ基含有単量体を付加させる工程であることを特徴とする上記[1]に記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[3]上記工程(1)は、エポキシ基含有単量体を含む単量体成分を重合してエポキシ基を有するベースポリマーを得る工程であり、
上記工程(2)は、該ベースポリマーに酸基含有単量体を添加して、該ベースポリマーのエポキシ基と該酸基含有単量体の酸基とをエステル化反応させて、該ベースポリマーに該酸基含有単量体を付加させる工程であることを特徴とする上記[1]又は[2]に記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[4]上記工程(2)のエステル化反応の温度は、100℃以上であることを特徴とする上記[1]~[3]のいずれかに記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[5]上記単量体Xの全量の15質量%以上を初期仕込みし、残りの量を分割又は連続添加することを特徴とする上記[1]~[4]のいずれかに記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[6]上記アルカリ可溶性樹脂の分散度は、3.8以下であることを特徴とする上記[1]~[5]のいずれかに記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[7]上記工程(2)のエステル化反応の時間は、10時間以上であることを特徴とする上記[1]~[6]のいずれかに記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[8]上記工程(2)のエステル化反応は、3級アミン化合物又及び/又はホスフィン化合物の存在下で行うことを特徴とする上記[1]~[7]のいずれかに記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[9]上記工程(1)において使用する重合溶媒は、アルコール系溶媒を含むことを特徴とする上記[1]~[8]のいずれかに記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
[10]アルカリ可溶性樹脂と、重合性化合物と、光重合開始剤とを含み、
該アルカリ可溶性樹脂は、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有し、二重結合当量が350g/mol以下であり、分散度が3.8以下であることを特徴とする感光性樹脂組成物。
本発明のアルカリ可溶性樹脂の製造方法は、ゲル化が抑制され、分子量分布が小さい、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂を安定的に製造することができる。また、本発明によれば、側鎖二重結合量が多く、露光感度が高く、低温硬化条件でも優れた耐溶剤性を示す硬化物を与えることができる感光性樹脂組成物を提供することができる。
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
1.アルカリ可溶性樹脂の製造方法
本発明のアルカリ可溶性樹脂の製造方法は、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂の製造方法であって、該アルカリ可溶性樹脂は、二重結合当量が350g/mol以下であり、該製造方法は、反応性基Aを有する単量体を含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る工程(1)、及び、該ベースポリマーに反応性基B及びエチレン性不飽和二重結合を有する単量体Xを添加して、該ベースポリマーの反応性基Aと該単量体Xの反応性基Bとをエステル化反応させて、該ベースポリマーに該単量体Xを付加させる工程(2)を有し、該反応性基Aと反応性基Bのいずれか一方は酸基であり、他方はエポキシ基であり、該単量体Xの添加は、該単量体Xの少なくとも一部を、30分間以上かけて、分割又は連続添加して行うことを特徴とする。
本発明のアルカリ可溶性樹脂の製造方法は、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂の製造方法であって、該アルカリ可溶性樹脂は、二重結合当量が350g/mol以下であり、該製造方法は、反応性基Aを有する単量体を含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る工程(1)、及び、該ベースポリマーに反応性基B及びエチレン性不飽和二重結合を有する単量体Xを添加して、該ベースポリマーの反応性基Aと該単量体Xの反応性基Bとをエステル化反応させて、該ベースポリマーに該単量体Xを付加させる工程(2)を有し、該反応性基Aと反応性基Bのいずれか一方は酸基であり、他方はエポキシ基であり、該単量体Xの添加は、該単量体Xの少なくとも一部を、30分間以上かけて、分割又は連続添加して行うことを特徴とする。
このような本発明のアルカリ可溶性樹脂の製造方法(以下、「本発明の製造方法」とも称する。)により、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を比較的多量に有するアルカリ可溶性樹脂であっても、ゲル化が抑制され、分子量分布が小さい、アルカリ可溶性樹脂を効率的に製造することができる。
本発明の製造方法では、特に、反応性基B及びエチレン性不飽和二重結合を有する単量体Xを添加する際に、上記単量体Xの少なくとも一部を30分間以上かけて、分割又は連続添加して行う。
本発明の製造方法が、上述のように、ゲル化が抑制され、分子量分布が小さいアルカリ可溶性樹脂を安定的に製造することができるのは、上記エステル化反応により生成する水酸基と添加する単量体Xとの反応を抑制でき、反応性基Aに対し局所的な付加を抑制できるためと考えられる。
本発明の製造方法が、上述のように、ゲル化が抑制され、分子量分布が小さいアルカリ可溶性樹脂を安定的に製造することができるのは、上記エステル化反応により生成する水酸基と添加する単量体Xとの反応を抑制でき、反応性基Aに対し局所的な付加を抑制できるためと考えられる。
本発明の製造方法で得られるアルカリ可溶性樹脂は、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂であり、二重結合当量が350g/mol以下である。
上記エチレン性不飽和二重結合とは、活性エネルギー線で重合反応する基であり、重合性二重結合、すなわち炭素-炭素二重結合を有する基であり、具体例としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基、メタリル基等が挙げられる。なかでも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
上記エチレン性不飽和二重結合とは、活性エネルギー線で重合反応する基であり、重合性二重結合、すなわち炭素-炭素二重結合を有する基であり、具体例としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基、メタリル基等が挙げられる。なかでも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
上記アルカリ可溶性樹脂の二重結合当量は、樹脂の硬化性と密着性の点で、330g/mol以下であることが好ましく、280g/mol以下であることがより好ましい。
上記二重結合当量は、樹脂固形分の質量(g)を樹脂の二重結合量(mol)で除することにより求めることができる。
上記二重結合当量は、樹脂固形分の質量(g)を樹脂の二重結合量(mol)で除することにより求めることができる。
本発明の製造方法は、下記の工程(1)及び(2)を有する。
(1)反応性基Aを有する単量体を含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る工程
(2)上記ベースポリマーに反応性基B及びエチレン性不飽和二重結合を有する単量体Xを添加して、上記ベースポリマーの反応性基Aと上記単量体Xの反応性基Bとをエステル化反応させて、上記ベースポリマーに上記単量体Xを付加させる工程
(1)反応性基Aを有する単量体を含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る工程
(2)上記ベースポリマーに反応性基B及びエチレン性不飽和二重結合を有する単量体Xを添加して、上記ベースポリマーの反応性基Aと上記単量体Xの反応性基Bとをエステル化反応させて、上記ベースポリマーに上記単量体Xを付加させる工程
ここで、上記反応性基Aと反応性基Bのいずれか一方は酸基であり、他方はエポキシ基である。すなわち、酸基又はエポキシ基を有するベースポリマーを得た後、当該ベースポリマーに、エポキシ基又は酸基とエチレン性不飽和二重結合とを有する単量体Xを付加反応させることによって、ベースポリマーの側鎖にエチレン性不飽和二重結合を導入する。
上記酸基としては、例えば、カルボキシル基、フェノール性水酸基、カルボン酸無水物基、リン酸基、スルホン酸基等、アルカリ水と中和反応する官能基が挙げられ、これらの1種のみを有していてもよいし、2種以上有していてもよい。なかでも、カルボキシル基やカルボン酸無水物基が好ましく、カルボキシル基がより好ましい。
各工程について説明する。
工程(1)
まず、反応性基Aを有する単量体を含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る。
反応性基Aが酸基である場合、反応性基Aを有する単量体は、酸基含有単量体である。
反応性基Aがエポキシ基である場合、反応性基Aを有する単量体は、エポキシ基含有単量体である。これらを含めた、本発明の製造方法において使用する単量体成分については、後述する。
工程(1)
まず、反応性基Aを有する単量体を含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る。
反応性基Aが酸基である場合、反応性基Aを有する単量体は、酸基含有単量体である。
反応性基Aがエポキシ基である場合、反応性基Aを有する単量体は、エポキシ基含有単量体である。これらを含めた、本発明の製造方法において使用する単量体成分については、後述する。
ベースポリマーを得るための単量体成分を重合する方法は、特に限定されず、バルク重合、溶液重合、乳化重合等の通常用いられる手法を用いることができる。なかでも、工業的に有利で、分子量等の構造調整が容易な点で、溶液重合が好ましい。また、上記単量体成分の重合機構は、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合、配位重合等の機構に基づいた重合方法を用いることができるが、工業的に有利な点で、ラジカル重合機構に基づく重合方法が好ましい。
また上記単量体成分を重合して得られる重合体の分子量は、重合開始剤の量や種類、重合温度、連鎖移動剤の種類や量の調整等により制御することができる。
また上記単量体成分を重合して得られる重合体の分子量は、重合開始剤の量や種類、重合温度、連鎖移動剤の種類や量の調整等により制御することができる。
上記重合反応における重合開始方法は、熱や電磁波(例えば赤外線、紫外線、X線等)、電子線等の活性エネルギー源から重合開始に必要なエネルギーを単量体成分に供給できる方法であればよく、更に重合開始剤を併用すれば、重合開始に必要なエネルギーを大きく下げることができ、また反応制御が容易となるため好ましい。
上記重合開始剤としては、例えば、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、アゾビスイソブチロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、過酸化水素、過硫酸塩等の通常重合開始剤として使用される過酸化物やアゾ化合物等が挙げられる。これらは1種のみを用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。重合開始剤の添加量は、公知の方法から適宜設定することができる。
上記連鎖移動剤としては、例えば、アルキルメルカプタン類、メルカプトカルボン酸類、メルカプトカルボン酸エステル類のメルカプト基を有する化合物等の通常連鎖移動剤として使用される化合物が挙げられる。これらは1種のみ用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。連鎖移動剤の添加量は、公知の方法から適宜設定することができる。
上記重合においては、重合溶媒を使用することが好ましい。重合溶媒としては、通常使用される重合溶液であれば特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、s-ブタノール等のモノアルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール等の多価アルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、3-メトキシブタノール等のグリコールモノエーテル類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メトキシブチルアセテート等のエステル類;トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;クロロホルム;ジメチルスルホキシド;炭酸ジメチル等が挙げられる。なかでも、溶解性の観点で、モノアルコール類、多価アルコール類、及びグリコールモノエーテル類のアルコール系溶媒が好ましい。重合溶媒は、1種のみ用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記重合の条件に関し、重合温度としては、使用する単量体の種類や量、重合開始剤の種類や量等に応じて適宜設定すればよいが、例えば、75~130℃が好ましく、80~110℃がより好ましい。また、重合時間も同様に適宜設定することができ、例えば、1~12時間が好ましく、3~8時間がより好ましい。
(単量体成分)
本発明の製造方法において使用する単量体成分について説明する。
上記酸基含有単量体としては、例えば、酸基とエチレン性不飽和二重結合を有する単量体が挙げられ、具体例としては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸、ビニル安息香酸等の不飽和モノカルボン酸類;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和多価カルボン酸類;コハク酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)、コハク酸モノ(2-メタクリロイルオキシエチル)等の不飽和基とカルボキシル基との間が鎖延長されている不飽和長鎖モノカルボン酸類;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和酸無水物類;ライトエステルP-1M(共栄社化学製)等のリン酸基含有不飽和化合物;等が挙げられる。これらのなかでも、汎用性、入手性等の観点から、カルボン酸系単量体(不飽和モノカルボン酸類、不飽和多価カルボン酸類、不飽和長鎖モノカルボン酸類、不飽和酸無水物類)が好ましい。反応性、アルカリ可溶性等の点で、上記酸基含有単量体は、より好ましくは不飽和モノカルボン酸類であり、更に好ましくは(メタ)アクリル酸(すなわち、アクリル酸及び/又はメタクリル酸)である。更にガラス転移温度が高く、耐溶剤性に優れる点で、メタクリル酸が特に好ましい。
本発明の製造方法において使用する単量体成分について説明する。
上記酸基含有単量体としては、例えば、酸基とエチレン性不飽和二重結合を有する単量体が挙げられ、具体例としては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸、ビニル安息香酸等の不飽和モノカルボン酸類;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和多価カルボン酸類;コハク酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)、コハク酸モノ(2-メタクリロイルオキシエチル)等の不飽和基とカルボキシル基との間が鎖延長されている不飽和長鎖モノカルボン酸類;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和酸無水物類;ライトエステルP-1M(共栄社化学製)等のリン酸基含有不飽和化合物;等が挙げられる。これらのなかでも、汎用性、入手性等の観点から、カルボン酸系単量体(不飽和モノカルボン酸類、不飽和多価カルボン酸類、不飽和長鎖モノカルボン酸類、不飽和酸無水物類)が好ましい。反応性、アルカリ可溶性等の点で、上記酸基含有単量体は、より好ましくは不飽和モノカルボン酸類であり、更に好ましくは(メタ)アクリル酸(すなわち、アクリル酸及び/又はメタクリル酸)である。更にガラス転移温度が高く、耐溶剤性に優れる点で、メタクリル酸が特に好ましい。
上記エポキシ基含有単量体としては、エポキシ基とエチレン性不飽和二重結合を有する単量体が挙げられ、具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸β-メチルグリシジル、(メタ)アクリル酸β-エチルグリシジル、ビニルベンジルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、(メタ)アクリル酸(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチル、ビニルシクロヘキセンオキシド等が挙げられる。なかでも、副反応を抑制でき、保存安定性の向上が期待できる点で(メタ)アクリル酸グリシジルが好ましい。
また、上述した酸基含有単量体及びエポキシ基含有単量体以外に、上記ベースポリマーの製造に使用することができる単量体としては、以下の単量体が挙げられる。
(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸2,3-ヒドロキシプロピル等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基含有単量体;
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸i-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸s-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸n-アミル、(メタ)アクリル酸s-アミル、(メタ)アクリル酸t-アミル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸N,N-ジメチルアミノエチル、1,4-ジオキサスピロ[4,5]デカ-2-イルメタアクリル酸、(メタ)アクリロイルモルホリン、4-(メタ)アクリロイルオキシメチル-2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン、4-(メタ)アクリロイルオキシメチル-2-メチル-2-イソブチル-1,3-ジオキソラン、4-(メタ)アクリロイルオキシメチル-2-メチル-2-シクロヘキシル-1,3-ジオキソラン、4-(メタ)アクリロイルオキシメチル-2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラン等の(メタ)アクリル酸エステル;
