JPH08301961A - 多官能ビニルエーテル化合物 - Google Patents

多官能ビニルエーテル化合物

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JPH08301961A
JPH08301961A JP10446195A JP10446195A JPH08301961A JP H08301961 A JPH08301961 A JP H08301961A JP 10446195 A JP10446195 A JP 10446195A JP 10446195 A JP10446195 A JP 10446195A JP H08301961 A JPH08301961 A JP H08301961A
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JP
Japan
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vinyl ether
formula
compd
compound
polyfunctional vinyl
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Pending
Application number
JP10446195A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeo Hozumi
滋郎 穂積
Hiroya Nakagawa
弘也 中川
Kazuo Takebe
和男 武部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光硬化性樹脂として有用な化合物を提供す
る。 【構成】 式(I)で示される多官能ビニルエーテル化
合物。 式中、平均繰り返し数nは0〜20であり、R1 、R2
およびR3 はそれぞれ、水素、アルキル、シクロアルキ
ルまたはアルコキシであり、 n+2回現れるQはそれ
ぞれ、−OHまたは−OCH2CH(OH)CH2OCH=
CH2 であるが、−OH/−OCH2CH(OH)CH2
CH=CH2 のモル比は、分子全体の平均値として0/
100〜95/5の範囲にある。 【効果】 硬化速度や硬化物物性に優れ、また酸素によ
る重合阻害がなく、良好な表面硬化性を与える。さらに
は、希アルカリ水に溶解するので、ネガティブ型フォト
レジストへも適用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ルイス酸やプロトン酸
のような光カチオン重合開始剤の作用により光硬化が可
能であって、例えば、ネガティブ型フォトレジスト、塗
料、インキなどにおける感光性樹脂として利用可能な、
新規な多官能ビニルエーテル化合物に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】光硬化性樹脂として実用化されている化
合物には、エポキシアクリレートやウレタンアクリレー
トに代表されるアクリレート樹脂がある。また、エポキ
シ基の光カチオン重合を硬化反応に利用した感光性樹脂
も知られている。しかし、従来のアクリレート樹脂は、
硬化時に酸素による重合阻害が避けられず、硬化膜表面
の硬化性が悪いという問題点を有し、また、エポキシ基
の光カチオン重合を硬化反応に利用した感光性樹脂は、
酸素による重合阻害は起こさないものの、硬化速度が遅
いという問題点を有している。したがって、これら公知
の光硬化性樹脂ないし感光性樹脂はいずれも、要求特性
が十分に満足されていないのが現状であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的の一つ
は、従来のアクリレート樹脂にみられる上記欠点を改良
すること、すなわち、速硬化性を示し、酸素による重合
阻害を回避して良好な表面硬化特性を与える光硬化性の
化合物を提供することにある。
【0004】本発明の別の目的は、分子中のフェノール
性水酸基とビニルオキシアルキル基のバランスを調整す
ることにより、特にネガティブ型フォトレジストに使用
する場合に必要とされる希アルカリ水への溶解性をも付
与しうる多官能ビニルエーテル化合物を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を行った結果、特定の構造を
有する化合物が有効であることを見いだし、本発明を完
成するに至った。
【0006】すなわち本発明は、一般式(I)
【0007】
【0008】(式中、平均繰り返し数nは0以上20以
下の数値であり、R1 、R2 およびR3 はそれぞれ独立
に、水素、炭素数10以下のアルキル、炭素数10以下
のシクロアルキルまたは炭素数5以下のアルコキシであ
り、n+2回現れるQはそれぞれ独立に、−OHまたは
−OCH2CH(OH)CH2OCH=CH2 であるが、−
OH/−OCH2CH(OH)CH2OCH=CH2 のモル
比は、分子全体の平均値として0/100〜95/5の
範囲にある)で示される多官能ビニルエーテル化合物を
提供するものである。
【0009】一般式(I)において、R1 、R2 および
3 はそれぞれ独立に、水素、炭素数10以下のアルキ
ル、炭素数10以下のシクロアルキルまたは炭素数5以
下のアルコキシである。アルキルの例は、メチル、エチ
ル、プロピル、ブチル、アミル、ヘキシル、ヘプチル、
オクチル、ノニルおよびデシルであり、炭素数3以上の
