本発明のエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物は、芳香族エステル化合物(A)と、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)とを含有することを特徴とする。
前記芳香族エステル化合物(A)とは、芳香環同士がエステル結合にて結合された構造部位を有する化合物を云い、その他の具体構造や分子量等は特に問われず、多種多様な化合物を用いることができる。また、前記芳香族エステル化合物(A)は、耐熱性及び誘電特性に優れた硬化物を形成可能なエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物が得られることから、分子構造中に重合性不飽和結合を1つまたは複数有することが好ましい。
前記芳香族エステル化合物(A)としては、例えば、フェノール性水酸基を有する芳香族化合物と、カルボキシル基を有する芳香族化合物、その酸ハロゲン化物及び/またはそのエステル化物(本明細書において、カルボキシル基を有する芳香族化合物、その酸ハロゲン化物、及び/またはそのエステル化物を併せて「カルボキシル基を有する芳香族化合物等」と称することがある。)との反応生成物である芳香族化合物が挙げられる。
前記フェノール性水酸基を有する芳香族化合物、及び、前記カルボキシル基を有する芳香族化合物等の少なくとも1つが、重合性不飽和結合含有置換基を有していてもよい。
前記フェノール性水酸基を有する芳香族化合物としては、例えば、フェノール性水酸基を2つ以上有する第1の芳香族化合物、フェノール性水酸基を1つ有する第2の芳香族化合物が挙げられる。
前記第1の芳香族化合物としては、フェノール性水酸基を2つ以上有するものである。2つ以上のフェノール性水酸基を有することにより、後述する第3の芳香族化合物等または第4の芳香族化合物等と反応することでエステル構造を形成しうる。
前記第1の芳香族化合物としては、特に制限されないが、例えば、置換または非置換の炭素原子数3〜30の第1の芳香族環に2つ以上のフェノール性水酸基を有する化合物が挙げられる。
前記炭素原子数3〜30の第1の芳香族環としては、例えば、単環芳香族環、縮環芳香族環、環集合芳香族環等が挙げられる。
前記単環芳香族環としては、例えば、ベンゼン、フラン、ピロール、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジン等が挙げられる。
前記縮環芳香族環としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、フタラジン、プテリジン、クマリン、インドール、ベンゾイミダゾール、ベンゾフラン、アクリジン等が挙げられる。
前記環集合芳香族環としては、例えば、ビフェニル、ビナフタレン、ビピリジン、ビチオフェン、フェニルピリジン、フェニルチオフェン、テルフェニル、ジフェニルチオフェン、クアテルフェニル等が挙げられる。
前記炭素原子数3〜30の第1の芳香族環は置換基を有していてもよい。この際、「第1の芳香族環の置換基」としては、例えば、炭素原子数1〜10のアルキル基、炭素原子数1〜10のアルコキシ基、ハロゲン原子、重合性不飽和結合含有置換基等が挙げられる。
前記炭素原子数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、n−ノニル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基が挙げられる。
前記炭素原子数1〜10のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
前記重合性不飽和結合含有置換基とは、重合性不飽和結合を少なくとも1つ有する炭素原子数2〜30の置換基を意味する。この際、「不飽和結合」とは、炭素原子−炭素原子の二重結合、炭素原子−炭素原子の三重結合を意味する。前記不飽和結合含有置換基としては、アルケニル基やアルキニル基等が挙げられる。