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、1-アダマンチル(メタ)アクリレート、(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチル(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、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ペンタシクロペンタデカンジメタノールルジ(メタ)アクリレート、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ノールジ(メタ)アクリレート、p-メンタン-1,8-ジオールジ(メタ)アクリレート、p-メンタン-2,8-ジオールジ(メタ)アクリレート、p-メンタン-3,8-ジオールジ(メタ)アクリレート、ビシクロ[2.2.2]-オクタン-1-メチル-4-イソプロピル-5,6-ジメチロールジ(メタ)アクリレート等の脂環式(メタ)アクリレート;
N-シクロヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-イソプロピルマレイミド、N-t-ブチルマレイミド、N-ドデシルマレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-ナフチルマレイミド等のN置換マレイミド;
ジメチル-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジエチル-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(n-プロピル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(イソプロピル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(n-ブチル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(イソブチル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(t-ブチル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(t-アミル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(ステアリル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(ラウリル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(2-エチルヘキシル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート等のジアルキル-2,2’-(オキシジメチレン)ジアクリレート系単量体;
α-アリルオキシメチルアクリル酸;α-アリルオキシメチルアクリル酸メチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸エチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸n-プロピル、α-アリルオキシメチルアクリル酸i-プロピル、α-アリルオキシメチルアクリル酸n-ブチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸s-ブチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸t-ブチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸n-アミル、α-アリルオキシメチルアクリル酸s-アミル、α-アリルオキシメチルアクリル酸t-アミル、α-アリルオキシメチルアクリル酸n-ヘキシル、α-アリルオキシメチルアクリル酸デシル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ウンデシル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ラウリル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ミリスチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ステアリル等のアルキル-(α-アリルオキシメチル)アクリレート系単量体;α-アリルオキシメチルアクリル酸メトキシエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸メトキシエトキシエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸メトキシエトキシエトキシエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸3-メトキシブチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸エトキシエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸エトキシエトキシエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸フェノキシエチル等のアルコキシアルキル-(α-アリルオキシメチル)アクリレート系単量体;α-アリルオキシメチルアクリル酸ヒドロキシエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ヒドロキシプロピル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ヒドロキシブチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸フルオロエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ジフルオロエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸クロロエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ジクロロエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ブロモエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ジブロモエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ビニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸アリル、α-アリルオキシメチルアクリル酸メタリル、α-アリルオキシメチルアクリル酸クロチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸プロパギル、α-アリルオキシメチルアクリル酸シクロペンチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸シクロヘキシル、α-アリルオキシメチルアクリル酸イソボルニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸アダマンチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ジシクロペンタジエニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸フェニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸メチルフェニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ジメチルフェニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸トリメチルフェニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸4-t-ブチルフェニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ベンジル等のα-(アリルオキシメチル)アクリレート系単量体;
N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類;
ポリスチレン、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリシロキサン、ポリカプロラクトン、ポリカプロラクタム等の重合体分子鎖の片末端に(メタ)アクリロイル基を有するマクロモノマー類;
1,3-ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の共役ジエン類;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、n-ノニルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、メトキシエトキシエチルビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、N-ビニルイミダゾール、N-ビニルモルフォリン、N-ビニルアセトアミド等のN-ビニル化合物類;
スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、キシレン、メトキシスチレン、エトキシスチレン等の芳香族ビニル類;
(メタ)アクリル酸イソシアナトエチル、アリルイソシアネート等の不飽和イソシアネート類;等。
(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸2,3-ヒドロキシプロピル等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基含有単量体;
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸i-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸s-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸n-アミル、(メタ)アクリル酸s-アミル、(メタ)アクリル酸t-アミル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸N,N-ジメチルアミノエチル、1,4-ジオキサスピロ[4,5]デカ-2-イルメタアクリル酸、(メタ)アクリロイルモルホリン、4-(メタ)アクリロイルオキシメチル-2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン、4-(メタ)アクリロイルオキシメチル-2-メチル-2-イソブチル-1,3-ジオキソラン、4-(メタ)アクリロイルオキシメチル-2-メチル-2-シクロヘキシル-1,3-ジオキソラン、4-(メタ)アクリロイルオキシメチル-2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラン等の(メタ)アクリル酸エステル;
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、1-アダマンチル(メタ)アクリレート、(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチル(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、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ペンタシクロペンタデカンジメタノールルジ(メタ)アクリレート、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ノールジ(メタ)アクリレート、p-メンタン-1,8-ジオールジ(メタ)アクリレート、p-メンタン-2,8-ジオールジ(メタ)アクリレート、p-メンタン-3,8-ジオールジ(メタ)アクリレート、ビシクロ[2.2.2]-オクタン-1-メチル-4-イソプロピル-5,6-ジメチロールジ(メタ)アクリレート等の脂環式(メタ)アクリレート;
N-シクロヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-イソプロピルマレイミド、N-t-ブチルマレイミド、N-ドデシルマレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-ナフチルマレイミド等のN置換マレイミド;
ジメチル-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジエチル-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(n-プロピル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(イソプロピル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(n-ブチル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(イソブチル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(t-ブチル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(t-アミル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(ステアリル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(ラウリル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(2-エチルヘキシル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート等のジアルキル-2,2’-(オキシジメチレン)ジアクリレート系単量体;
α-アリルオキシメチルアクリル酸;α-アリルオキシメチルアクリル酸メチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸エチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸n-プロピル、α-アリルオキシメチルアクリル酸i-プロピル、α-アリルオキシメチルアクリル酸n-ブチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸s-ブチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸t-ブチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸n-アミル、α-アリルオキシメチルアクリル酸s-アミル、α-アリルオキシメチルアクリル酸t-アミル、α-アリルオキシメチルアクリル酸n-ヘキシル、α-アリルオキシメチルアクリル酸デシル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ウンデシル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ラウリル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ミリスチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ステアリル等のアルキル-(α-アリルオキシメチル)アクリレート系単量体;α-アリルオキシメチルアクリル酸メトキシエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸メトキシエトキシエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸メトキシエトキシエトキシエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸3-メトキシブチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸エトキシエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸エトキシエトキシエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸フェノキシエチル等のアルコキシアルキル-(α-アリルオキシメチル)アクリレート系単量体;α-アリルオキシメチルアクリル酸ヒドロキシエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ヒドロキシプロピル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ヒドロキシブチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸フルオロエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ジフルオロエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸クロロエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ジクロロエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ブロモエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ジブロモエチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ビニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸アリル、α-アリルオキシメチルアクリル酸メタリル、α-アリルオキシメチルアクリル酸クロチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸プロパギル、α-アリルオキシメチルアクリル酸シクロペンチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸シクロヘキシル、α-アリルオキシメチルアクリル酸イソボルニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸アダマンチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ジシクロペンタジエニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸フェニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸メチルフェニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ジメチルフェニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸トリメチルフェニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸4-t-ブチルフェニル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ベンジル等のα-(アリルオキシメチル)アクリレート系単量体;
