JPH11246648A - エネルギー線硬化性樹脂組成物 - Google Patents

エネルギー線硬化性樹脂組成物

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JPH11246648A
JPH11246648A JP4714998A JP4714998A JPH11246648A JP H11246648 A JPH11246648 A JP H11246648A JP 4714998 A JP4714998 A JP 4714998A JP 4714998 A JP4714998 A JP 4714998A JP H11246648 A JPH11246648 A JP H11246648A
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energy ray
acrylate
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curable resin
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Naoyuki Seike
奈緒之 清家
Eiju Konno
英寿 今野
Hidenori Ishikawa
英宣 石川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】耐スパッタ性に優れ、かつ優れた耐熱性、透明
性、接着性、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性、耐溶剤性
を有し、特に塗装作業性や表面平滑性にも優れた硬化塗
膜が容易に作成可能な、貯蔵安定性にも優れたエネルギ
ー線硬化型樹脂組成物を提供する。 【解決手段】1分子中に1個の重合性不飽和二重結合と
1個以上の脂環式エポキシ基とを有する単量体(I)を
含有する重合体(A)と、エチレン性不飽和二重結合を
有する重合性化合物(B)と、多価カルボン酸および/
またはその無水物からなる群から選ばれる1種以上の化
合物(C)と、光重合開始剤(D)と、カップリング剤
(E)とを含んでなるエネルギー線硬化性樹脂組成物に
関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は新規にして有用なる
エネルギー線硬化性組成物に関し、さらに詳細には、液
晶の表示装置あるいは撮影素子に用いられるカラーフィ
ルターの保護膜に適するエネルギー線硬化性樹脂組成物
に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子や固体撮影素子はガラスや
シリコンの基板上に駆動用の電気配線、スイッチング素
子、色分離のためのカラーフィルター、光電変換素子な
どを積層して形成される。このような素子においては、
電気的に絶縁化したり、平坦化したり、また外的要因に
よる素子の物理的な破壊を防止する目的で保護膜と呼ば
れる有機塗膜層が形成される。
【0003】この保護膜に対しては、透明性、接着性、
平滑性、強靱性、耐熱性、耐光性、耐水性、耐薬品性お
よび該保護膜を均一に形成させるため、例えばスピンコ
ータによる回転塗布法を用いた場合の塗装適性等の性能
が要求されている。さらに該保護膜上に透明電極として
ITO(二酸化珪素成、酸化インジウム)の薄膜を高
温、高真空下でスパッタリング等により形成させること
もあり、この高温、高真空下に耐え得る、いわゆるIT
O形成時において優れた耐スパッタ性を有する保護膜が
要望されている。
【0004】従来、該保護膜形成材料の一つとして(メ
タ)アクリル系樹脂(例えば特開昭60−216307
号公報)、エポキシ系樹脂(例えば特開平4−9710
2号公報)、ポリイミド系樹脂(例えば特開平1−22
9203号公報)などの熱硬化性樹脂が検討されてき
た。これらの樹脂のうち(メタ)アクリル系樹脂は、塗
布性、接着性、耐スパッタ−性、耐熱性などの物性のバ
ランスをとることに若干問題点を有している。これらの
欠点を改良するために多くの提案がなされてきた。
【0005】例えば、前記特開昭60−216307号
公報および特開平4−97100号公報ではエポキシ基
含有ポリマーに多価カルボン酸無水物を混合し、加熱に
より架橋、硬化膜を形成する方法が開示されているが、
エポキシ基含有ポリマーと多価カルボン酸無水物との相
溶性や塗布性が劣っていた。また、特公平3−8652
号公報では、エポキシ基含有ポリマーに多価カルボン酸
無水物および/または多価カルボン酸と官能性シランカ
ップリング剤を混合し同様に加熱、架橋せしめて硬化膜
を形成させる方法も開示されているが、配合後の貯蔵安
定性に難があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、エポキシ系
樹脂が本来有している優れた特性に加え、貯蔵安定性と
塗装作業性に優れ、しかも光沢性、基板との接着性、高
温、高真空下でのITO膜形成時において優れた耐スパ
ッタ性を有するとともに、特に平坦性および表面平滑性
にも優れる硬化塗膜が容易に得られるような該保護膜形
成用樹脂組成物を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意検討を行った結果、特定のエポキシ
基を有する化合物を含有した重合体を有し、さらにエチ
レン性不飽和二重結合を有する重合性化合物を含有する
エネルギー線硬化性樹脂樹脂組成物を用いることによ
り、前記保護膜の要求性能を満たすことを見いだし、本
発明を完成するに至った。
【0008】すなわち本発明は、1分子中に1個の重合
性不飽和二重結合と1個以上の脂環式エポキシ基とを有
する単量体(I)を含有する重合体(A)と、エチレン
性不飽和二重結合を有する重合性化合物(B)と、多価
カルボン酸および/またはその無水物からなる群から選
ばれる1種以上の化合物(C)と、光重合開始剤(D)
と、カップリング剤(E)とを含んでなるエネルギー線
硬化性樹脂組成物であり、
【0009】その重合体(A)が1分子中に1個の重合
性不飽和二重結合と1個以上の脂環式エポキシ基とを有
する単量体(I)を30重量%以上含有することを特徴
とするエネルギー線硬化性樹脂組成物であり、
【0010】また、多価カルボン酸および/またはその
無水物からなる群から選ばれる1種以上の化合物(C)
が、重合体(A)100重量部当たり1〜100重量部
含んでなることを特徴とするエネルギー線硬化性樹脂組
成物であり、
【0011】さらに、カップリング剤(E)が、重合体
(A)100重量部当たり0.1〜30重量部含んでな
ることを特徴とするエネルギー線硬化性樹脂組成物であ
る。
【0012】また、重合体(A)がさらに下記一般式
【0013】
【化2】
【0014】(式中、R1は水素又は低級アルキル基で
あり、R2は低級アルキル基であり、nは1〜5の整数
である。)で表される化合物に基づく単量体(II)を含