前記アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、1−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、4−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、1−オクテニル基、2−オクテニル基、1−ウンデセニル基、1−ペンタデセニル基、3−ペンタデセニル基、7−ペンタデセニル基、1−オクタデセニル基、2−オクタデセニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロオクテニル基、1,3−ブタジエニル基、1,4−ブタジエニル基、ヘキサ−1,3−ジエニル基、ヘキサ−2,5−ジエニル基、ペンタデカ−4,7−ジエニル基、ヘキサ−1,3,5−トリエニル基、ペンタデカ−1,4,7−トリエニル基等が挙げられる。
前記アルキニル基としては、例えば、エチニル基、プロパルギル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、3−ペンチニル基、4−ペンチニル基、1,3−ブタジイニル基等が挙げられる。
これらのうち、重合性不飽和結合含有置換基としては、炭素原子数2〜30のアルケニル基であることが好ましく、炭素原子数2〜10のアルケニル基であることがより好ましく、炭素原子数2〜5のアルケニル基であることがさらに好ましく、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、1−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基であることが特に好ましく、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、1−プロペニル基であることが最も好ましい。
上述の第1の芳香族環の置換基は、単独で含んでいても、2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。
そして、上述のように第1の芳香族化合物は、上述の置換または非置換の炭素原子数3〜30の第1の芳香族環を構成する水素原子の少なくとも2つが水酸基に置換されてなるものである。
前記第1の芳香族環が単環芳香族環である化合物(以下、単に「第1の単環芳香族環化合物」と称することがある)の具体例としては、例えば、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、ヒドロキシノール、フロログルシノール、ピロガロール、2,3−ジヒドロキシピリジン、2,4−ジヒドロキシピリジン、4,6−ジヒドロキシピリミジン、3−メチルカテコール、4−メチルカテコール、4−アリルピロカテコール等が挙げられる。
前記第1の芳香族環が縮環芳香族環である化合物(以下、単に「第1の縮環芳香族環化合物」と称することがある)の具体例としては、例えば、1,3−ナフタレンジオール、1,5−ナフタレンジオール、2,6−ナフタレンジオール、2,7−ナフタレンジオール、1,2,4−ナフタレントリオール、1,4,5−ナフタレントリオール、9,10−ジヒドロキシアントラセン、1,4,9,10−テトラヒドロキシアントラセン、2,4−ジヒドロキシキノリン、2,6−ジヒドロキシキノリン、5,6−ジヒドロキシインドール、2−メチルナフタレン−1,4−ジオール等が挙げられる。
前記第1の芳香族環が環集合芳香族環である化合物(以下、単に「第1の環集合芳香族環化合物」と称することがある)の具体例としては、例えば、2,2’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,4,4’−トリヒドロキシビフェニル、2,2’,3−トリヒドロキシビフェニル等が挙げられる。
また、前記第1の芳香族化合物は、前記第1の芳香族環が連結基により連結された構造を有するものであってもよい。一実施形態において、第1の芳香族化合物は、下記化学式(1)で表される。
上記化学式(1)において、Ar1は、それぞれ独立して置換または非置換の第1の芳香族環基であり、Ar2は、それぞれ独立して置換または非置換の第2の芳香族環基であり、Xは、それぞれ独立して酸素原子、硫黄原子、置換または非置換のアルキレン、置換または非置換のシクロアルキレン、アラルキレンであり、nは0〜10の整数である。この際、前記Ar1及び前記Ar2を構成する水素原子の少なくとも2つが、水酸基に置換されてなる。なお、前記Xが連結基に相当する。
前記Ar1は、置換または非置換の第1の芳香族環基である。上記化学式(1)の記載からも明らかなように、上述の置換または非置換の芳香族環を構成する芳香族環の水素原子のうちの1つが「X」と結合することとなる。