N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類;
ポリスチレン、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリシロキサン、ポリカプロラクトン、ポリカプロラクタム等の重合体分子鎖の片末端に(メタ)アクリロイル基を有するマクロモノマー類;
1,3-ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の共役ジエン類;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、n-ノニルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、メトキシエトキシエチルビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、N-ビニルイミダゾール、N-ビニルモルフォリン、N-ビニルアセトアミド等のN-ビニル化合物類;
スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、キシレン、メトキシスチレン、エトキシスチレン等の芳香族ビニル類;
(メタ)アクリル酸イソシアナトエチル、アリルイソシアネート等の不飽和イソシアネート類;等。
これらの単量体成分の種類及び量は、得ようとするアルカリ可溶性樹脂の目的、用途に応じて適宜選択することができる。
工程(2)
工程(2)は、上記工程(1)で得られたベースポリマーに反応性基B及びエチレン性不飽和二重結合を有する単量体Xを添加して、上記ベースポリマーの反応性基Aと上記単量体Xの反応性基Bとをエステル化反応させて、上記ベースポリマーに上記単量体Xを付加させる工程である。
工程(2)は、上記工程(1)で得られたベースポリマーに反応性基B及びエチレン性不飽和二重結合を有する単量体Xを添加して、上記ベースポリマーの反応性基Aと上記単量体Xの反応性基Bとをエステル化反応させて、上記ベースポリマーに上記単量体Xを付加させる工程である。
上記反応性基Aが酸基である場合、反応性基Bはエポキシ基であり、この場合、反応性基B及びエチレン性不飽和二重結合を有する単量体Xは、上述したエポキシ基含有単量体である。
一方、上記反応性基Aがエポキシ基である場合、反応性基Bは酸基であり、この場合、反応性基B及びエチレン性不飽和二重結合を有する単量体Xは、上述した酸基含有単量体である。
一方、上記反応性基Aがエポキシ基である場合、反応性基Bは酸基であり、この場合、反応性基B及びエチレン性不飽和二重結合を有する単量体Xは、上述した酸基含有単量体である。
工程(2)において、上記単量体Xの添加は、上記単量体Xの少なくとも一部を、30分間以上かけて、分割又は連続添加して行う。ここで、上記単量体Xの添加を30分間以上かけて行うとは、単量体Xの最初の分割又は連続添加の添加時から、最終の添加時までの間が30分間以上であることを意味する。上記最初の添加には初期仕込みは含まれず、分割又は連続添加の時間が30分間以上である。このような方法で上記単量体Xを添加することにより、エステル化反応により生成する水酸基と添加する単量体との反応を抑制でき、反応性基Aに対し局所的な付加を抑制できるため、ゲル化が抑制され、分子量分布の小さいアルカリ可溶性樹脂を効率的に製造することができる。上記単量体Xの添加は、上記単量体Xの少なくとも一部を、好ましくは40分間以上、より好ましくは60分間以上、更に好ましくは80分間以上かけて行う。添加時間の上限は、特に限定されないが、重合体の製造効率の観点から、好ましくは7時間以下、より好ましくは6時間以下である。
上記分割添加とは、添加する単量体Xの全量を一括で添加するのではなく、2回以上に分けて添加する方法である。上記分割添加は、2回以上に分けて添加するのが好ましく、3回以上に分けて添加するのがより好ましい。また、上記分割添加は、1回の添加において、都度全量を一括添加してもよいが、少量ずつ連続して添加する方法がより好ましい。各回の添加後に、一定温度で保持する時間があってもよい。そのような保持時間は30分間以上であることが好ましく、45分間以上であることがより好ましい。
また、上記連続添加とは、単量体Xを少量ずつ連続して添加する方法である。
上記分割又は連続添加における1回の添加量は、同じあってもよいし、異なっていてもよい。
上記単量体Xの添加は、分割添加であることが好ましい。
また、上記連続添加とは、単量体Xを少量ずつ連続して添加する方法である。
上記分割又は連続添加における1回の添加量は、同じあってもよいし、異なっていてもよい。
上記単量体Xの添加は、分割添加であることが好ましい。
上記単量体Xの添加は、分子量分布の抑制の点で、分割添加の際は、上記単量体Xの少なくとも一部を、40分間以上かけて行うことが好ましく、連続添加の際は、上記単量体Xの少なくとも一部を、好ましくは60分間以上、より好ましくは90分間以上かけて行う。
上記単量体Xの添加時間は、生産性の観点から、12時間以下であることが好ましく、11時間以下であることがより好ましい。
上記単量体Xの添加時間は、生産性の観点から、12時間以下であることが好ましく、11時間以下であることがより好ましい。
上記単量体Xの添加速度は、例えば、実験室スケール(0.5~5リットル(L))では、0.1(mL/分)~300(mL/分)で添加することが好ましく、0.25(mL/分)~150(mL/分)で添加することがより好ましい。工業生産スケール(0.5~5m3)では、0.1(L/分)~300(L/分)で添加することが好ましく、さらには1(L/分)~150(L/分)で添加することが好ましい。
上記単量体Xの添加量(全量)は、反応性基Aが酸基の場合、上記ベースポリマーの反応性基Aの1モルに対して、0.4~1.0モルであることが好ましく、0.5~0.98モルであることがより好ましく、0.6~0.95であることが更に好ましい。また、反応性基Aがエポキシ基の場合、上記ベースポリマーの反応性基Aの1モルに対して、0.8~1.3モルであることが好ましく、0.85~1.25モルであることがより好ましく、0.9~1.2であることが更に好ましい。
上記単量体Xの添加量が上述の範囲であると、二重結合当量が350g/mol以下のアルカリ可溶性樹脂を良好に得ることができる。
上記単量体Xの添加量が上述の範囲であると、二重結合当量が350g/mol以下のアルカリ可溶性樹脂を良好に得ることができる。
上記単量体Xの添加は、単量体Xの全量の15質量%以上を初期仕込みし、残りの量を分割又は連続添加して行ってもよい。このような添加方法で行うと、分子量分布がより小さい樹脂を得ることができる。当該添加方法において、初期仕込みの量は、単量体Xの全量の25質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることが更に好ましい。また、分子量分布の抑制の点で、初期仕込みの量は、単量体Xの全量の75質量%以下であることが好ましく、65質量%以下であることがより好ましい。
上記エステル化反応は、特に限定されず、公知の方法で行うとよく、上記ベースポリマーに上記単量体Xを添加し、加熱することにより行うことができる。
上記エステル化反応では、通常使用される溶媒、触媒、重合禁止剤等の添加剤等を用いてもよい。
上記エステル化反応では、通常使用される溶媒、触媒、重合禁止剤等の添加剤等を用いてもよい。
なかでも、上記エステル化反応は、着色の少なさ、工業的入手の容易さの点で、3級アミン化合物及び/又はホスフィン化合物の存在下で行うことが好ましい。
上記3級アミンとしては、例えば、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン等が挙げられる。
上記ホスフィン化合物としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリエチルホスフィン等が挙げられる。
なかでも、ジメチルベンジルアミン、トリフェニルホスフィンが好ましく、ジメチルベンジルアミンがより好ましい。これらは、1種のみ使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記3級アミンとしては、例えば、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン等が挙げられる。
上記ホスフィン化合物としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリエチルホスフィン等が挙げられる。
なかでも、ジメチルベンジルアミン、トリフェニルホスフィンが好ましく、ジメチルベンジルアミンがより好ましい。これらは、1種のみ使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記3級アミン化合物及び/又はホスフィン化合物の使用量は、ベースポリマーと単量体Xの合計量に対して、0.05~5質量部であることが好ましく、0.1~1質量部であることがより好ましく、0.1~0.5質量部であることが更に好ましい。
重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン、t-ブチルハイドロキノン、メトキノン、6-t-ブチル-2,4-キシレノール、2,6-ジ-t-ブチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-メトキシフェノール、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)等のフェノール系禁止剤、有機酸銅塩やフェノチアジン等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
上記エステル化反応の温度は、反応速度促進の点で、100℃以上であることが好ましく、105℃以上であることがより好ましく、110℃以上であることが更に好ましい。上記エステル化反応の温度は、分子間エステル架橋による高分子量化を抑制する点で、130℃以下であることが好ましく、125℃以下であることがより好ましく、120℃以下であることが更に好ましい。
上記エステル化反応の時間は、転化率の点で、10時間以上であることが好ましく、11時間以上であることが好ましく、12時間以上であることが更に好ましい。また、製造効率の点から、上記エステル化反応の時間は、36時間以下であることが好ましく。26時間以下であることがより好ましく、22時間以下であることが更に好ましい。
また、上記エステル化反応の温度条件は、2段階で変化させてもよい。2段階で変化させることにより、分子間エステル架橋による高分子量化を抑制しながら安定的に付加反応を進行させることができる。反応温度を2段階で変化させて反応させる場合、例えば、第1段階の反応温度は、好ましくは100~120℃であり、より好ましくは105~110℃であり、反応時間は、好ましくは10~14時間であり、より好ましくは11~13時間である。第2段階の反応温度は、好ましくは110~130℃であり、より好ましくは115~125℃であり、反応時間は、好ましくは6~10時間であり、より好ましくは7~9時間である。
また、本発明の製造方法は、更に、上記工程(2)で得られた重合体に、多塩基酸又は多塩基酸無水物を反応させる工程(3)を有していてもよい。多塩基酸又は多塩基酸無水物を反応させることにより、樹脂の酸価を調整し、現像性を良好にすることができる。多塩基酸又は多塩基酸無水物は、上記工程(2)においてエポキシ基と酸基との反応により生じる水酸基と反応して、カルボキシル基等の酸基を導入しうる。
上記多塩基酸又は多塩基酸無水物としては、例えば、コハク酸、マレイン酸、フタル酸、テトラヒドロフタル酸等の多塩基酸;無水コハク酸(別名:コハク酸無水物)、無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサ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、無水イタコン酸等の二塩基酸無水物;トリメリット酸無水物;等が挙げられる。なかでも、コハク酸、多塩基酸無水物が好ましく、更に反応性の高さ、工業的入手の容易さから、カルボン酸無水物がより好ましく、特に、無水コハク酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸から選ばれるカルボン酸無水物が好ましい。
上記多塩基酸又は多塩基酸無水物は、1種のみ使用してもよいし、2種以上を組み合せて使用してもよい。
上記多塩基酸又は多塩基酸無水物は、1種のみ使用してもよいし、2種以上を組み合せて使用してもよい。
上記多塩基酸無水物の使用量は、アルカリ可溶性樹脂の酸価等に応じて適宜設定すればよいが、例えば、上記工程(2)で得られる重合体の水酸基1モルに対し、0.05~1.0モルであることが好ましく、0.1~0.9モルであることがより好ましく、0.15~0.8モルであることが更に好ましい。
上記多塩基酸無水物を反応させる際の反応温度としては、特に限定されず、例えば、50~130℃、好ましくは55~120℃、より好ましくは60~115℃が挙げられる。反応時間としては、例えば、2~26時間、好ましくは3~24時間、より好ましくは4~22時間が挙げられる。
本発明の製造方法は、上記重合反応工程やエステル化反応工程以外の他の工程を含んでいてもよい。例えば、熟成工程、中和工程、重合開始剤や連鎖移動剤の失活工程、希釈工程、乾燥工程、濃縮工程、精製工程等が挙げられる。これらの工程は、公知の方法により行うことができる。
本発明の製造方法は、上述した工程(1)と工程(2)を有するが、反応性基Aが酸基である場合、反応性基Bはエポキシ基である。この場合、本発明の製造方法において、上記工程(1)は、酸基含有単量体を含む単量体成分を重合して酸基を有するベースポリマーを得る工程であり、上記工程(2)は、上記ベースポリマーにエポキシ基含有単量体を添加して、上記ベースポリマーの酸基と上記エポキシ基含有単量体のエポキシ基とをエステル化反応させて、上記ベースポリマーに上記エポキシ基含有単量体を付加させる工程であることが好ましい。
また、反応性基Aがエポキシ基であり、反応性基Bが酸基である場合、上記工程(1)は、エポキシ基含有単量体を含む単量体成分を重合してエポキシ基を有するベースポリマーを得る工程であり、上記工程(2)は、上記ベースポリマーに酸基含有単量体を添加して、上記ベースポリマーのエポキシ基と上記酸基含有単量体の酸基とをエステル化反応させて、上記ベースポリマーに上記酸基含有単量体を付加させる工程であることが好ましい。
本発明の製造方法により得られるアルカリ可溶性樹脂の分散度は、3.8以下であることが好ましい。上記分散度が3.8以下であると、色材の分散性が向上し、均一な塗膜を形成できる。上記アルカリ可溶性樹脂の分散度は、3.8以下であることが好ましく、3.75以下であることがより好ましく、3.7以下であることが更に好ましい。
上記分散度(Mw/Mn)は、アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除することにより求められる。
上記分散度(Mw/Mn)は、アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除することにより求められる。
上記アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、特に制限されないが、レジスト用バインダー用途に好適に使用できる観点から、5000~200000であることが好ましく、8000~100000であることがより好ましく、11000~50000であることが更に好ましい。
上記アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー法(GPC)により求めることができ、具体的には、実施例に記載の方法で測定して得られる値である。
上記アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー法(GPC)により求めることができ、具体的には、実施例に記載の方法で測定して得られる値である。
上記アルカリ可溶性樹脂の酸価は、特に制限されないが、好ましくは20~150mgKOH/g、より好ましくは35~100mgKOH/gである。アルカリ可溶性樹脂の酸価が上記範囲の場合、アルカリ物質による可溶性が充分となり、且つ高粘度となり過ぎず塗膜をより形成しやすくなる。
上記酸価は、水酸化カリウム(KOH)溶液を用いた中和滴定法により測定して得られる値であり、樹脂固形分1gあたりの酸価である。
上記酸価は、水酸化カリウム(KOH)溶液を用いた中和滴定法により測定して得られる値であり、樹脂固形分1gあたりの酸価である。
上記アルカリ可溶性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、-50~100℃であることが好ましく、-35~80℃であることがより好ましく、-20~40℃であることが更に好ましい。
上記ガラス転移温度は、JIS-K7121に記載の方法により求めることができる。
上記ガラス転移温度は、JIS-K7121に記載の方法により求めることができる。
本発明の製造方法により、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有し、反応性が高いながらも、ゲル化が抑制され、分子量分布(分散度)が小さいアルカリ可溶性樹脂を効率的に得ることができる。
本発明の製造方法により所望のアルカリ可溶性樹脂を安定的に得ることができる。また、本発明の製造方法により得られるアルカリ可溶性樹脂は、安定して、樹脂の特性を十分に発揮することができるので、所望の特性を有する硬化物を得ることができる。更に、上記アルカリ可溶性樹脂は、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有するので、露光感度が高く、低温硬化条件でも硬化性が良好で、良好な耐溶剤性を示す。
2.感光性樹脂組成物
本発明の製造方法により得られるアルカリ可溶性樹脂と、重合性化合物と、光重合開始剤を含むことにより感光性樹脂組成物とすることができる。
上記アルカリ可溶性樹脂は、上述のとおり、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有し、二重結合当量が350g/mol以下であり、分散度が3.8以下である。このような、アルカリ可溶性樹脂と、重合性化合物と、光重合開始剤とを含む感光性樹脂組成物もまた本発明の一つである。
上記感光性樹脂組成物は、上述したアルカリ可溶性樹脂を含むので、硬化性に優れ、低温硬化条件でも優れた耐溶剤性を示す。
本発明の製造方法により得られるアルカリ可溶性樹脂と、重合性化合物と、光重合開始剤を含むことにより感光性樹脂組成物とすることができる。
上記アルカリ可溶性樹脂は、上述のとおり、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有し、二重結合当量が350g/mol以下であり、分散度が3.8以下である。このような、アルカリ可溶性樹脂と、重合性化合物と、光重合開始剤とを含む感光性樹脂組成物もまた本発明の一つである。
上記感光性樹脂組成物は、上述したアルカリ可溶性樹脂を含むので、硬化性に優れ、低温硬化条件でも優れた耐溶剤性を示す。
上記アルカリ可溶性樹脂の含有量は、上記感光性樹脂組成物の固形分総量100質量%に対して、5~80質量%であることが好ましく、10~75質量%であることがより好ましく、15~75質量%であることが更に好ましい。