んでなる重合体であることを特徴とするエネルギー線硬
化性樹脂組成物であり、
【0015】該単量体(II)の、R2の低級アルキル基
が、メチル基であることを特徴とするエネルギー線硬化
性樹脂組成物である。
【0016】
【発明の実施の形態】ここで、本発明に用いられる1分
子中に1個の重合性不飽和二重結合と1個以上の脂環式
エポキシ基とを有する単量体(I)で表される化合物と
して、代表的なものを例記するに止めれば、アクリル酸
3,4−エポキシシクヘキシル、メタクリル酸3,4−エ
ポキシシクヘキシル、ラクトン変性アクリル酸3,4−
エポキシシクヘキシル、ラクトン変性メタクリル酸3,
4−エポキシシクヘキシル、ビニルシクロヘキセンオキ
シド等が挙げられる。これらの化合物はそれぞれ単独で
も2つ以上の化合物の混合でも使用できる。
【0017】さらに、分子中に2個以上の脂環エポキシ
基を有する化合物と、分子中に1個の重合性不飽和二重
結合と1個の脂環エポキシ基と反応性を有する基とを合
わせ持つ化合物とを反応せしめて得られる、分子中に1
個の重合性不飽和二重結合と1個以上の脂環式エポキシ
基とを有する化合物も用いることができる。
【0018】分子中に2個以上の脂環エポキシ基を有す
る化合物として特に代表的なものを例記するに止めれ
ば、2−(3,4−エポキシ)シクロヘキシル−5,1−
スピロ(3,4−エポキシシクロヘキシル−m−ジオキ
サン)、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘ
キシル)アジペート、3,4−エポキシシクロヘキシル
メチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレ
ート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメ
チル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレー
ト、4−ビニルシシクロヘキセンジオキシド、1−
(1’−メチル−1,2−エポキシエチル)−3,4−
3,4−エポキシ−3−メチルシクロヘキサンなどのシ
クロヘキセンオキサイド基を有する脂環族エポキシ化合
物;
【0019】ジ(7,8−エポキシトリシクロ[4.3.
2,5.0]デカ−3−イル)エーテル、エチレングリコ
ールジ(7,8−エポキシトリシクロ[4,3,12,5.
0]デカ−3−イル)エーテル、(7,8−エポキシト
リシクロ[4,3,12,5.0]デカ−3−イル)−2’,
3’−エポキシプロピルエーテルなどのトリシクロデセ
ンオキサイド基を有する脂環族エポキシ化合物などが挙
げられる。
【0020】また、分子中に1個の重合性不飽和二重合
結合と1個の脂環エポキシ基と反応性を有する基とを合
わせ持つ化合物として代表的なものを例記するに止めれ
ば、アクリル酸、メタクリル酸、エチレンオキサイド変
性こはく酸アクリレート、エチレンオキサイド変性こは
く酸メタクリレートなどのカルボキシル基含有化合物、
β−ヒドロキシエチルアクリレート、β−ヒドロキシプ
ロピルアクリレート、β−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、β−ヒドロキシプロピルメタクリレート、グリセロ
ールアクリレート、グリセロールメタクリレート、エピ
クロルヒドリン変性ブチルアクリレート、エピクロルヒ
ドリン変性ブチルメタクリレート、ポリプロピレングリ
コール変性アクリレート、ポリプロピレングリコール変
性メタクリレート、ポリエチレングリコール変性アクリ
レート、ポリエチレングリコール変性メタクリレートな
どの水酸基含有化合物などが挙げられる。
【0021】また、重合体(A)中にしめる単量体ユニ
ット(I)で表される化合物の含量は、30重量%以上
であることが必要で、好ましくは50重量%以上であ
り、特に好ましくは70重量%以上である。
【0022】該化合物の含量が30重量%未満である
と、本発明による樹脂組成物の硬化性が劣り、耐熱性が
不十分となり、その結果として耐スパッタ性が低下し、
所定の目的を達成することができない。また該化合物の
含量が70重量%以上であるエネルギー線硬化樹脂組成
物は、硬化性に優れ耐スパッタ性が向上する。
【0023】単量体ユニット(I)で表される化合物
は、該化合物と共重合可能な他の重合性単量体と共重合
して用いることができる。他の重合性単量体として代表
的なものを例記するに止めれば、 (1)アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル
酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、
アクリル酸ヘプシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸
ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、アク
リル酸テトラデシル、アクリル酸ヘキサデシル、アクリ
ル酸ステアリル、アクリル酸オクタデシル、アクリル酸
ドコシルなどの炭素数1〜22のアルキル基を持つアク
リル酸エステル、または上記と同様のアルキル基を有す
るメタクリル酸エステル (2)アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸イソボロ
ニル、アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル等の
脂環式のアルキル基を有するアクリル酸エステル、また
は上記と同様の脂環式のアルキル基を有するメタクリル
酸エステル等や、テトラヒドロフルフリルアルコールと
εーカプロラクトン付加物のアクリル酸エステルまたは
メタクリル酸エステル等
【0024】(3)アクリル酸ヒドロキエチル、アクリ
ル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸グリセロールなど
のヒドロキシアルキル基を有するアクリル酸エステルま
たは上記と同様のヒドロキシアルキル基を有するメタク
リル酸エステルやラクトン変性アクリル酸ヒドロキシエ
チルまたはメタクリル酸レートヒドロキシエチル (4)アクリル酸ベンゾイルオキシエチル、アクリル酸
ベンジル、アクリル酸フェノキシエチル、アクリル酸フ
ェノキシジエチレングリコール、アクリル酸2−ヒドロ
キシ−3−フェノキシプロピル等の芳香環を有するアク
リル酸エステル、または上記と同様の芳香環を有するメ
タクリル酸エステル等
【0025】(5)アクリル酸ポリエチレングリコー
ル、アクリル酸ポリプロピレングリコールなどのポリア
ルキレングリコール基を有するアクリル酸エステルまた
は上記と同様のポリアレキレングリコール基を有するメ
タクリル酸エステル (6)アクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グ
リシジル、α−n−プロピルアクリル酸グリシジル、α