前記第1の芳香族環基としては、例えば、ベンゼン、フラン、ピロール、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジン等の単環芳香族化合物から水素原子が1つ除かれたもの;ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、フタラジン、プテリジン、クマリン、インドール、ベンゾイミダゾール、ベンゾフラン、アクリジン等の縮環芳香族化合物から水素原子が1つ除かれたもの等の芳香族化合物から水素原子が1つ除かれたものが挙げられる。また、これらの芳香族化合物を複数組み合わせたものであってもよく、例えば、ビフェニル、ビナフタレン、ビピリジン、ビチオフェン、フェニルピリジン、フェニルチオフェン、テルフェニル、ジフェニルチオフェン、クアテルフェニル等の環集合芳香族化合物から水素原子が1つ除かれたものが挙げられる。
この際、第1の芳香族環基は置換基を有していてもよく、この際、「第1の芳香族環基の置換基」とは、前記第1の芳香族環基を構成する芳香族環の水素原子の少なくとも1つと置換されるものである。前記「第1の芳香族環基の置換基」としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アルキルオキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
前記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
前記アルキルオキシカルボニル基としては、例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、プロピルオキシカルボニル基、イソプロピルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、n−ブチルオキシカルボニル基、イソブチルオキシカルボニル基、sec−ブチルオキシカルボニル基、tert−ブチルオキシカルボニル基等が挙げられる。
前記アルキルカルボニルオキシ基としては、例えば、メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、n−ブチルカルボニルオキシ基、イソブチルカルボニルオキシ基、sec−ブチルカルボニルオキシ基、tert−ブチルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
これらのうち、Ar1は、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、ビフェニル、ビナフタレン、クアテルフェニル、アリルベンゼン、ジアリルベンゼン、アリルナフタレン、ジアリルナフタレン、アリルビフェニル、ジアリルビフェニルから水素原子が1つ除かれたものであることが好ましく、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、アリルベンゼン、ジアリルナフタレン、ジアリルビフェニルから水素原子が1つ除かれたものであることがより好ましい。
前記Ar2は、それぞれ独立して置換または非置換の第2の芳香族環基である。上記化学式(1)の記載からも明らかなように、上述の置換または非置換の芳香族環を構成する芳香族環の水素原子のうち2つが「X」と結合することとなる。
前記第2の芳香族環基としては、例えば、ベンゼン、フラン、ピロール、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジン等の単環芳香族化合物から水素原子が2つ除かれたもの;ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、フタラジン、プテリジン、クマリン、インドール、ベンゾイミダゾール、ベンゾフラン、アクリジン等の縮環芳香族化合物から水素原子が2つ除かれたもの等の芳香族化合物から水素原子が2つ除かれたものが挙げられる。また、これらの芳香族化合物を複数組み合わせたものであってもよく、例えば、ビフェニル、ビナフタレン、ビピリジン、ビチオフェン、フェニルピリジン、フェニルチオフェン、テルフェニル、ジフェニルチオフェン、クアテルフェニル等の環集合芳香族化合物から水素原子が2つ除かれたものが挙げられる。
この際、第2の芳香族環基は置換基を有していてもよい。「第2の芳香族環基の置換基」としては、上述した「第1の芳香族環基の置換基」と同様のものが挙げられる。