なお、本明細書において、「固形分総量」とは、硬化物を形成する成分(硬化物の形成時に揮発する溶媒等や硬化触媒を除く成分)の総量を意味する。
なお、本明細書において、「固形分総量」とは、硬化物を形成する成分(硬化物の形成時に揮発する溶媒等や硬化触媒を除く成分)の総量を意味する。
(重合性化合物)
上記重合性化合物は、フリーラジカル、電磁波(例えば赤外線、紫外線、X線等)、電子線等の活性エネルギー線の照射等により重合し得る、重合性不飽和結合(重合性不飽和基とも称す)を有する低分子化合物であり、例えば、重合性不飽和基を分子中に1つ有する単官能の化合物と、2個以上有する多官能の化合物が挙げられる。
上記重合性化合物は、フリーラジカル、電磁波(例えば赤外線、紫外線、X線等)、電子線等の活性エネルギー線の照射等により重合し得る、重合性不飽和結合(重合性不飽和基とも称す)を有する低分子化合物であり、例えば、重合性不飽和基を分子中に1つ有する単官能の化合物と、2個以上有する多官能の化合物が挙げられる。
上記単官能の化合物としては、例えば、N置換マレイミド系単量体;(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリルアミド類;不飽和モノカルボン酸類;不飽和多価カルボン酸類;不飽和基とカルボキシル基の間が鎖延長されている不飽和モノカルボン酸類;不飽和酸無水物類;芳香族ビニル類;共役ジエン類;ビニルエステル類;ビニルエーテル類;N-ビニル化合物類;不飽和イソシアネート類;等が挙げられる。また、活性メチレン基や活性メチン基を有する単量体等を用いることもできる。
上記多官能の化合物としては、例えば、下記の化合物等が挙げられる。
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリ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、ブチレングリコールジ(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、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート等の2官能(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、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリ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、ブチレングリコールジ(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、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート等の2官能(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(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、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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートコハク酸変性物、ペンタエリスリトールトリアクリレートコハク酸変性物、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートフタル酸変性物、ペンタエリスリトールトリアクリレートフタル酸変性物、下記式:
で表されるジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの変性物等の3官能以上の多官能(メタ)アクリレート化合物;
エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ブチレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキシドジビニルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキシドジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、グリセリントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル等の多官能ビニルエーテル類;
(メタ)アクリル酸2-ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3-ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1-メチル-2-ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸5-ビニロキシペンチル、(メタ)アクリル酸6-ビニロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸4-ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸p-ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸2-(ビニロキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2-(ビニロキシエトキシエトキシエトキシ)エチル等のビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
エチレングリコールジアリルエーテル、ジエチレングリコールジアリルエーテル、ポリエチレングリコールジアリルエーテル、プロピレングリコールジアリルエーテル、ブチレングリコールジアリルエーテル、ヘキサンジオールジアリルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキシドジアリルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキシドジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラアリルエーテル、グリセリントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタアリルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサアリルエーテル、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリアリルエーテル、エチ
レンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラアリルエーテル、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサアリルエーテル等の多官能アリルエーテル類;
レンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラアリルエーテル、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサアリルエーテル等の多官能アリルエーテル類;
(メタ)アクリル酸アリル等のアリル基含有(メタ)アクリル酸エステル類;トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリ(メタクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、アルキレンオキシド付加トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、アルキレンオキシド付加トリ(メタクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート等の多官能(メタ)アクリロイル基含有イソシアヌレート類;トリアリルイソシアヌレート等の多官能アリル基含有イソシアヌレート類;トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の多官能イソシアネートと(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル類との反応で得られる多官能ウレタン(メタ)アクリレート類;ジビニルベンゼン等の多官能芳香族ビニル類;等。これらの重合性化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記重合性化合物のなかでも、上記感光性樹脂組成物の硬化性をより高める観点から、多官能の重合性化合物を用いることが好ましい。上記多官能の重合性化合物の官能数としては、3以上が好ましく、4以上がより好ましい。また、上記官能数は10以下が好ましく、8以下がより好ましい。
上記重合性化合物の分子量としては特に限定されないが、取り扱いの観点から、例えば、2000以下が好ましい。
上記重合性化合物の分子量としては特に限定されないが、取り扱いの観点から、例えば、2000以下が好ましい。
上記多官能の重合性化合物としては、なかでも、反応性、経済性、入手性等の観点から、好ましくは多官能(メタ)アクリレート化合物、多官能ウレタン(メタ)アクリレート化合物、(メタ)アクリロイル基含有イソシアヌレート化合物等の、(メタ)アクリロイル基を有する化合物が挙げられ、より好ましくは多官能(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含むことにより、上記感光性樹脂組成物が感光性及び硬化性により優れたものとなり、より一層高硬度で高透明性の硬化物を得ることができる。上記多官能の重合性化合物としては、3官能以上の多官能(メタ)アクリレート化合物を用いることが更に好ましい。
上記重合性化合物の含有量は、上記感光性樹脂組成物の固形分総量100質量%に対して、2~85質量%であることが好ましく、5~75質量%であることがより好ましく、10~60質量%であることが更に好ましく、15~50質量%であることがより更に好ましく、15~40質量%であることが特に好ましい。
(光重合開始剤)
上記光重合開始剤の具体例としては、例えば、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(「IRGACURE907」、BASF社製)、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1(「IRGACURE369」、BASF社製)、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチル-ベンジル)-1-(4-モルフォリン-4-イル-フェニル)-ブタン-1-オン(「IRGACURE379」、BASF社製)等のアミノケトン系化合物;2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン(「IRGACURE651」、BASF社製)、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル(「DAROCUR MBF」、BASF社製)等のベンジルケタール系化合物;1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(「IRGACURE184」、BASF社製)、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン(「DAROCUR1173」、BASF社製)、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(「IRGACURE2959」、BASF社製)、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]-フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン(「IRGACURE127」、BASF社製)、[1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン+ベンゾフェノン](「IRGACURE500」、BASF社製)等のハイドロケトン系化合物;等の他、特開2013-227485号公報段落[0084]~[0086]に例示された、他のアルキルフェノン系化合物;1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-,2-(O-ベンゾイルオキシム)(「OXE01」、BASF社製)、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)(「OXE02」、BASF社製)、1,2-オクタンジオン、1-[4-(フェニルチオ)-,2-,(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン(「OXE03」、BASF社製)、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)(「OXE04」、BASF社製)等のオキシムエステル系化合物;ベンゾフェノン系化合物;ベンゾイン系化合物;チオキサントン系化合物;ハロメチル化トリアジン系化合物;ハロメチル化オキサジアゾール系化合物;ビイミダゾール系化合物;チタノセン系化合物;安息香酸エステル系化合物;アクリジン系化合物等;ホスフィンオキシド系化合物;等が挙げられる。なかでも、アミノケトン系化合物、オキシムエステル系化合物が好ましい。上記光重合開始剤は、1種のみ使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記光重合開始剤の具体例としては、例えば、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(「IRGACURE907」、BASF社製)、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1(「IRGACURE369」、BASF社製)、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチル-ベンジル)-1-(4-モルフォリン-4-イル-フェニル)-ブタン-1-オン(「IRGACURE379」、BASF社製)等のアミノケトン系化合物;2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン(「IRGACURE651」、BASF社製)、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル(「DAROCUR MBF」、BASF社製)等のベンジルケタール系化合物;1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(「IRGACURE184」、BASF社製)、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン(「DAROCUR1173」、BASF社製)、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(「IRGACURE2959」、BASF社製)、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]-フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン(「IRGACURE127」、BASF社製)、[1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン+ベンゾフェノン](「IRGACURE500」、BASF社製)等のハイドロケトン系化合物;等の他、特開2013-227485号公報段落[0084]~[0086]に例示された、他のアルキルフェノン系化合物;1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-,2-(O-ベンゾイルオキシム)(「OXE01」、BASF社製)、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)(「OXE02」、BASF社製)、1,2-オクタンジオン、1-[4-(フェニルチオ)-,2-,(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン(「OXE03」、BASF社製)、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)(「OXE04」、BASF社製)等のオキシムエステル系化合物;ベンゾフェノン系化合物;ベンゾイン系化合物;チオキサントン系化合物;ハロメチル化トリアジン系化合物;ハロメチル化オキサジアゾール系化合物;ビイミダゾール系化合物;チタノセン系化合物;安息香酸エステル系化合物;アクリジン系化合物等;ホスフィンオキシド系化合物;等が挙げられる。なかでも、アミノケトン系化合物、オキシムエステル系化合物が好ましい。上記光重合開始剤は、1種のみ使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記光重合開始剤の含有量は、上記感光性樹脂組成物の固形分総量100質量%に対して、0.3~20質量%であることが好ましく、0.5~10質量%であることがより好ましく、1~8質量%であることが更に好ましい。
上記感光性樹脂組成物はまた、必要に応じて、上述した成分以外の他の成分を含んでいてもよい。上記他の成分としては、例えば、溶剤;色材(顔料、染料);分散剤;耐熱向上剤;レベリング剤;現像助剤;シリカ微粒子等の無機微粒子;シラン系、アルミニウム系、チタン系等のカップリング剤;フィラー、フェノール樹脂、ポリビニルフェノール等の熱硬化性樹脂;界面活性剤;多官能チオール化合物等の硬化助剤;可塑剤;重合禁止剤;紫外線吸収剤;酸化防止剤;艶消し剤;消泡剤;帯電防止剤;フッ素系添加剤;カチオン重合性化合物;熱酸発生剤;酸化合物、リン酸誘導体等が挙げられる。これらは、1種のみ用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの他の成分は、公知のものから適宜選択して使用することができ、その使用量も適宜設定することができる。
例えば、酸基とエポキシ基の反応を抑制できる点で、上記反応性基Aがエポキシ基である場合、pKa=4.2以下の酸化合物を添加するのが好ましい。
例えば、酸基とエポキシ基の反応を抑制できる点で、上記反応性基Aがエポキシ基である場合、pKa=4.2以下の酸化合物を添加するのが好ましい。
(金属酸化物粒子)
上記感光性樹脂組成物はまた、金属酸化物粒子を含むことが好ましい。
上記金属酸化物粒子としては、例えば、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ce、Gd、Tb、Dy、Yb、Lu、Ti、Zr、Hf、Nb、Mo、W、Zn、B、Al、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Te等の原子を含む光透過性で屈折率の高い金属の酸化物粒子が挙げられる。なかでも、上記金属酸化物粒子は、より高い屈折率の硬化物を提供できる点で、Ti、Al、Zr、Zn、Sn、Ce、及びSiからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素を含むことがより好ましく、更に、高い比誘電率の硬化膜を提供できるという観点からはZrを含むことがより好ましく、高硬度の硬化膜を提供できるという観点からはSiを含むことがより好ましい。