−n−ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸−3,
4−エポキシブチル、アクリル酸−4,5−エポキシペ
ンチル、アクリル酸−6,7−エポキシペンチル、アク
リル酸−6,7−エポキシペンチル、α−エチルアクリ
ル酸−6,7−エポキシペンチルなどのグリシジル基を
有するアクリル酸エステルまたは上記と同様のグリシジ
ル基を有するメタクリル酸エステル
【0026】(7)フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチ
ル、フマル酸ジブチル、イタコン酸ジメチル、イタコン
酸ジブチル、フマル酸メチルエチル、フマル酸メチルブ
チル、イタコン酸メチルエチルなどの不飽和ジカルボン
酸エステル (8)スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン
などのスチレン誘導体 (9)ブタジエン、イソプレン、ピペリレン、ジメチル
ブタジエンなどのジエン系化合物 (10)塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニル、フッ
化ビニリデンなどのハロゲン化ビニルやハロゲン化ビニ
リデン (11)メチルビニルケトン、ブチルビニルケトンなど
の不飽和ケトン (12)酢酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル (13)メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル
などのビニルエーテル (14)アクリロニトリル、メタクリロニトリル、シア
ン化ビニリデンなどのシアン化ビニル (15)アクリルアミドやそのアルキド置換アミド (16)N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシル
マレイミドなどのN−置換マレイミドなどが挙げられ
る。
【0027】これら単量体ユニット(I)で表される化
合物と共重合可能な他の重合性単量体は、それぞれ単独
でも2つ以上の化合物を併用して使用することができる
が、この中でも、下記に示す単量体ユニット(II)で表
される化合物を重合体(A)に導入することにより、種
々の基体への接着性やさら本発明のエネルギー線硬化性
樹脂組成物の貯蔵安定性が向上する。
【0028】
【化3】
【0029】(式中、R1は水素又は低級アルキル基で
あり、R2は低級アルキル基であり、nは1〜5の整数
である。)
【0030】単量体ユニット(II)で表される代表的な
化合物として代表的なものを例記するに止めれば、R2
の低級アルキル基がメチル、エチル、プロピル、イソプ
ロピル、ブチル、イソブチル、アミル等で、R1が水素
またはメチル基であるアルリル酸エステルまたはメタク
リル酸エステル等の化合物が挙げられる。これらの化合
物はそれぞれ単独でも2つ以上の化合物の混合でも使用
できるが、R2がメチル基であるアクリル酸メチルグリ
シジルまたはメタクリル酸メチルグリシジルが好まし
い。
【0031】上記の単量体ユニット(I)で表される化
合物と共重合可能な重合性単量体および/または単量体
ユニット(II)の含量は重合体(A)の70重量%を越
えない範囲であることが望ましい。これらの含量が70
重量を越えると、本発明による樹脂組成物の硬化性が低
下し、さらには基体に対する接着性が低下するとともに
耐スパッタ性も低下する。
【0032】上記の単量体ユニット(I)で表される化
合物を用いた共重合体の共重合形態は特に制限されず、
付加重合によるランダム共重合体、ブロック共重合体等
のいずれでもよく、また共重合方法も溶液重合法、乳化
重合法等のいずれでもよい。
【0033】上記の方法にて得られる重合体(A)の分
子量は、本発明エネルギー線硬化性樹脂組成物を基体に
均一な塗膜として塗布することができる限り特に限定さ
れないが、通常ポリスチレン換算重量平均分子量が30
00〜30000であり、形成する塗膜の厚さ、塗布方
法等の塗膜形成の目的や条件に応じて適宜選択すること
ができる。
【0034】本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物
は、上記重合体(A)とともにエチレン性不飽和二重結
合を有する重合性化合物(B)、多価カルボン酸および
/またはその酸無水物からなる群から選ばれる1種以上
の化合物(C)を含有する。
【0035】本発明に用いられるエチレン性不飽和二重
結合を有する重合性化合物(B)としては、前記した重
合体(A)の単量体ユニット(I)(II)と共重合可能
な重合性単量体、さらには単官能または多官能の(メ
タ)アクリレートが挙げられる。添加するモノマー種は
特に制限はないが、硬化膜に耐熱性、耐薬品性を付与す
るには多官能モノマーが好適である。
【0036】代表的なものを例記すれば、トリメチロー
ルエタントリアクリレート、トリメチロールプロパント
リアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、
ペンタエリスリトールテトラ(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(メタ)アクリレート、ヘキサ
ンジオール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロ
パントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、ト
リ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ト
リ(アクリロイルオキシエチル)シアヌレート、グリセ
リントリ(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アク
リレート、例えば、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A型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と(メタ)
アクリル酸の反応物等、ウレタン(メタ)アクリレー
ト、例えば、エチレングリコール、ポリエチレングリコ
ール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレン
グリコール、ビスフェノールAのポリエトキシジオー
ル、ポリエステルポリオール、ポリブタジエンポリオー
ル、ポリカーボネートポリオール等のポリオール類と有
機ポリイソシアネート類(例えば、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、イソホロンジイ
ソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等)と
水酸基含有(メタ)アクリレート類(例えば、2-ヒド
ロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプ
ロピル(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールモ
ノ(メタ)アクリレート等)の反応物等、ポリエステル
(メタ)アクリレート、例えば多塩基酸化合物又はその
無水物(例えば、マレイン酸、コハク酸、アジピン酸、
イソフタル酸、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及びこれらの無水物
等)とポリオール類(例えば、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオー
ル、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール
等)との反応物であるポリエステルポリオール類と(メ
タ)アクリル酸との反応物等である。
【0037】これらの中でも、トリメチロールプロパン
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(メタ)アクリレートが特に好ましい。
【0038】これらは、単独または混合して使用しても
よく、その使用割合としては、エネルギー線硬化性樹脂
組成物の樹脂成分中1〜40重量%の範囲で使用するの
が好ましく、特に5〜35重量%で使用するのが好まし
い。40重量%を越えると、得られる硬化膜の物性が低
下し、また、1重量%未満では、塗膜の表面平滑性の向
上など所定の目的を達成することができないため、好ま
しくない。
【0039】本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物
は、前記(C)成分として多価カルボン酸および/また
はその無水物からなる群から選ばれる1種以上の化合物
を含有する。
【0040】本発明に用いられる多価カルボン酸の代表
的なものを例記すれば、 (1)コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ブタンテト
ラカルボン酸、マレイン酸、イタコン酸等の脂肪族多価
カルボン酸 (2)ヘキサヒドロフタル酸、1,2−シクロヘキサン
カルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン
酸、シクロペンタンテトラカルボン酸等の脂環式多価カ
ルボン酸およびフタル酸、イソフタル酸、テレフタル
酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、1,4,5,8−
ナフタレンテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸等を挙げることができる。
【0041】また、多価カルボン酸無水物の代表的なも
のを例記すれば、 (1)無水フタル酸、無水イタコン酸、無水コハク酸、
無水シトラコン酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリ
カルバリル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロフタ
ル酸、無水メチルテトラヒドロフタル酸、無水ハイミッ
ク酸等の脂肪酸ジカルボン酸無水物 (2)1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水
物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物等の脂肪
族多価カルボン酸二無水物 (3)無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水
ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物 (4)エチレングリコールビストリメリテイト、グリセ
リントリストリメテイト等のエステル基含有酸無水物等
を挙げることができる。
【0042】また、このカルボン酸無水物としては、市
販の無色の酸無水物からなるエポキシ樹脂硬化剤も好適
に用いることができる。具体例としては、アデカハード
ナーEH−700[商品名(以下同じ)旭電化工業
(株)製]、リカシッド−HH、同MH−700[新日本
理化(株)製]、エピキニ126、同YH−306、同
DX−126[油化シェルエポキシ(株)製]等を挙げ
ることができる。
【0043】さらに、多価カルボン酸およびその酸無水
物からなる群から選ばれる1種以上の化合物として、分
子中に2個以上のカルボキシル基またはその無水物を有
する樹脂でもよく、それ自体が公知であるようなものも
使用できる。それらのうちでも特に代表的なものを例示
すれば、例えばカルボキシル基を有する、ウレタン樹
脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ラクトン変性ポ
リエステル樹脂、ポリエステルアミド樹脂、アルキド樹
脂、ポリエーテル樹脂、変性ポリエーテル樹脂、ポリチ
オエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセター
ル樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ変性樹脂、シリ
コーン樹脂、またはフッ素樹脂などを挙げることができ
る。
【0044】これらのなかでも、芳香族多価カルボン酸
無水物が相溶性や作業性の点から特に好ましい。また、
上記に示した多価カルボン酸および多価カルボン酸無水
物は、1種単独でも2種以上の組み合わせで用いること
ができる。
【0045】本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物に
おける化合物(C)成分の配合量は、(A)成分である
重合体100重量部当たり1〜100重量部の範囲であ
り、好ましくは5〜50重量部である。(C)成分の配
合量が1重量部未満であると、本発明のエネルギー線硬
化性樹脂組成物の硬化性が不十分となって強靱な塗膜を
形成することができず、また、100重量部を越えると
塗膜の基体への接着性を低下する上に、回転塗布法によ
り均一で平滑な塗膜を形成することが困難となる。
【0046】本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物
は、前記(D)成分として光開始剤を含有する。本発明
に用いられる光開始剤として代表的なものを例記すれ
ば、
【0047】(1)ベンゾフェノン、ミヒラーズケト
ン、4,4’-ジエチルアミノベンゾフェノン、3,3’,
4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベン
ゾフェノンなどのベンゾフェノン類 (2)キサントン、チオキサントン、イソプロピルチオ
キサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、チオキサ