前記Xは、それぞれ独立して、酸素原子、硫黄原子、置換または非置換のアルキレン、置換または非置換のシクロアルキレン、アラルキレンである。
前記アルキレンとしては、例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、1−メチルメチレン、1,1−ジメチルメチレン、1−メチルエチレン、1,1−ジメチルエチレン、1,2−ジメチルエチレン、プロピレン、ブチレン、1−メチルプロピレン、2−メチルプロピレン、ペンチレン、ヘキシレン等が挙げられる。
前記シクロアルキレンとしては、例えば、シクロプロピレン、シクロブチレン、シクロペンチレン、シクロヘキシレン、シクロペンチレン、シクロへプチレン、および下記化学式(2−1)〜(2−4)で表されるシクロアルキレン等が挙げられる。
なお、上記化学式(2−1)〜(2−4)において、「*」はAr1またはAr2と結合する部位を表す。
前記アラルキレンとしては、例えば、下記化学式(3−1)〜(3−8)で表されるアラルキレン等が挙げられる。
なお、上記化学式(3−1)〜(3−8)において、「*」はAr1またはAr2と結合する部位を表す。
前記アルキレン、前記シクロアルキレン、前記アラルキレンは置換基を有していてもよい。この際、「Xの置換基」としては、上述した「第1の芳香族環の置換基」と同様のものが挙げられる。
上記化学式(1)中のnは、0〜10の整数であり、好ましくは0〜8の整数であり、より好ましくは0〜5の整数である。なお、上記化学式(1)で表される化合物がオリゴマーまたはポリマーである場合、nはその平均値を意味する。
そして、前記Ar1及び前記Ar2を構成する水素原子の少なくとも2つが、水酸基に置換されてなる。
下記化学式(1)で表される化合物の具体例としては、特に制限されないが、例えば、各種のビスフェノール化合物や、下記化学式(4−1)〜(4−8)で表される化合物、及びこれらの芳香核上に1つまたは複数の重合性不飽和結合含有置換基を有するものが挙げられる。
前記各種のビスフェノール化合物としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールAP、ビスフェノールB、ビスフェノールE、ビスフェノールF、ビスフェノールZ等が挙げられる。
上記化学式(4−1)〜(4−8)において、nは0〜10の整数、好ましくは0〜5の整数である。この際、化学式(4−1)〜(4−8)で表される化合物がオリゴマーまたはポリマーである場合、nはその平均値を意味する。なお、本明細書において、「オリゴマー」とは、繰り返し単位が1〜5である化合物を含むものを意味し、「ポリマー」とは、繰り返し単位が6以上である化合物を含むものを意味する。また、芳香環上の置換基である水酸基の置換位置については任意であり、ナフタレン環の場合において、他の構造と結合している環、結合していない環のいずれであってもよい。
なお、一実施形態において、上述の第1の芳香族環が上記化学式(1)で表されるものは、第1の芳香族環を構成する水素原子の少なくとも1つが水酸基に置換されてなるものと、ジビニル化合物やジアルキルオキシメチル化合物との反応により合成することができる。
この際、前記ジビニル化合物やジアルキルオキシメチル化合物としては、例えば、1,3−ブタジエン、1,5−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、トリシクロペンタジエン、テトラシクロペンタジエン、ペンタシクロペンタジエン、ヘキサシクロペンタジエン等の脂肪族ジエン化合物;ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル等の芳香族ジエン化合物;ジメトキシメチルベンゼン、ジメトキシメチルビフェニル、ビスフェノールAメトキシ付加物、ビスフェノールAエトキシ付加物、ビスフェノールFメトキシ付加物、ビスフェノールFエトキシ付加物等のジアルキルオキシメチル化合物等が挙げられる。
上述のフェノール性水酸基を2つ以上有する第1の芳香族化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記第1の芳香族化合物の水酸基当量としては、130〜500g/当量であることが好ましく、130〜400g/当量であることがより好ましい。前記第1の芳香族化合物の水酸基当量が130g/当量以上であると耐熱性を付与できることから好ましい。一方、前記第1の芳香族化合物の水酸基当量が500g/当量以下であると、耐熱性と誘電正接のバランスに優れることから好ましい。