上記感光性樹脂組成物はまた、金属酸化物粒子を含むことが好ましい。
上記金属酸化物粒子としては、例えば、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ce、Gd、Tb、Dy、Yb、Lu、Ti、Zr、Hf、Nb、Mo、W、Zn、B、Al、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Te等の原子を含む光透過性で屈折率の高い金属の酸化物粒子が挙げられる。なかでも、上記金属酸化物粒子は、より高い屈折率の硬化物を提供できる点で、Ti、Al、Zr、Zn、Sn、Ce、及びSiからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素を含むことがより好ましく、更に、高い比誘電率の硬化膜を提供できるという観点からはZrを含むことがより好ましく、高硬度の硬化膜を提供できるという観点からはSiを含むことがより好ましい。
上記金属酸化物は、単一金属の酸化物であってもよいし、2種以上の酸化物の固溶体であってもよいし、あるいは複合酸化物であってもよい。単一金属酸化物としては、例えば、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化インジウム(In2O3)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)、酸化ランタン(La2O3)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化セリウム(CeO2)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ケイ素(SiO2)等が挙げられる。2種以上の酸化物の固溶体としては、例えば、ITO、ATO等が挙げられる。複合酸化物としては、例えば、チタン酸バリウム(BaTiO3)、灰チタン石(CaTiO3)、スピネル(MgAl2O4)等が挙げられる。なかでも、高屈折率と高比誘電率又は高硬度の硬化物を提供し得る点で、二酸化ジルコニウム粒子(ZrO2粒子)及び/又は二酸化ケイ素粒子(SiO2粒子)が好ましい。
上記金属酸化物粒子は、感光性樹脂組成物中での分散性を高めることができる点で、表面修飾された金属酸化物粒子であることが好ましい。上記金属酸化物粒子の表面修飾は、上記金属酸化物粒子と表面修飾剤とを溶媒中で混合する方法や、水存在下で水熱反応を行う方法等の公知の方法により得ることができる。
上記表面修飾剤としては、例えば、有機酸、カップリング剤、界面活性剤等を挙げることができる。表面修飾剤は1種のみ使用してもよいし、2種以上使用してもよい。
上記有機酸としては、炭素数5以上のカルボン酸(カルボキシル基を有する化合物)が好ましく挙げられ、具体例としては、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、2-エチルヘキサン酸、2-メチルヘプタン酸、4-メチルオクタン酸、サリチル酸、ナフテン酸、デカン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、2-アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、アクリル酸、メタクリル酸、2-アクリロイロキシエチルコハク酸、2-メタクリロイロキシエチルコハク酸等のC3-9脂肪族ジカルボン酸の(メタ)アクリロイロキシC1-6アルキルアルコールによるハーフエステル類;2-アクリロイロキシエチルフタル酸、2-メタクリロイロキシエチルフタル酸等のC8-14芳香族ジカルボン酸の(メタ)アクリロイロキシC1-6アルキルアルコールによるハーフエステル類等が挙げられる。
上記カップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤等が挙げられる。
上記シランカップリング剤としては、例えば、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン等の(メタ)アクリロイルオキシ系シランカップリング剤;ジエトキシ(グリシディルオキシプロピル)メチルシラン、2-(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤;N-2(アミノエチル)3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2(アミノエチル)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メトキシシラン等のアミノ系シランカップリング剤等が挙げられる。
上記シランカップリング剤としては、例えば、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン等の(メタ)アクリロイルオキシ系シランカップリング剤;ジエトキシ(グリシディルオキシプロピル)メチルシラン、2-(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤;N-2(アミノエチル)3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2(アミノエチル)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メトキシシラン等のアミノ系シランカップリング剤等が挙げられる。
上記チタネート系カップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ(ドデシル)ベンゼンスルホニルチタネート等が挙げられる。
上記アルミネート系カップリング剤としては、例えば、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。
上記アルミネート系カップリング剤としては、例えば、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。
上記界面活性剤としては、陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両性イオン界面活性剤等のイオン性界面活性剤、又は、非イオン系界面活性剤が挙げられる。
上記陰イオン系界面活性剤としては、例えば、オレイン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム等の脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、脂肪酸エステルスルフォン酸ナトリウム等の脂肪酸系界面活性剤;アルキルリン酸、アルキルリン酸エステル、アルキルリン酸エステルナトリウム等のリン酸系界面活性剤;アルファオレインスルフォン酸ナトリウム等のオレフィン系界面活性剤;アルキル硫酸ナトリウム等のアルコール系界面活性剤;アルキルベンゼン系界面活性剤等が挙げられる。
上記陽イオン系界面活性剤としては、例えば、塩化アルキルメチルアンモニウム、塩化アルキルジメチルアンモニウム、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム等が挙げられる。
上記両性イオン界面活性剤としては、例えば、アルキルアミノカルボン酸塩等のカルボン酸系、フォスフォベタイン等のリン酸エステル系界面活性剤が挙げられる。
上記非イオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラノリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等の脂肪酸系界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル;脂肪酸アルカノールアミド;有機リン酸エステル、アルキルリン酸エステル、リン酸ポリエステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのリン酸系界面活性剤等が挙げられる。
上記金属酸化物粒子と表面修飾剤との混合は、溶媒中で行うとよい。上記混合時に使用する溶媒(分散媒)としては、特に限定されないが、例えば、水;メタノール、エタノール、プロパノール、2-プロパノール(IPA)、ブタノール、ジアセトンアルコール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール等のアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸プロピル、酢酸イソブチル、酢酸ブチル、酢酸イソペンチル、酢酸ペンチル、酢酸シクロヘキシル、エチレングリコールモノアセテート等のエステル類;エチレングリコール、ヘキシレングリコールなどのグリコール類;ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ブチルメチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、ジプロピルケトン、メチルペンチルケトン、ジイソブチルケトン等のケトン類;トルエン等の1種又は2種以上の溶媒が挙げられる。
上記金属酸化物粒子と上記表面修飾剤との混合割合は、特に限定されず、公知の方法から適宜設定することができる。例えば、上記表面修飾剤として(シラン)カップリング剤を使用する場合、上記(シラン)カップリング剤の使用量は、上記金属酸化物粒子100質量部に対して、0.01~100質量部であることが好ましく、1~70質量部であることがより好ましく、1~40質量部であることが更に好ましい。
上記金属酸化物粒子と上記表面修飾剤とを溶媒中で混合する場合の混合時間や温度については、公知の方法から適宜選択するとよい。また、混合の後、必要に応じて加熱等することにより反応させてもよい。
上記水存在下で水熱反応を行う方法としては、例えば、水存在下で、水熱反応により金属酸化物を生成する化合物を加熱する方法が挙げられる。
上記水熱反応により金属酸化物を生成する化合物の具体例としては、例えば、ジルコニウムを含む化合物の例では、水酸化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニル、オキシ酢酸ジルコニル、オキシ硝酸ジルコニル、硫酸ジルコニウム、オクタン酸ジルコニウム、2-エチルヘキサン酸ジルコニウム、オレイン酸酸化ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、ステアリン酸酸化ジルコニウム、ラウリン酸酸化ジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム等のジルコニウムアルコキサイド等が挙げられる。また、チタンを含む化合物の例では、水酸化チタン、塩化チタン、オキシ塩化チタン、オキシ酢酸チタン、オキシ硝酸チタン、硫酸チタン、オクタン酸チタン、オレイン酸酸化チタン、酢酸チタン、ステアリン酸酸化チタン、ラウリン酸酸化チタン、テトラブトキシチタン(例えば、テトラ-n-ブトキシチタン)等のチタンアルコキサイド等が挙げられる。上記水熱反応における、水の使用量、反応温度、反応時間等の反応条件は、特に限定されず、公知の方法から適宜選択することができる。
上記水熱反応より得られた金属酸化物粒子は、更に、上述した表面修飾剤で表面処理されていてもよい。
上記水熱反応により金属酸化物を生成する化合物の具体例としては、例えば、ジルコニウムを含む化合物の例では、水酸化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニル、オキシ酢酸ジルコニル、オキシ硝酸ジルコニル、硫酸ジルコニウム、オクタン酸ジルコニウム、2-エチルヘキサン酸ジルコニウム、オレイン酸酸化ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、ステアリン酸酸化ジルコニウム、ラウリン酸酸化ジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム等のジルコニウムアルコキサイド等が挙げられる。また、チタンを含む化合物の例では、水酸化チタン、塩化チタン、オキシ塩化チタン、オキシ酢酸チタン、オキシ硝酸チタン、硫酸チタン、オクタン酸チタン、オレイン酸酸化チタン、酢酸チタン、ステアリン酸酸化チタン、ラウリン酸酸化チタン、テトラブトキシチタン(例えば、テトラ-n-ブトキシチタン)等のチタンアルコキサイド等が挙げられる。上記水熱反応における、水の使用量、反応温度、反応時間等の反応条件は、特に限定されず、公知の方法から適宜選択することができる。
上記水熱反応より得られた金属酸化物粒子は、更に、上述した表面修飾剤で表面処理されていてもよい。
上記金属酸化物粒子の結晶子径は、好ましくは1~20nmであり、より好ましくは1~15nmであり、更に好ましくは1~10nmである。上記結晶子径は、X線回折解析により算出することができる。
上記金属酸化物粒子の数平均一次粒子径は、好ましくは30nm未満であり、より好ましくは1~25nmであり、更に好ましくは3~20nmであり、より更に好ましくは5~20nmであり、特に好ましくは5~15nmである。
上記数平均一次粒子径は、金属酸化物粒子を透過型電子顕微鏡(TEM)、電界放射型透過電子顕微鏡(FE-TEM)、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)などで拡大観察し、無作為に100個の粒子を選択してその長軸方向の長さを測定し、その算術平均を求めることで決定することができる。
上記金属酸化物粒子の屈折率は、好ましくは1.70~2.70であり、より好ましくは1.90~2.70である。
上記金属酸化物粒子の比表面積は、好ましくは10~400m2/gであり、より好ましくは20~200m2/gであり、更に好ましくは30~150m2/gである。
上記金属酸化物粒子の含有量は、アルカリ可溶性樹脂組成物の固形分総量100質量%に対して、5~95質量%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。
(感光性樹脂組成物の調製)
本発明の感光性樹脂組成物を調製する方法としては、特に制限されず公知の方法を用いればよく、例えば、上述した各含有成分を、各種の混合機や分散機を用いて混合分散する方法が挙げられる。混合・分散工程は特に制限されず、公知の方法により行えばよい。また、通常行われる他の工程を更に含んでいてもよい。
本発明の感光性樹脂組成物を調製する方法としては、特に制限されず公知の方法を用いればよく、例えば、上述した各含有成分を、各種の混合機や分散機を用いて混合分散する方法が挙げられる。混合・分散工程は特に制限されず、公知の方法により行えばよい。また、通常行われる他の工程を更に含んでいてもよい。
3.硬化物
本発明の感光性樹脂組成物を使用して硬化物を得る方法としては、特に制限されず、公知の方法を用いればよく、例えば、上記感光性樹脂組成物を基材上に塗布、又は、成形したものを、加熱、又は、紫外線等の活性エネルギー線の照射、あるいはこれらの組み合わせにより硬化させて硬化物を得る方法が挙げられる。
本発明の感光性樹脂組成物を使用して硬化物を得る方法としては、特に制限されず、公知の方法を用いればよく、例えば、上記感光性樹脂組成物を基材上に塗布、又は、成形したものを、加熱、又は、紫外線等の活性エネルギー線の照射、あるいはこれらの組み合わせにより硬化させて硬化物を得る方法が挙げられる。
上記硬化物の製造方法としては、例えば、基材上に、上記感光性樹脂組成物を塗布して塗膜を形成する工程(a)、形成された塗膜に光照射する工程(b)、及び、光照射した塗膜を加熱する工程(c)を含む方法が好ましく挙げられる。
上記基材としては、特に制限されず、目的や用途に応じて適宜選択すればよく、例えば、ガラス板、プラスチック板等、種々の材料からなる基材が挙げられる。
上記工程(a)において、上記感光性樹脂組成物を塗布して塗膜を形成する方法としては、特に制限されず、スピン塗布、スリット塗布、ロール塗布、流延塗布等の公知の方法で行うことができる。
上記感光性樹脂組成物を基材上に塗布した後、塗布物を乾燥させて塗膜を形成することが好ましい。上記乾燥は、公知の方法で行うことができ、例えば、ホットプレート、IRオーブン、コンベクションオーブン等を用いて行うことができる。乾燥条件は、含まれる溶媒成分の沸点、硬化成分の種類、膜厚、乾燥機の性能等に応じて適宜選択されるが、通常、50~160℃の温度で10秒~300秒間行うことが好適である。
上記工程(b)において、形成された塗膜に光照射する方法としては、特に制限されず、公知の方法で行うことができる。光照射に使用される活性光線の光源としては、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、タングステンランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、中圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、蛍光ランプ等のランプ光源、アルゴンイオンレーザー、YAGレーザー、エキシマレーザー、窒素レーザー、ヘリウムカドミニウムレーザー、半導体レーザー等のレーザー光源等が挙げられる。
上記塗膜に光照射する場合、フォトマスクを介して光照射を行ってもよい。フォトマスクとして、目的とするパターンに応じて遮光部が形成されたマスクを用いるとよい。
フォトマスクを介して光照射を行った後、現像液によって現像処理し、未照射部分を除去する工程を有してもよい。光照射により、照射部分は硬化し、硬化物は現像液に対して不溶化又は難溶化される。一方、未照射部分は現像液に溶解するので、現像処理により除去され、パターン化された硬化膜を得ることができる。現像処理は、通常、10~50℃の現像温度で、浸漬現像、スプレー現像、ブラシ現像、超音波現像等の方法で行うことができる。
フォトマスクを介して光照射を行った後、現像液によって現像処理し、未照射部分を除去する工程を有してもよい。光照射により、照射部分は硬化し、硬化物は現像液に対して不溶化又は難溶化される。一方、未照射部分は現像液に溶解するので、現像処理により除去され、パターン化された硬化膜を得ることができる。現像処理は、通常、10~50℃の現像温度で、浸漬現像、スプレー現像、ブラシ現像、超音波現像等の方法で行うことができる。
上記現像液は、上記感光性樹脂組成物を溶解するものであれば特に限定されないが、通常、有機溶媒やアルカリ性水溶液が用いられ、これらの混合物を用いてもよい。なお、現像液としてアルカリ性水溶液を用いる場合には、現像後、水で洗浄することが好ましい。有機溶媒やアルカリ性水溶液としては、例えば、特開2015-157909号公報に記載のものと同様のものが挙げられる。
上記工程(c)においては、塗膜を120℃以下で加熱することが好ましい。本発明の感光性樹脂組成物は低温硬化性に優れるので、120℃以下の硬化温度でも、硬化反応が進行し、硬化膜を生成することができる。加熱温度は、110℃以下であることが好ましく、100℃以下であることがより好ましい。加熱温度の下限としては、硬化性が維持できる点で、70℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがより好ましい。
加熱時間は、特に制限されず、例えば、5~60分間とすることが好適である。また、加熱方法も特に限定されず、例えば、ホットプレート、コンベクションオーブン、高周波加熱機等の公知の加熱機器を用いて行うことができる。
上記製造方法により得られる硬化物が硬化膜である場合、その膜厚は、保護膜としての特性を充分に発揮できる点で、0.1~50μmであることが好ましく、0.5~40μmであることがより好ましく、1~30μmであることが更に好ましい。
4.用途