ントン-4-スルホン酸などのキサントン、チオキサント
ン類 (3)2-エチルアントラキノン、1,4-ナフトキノン
などのキノン類、アセトフェノン、2,2-ジエトキシア
セトフェノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフ
ェノン、2-メチル-1-{4-(メチルチオ)フェニル}
-2-モルホリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジ
メチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタン-
1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン、
2-ヒドロキシ-2-メチル-4’-イソプロピルプロピオ
フェノン、p-メトキシアセトフェノン、p-ジメチルア
ミノアセトフェノン、2-(4-トルエンスルホニルオキ
シ)-2-フェニルアセトフェノンなどのアセトフェノ
ン、プロピオフェノン類 (4)イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベ
ンゾインエーテル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾ
インエチルエーテルなどのアシロインエーテル類、 (5)ベンジル、ジアセチルなどのα-ジケトン類 (6)テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメ
チルチウラムジスルフィド、p-トリルジスルフィドな
どのスルフィド類 (7)4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチル
アミノ安息香酸イソアミル、3,3’-カルボニル-ビス
(7-ジエチルアミノ)クマリン、2,6-ビス(p-アジ
ドベンジリデン)-メチルシクロヘキサノン、エチル-p
-(N,N-ジメチルアミノ)ベンゾエートなどが挙げら
れる。
【0048】また光開始剤としては、イルガキュア(Ir
gacure)-184、同261、同369、同500、同
651、同907、(チバガイギー社製)、ダロキュア
(Darocure)-1173、同1116、同2959、同
1664、同4043(メルクジャパン社製)、カヤキ
ュア(KAYACURE)-DETX、同MBP、同DMBI、同EPA、同OA
(日本化薬(株)製)、バイキュア(VICURE)-10、
同55(STAUFFER Co.LTD製)、トリゴナール(TRIGONA
L)P1(AKZO Co.LTD製)、サンドリー(SANDORY)100
0(SANDOZ Co.LTD製)、DEAP(APJOHN Co.LTD製)、ク
オンタキュア(QUANTACURE)-PDO、同ITX、同EPD(WARD
BLEKINSOP Co.LTD製)などの市販品を用いることもで
きる。
【0049】これらは、単独あるいは2種以上を組み合
わせて用いることもできる。その使用量は特に制限はな
いが、好ましくは、組成物の(B)成分に対して0.1
〜20重量%、より好ましくは0.5〜10重量%含ま
れるように使用される。0.1重量%未満では感度が低
下し、20重量%を越えると結晶の析出、塗膜物性の劣
化等を引き起こすため好ましくない。
【0050】本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物
は、カップリング剤(E)を含有するものである。ここ
で、カップリング剤とは、無機材料と有機材料におい
て、化学的に両者を結び付ける、あるいは化学的反応を
伴って親和性を改善し、複合系材料の機能を高める化合
物と定義するが、代表的なカップリング剤としては、シ
ラン系化合物、チタン系化合物、アルミニウム系化合物
が挙げられる。それらのうちでも代表的なものを例記す
るに止めれば、
【0051】シランカップリング剤としては(1)γ−
(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−(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、(2)γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン、(3)γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン、β−(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、(4)γ−メルカプ
トプロピルトリメトキシシラン (5)ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキ
シシラン、(6)トリメトキシシリル安息香酸 (7)γ−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン等
やこれらシランカップリング剤等からなるオリゴマーや
ポリマー類を挙げることができる。
【0052】チタンカップリング剤としては、テトラ−
i−プロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、
テトラキス(2−エチルヘキソキシ)チタン、テトラス
テアロキシチタン、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチ
ルアセトナト)チタン、ジ−n−ブトキシ・ビス(トリ
エタノールアミナト)チタン、ジヒドロキシ・ビス(ラ
クタト)チタン、テトラキス(2−エチルヘキサンジオ
ラト)チタン、トリ−n−ブトキシチタンモノステアレ
ート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、
イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネー
ト、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェー
ト)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチル
ホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジト
リデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−
ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジ−トリデ
シル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイ
ロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス
(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネー
ト、イソプロピルトリオクタノルチタネート、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
ロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプ
ロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イ
ソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピ
ルトリ(N−アミノエチル・アミノエチル)チタネー
ト、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジ
イソステアロイルエチレンチタネート等が挙げることが
できる。
【0053】また、アルミニウムカップリング剤として
は、アルミニウムイソプロピレート、モノsec−ブト
キシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムs
ec−ブチレート、アルミニウムエチレート、エチルア
セトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アル
ミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルキル
アセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、ア
ルミニウムモノアセチルアセテートビス(エチルアセト
アセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネ
ート)、環状アルミニウムオキサイドイソプロピレート
等を挙げることができる。
【0054】中でも、種々の基体に対して特に優れた平
滑性、接着性、耐水性および耐溶剤性を与える点で、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキ
シシラン等のエポキシ基を有するシランカップリング剤
が好ましい。これらのカップリング剤は、1種単独でも
2種以上の組み合わせで使用することができる。
【0055】本発明の樹脂組成物における、(E)成分
としてのシランカップリング剤の配合量は、(A)成分
である重合体100重量部当たり0.1〜30重量部の
範囲であり、好ましくは0.5〜20重量部である。シ
ランカップリング剤である(E)成分の配合量が0.1
重量部未満では、形成される塗膜の平滑性ならび基体と
の接着性、耐水性および耐溶剤性が不十分であり、また
30重量部を越えると接着性の向上はもはや望めないば
かりでなく、形成される塗膜の硬化性が低下するため好
ましくない。
【0056】本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物
は、重合体(A)に単量体ユニット(I)で表される化
合物を含有することにより、アクリル酸グリシジルエス
テルやメタクリレート酸グリシジルエステル系単量体を
用いた重合体と比して、得られた硬化塗膜の耐熱性に優
れ、耐スパッタ性が向上する。また、エチレン性不飽和
二重結合を有する重合性化合物(B)を導入することに
より、塗布性、平坦性が向上し、さらには単量体ユニッ
ト(II)を重合体(A)に導入することにより、各種基
体に対する付着性や硬化剤である多価カルボン酸および
/またはその無水物(C)およびシランカップリング剤
(E)を配合した後の貯蔵安定性に優れることに特徴を
有している。
【0057】また、本発明のエネルギー線硬化性樹脂組
成物は、上述した(A)〜(E)を必須成分とするもの
であるが、必要に応じて透明性を損なわない程度に酸化
防止剤、紫外線吸収剤等の安定剤やレベリング剤の各種
の添加剤を添加することができる。なお、塗膜の目的に
よって透明性が求められない場合には、顔料、塗料、充
填剤等を配合することもできる。
【0058】本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物
は、上記諸成分を均一に混合することにより得られる。
これらの成分を混合する方法としては、通常、これらの
成分を適当な溶媒に溶解、混合する溶剤混合法が好まし
い。溶剤混合に用いる溶媒としては、上記各成分を溶解
し、かつこれらの成分と反応しないものであれば、特に
限定されるものではなく、種々の溶媒を使用することが
でき、代表的なものを例記するに止めれば、
【0059】(1)アセトン、メチルエチルケトン、メ
チル−n−プロピルケトン、メチルイソプロピルケト
ン、メチル−n−ブチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、メチル−n−アミルケトン、メチル−n−ヘキシル
ケトン、ジエチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、
ジ−n−プロピルケトン、ジイソブチルケトン、ヘプタ
ノン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、ホロ
ン等のケトン系溶媒 (2)エチルエーテル、イソプロピルエーテル、n−ブ
チルエーテル、ジイソアミルエーテル、ジエチレングリ
コール、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル
系溶媒 (3)ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸−n−ブチル、
酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸イソプロピル、
酢酸−nーブチル、酢酸−n−アミル等のエステル系溶
媒 (4)プロピレングリコールメチルエーテルアセテー
ト、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、
プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、プ
ロピレングリコールブチルエーテルアセテート、プロピ
レングリコールメチルエーテルプロピオネート、プロピ
レングリコールエチルエーテルプロピオネート、プロピ
レングリコールプロピルエーテルプロピオネート、プロ
ピレングリコールブチルエーテルプロピオネートなどの
プロピレングリコールアルキルエーテルエステル類 (5)エチレングリコールモノエチルエーテルアセテー
ト、エチ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などのエチレングリコール
エーテルエステル類 (6)エチレングリコールジメチルエーテル、エチレン
グリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブ
チルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエー
テル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチ
レングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコー
ルジブチルエーテルなどのエチレングリコールエーテル
類等を挙げることができる。
【0060】本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物を
溶媒混合により調製する場合の混合順序は特に限定する
ものではなく、例えば全成分を同時に溶媒に溶解して本
発明組成物の溶液を調整してもよいし、必要に応じて各
成分を別々に同一または異種の溶媒に溶解して2つ以上
の溶液とし、これらの溶液を混合して本発明エネルギー
線硬化性組成物の溶液を調整してもよい。
【0061】例えば(C)成分の溶液と、残りの他の成
分の溶液の2種とを調製しておき、使用直前に所望の比
率で混合することによって、各成分の長期にわたる貯蔵
安定性を向上させたり、2種の溶液の混合比率をかえる
だけで、目的に応じ簡単に塗膜性能を変化させることが
可能になる。
【0062】本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物溶
液の濃度は、特に限定されるものではなく、使用目的に
応じて適宜選定することができるが、一般的には5〜5
0重量%程度を使用する。
【0063】上記のようにして調製した本発明の樹脂組
成物の溶液を基体表面に塗布し、プリベーク、エネルギ
ー線照射、更に加熱により硬化させることにより所望の
塗膜を得ることができる。
【0064】本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物の
溶液を基体表面に塗布する方法は特に限定されず、例え
ばスプレー法、ロールコート法、回転塗布法など各種の
方法を用いることができ、本発明のエネルギー線硬化性
樹脂組成物が回転塗布法にも適している点は本発明の特
徴の一つである
【0065】本発明エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬
化条件は、樹脂組成物の各成分の種類、配合割合等によ
って適宜選択される。例えば、30〜150℃でプリベ
ークを行うことにより溶剤を除去し、次に例えば紫外線
を照射し、さらに通常80〜250℃、好ましくは18
0〜250℃の温度で15分〜10時間程度加熱を行
う。
【0066】このようにして本発明のエネルギー線硬化
性樹脂組成物は貯蔵安定性に優れ、かつ該エネルギー線
硬化性組成物から得られる塗膜は、紫外から可視の領域
にわたる広い範囲の波長域において高い光線透過率を有
して透明性に優れているほか、ガラス、金属、プラスチ
ック等の種々の材料からなる基体に対して優れた接着性
を示す。また、この塗膜は平滑、強靱で、耐光性および
耐熱性に優れており、特に高温・高真空下における耐ス
パッタ性に優れ、さらに長期にわたる使用によっても変
色などの変質を起こすこともなく、耐水性、耐溶剤性お
よび耐汚染性にも優れたものである。
【0067】これらの特徴により、本発明のエネルギー
線硬化性樹脂組成物により形成される塗膜は、各種物品
の基体表面の保護塗膜として有用であるのみならず、色
分離フィルターの防染保護層、表面保護層等として極め
て好適であり、色の鮮明度や明るさに優れ、信頼性の高
い色分離フィルターを得ることができる。
【0068】次に実施例によって本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるも
のではない。なお、以下において、部および%は特に断
りのない限り、すべて重量基準であるものとする。
【0069】(I)重合体(A)の合成 合成例−1 窒素雰囲気下、2000mlの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(以後PGMA
Cと略記する)の500.0部を仕込み、攪拌しながら
115℃まで昇温したのち、メタクリル酸3,4−エポ
キシシクロヘキシル(以後ECHMAと略記する)50
0.0部とパーブチルO[日本油脂(株)製 有機過酸
化物 t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサネー
ト]の25.0部との混合物を1時間かけて滴下した。
滴下後115℃にて1時間保持した後、パーブチルZ
[日本油脂(株)製 有機過酸化物 t−ブチルパーオ
キシベンゾエート]の0.3部を加え、さらに同温度で
6時間反応させた。得られた樹脂溶液の不揮発分(15
0℃、1時間乾燥後の残留樹脂重量%)は49.5%、
ガードナー粘度はL−Mでポリスチレン換算の数平均分
子量は4800であった。以後この重合体をA−1と略
記する。
【0070】合成例−2 合成例−1においてECHMAの500.0部にかえ
て、ECHMAの400.0部とメタクリル酸メチルグ
リシジル(以後M−GMAと略記する)の100.0部
を用い、他は合成例−1と同様にして、不揮発分が4
9.7%、粘度がLで数平均分子量が4600の樹脂溶
液を得た。以後この重合体をA−2と略記する。
【0071】合成例−3 合成例−1においてECHMAの500.0部にかえ
て、ECHMAの250.0部とM−GMAの250.0
部を用い、他は合成例−1と同様にして、不揮発分が4
9.7%、粘度がJで数平均分子量が4500の樹脂溶
液を得た。以後この重合体をA−3と略記する。
【0072】合成例−3 合成例−1においてECHMAの500.0部にかえ
て、ECHMAの250.0部とM−GMAの250.0
部を用い、さらにパーブチルOの25.0部を10.0部
に変更した他は合成例−1と同様にして、不揮発分が5
0.5%、粘度がV−Wで数平均分子量が12000の
樹脂溶液を得た。以後この重合体をA−4と略記する。
【0073】合成例−4 合成例−1においてECHMAの500.0部にかえ
て、ECHMAの100.0部とM−GMAの400.0
部を用い、他は合成例−1と同様にして、不揮発分が4
9.7%、粘度がK−Lで数平均分子量が4600の樹
脂溶液を得た。以後この重合体をA−5と略記する。
【0074】合成例−5 合成例−1においてECHMAの500.0部にかえ
て、ECHMAの400.0部とM−GMAの50.0部
およびメタクリル酸ステアリルの50.0部を用い、他
は合成例−1と同様にして、不揮発分が49.4%、粘
度がI−Jで数平均分子量が4700の樹脂溶液を得
た。以後この重合体をA−6と略記する。
【0075】合成例−6 合成例−1においてECHMAの500.0部にかえ
て、メタクリル酸グリシジルの500.0部を用い、他
は合成例−1と同様にして、不揮発分が49.9%、粘
度がL−Mで数平均分子量が4400の樹脂溶液を得
た。以後この重合体をA−8と略記する。