前記第1の芳香族化合物が、上記化学式(1)で表されるものであって、nがオリゴマーまたはポリマーの場合における重量平均分子量は、200〜3000であることが好ましく、200〜2000であることがより好ましい。前記第1の芳香族化合物の重量平均分子量が200以上であると、誘電正接に優れることから好ましい。一方、第前記1の芳香族化合物の重量平均分子量が3000以下であると、成形性に優れることから好ましい。なお、本明細書において、「重量平均分子量」の値は以下の方法により測定された値を採用するものとする。すなわち、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)を以下の条件により測定して得られた値を採用する。
GPCの測定条件
測定装置:東ソー株式会社製「HLC−8320 GPC」
カラム:東ソー株式会社製ガードカラム「HXL−L」
+東ソー株式会社製「TSK−GEL G4000HXL」
+東ソー株式会社製「TSK−GEL G3000HXL」
+東ソー株式会社製「TSK−GEL G2000HXL」
+東ソー株式会社製「TSK−GEL G2000HXL」
検出器:RI(示差屈折計)
データ処理:東ソー株式会社製「GPCワークステーション EcoSEC−WorkStation」
カラム温度:40℃
展開溶媒:テトラヒドロフラン
流速:1.0ml/分
標準:前記「GPC−8320 GPC」の測定マニュアルに準拠して、分子量が既知の下記の単分散ポリスチレンを用いた
使用ポリスチレン
東ソー株式会社製「A−500」
東ソー株式会社製「A−1000」
東ソー株式会社製「A−2500」
東ソー株式会社製「A−5000」
東ソー株式会社製「F−1」
東ソー株式会社製「F−2」
東ソー株式会社製「F−4」
東ソー株式会社製「F−10」
東ソー株式会社製「F−20」
東ソー株式会社製「F−40」
東ソー株式会社製「F−80」
東ソー株式会社製「F−128」
試料:樹脂固形分換算で1.0質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(50μl)。
前記第2の芳香族化合物としては、フェノール性水酸基を1つ有するものである。前記第2の芳香族化合物はフェノール性水酸基を1つ有することから、エステル化の反応を停止させる機能を有する。
前記第2の芳香族化合物としては、例えば、置換または非置換の炭素原子数3〜30の第2の芳香族環に1つのフェノール性水酸基を有する化合物が挙げられる。
前記炭素原子数3〜30の第2の芳香族環としては、例えば、単環芳香族環、縮環芳香族環、環集合芳香族環、アルキレンにより連結される芳香族環等が挙げられる。前記単環芳香族環、前記縮環芳香族環、前記環集合芳香族環としては、上述した第1の芳香族環と同様のものが挙げられる。
前記アルキレンにより連結される芳香族環としては、例えば、ジフェニルメタン、ジフェニルエタン、1,1−ジフェニルエタン、2,2−ジフェニルプロパン、ナフチルフェニルメタン、トリフェニルメタン、ジナフチルメタン、ジナフチルプロパン、フェニルピリジルメタン、フルオレン、ジフェニルシクロペンタン等が挙げられる。
第2の芳香族化合物に係る炭素原子数3〜30の第2の芳香族環は置換基を有していてもよい。この際、「第2の芳香族環の置換基」としては、上述した「第1の芳香族環の置換基」と同様のものが挙げられる。
そして、上述のように第2の芳香族化合物は、上述の置換または非置換の炭素原子数3〜30の第2の芳香族環を構成する水素原子の1つが水酸基に置換される。
前記第2の芳香族化合物としては、例えば、下記化学式(5−1)〜(5−17)で表される化合物が挙げられる。
上記化学式(5−1)〜(5−17)において、R1は、重合性不飽和結合含有置換基である。前記重合性不飽和結合含有置換基は上述したものと同様である。さらに、pは、0または1以上の整数であり、好ましくは1〜3であり、より好ましくは1または2であり、さらに好ましくは1である。なお、pが2以上の場合、芳香環上の結合位置は任意であり、例えば、化学式(5−6)のナフタレン環や化学式(5−17)の複素環においてはいずれの環上に置換していてもよく、化学式(5−9)等では、1分子中に存在するベンゼン環のいずれの環上に置換していても良いことを示し、1分子中における置換基の個数がpであることを示している。