本発明の感光性樹脂組成物は、低温硬化性に優れ、低温硬化条件でも耐溶剤性に優れた硬化膜を与えることができる。そのため、上記感光性樹脂組成物は、低温硬化性や耐溶剤性が必要とされる用途に好適に用いることができる。
本発明の感光性樹脂組成物は、低温硬化性に優れ、低温硬化条件でも耐溶剤性に優れた硬化膜を与えることができる。そのため、上記感光性樹脂組成物は、低温硬化性や耐溶剤性が必要とされる用途に好適に用いることができる。
本発明の感光性樹脂組成物は、光学材料用として好適に使用され、レジスト用であることが好ましい。本発明の感光性樹脂組成物は、ネガ型用としてもポジ型用とし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の用途の具体例としては、例えば、液晶・有機EL・量子ドット・マイクロLED液晶表示装置や固体撮像素子、タッチパネル式表示装置等に用いられるカラーフィルター、ブラックマトリクス、フォトスペーサー、ブラックカラムスペーサー、インキ、印刷版、プリント配線板、半導体素子、フォトレジスト、絶縁膜、フィルム、有機保護膜等の、各種の光学部材や電機・電子機器等の構成部材の用途に好適に使用することができる。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。
本実施例で使用した各種評価方法は、下記の通りである。
<酸価>
樹脂溶液を3g精秤し、アセトン90gと水10gの混合溶媒に溶解させ、0.1NのKOH水溶液を滴定液として用いて滴定した。滴定は、自動滴定装置(商品名:COM-555、平沼産業社製)を用いて行い、樹脂溶液の酸価と重合体溶液の固形分から固形分1g当たりの酸価(mgKOH/g)を求めた。
なお、樹脂溶液の固形分は以下の方法で求めた。すなわち、樹脂溶液をアルミカップに約1gはかり取り、アセトン約3gを加えて溶解させた後、常温で自然乾燥させた。そして、熱風乾燥機(商品名:PHH-101、エスペック社製)を用い、真空下160℃で1.5時間乾燥した後、デシケータ内で放冷し、質量を測定した。その質量減少量から、樹脂溶液の固形分(質量%)を計算した。
樹脂溶液を3g精秤し、アセトン90gと水10gの混合溶媒に溶解させ、0.1NのKOH水溶液を滴定液として用いて滴定した。滴定は、自動滴定装置(商品名:COM-555、平沼産業社製)を用いて行い、樹脂溶液の酸価と重合体溶液の固形分から固形分1g当たりの酸価(mgKOH/g)を求めた。
なお、樹脂溶液の固形分は以下の方法で求めた。すなわち、樹脂溶液をアルミカップに約1gはかり取り、アセトン約3gを加えて溶解させた後、常温で自然乾燥させた。そして、熱風乾燥機(商品名:PHH-101、エスペック社製)を用い、真空下160℃で1.5時間乾燥した後、デシケータ内で放冷し、質量を測定した。その質量減少量から、樹脂溶液の固形分(質量%)を計算した。
<二重結合当量>
樹脂固形分の質量(g)を樹脂の二重結合量(mol)で除することにより求めた。
樹脂固形分の質量(g)を樹脂の二重結合量(mol)で除することにより求めた。
<重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散度(Mw/Mn)>
ポリスチレンを標準物質とし、テトラヒドロフランを溶離液としてHLC-8220GPC(東ソー社製)、カラム:TSKgel SuperHZM-M(東ソー社製)によるGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)法にて重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)を測定した。
分散度(Mw/Mn)は、重量平均分子量を数平均分子量で除することにより求めた。
ポリスチレンを標準物質とし、テトラヒドロフランを溶離液としてHLC-8220GPC(東ソー社製)、カラム:TSKgel SuperHZM-M(東ソー社製)によるGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)法にて重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)を測定した。
分散度(Mw/Mn)は、重量平均分子量を数平均分子量で除することにより求めた。
<GMA/AA転化率(消費された単量体の質量%)>
ガスクロマトグラフィー(島津製作所社製GC-2014)を用いた公知の方法により、反応槽内の未反応の単量体量を求めた。転化率は100(%)から未反応の単量体量(%)を引いて求めた。
ガスクロマトグラフィー(島津製作所社製GC-2014)を用いた公知の方法により、反応槽内の未反応の単量体量を求めた。転化率は100(%)から未反応の単量体量(%)を引いて求めた。
<耐溶剤性>
感光性樹脂組成物を5cm角のガラス基板上にスピンコートし、100℃で3分間乾燥後、高圧水銀灯を用いて200mJで露光を行い、90℃でそれぞれ40分間熱処理(後硬化)を行い、膜厚2μmの硬化膜を得た。そして、その硬化膜を1-メチル-2-ピロリドン(NMP)20gに40℃で10分間浸漬した後取り出し、硬化膜を取り出した後の浸漬液(NMP)について、分光光度計UV3100(島津製作所社製)で吸光度を測定した。吸光度の値が大きいほど、浸漬液中に色材が多く溶出したことを示し、感光性樹脂組成物の耐溶剤性が低いと評価する。
感光性樹脂組成物を5cm角のガラス基板上にスピンコートし、100℃で3分間乾燥後、高圧水銀灯を用いて200mJで露光を行い、90℃でそれぞれ40分間熱処理(後硬化)を行い、膜厚2μmの硬化膜を得た。そして、その硬化膜を1-メチル-2-ピロリドン(NMP)20gに40℃で10分間浸漬した後取り出し、硬化膜を取り出した後の浸漬液(NMP)について、分光光度計UV3100(島津製作所社製)で吸光度を測定した。吸光度の値が大きいほど、浸漬液中に色材が多く溶出したことを示し、感光性樹脂組成物の耐溶剤性が低いと評価する。
<現像時残渣>
10cm角のガラス基板上に、感光性樹脂組成物をスピンコーターにより塗布し、オーブンで90℃3分間乾燥した。乾燥後、塗膜全面に2.0kWの超高圧水銀ランプを装着したUVアライナ(商品名「TME-150RNS」、TOPCON社製)によって100mJ/cm2の強度(365nm照度換算)で紫外線を照射した。紫外線照射後、塗膜に0.05%の水酸化カリウム水溶液をスピン現像機にて20秒散布後、純水で10秒間水洗した。その後、オーブンで230℃、30分加熱した。残渣の有無は、レーザー顕微鏡(商品名「VK-9700」、キーエンス社製)を用いて確認し、下記の基準にて評価した。
(評価基準)
◎:残渣なし
〇:5%以下の残渣あり
△:5%超、7%以下の残渣あり
×:7%超の残渣あり
10cm角のガラス基板上に、感光性樹脂組成物をスピンコーターにより塗布し、オーブンで90℃3分間乾燥した。乾燥後、塗膜全面に2.0kWの超高圧水銀ランプを装着したUVアライナ(商品名「TME-150RNS」、TOPCON社製)によって100mJ/cm2の強度(365nm照度換算)で紫外線を照射した。紫外線照射後、塗膜に0.05%の水酸化カリウム水溶液をスピン現像機にて20秒散布後、純水で10秒間水洗した。その後、オーブンで230℃、30分加熱した。残渣の有無は、レーザー顕微鏡(商品名「VK-9700」、キーエンス社製)を用いて確認し、下記の基準にて評価した。
(評価基準)
◎:残渣なし
〇:5%以下の残渣あり
△:5%超、7%以下の残渣あり
×:7%超の残渣あり
(実施例1)アルカリ可溶性樹脂(A-1)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチル(登録商標)O(日油社製、PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO 0.5部を投入し、更に90℃で30分間、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)138部を6時間かけて連続的に供給した。その後、6時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-1)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-1)の物性を表1に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチル(登録商標)O(日油社製、PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO 0.5部を投入し、更に90℃で30分間、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)138部を6時間かけて連続的に供給した。その後、6時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-1)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-1)の物性を表1に示す。
(実施例2)アルカリ可溶性樹脂(A-2)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO 0.5部を投入し、更に90℃で30分間、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)138部を8時間かけて連続的に供給した。その後、4時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-2)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-2)の物性を表1に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO 0.5部を投入し、更に90℃で30分間、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)138部を8時間かけて連続的に供給した。その後、4時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-2)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-2)の物性を表1に示す。
(実施例3)アルカリ可溶性樹脂(A-3)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO 0.5部を投入し、更に90℃で30分間、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)138部を2時間かけて連続的に供給した。その後、10時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-3)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-3)の物性を表1に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO 0.5部を投入し、更に90℃で30分間、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)138部を2時間かけて連続的に供給した。その後、10時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-3)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-3)の物性を表1に示す。
(実施例4)アルカリ可溶性樹脂(A-4)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO0.5部を投入し、更に90℃で30分間、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)138部を0.5時間かけて連続的に供給した。その後、11.5時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-4)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-4)の物性を表1に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO0.5部を投入し、更に90℃で30分間、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)138部を0.5時間かけて連続的に供給した。その後、11.5時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-4)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-4)の物性を表1に示す。
(実施例5)アルカリ可溶性樹脂(A-5)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO0.5部を投入し、更に90℃で30分間、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メタクリル酸グリシジル(GMA)42部、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)96部を6時間かけて連続的に供給した。その後、6時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-5)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-5)の物性を表1に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO0.5部を投入し、更に90℃で30分間、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メタクリル酸グリシジル(GMA)42部、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)96部を6時間かけて連続的に供給した。その後、6時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-5)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-5)の物性を表1に示す。
(実施例6)アルカリ可溶性樹脂(A-6)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO0.5部を投入し、更に90℃で30分、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)34.5部を0.5時間おきに4回連続的に投入した。その後、10時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-6)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-6)の物性を表1に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO0.5部を投入し、更に90℃で30分、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)34.5部を0.5時間おきに4回連続的に投入した。その後、10時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-6)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-6)の物性を表1に示す。
(実施例7)アルカリ可溶性樹脂(A-7)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO0.5部を投入し、更に90℃で30分間、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メタクリル酸グリシジル(GMA)69部、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)69部を、1回に30分間かけて連続的に供給して、1時間保持する操作を合計3回繰り返して添加した後、7.5時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-7)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-7)の物性を表1に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO0.5部を投入し、更に90℃で30分間、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メタクリル酸グリシジル(GMA)69部、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)69部を、1回に30分間かけて連続的に供給して、1時間保持する操作を合計3回繰り返して添加した後、7.5時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-7)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-7)の物性を表1に示す。
(実施例8)アルカリ可溶性樹脂(A-8)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO0.5部を投入し、更に90℃で30分、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メタクリル酸グリシジル(GMA)69部、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)69部を、1回に一括添加して1時間保持する操作を合計3回繰り返して添加した後、7.5時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-8)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-8)の物性を表1に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO0.5部を投入し、更に90℃で30分、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メタクリル酸グリシジル(GMA)69部、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)69部を、1回に一括添加して1時間保持する操作を合計3回繰り返して添加した後、7.5時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-8)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-8)の物性を表1に示す。