【0076】合成例−7 合成例−1においてECHMAの500.0部にかえ
て、メタクリル酸グリシジルの250.0部とM−GM
Aの250.0部を用い、他は合成例−1と同様にし
て、不揮発分が49.8%、粘度がH−Iで数平均分子
量が4600の樹脂溶液を得た。以後この重合体をA−
9と略記する。
【0077】実施例−1 合成例−1で得られた重合体A−1の64.0部と、ジ
ペンタエリスリトールヘキサアクリレート(以下DPH
Aと略記する)をガラス容器に秤取り、PGMACの3
9.8部とγ−グルシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンの2.1部と1―ヒドロキシシクロヘキシルフェニル
ケトンの0.1部を室温にて混合攪拌し、次いで得られ
た溶液にジメチルジグリコール(以下DMDGと略記す
る)にて20%に溶解させたトリメリット酸無水物溶液
の16.9部を加え、均一になるまで混合させた。この
ものを、孔径0.2μmのフィルターでろ過し、本発明
の組成物溶液とした。得られた溶液をスピンコーターを
用いてガラス板上に回転数1000rpmで回転塗布し
た。塗布後、ガラス板を100℃で2分間予備乾燥して
溶剤を除去し、高圧水銀灯を用いて500mJ/cm2
露光した。その後230℃の恒温槽中にて30分間熱処
理し塗膜を硬化させた。評価結果を表−3に示した。
【0078】実施例−2〜11および比較例1〜3 表−1及び表−2に示す要領にて配合する以外は、実施
例−1と同様にして評価を行った。
【0079】
【表1】
【0080】
【表2】
【0081】
【表3】
【0082】[塗膜性能]以上のようにして作成した塗
膜について、以下の試験を行った。 光線透過率:、上記の方法で塗布し硬化させたガラス板
の吸収スペクトルを、用いたガラス板そのものを基準に
350nm〜800nmの領域において測定した。光透
過率が95%以上のものを0.95%未満のものを×と
した。
【0083】耐スパッタ性:上記塗布ガラス板上にIT
Oスパッタ装置(ULVAC SH−450[日本真空
技術(株)製)]を用い、ターゲットに二酸化珪素/酸
化インジュウムが5/95(wt%)を使用して、温度
230℃、真空度10ー5〜10 ー6torr.で30分間
スパッタを行い、シワ、クラック等の外観を観察した。
【0084】接着性試験:このガラス板に塗布し硬化さ
せた塗膜の接着性を調べるためにセロハンテープによる
剥離試験を熱硬化後、熱処理(250℃×60分)後、
沸騰水処理後、水酸化ナトリウム処理(40℃、2重量
%水酸化ナトリウム水溶液に30分浸漬)後、塩酸(4
0℃、10重量%塩酸水溶液に30分浸漬)処理後、N
ーメチルー2ーピロリドン処理(23℃で10分浸漬)
後に行った。
【0085】平坦性:最大段差高1.0μmのカラーフ
ィルターを有する基板上に、本発明の組成物溶液を塗布
成膜し、成膜後の最大段差高を評価した。
【0086】保存安定性:上記で配合した樹脂溶液を4
0℃で1ケ月保存した前後の粘度の変化を評価した。
【0087】以上の結果から、本発明の樹脂組成物は貯
蔵安定性に優れ、かつ該樹脂組成物から得られる硬化塗
膜は透明性、耐スパッタ性、接着性、耐水性、耐酸性、
耐アルカリ性および耐溶剤性に極めて優れていることが
明かである。
【0088】実施例および比較例から明らかなように、
本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物は1分子中に1
個の重合性不飽和二重結合と1個以上の脂環式エポキシ
基とを有する単量体(I)を含有する重合体(A)と、
エチレン性不飽和二重結合を有する重合性化合物(B)
と、多価カルボン酸および/またはその無水物からなる
群から選ばれる1種以上の化合物(C)と、光重合開始
剤(D)と、カップリング剤(E)とを含んでなるエネ
ルギー線硬化性樹脂組成物のため、硬化塗膜は優れた透
明性、接着性、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性および耐
溶剤性を示すとともに、耐スパッタ性が優れ、また、エ
チレン性不飽和二重結合を有する重合性化合物(B)を
含有し、エネルギー線照射によって塗膜を予備硬化させ
ることにより、塗膜の塗布性、表面平滑性に優れたエネ
ルギー線硬化性樹脂組成物が得られことが知れる。
【0089】
【発明の効果】本発明は、耐スパッタ性に優れ、かつ優
れた耐熱性、透明性、接着性、耐水性、耐酸性、耐アル
カリ性、耐溶剤性を有し、特に塗装作業性や表面平滑性
にも優れた硬化塗膜が容易に作成可能な、貯蔵安定性に
も優れたエネルギー線硬化型樹脂組成物を提供できる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1分子中に1個の重合性不飽和二重結合
    と1個以上の脂環式エポキシ基とを有する単量体(I)
    を含有する重合体(A)と、エチレン性不飽和二重結合
    を有する重合性化合物(B)と、多価カルボン酸および
    /またはその無水物からなる群から選ばれる1種以上の
    化合物(C)と、光重合開始剤(D)と、カップリング
    剤(E)とを含んでなるエネルギー線硬化性樹脂組成
    物。
  2. 【請求項2】 重合体(A)が1分子中に1個の重合性
    不飽和二重結合と1個以上の脂環式エポキシ基とを有す
    る単量体(I)を30重量%以上含有する請求項1記載
    のエネルギー線硬化性樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 多価カルボン酸および/またはその無水
    物からなる群から選ばれる1種以上の化合物(C)が、
    重合体(A)100重量部当たり1〜100重量部含ん
    でなる請求項1または2記載のエネルギー線硬化性樹脂
    組成物。
  4. 【請求項4】 カップリング剤(E)が、重合体(A)
    100重量部当たり0.1〜30重量部含んでなる請求
    項1〜4のいずれか1項記載のエネルギー線硬化性樹脂
    組成物。
  5. 【請求項5】 重合体(A)がさらに下記一般式 【化1】 (式中、R1は水素又は低級アルキル基であり、R2は低
    級アルキル基であり、 nは1〜5の整数である。)で表される化合物に基づく
    単量体(II)を含んでなる請求項1〜4のいずれか1項
    記載のエネルギー線硬化性樹脂組成物。
  6. 【請求項6】 単量体(II)のR2の低級アルキル基
    が、メチル基である請求項5記載のエネルギー線硬化性
    樹脂組成物。
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JP2016029489A (ja) * 2008-10-30 2016-03-03 住友化学株式会社 感光性樹脂組成物

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