前記第2の芳香族化合物としては、より具体的には、フェノール、クレゾール、キシレノール、オルトアリルフェノール、メタアリルフェノール、パラアリルフェノール、2,4−ジアリルフェノール、2,6−ジアリルフェノール、2−アリル−4−メチルフェノール、2−アリル−6−メチルフェノール、2−アリル−4−メトキシ−6−メチルフェノール、2−プロパルギルフェノール、3−プロパルギルフェノール、4−プロパルギルフェノール等の芳香族環が単環芳香族環である化合物(以下、単に「第2の単環芳香族環化合物」と称することがある);1−ナフトール、2−ナフトール、2−アリル−1−ナフトール、3−アリル−1−ナフトール、1−アリル−2−ナフトール、3−アリル−2−ナフトール、5−アリル−1−ナフトール、6−アリル−1−ナフトール、ジアリルナフトール、2−アリル−4−メトキシ−1−ナフトール、2−プロパルギル−1−ナフトール、3−プロパルギル−1−ナフトール、1−プロパルギル−2−ナフトール、3−プロパルギル−2−ナフトール等の芳香族環が縮環芳香族環である化合物(以下、単に「第2の縮環芳香族環化合物」と称することがある);アリルヒドロキシビフェニル、ヒドロキシプロパルギルビフェニル等の芳香族環が環集合芳香族環である化合物(以下、単に「第2の環集合芳香族環化合物」と称することがある)等が挙げられる。
上述のうち、前記第2の芳香族化合物は、第2の単環芳香族環化合物、第2の縮環芳香族環化合物であることが好ましく、オルトアリルフェノール、メタアリルフェノール、パラアリルフェノール、2−アリル−1−ナフトール、3−アリル−1−ナフトール、1−アリル−2−ナフトール、3−アリル−2−ナフトール、5−アリル−1−ナフトール、6−アリル−1−ナフトールであることがより好ましい。
また、別の一実施形態において、前記第2の芳香族化合物は、第2の縮環芳香族環化合物(縮環芳香族環化合物)であることが好ましく、2−アリル−1−ナフトール、3−アリル−1−ナフトール、1−アリル−2−ナフトール、3−アリル−2−ナフトール、5−アリル−1−ナフトール、6−アリル−1−ナフトールであることがより好ましい。第2の芳香族化合物は、縮環芳香族環化合物であると、立体障害により分子運動が抑制されることで、誘電正接が低下しうることから好ましい。また、芳香族エステル化合物(A)の高ハンドリング性、低粘度である観点においてはベンゼン環骨格を有する2−アリルフェノール等が好ましく、一方、得られる硬化物において、耐熱性、及び低誘電特性のバランスに優れる観点から、ナフタレン環骨格を有する2−アリル−1−ナフトール、1−アリル−2−ナフトール等が好ましい。
なお、上述のフェノール性水酸基を1つ有する第2の芳香族化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記カルボキシル基を有する芳香族化合物等としては、例えば、カルボキシル基を2つ以上有する第3の芳香族化合物、カルボキシル基を1つ有する第4の芳香族化合物、またはそれらの酸ハロゲン化物やエステル化物が挙げられる。
前記第3の芳香族化合物、その酸ハロゲン化物、及び/またはそのエステル化物は、カルボキシル基を2つ以上有する芳香族化合物、またはその誘導体、具体的には酸ハロゲン化物、エステル化物である(本明細書において、第3の芳香族化合物、その酸ハロゲン化物、及び/またはそのエステル化物を併せて「第3の芳香族化合物等」と称することがある。)。第3の芳香族化合物等は、2以上のカルボキシル基等を有することにより、上述の第1の芳香族化合物または第2の芳香族化合物と反応することでエステル構造を形成しうる。
前記第3の芳香族化合物等としては、例えば、置換または非置換の炭素原子数3〜30の第3の芳香族環にカルボキシル基等を2つ以上有する化合物が挙げられる。
前記「カルボキシル基等」とは、例えば、カルボキシル基;フッ化アシル基、塩化アシル基、臭化アシル基等のハロゲン化アシル基;メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基等のアルキルオキシカルボニル基;フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等のアリールオキシカルボニル基等が挙げられる。なお、ハロゲン化アシル基を有する場合、前記第3の芳香族化合物は酸ハロゲン化物であり、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基を有する場合、前記第3の芳香族化合物はエステル化物となりうる。これらのうち、前記第3の芳香族化合物はカルボキシル基、ハロゲン化アシル基、アリールオキシカルボニル基を有することが好ましく、カルボキシル基、ハロゲン化アシル基を有することがさらに好ましく、カルボキシル基、塩化アシル基、臭化アシル基を有することがさらに好ましい。