アルキルは直鎖状でも分枝状でもよい。シクロアルキル
の例は、シクロペンチル、シクロヘキシルなどであり、
またアルコキシの例は、メトキシ、エトキシ、プロポキ
シ、ブトキシなどであり、炭素数3以上のアルコキシ
も、直鎖状でも分枝状でもよい。
【0010】一般式(I)中、Qはn+2回現れること
になるが、それぞれ独立に −OHまたは−OCH2CH(OH)CH2OCH=CH2 である。−OH/−OCH2CH(OH)CH2OCH=C
2 の比は、分子全体の平均値として0/100〜95
/5(モル比)の範囲で、任意に設定することができ
る。またnは、0〜20の範囲の数値をとり、好ましく
は0〜10の範囲である。 nの値があまり大きくな
り、特に分子全体の平均値として20を越えると、その
化合物の溶媒に対する溶解性が低下する傾向にある。
【0011】一般式(I)で示される多官能ビニルエー
テル化合物は、 例えば、 一般式(II)
【0012】
【0013】(式中、n、R1 、R2 およびR3 は先に
定義したとおりである)で示されるフェノールノボラッ
ク化合物と、グリシジルビニルエーテルとを反応させる
ことにより、製造することができる。
【0014】原料となる一般式(II)で示されるフェノ
ールノボラック化合物は、フェノール類とホルムアルデ
ヒドとを、酸触媒の存在下で脱水縮合させることによ
り、製造することができる。この際に原料となるフェノ
ール類の例としては、フェノール、o−、m−またはp
−クレゾール、2,4−、2,6−または3,5−キシ
レノール、o−、m−またはp−メトキシフェノールな
どが挙げられる。これらのフェノール類は、それぞれ単
独で、または2種以上組み合わせて用いることができ
る。
【0015】フェノールノボラック化合物とグリシジル
ビニルエーテルとの付加反応に際しては、目的物のビニ
ルエーテル導入率(フェノールノボラック化合物の水酸
基のうち、2−ヒドロキシ−3−ビニルオキシプロポキ
シ基で置換した割合)に応じて、フェノールノボラック
化合物の水酸基に対し、0.05〜1.5モル倍の範囲でグ
リシジルビニルエーテルの使用量を適宜調整することが
できる。この反応においては、適当な触媒、例えば、ト
リフェニルホスフィンのような有機ホスフィン類、 4
−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾールのよう
なイミダゾール類、1,8−ジアザビシクロ〔5.4.
0〕ウンデセン−7、トリエチルアミンのような3級ア
ミン類などを添加して、反応を促進させることができ
る。このような触媒を使用する場合は、グリシジルビニ
ルエーテル100重量部に対して、触媒を0.1〜10重
量部の範囲で、好ましくは0.2〜3重量部の範囲で使用
することにより、高い反応促進効果が得られる。
【0016】この反応は、不活性溶媒、例えばエチルセ
ロソルブ、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール
モノメチルエーテル、ジメチルアセトアミド、2−ヘプ
タノンのような溶媒中で行うことができる。反応の際の
温度に特別な制約はないが、一般的には室温から120
℃の範囲が好ましい。
【0017】反応終了後は、任意の手段で目的物を単離
し、また必要により精製することができる。例えば、室
温で反応を行った場合はそのまま、またそれより高い温
度で反応を行った場合は反応液を室温まで冷却したあ
と、トルエンやメチルイソブチルケトンなどの溶媒で有
機層を抽出し、数回水洗することで、未反応のフェノー
ルノボラック化合物や無機塩を除去し、有機層を無水硫
酸ナトリウムなどの乾燥剤で乾燥したあと、減圧濃縮す
ることにより、目的物を取得することができる。もちろ
んこの方法に限定されるわけではなく、その他任意の公
知の方法が採用できる。
【0018】本発明の多官能ビニルエーテル化合物は、
感光性樹脂として種々の用途に適用可能である。すなわ
ちこの化合物は、ルイス酸やプロトン酸のような光カチ
オン重合開始剤の存在により光硬化が可能なので、例え
ば、ネガティブ型フォトレジスト、塗料、インキなどに
おける感光性樹脂として利用することができる。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定され
るものではない。例中、含有量を表す%(ビニルエーテ
ル導入率を除く)は、特にことわらないかぎり重量基準
である。
【0020】実施例1 還流冷却器、温度計、攪拌機および窒素導入装置を備え
た反応器に、まず若干の窒素ガスを吹き込んだあと、フ
ェノールノボラック〔群栄化学工業(株)製の“レジト
ップ XPS-6272C”、OH当量106〕21.2g、ジメチ
ルスルホキシド5.0g、2−ヘプタノン30.0gおよび
4−メチルイミダゾール0.08gを仕込み、反応器内の
温度を70℃に上げて溶解させたあと、反応器内温度を
70℃に保持したまま、グリシジルビニルエーテル1
4.0gを10分間かけて滴下し、さらに100℃で1
7.5時間保温することにより、反応を進行させた。
【0021】次に、2−ヘプタノン94.8gおよび10
%塩化ナトリウム水溶液100.0gを加え、目的物を有
機層へ抽出した。この有機層につき、10%塩化ナトリ
ウム水溶液100.0gによる塩水洗をもう一度行ったあ
と、無水硫酸ナトリウムにより乾燥し、濾過し、さらに
2−ヘプタノンを減圧留去することにより、目的物を3
1.0g得た。
【0022】その赤外吸収スペクトルから、1610cm