(実施例9)アルカリ可溶性樹脂(A-9)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)157部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)73部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)32部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)53部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 51部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分90℃を保持した後、PBO0.5部を投入し、更に90℃で30分、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メタクリル酸グリシジル(GMA)23.7部、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)55.3部を6時間かけて連続的に供給した。その後、6時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-9)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-9)の物性を表1に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)157部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)73部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)32部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)53部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 51部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分90℃を保持した後、PBO0.5部を投入し、更に90℃で30分、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メタクリル酸グリシジル(GMA)23.7部、6-t-ブチル-2,4-キシレノール0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)55.3部を6時間かけて連続的に供給した。その後、6時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-9)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-9)の物性を表1に示す。
(実施例10)
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で、樹脂溶液(A-10)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-10)の物性を表1に示す。
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で、樹脂溶液(A-10)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-10)の物性を表1に示す。
(実施例11)
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと以外は、実施例2と同様の方法で、樹脂溶液(A-11)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-11)の物性を表1に示す。
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと以外は、実施例2と同様の方法で、樹脂溶液(A-11)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-11)の物性を表1に示す。
(実施例12)
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと以外は、実施例3と同様の方法で、樹脂溶液(A-12)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-12)の物性を表1に示す。
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと以外は、実施例3と同様の方法で、樹脂溶液(A-12)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-12)の物性を表1に示す。
(実施例13)
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと以外は、実施例4と同様の方法で、樹脂溶液(A-13)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-13)の物性を表1に示す。
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと以外は、実施例4と同様の方法で、樹脂溶液(A-13)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-13)の物性を表1に示す。
(実施例14)
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと、GMA42部の代わりにGMA50部を投入したこと、及び、110℃に昇温後、GMA96部を6時間かけて連続的に供給する代わりにGMA60部を4時間かけて連続的に供給したこと、その後6時間110℃を保持する代わりに8時間110℃を保持したこと以外は、実施例5と同様の方法で、樹脂溶液(A-14)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-14)の物性を表1に示す。
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと、GMA42部の代わりにGMA50部を投入したこと、及び、110℃に昇温後、GMA96部を6時間かけて連続的に供給する代わりにGMA60部を4時間かけて連続的に供給したこと、その後6時間110℃を保持する代わりに8時間110℃を保持したこと以外は、実施例5と同様の方法で、樹脂溶液(A-14)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-14)の物性を表1に示す。
(実施例15)
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと以外は、実施例6と同様の方法で、樹脂溶液(A-15)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-15)の物性を表1に示す。
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと以外は、実施例6と同様の方法で、樹脂溶液(A-15)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-15)の物性を表1に示す。
(実施例16)
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと、GMA69部の代わりにGMA55部を投入したこと、及び、110℃に昇温後、GMA69部を1回に30分間かけて連続的に供給する代わりにGMA55部を1回に30分間かけて連続的に供給したこと以外は、実施例7と同様の方法で、樹脂溶液(A-16)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-16)の物性を表1に示す。
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと、GMA69部の代わりにGMA55部を投入したこと、及び、110℃に昇温後、GMA69部を1回に30分間かけて連続的に供給する代わりにGMA55部を1回に30分間かけて連続的に供給したこと以外は、実施例7と同様の方法で、樹脂溶液(A-16)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-16)の物性を表1に示す。
(実施例17)
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと、GMA69部の代わりにGMA55部を投入したこと、及び、110℃に昇温後、GMA69部を1回に一括添加する代わりにGMA55部を1回に一括添加したこと以外は、実施例8と同様の方法で、樹脂溶液(A-17)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-17)の物性を表1に示す。
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと、GMA69部の代わりにGMA55部を投入したこと、及び、110℃に昇温後、GMA69部を1回に一括添加する代わりにGMA55部を1回に一括添加したこと以外は、実施例8と同様の方法で、樹脂溶液(A-17)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-17)の物性を表1に示す。
(実施例18)
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)(10部)、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)(35部)、メタクリル酸(MAA)(55部)を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を75部用いたこと、GMA23.7部の代わりにGMA40部を投入したこと、110℃に昇温後、GMA55.3部を6時間かけて連続的に供給する代わりにGMA35部を3時間かけて連続的に供給したこと、その後、6時間110℃を保持する代わりに7時間110℃を保持したこと以外は、実施例9と同様の方法で、樹脂溶液(A-18)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-18)の物性を表1に示す。
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)(10部)、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)(35部)、メタクリル酸(MAA)(55部)を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を75部用いたこと、GMA23.7部の代わりにGMA40部を投入したこと、110℃に昇温後、GMA55.3部を6時間かけて連続的に供給する代わりにGMA35部を3時間かけて連続的に供給したこと、その後、6時間110℃を保持する代わりに7時間110℃を保持したこと以外は、実施例9と同様の方法で、樹脂溶液(A-18)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-18)の物性を表1に示す。
(実施例19)アルカリ可溶性樹脂(A-19)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メチルハイドロキノン 0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。アクリル酸(AA)33部を6時間かけて連続的に供給した。その後、6時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-19)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-19)の物性を表2に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メチルハイドロキノン 0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。アクリル酸(AA)33部を6時間かけて連続的に供給した。その後、6時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-19)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-19)の物性を表2に示す。
(実施例20)アルカリ可溶性樹脂(A-20)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メチルハイドロキノン0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。アクリル酸(AA)33部を8時間かけて連続的に供給した。その後、4時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-20)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-20)の物性を表2に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メチルハイドロキノン0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。アクリル酸(AA)33部を8時間かけて連続的に供給した。その後、4時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-20)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-20)の物性を表2に示す。
(実施例21)アルカリ可溶性樹脂(A-21)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メチルハイドロキノン0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。アクリル酸(AA)33部を2時間かけて連続的に供給した。その後、10時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-21)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-21)の物性を表2に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メチルハイドロキノン0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。アクリル酸(AA)33部を2時間かけて連続的に供給した。その後、10時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-21)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-21)の物性を表2に示す。
(実施例22)アルカリ可溶性樹脂(A-22)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メチルハイドロキノン0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。アクリル酸(AA)33部を0.5時間かけて連続的に供給した。その後、11.5時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-22)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-22)の物性を表2に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メチルハイドロキノン0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。アクリル酸(AA)33部を0.5時間かけて連続的に供給した。その後、11.5時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-22)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-22)の物性を表2に示す。
(実施例23)アルカリ可溶性樹脂(A-23)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、アクリル酸(AA)10部、メチルハイドロキノン0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。アクリル酸(AA)23部を6時間かけて連続的に供給した。その後、6時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-23)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-23)の物性を表2に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、アクリル酸(AA)10部、メチルハイドロキノン0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。アクリル酸(AA)23部を6時間かけて連続的に供給した。その後、6時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-23)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-23)の物性を表2に示す。
(実施例24)アルカリ可溶性樹脂(A-24)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メチルハイドロキノン0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。アクリル酸(AA)8.25部を0.5時間おきに4回連続的に投入した。その後、10時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-24)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-24)の物性を表2に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メチルハイドロキノン0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。アクリル酸(AA)8.25部を0.5時間おきに4回連続的に投入した。その後、10時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-24)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-24)の物性を表2に示す。
(実施例25)アルカリ可溶性樹脂(A-25)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、アクリル酸(AA)10部、メチルハイドロキノン0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。アクリル酸(AA)5.75部を0.5時間おきに4回連続的に投入した。その後、10時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-25)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-25)の物性を表2に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、アクリル酸(AA)10部、メチルハイドロキノン0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温した。アクリル酸(AA)5.75部を0.5時間おきに4回連続的に投入した。その後、10時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-25)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-25)の物性を表2に示す。