前記炭素原子数3〜30の第3の芳香族環としては、例えば、単環芳香族環、縮環芳香族環、環集合芳香族環、アルキレンにより連結される芳香族環等が挙げられる。前記単環芳香族環、前記縮環芳香族環、前記環集合芳香族環、アルキレンにより連結される芳香族環としては、上述した第1の芳香族環および第2の芳香族環と同様のものが挙げられる。
前記第3の芳香族化合物等に係る炭素原子数3〜30の第3の芳香族環は置換基を有していてもよい。この際、「第3の芳香族環の置換基」としては、上述した「第1の芳香族環の置換基」と同様のものが挙げられる。
前記第3の芳香族化合物等としては、例えば、下記化学式(6−1)〜(6−15)で表される化合物が挙げられる。
上記化学式(6−1)〜(6−15)において、R1は、重合性不飽和結合含有置換基である。この際、前記重合性不飽和結合含有置換基は上述したものと同様である。R2は、水酸基、ハロゲン原子、アルキルオキシ基、アリールオキシ基である。また、pは0または1以上の整数であり、好ましくは0または1〜3であり、より好ましくは0または1であり、さらに好ましくは0である。qは、2または3である。なお、p及びqが2以上の場合、芳香環上の結合位置は任意であり、例えば、化学式(6−5)のナフタレン環や化学式(6−15)の複素環においてはいずれの環上に置換していてもよく、化学式(6−7)等では、1分子中に存在するベンゼン環のいずれの環上に置換していてもよいことを示し、1分子中における置換基の個数がp及びqであることを示している。
前記第3の芳香族化合物等としては、より具体的には、イソフタル酸、テレフタル酸、5−アリルイソフタル酸、2−アリルテレフタル酸等のベンゼンジカルボン酸;トリメリット酸、5−アリルトリメリット酸等のベンゼントリカルボン酸;ナフタレン−1,5−ジカルボン酸、ナフタレン−2,3−ジカルボン酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、3−アリルナフタレン−1,4−ジカルボン酸、3,7−ジアリルナフタレン−1,4−ジカルボン酸等のナフタレンジカルボン酸;2,4,5−ピリジントリカルボン酸等のピリジントリカルボン酸;1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリカルボン酸等のトリアジンカルボン酸;これらの酸ハロゲン化物、エステル化物等が挙げられる。これらのうち、ベンゼンジカルボン酸、ベンゼントリカルボン酸であることが好ましく、イソフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸クロリド、テレフタル酸クロリド、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボニルトリクロリドであることがより好ましく、イソフタル酸クロリド、テレフタル酸クロリド、1,3,5−ベンゼントリカルボニルトリクロリドであることがさらに好ましい。
上述のうち、芳香族環が単環芳香族環である第3の芳香族化合物等、芳香族環が縮環芳香族環である第3の芳香族化合物等であることが好ましく、ベンゼンジカルボン酸、ベンゼントリカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、これらの酸ハロゲン化物であることが好ましく、ベンゼンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、これらの酸ハロゲン化物であることがより好ましく、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−1,5−ジカルボン酸、ナフタレン−2,3−ジカルボン酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、これらの酸ハロゲン化物であることがさらに好ましい。