-1と975cm-1にビニル基に基づく吸収を確認し、また
1200cm-1にエーテル結合に基づく吸収を確認した。
さらに、ヨウ素−メタノール法によりビニルエーテル当
量を求め、ビニルエーテル導入率を算出したところ、導
入率は67%であった。得られた化合物は、次式で示さ
れる多官能ビニルエーテル化合物〔以下、化合物(1)
という〕である。
【0023】
【0024】式中、Qは−OHまたは−OCH2CH(O
H)CH2OCH=CH2 であり、両者のモル比は33/
67であり、nは平均で3である。
【0025】実施例2 還流冷却器、温度計、攪拌機および窒素導入装置を備え
た反応器に、まず若干の窒素ガスを吹き込んだあと、o
−クレゾールノボラック〔平均重合度5、OH当量12
0〕24.0g、ジメチルスルホキシド5.0g、2−ヘプ
タノン30.0gおよび4−メチルイミダゾール0.08g
を仕込み、反応器内の温度を70℃に上げて溶解させた
あと、反応器内温度を70℃に保持したまま、グリシジ
ルビニルエーテル10.0gを10分間かけて滴下し、さ
らに100℃で25時間保温することにより、反応を進
行させた。
【0026】次に2−ヘプタノン100.0gおよび10
%塩化ナトリウム水溶液100.0gを加え、目的物を有
機層へ抽出した。この有機層につき、10%塩化ナトリ
ウム水溶液100.0gによる塩水洗をもう一度行ったあ
と、無水硫酸ナトリウムにより乾燥し、濾過し、さらに
2−ヘプタノンを減圧留去することにより、目的物を3
0.3g得た。
【0027】その赤外吸収スペクトルから、1610cm
-1と975cm-1にビニル基に基づく吸収を確認し、また
1200cm-1にエーテル結合に基づく吸収を確認した。
さらに、ヨウ素−メタノール法によりビニルエーテル当
量を求め、ビニルエーテル導入率を算出したところ、導
入率は47%であった。得られた化合物は、次式で示さ
れる多官能ビニルエーテル化合物〔以下、化合物(2)
という〕である。
【0028】
【0029】式中、Qは−OHまたは−OCH2CH(O
H)CH2OCH=CH2 であり、両者のモル比は53/
47であり、nは平均で3である。
【0030】参考例1 実施例1で得られた化合物(1)を用い、下記配合によ
り、感光性樹脂組成物とした。
【0031】
【表1】 化合物(1) 3.3g Irgacure 261 * 0.1g 2−ヘプタノン 28.3g* Irgacure 261: 商品名、チバガイギー社製のカチオ
ン性光重合開始剤
【0032】この感光性樹脂組成物を、ガラス基板上
に、乾燥後の膜厚が1.2μm となるようにスピンコート
し、60℃で10分間プリベークしたあと、アイグラフ
ィックス社製の紫外線照射装置"UB0451-5A" を用いて大
気中で露光した。その結果、光量20mJ/cm2 、ポスト
エクスポージャベーク120℃×2分で、タック(ベタ
つき)のない硬化フィルムを得た。これは、酸素による
重合阻害がないことを示している。また、プリベーク直
後の未硬化フィルムは、2.3%水酸化ナトリウム水溶液
に可溶であった。
【0033】参考例2 実施例2で得られた化合物(2)を用い、下記配合によ
り、感光性樹脂組成物とした。
【0034】
【表2】 化合物(2) 3.3g Irgacure 261 0.1g 2−ヘプタノン 28.3g
【0035】この感光性樹脂組成物を、ガラス基板上
に、乾燥後の膜厚が1.2μm となるようにスピンコート
し、60℃で10分間プリベークしたあと、参考例1と
同様に大気中で露光した。その結果、光量90mJ/c
m2 、ポストエクスポージャベーク120℃×5分で、
タックのない硬化フィルムを得た。これは、酸素による
重合阻害がないことを示している。また、プリベーク直
後の未硬化フィルムは、2.3%水酸化ナトリウム水溶液
に可溶であった。
【0036】
【発明の効果】本発明の多官能ビニルエーテル化合物
は、それを感光性樹脂組成物に使用する場合に、従来の
アクリレート樹脂を用いた感光性樹脂と同等以上の硬化
速度および硬化物物性を示し、さらには酸素による重合
阻害のまったくない良好な表面硬化性を与える。また、
化合物中のフェノール性水酸基とビニルオキシアルキル
基のバランスを最適化することにより、それをネガティ
ブ型フォトレジストに使用する場合に必要な性質である
希アルカリ水への溶解性、すなわち現像特性を付与でき
る。このように本発明の多官能ビニルエーテル化合物
は、優れた感光性樹脂特性を発現する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(I) (式中、平均繰り返し数nは0以上20以下の数値であ
    り、R1 、R2 およびR3 はそれぞれ独立に、水素、炭
    素数10以下のアルキル、炭素数10以下のシクロアル
    キルまたは炭素数5以下のアルコキシであり、n+2回
    現れるQはそれぞれ独立に、−OHまたは−OCH2
    H(OH)CH2OCH=CH2 であるが、−OH/−O
    CH2CH(OH)CH2OCH=CH2 のモル比は、分子
    全体の平均値として0/100〜95/5の範囲にあ
    る)で示される多官能ビニルエーテル化合物。
JP10446195A 1995-04-27 1995-04-27 多官能ビニルエーテル化合物 Pending JPH08301961A (ja)

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