(実施例26)アルカリ可溶性樹脂(A-26)の製造
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、実施例19と同様の方法で、樹脂溶液(A-26)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-26)の物性を表2に示す。
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、実施例19と同様の方法で、樹脂溶液(A-26)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-26)の物性を表2に示す。
(実施例27)アルカリ可溶性樹脂(A-27)の製造
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、実施例20と同様の方法で、樹脂溶液(A-27)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-27)の物性を表2に示す。
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、実施例20と同様の方法で、樹脂溶液(A-27)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-27)の物性を表2に示す。
(実施例28)アルカリ可溶性樹脂(A-28)の製造
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、実施例21と同様の方法で、樹脂溶液(A-28)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-28)の物性を表2に示す。
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、実施例21と同様の方法で、樹脂溶液(A-28)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-28)の物性を表2に示す。
(実施例29)アルカリ可溶性樹脂(A-29)の製造
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、実施例22と同様の方法で、樹脂溶液(A-29)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-29)の物性を表2に示す。
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、実施例22と同様の方法で、樹脂溶液(A-29)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-29)の物性を表2に示す。
(実施例30)アルカリ可溶性樹脂(A-30)の製造
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、実施例23と同様の方法で、樹脂溶液(A-30)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-30)の物性を表2に示す。
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、実施例23と同様の方法で、樹脂溶液(A-30)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-30)の物性を表2に示す。
(実施例31)アルカリ可溶性樹脂(A-31)の製造
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、実施例24と同様の方法で、樹脂溶液(A-31)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-31)の物性を表2に示す。
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、実施例24と同様の方法で、樹脂溶液(A-31)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-31)の物性を表2に示す。
(実施例32)アルカリ可溶性樹脂(A-32)の製造
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、実施例25と同様の方法で、樹脂溶液(A-32)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-32)の物性を表2に示す。
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、実施例25と同様の方法で、樹脂溶液(A-32)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-32)の物性を表2に示す。
(比較例1)アルカリ可溶性樹脂(A-33)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO0.5部を投入し、更に90℃で30分、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メタクリル酸グリシジル(GMA)138部、6-t-ブチル-2,4-キシレノール 0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温し、12時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-33)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-33)の物性を表2に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)150部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)70部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)7部、N-ベンジルマレイミド(BzMI)15部、アクリル酸(AA)78部、パーブチルO(PBO)2部、PGMEA 50部、PGME 22部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン6部、PGMEA 14部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、PBO0.5部を投入し、更に90℃で30分、反応を継続した。その後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、メタクリル酸グリシジル(GMA)138部、6-t-ブチル-2,4-キシレノール 0.3部、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.7部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温し、12時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させ、反応を完結させ、室温まで冷却し、樹脂溶液(A-33)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-33)の物性を表2に示す。
(比較例2)アルカリ可溶性樹脂(A-34)の製造
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと以外は、比較例1と同様の方法で、樹脂溶液(A-34)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-34)の物性を表2に示す。
単量体成分として、N-ベンジルマレイミド(BzMI)10部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)20部、メタクリル酸(MAA)70部を用い、メタクリル酸グリシジル(GMA)を110部用いたこと以外は、比較例1と同様の方法で、樹脂溶液(A-34)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-34)の物性を表2に示す。
(比較例3)アルカリ可溶性樹脂(A-35)の製造
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、アクリル酸(AA)33部、メチルハイドロキノン0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温し、12時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-35)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-35)の物性を表2に示す。
反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)120部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)55部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した。他方、滴下槽1にメタクリル酸メチル(MMA)35部、メタクリル酸グリシジル(GMA)65部、パーブチルO(PBO)2部を混合した。滴下槽2に、n-ドデシルメルカプタン1部、PGMEA 8部を混合した。それぞれ3時間かけて連続的に供給した。その後30分間90℃を保持した後、温度を115℃まで昇温し、1.5時間重合を継続した。一旦室温まで冷却したのち、アクリル酸(AA)33部、メチルハイドロキノン0.1部、トリフェニルホスフィン(TPP)0.4部を投入し、酸素濃度7%に調整した窒素・空気混合ガスをバブリングしながら110℃に昇温し、12時間110℃を保持した。その後、115℃に昇温し8時間反応させた。その後、室温まで冷却した後、無水コハク酸9.0部を投入し110℃5時間反応させ、樹脂溶液(A-35)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-35)の物性を表2に示す。
(比較例4)アルカリ可溶性樹脂(A-36)の製造
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、比較例3と同様の方法で、樹脂溶液(A-36)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-36)の物性を表2に示す。
アクリル酸(AA)33部の代わりにメタクリル酸(MAA)40部を用いたこと以外は、比較例3と同様の方法で、樹脂溶液(A-36)を得た。得られたアルカリ可溶性樹脂(A-36)の物性を表2に示す。
(実施例33~64、比較例5~7、参考例1)
得られたアルカリ可溶性樹脂(樹脂溶液A-1~A-36)を用いて、下記の方法で感光性樹脂組成物を調製し、上述した評価方法にて耐溶剤性及び現像時残渣を評価した。結果を表3~4に示す。
得られたアルカリ可溶性樹脂(樹脂溶液A-1~A-36)を用いて、下記の方法で感光性樹脂組成物を調製し、上述した評価方法にて耐溶剤性及び現像時残渣を評価した。結果を表3~4に示す。
(顔料分散体1の調製)
PGMEAを12.9部、分散剤としてディスパロンDA-7301を0.4部、色材としてC.I.ピグメントグリーン58を2.25部、及び、C.I.ピグメントイエロー138を1.5部混合し、ペイントシェーカーにて3時間分散することで顔料分散体1(固形分22質量%)を得た。
PGMEAを12.9部、分散剤としてディスパロンDA-7301を0.4部、色材としてC.I.ピグメントグリーン58を2.25部、及び、C.I.ピグメントイエロー138を1.5部混合し、ペイントシェーカーにて3時間分散することで顔料分散体1(固形分22質量%)を得た。
(感光性樹脂組成物の調製)
表3~4に示すように、固形分量で、アルカリ可溶性樹脂溶液を35.0部、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)を30.0部、光重合開始剤としてイルガキュアOXE-02(BASFジャパン社製)を5.0部、上記で得られた顔料分散体1を30.0部、更に希釈溶媒(PGMEA)を感光性樹脂組成物の固形分濃度が20質量%となるように加え、攪拌することで感光性樹脂組成物を得た。
表3~4に示すように、固形分量で、アルカリ可溶性樹脂溶液を35.0部、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)を30.0部、光重合開始剤としてイルガキュアOXE-02(BASFジャパン社製)を5.0部、上記で得られた顔料分散体1を30.0部、更に希釈溶媒(PGMEA)を感光性樹脂組成物の固形分濃度が20質量%となるように加え、攪拌することで感光性樹脂組成物を得た。
イルガキュア(登録商標)OXE02:BASFジャパン社製、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)
表1~4の結果から、本発明のアルカリ可溶性樹脂の製造方法及び感光性樹脂組成物の優位性を確認できた。具体的には、使用する原料が同じで製造方法が異なる実施例1~8と比較例1、実施例10~17と比較例2、実施例19~25と比較例3、実施例26~32と比較例4とをそれぞれ比較すると、単量体の添加を所定時間かけて分割又は連続添加して行う本発明の製造方法を採用した実施例で得られるアルカリ可溶性樹脂のMw/Mn(分散度)は比較例のものより小さく、均一性が向上していることが分かる。
また、表3~4から明らかなように、本発明の感光性樹脂組成物1~32(実施例33~64)を用いれば、耐溶剤性及び現像時残渣の評価結果が良好であることが分かる。
特に比較例5~7のような、分子量分布の大きいアルカリ可溶性樹脂を含む感光性樹脂組成物では、現像時の均一性が乏しく残渣が発生した。その他、実施例33~64の結果より、酸基とエポキシ基をエステル化反応させる工程において、単量体の添加を所定時間かけて分割又は連続添加して行う方法を採用した製造方法で得られるアルカリ可溶性樹脂を含む感光性樹脂組成物の方が、耐溶剤性に優れるものであった。
特に比較例5~7のような、分子量分布の大きいアルカリ可溶性樹脂を含む感光性樹脂組成物では、現像時の均一性が乏しく残渣が発生した。その他、実施例33~64の結果より、酸基とエポキシ基をエステル化反応させる工程において、単量体の添加を所定時間かけて分割又は連続添加して行う方法を採用した製造方法で得られるアルカリ可溶性樹脂を含む感光性樹脂組成物の方が、耐溶剤性に優れるものであった。
Claims (10)
- 側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂の製造方法であって、
該アルカリ可溶性樹脂は、二重結合当量が350g/mol以下であり、
該製造方法は、反応性基Aを有する単量体を含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る工程(1)、及び、
該ベースポリマーに反応性基B及びエチレン性不飽和二重結合を有する単量体Xを添加して、該ベースポリマーの反応性基Aと該単量体Xの反応性基Bとをエステル化反応させて、該ベースポリマーに該単量体Xを付加させる工程(2)を有し、
該反応性基Aと反応性基Bのいずれか一方は酸基であり、他方はエポキシ基であり、
該単量体Xの添加は、該単量体Xの少なくとも一部を、30分間以上かけて、分割又は連続添加して行う
ことを特徴とするアルカリ可溶性樹脂の製造方法。 - 前記工程(1)は、酸基含有単量体を含む単量体成分を重合して酸基を有するベースポリマーを得る工程であり、
前記工程(2)は、該ベースポリマーにエポキシ基含有単量体を添加して、該ベースポリマーの酸基と該エポキシ基含有単量体のエポキシ基とをエステル化反応させて、該ベースポリマーに該エポキシ基含有単量体を付加させる工程であることを特徴とする請求項1に記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。 - 前記工程(1)は、エポキシ基含有単量体を含む単量体成分を重合してエポキシ基を有するベースポリマーを得る工程であり、
前記工程(2)は、該ベースポリマーに酸基含有単量体を添加して、該ベースポリマーのエポキシ基と該酸基含有単量体の酸基とをエステル化反応させて、該ベースポリマーに該酸基含有単量体を付加させる工程であることを特徴とする請求項1に記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。 - 前記工程(2)のエステル化反応の温度は、100℃以上であることを特徴とする請求項1に記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
- 前記単量体Xの全量の15質量%以上を初期仕込みし、残りの量を分割又は連続添加することを特徴とする請求項1に記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
- 前記アルカリ可溶性樹脂の分散度は、3.8以下であることを特徴とする請求項1に記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
- 前記工程(2)のエステル化反応の時間は、10時間以上であることを特徴とする請求項1に記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
- 前記工程(2)のエステル化反応は、3級アミン化合物又及び/又はホスフィン化合物の存在下で行うことを特徴とする請求項1に記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
- 前記工程(1)において使用する重合溶媒は、アルコール系溶媒を含むことを特徴とする請求項1に記載のアルカリ可溶性樹脂の製造方法。
- アルカリ可溶性樹脂と、重合性化合物と、光重合開始剤とを含み、
該アルカリ可溶性樹脂は、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有し、二重結合当量が350g/mol以下であり、分散度が3.8以下である
ことを特徴とする感光性樹脂組成物。
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JP2023172036A Pending JP2024053561A (ja) | 2022-10-03 | 2023-10-03 | アルカリ可溶性樹脂の製造方法、及び、感光性樹脂組成物 |
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- 2023-10-03 JP JP2023172036A patent/JP2024053561A/ja active Pending
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