なお、上述の第3の芳香族化合物等は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記第4の芳香族化合物、その酸ハロゲン化物、及び/またはそのエステル化物は、カルボキシル基を1つ有する芳香族化合物、またはその誘導体、具体的には酸ハロゲン化物、エステル化物である(本明細書において、第4の芳香族化合物、その酸ハロゲン化物、及び/またはそのエステル化物を併せて「第4の芳香族化合物等」と称することがある。)。第4の芳香族化合物等は、カルボキシル基等を1つ有することから、エステル化反応を停止させる機能を有する。
前記第4の芳香族化合物等としては、例えば、置換または置換の炭素原子数3〜30の第4の芳香族環にカルボキシル基等を1つ有する化合物が挙げられる。
前記「カルボキシル基等」とは、上述した「カルボキシル基等」と同様のものが挙げられる。
前記炭素原子数3〜30の第4の芳香族環としては、例えば、単環芳香族環、縮環芳香族環、環集合芳香族環、アルキレンにより連結される芳香族環等が挙げられる。前記単環芳香族環、前記縮環芳香族環、前記環集合芳香族環、アルキレンにより連結される芳香族環としては、上述した第1の芳香族環、第2の芳香族環及び第3の芳香族環と同様のものが挙げられる。
前記第4の芳香族化合物等に係る炭素原子数3〜30の第4の芳香族環は置換基を有していてもよい。この際、「第4の芳香族環の置換基」としては、上述した「第1の芳香族環の置換基」と同様のものが挙げられる。
前記第4の芳香族化合物等としては、例えば、下記化学式(7−1)〜(7−15)で表される化合物が挙げられる。
上記化学式(7−1)〜(7−15)において、R1は、重合性不飽和結合含有置換基である。この際、前記重合性不飽和結合含有置換基は上述したものと同様である。また、R2は、水酸基、ハロゲン原子、アルキルオキシ基、アリールオキシ基である。また、pは、0または1以上の整数であり、好ましくは0または1〜3であり、より好ましくは0または1であり、さらに好ましくは0である。qは、1である。なお、上記化学式における芳香環上の置換基の位置については、任意であり、例えば、化学式(7−5)のナフタレン環や化学式(7−15)の複素環においてはいずれの環上に置換していてもよく、化学式(7−7)等では、1分子中に存在するベンゼン環のいずれの環上に置換していてもよいことを示し、1分子中における置換基の個数がp及びqであることを示している。
前記第4の芳香族化合物等としては、より具体的には、安息香酸、ベンジルクロライド、ナフタレンカルボン酸、ナフタレンカルボニルクロリド等が挙げられる。
[芳香族エステル化合物(A)の構成]
前記フェノール性水酸基を有する芳香族化合物、並びに、前記カルボキシル基を有する芳香族化合物等の少なくとも1つが、重合性不飽和結合含有置換基を有していることが、耐熱性及び誘電特性に優れた硬化物を形成可能なエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物が得られることから好ましい。すなわち、前記フェノール性水酸基を有する芳香族化合物、並びに、前記カルボキシル基を有する芳香族化合物等の両方が重合性不飽和結合含有置換基を有していてもよいし、前記フェノール性水酸基を有する芳香族化合物のみが重合性不飽和結合含有置換基を有していてもよいし、前記カルボキシル基を有する芳香族化合物等のみが重合性不飽和結合含有置換基を有していてもよい。また、2種以上のフェノール性水酸基を有する芳香族化合物、2種以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物等を用いる場合には、その一部のみが重合性不飽和結合含有置換基を有していてもよい。
一実施形態において、少なくとも前記第2の芳香族化合物が重合性不飽和結合含有置換基を有することが好ましい。上述の通り、前記第2の芳香族化合物に由来する構造は、芳香族エステル化合物(A)の分子末端に位置することとなる。その結果、第2の芳香族化合物が有する重合性不飽和結合含有置換基もまた芳香族エステル化合物(A)の分子末端に配置されることとなる。この場合、得られる硬化物の耐熱性および誘電正接のバランスが高くなりうることから好ましい。
前記芳香族エステル化合物(A)は、上述のように、フェノール性水酸基を有する化合物と、カルボキシル基を有する芳香族化合物等との反応生成物であり、前記第1〜4の芳香族化合物等、種々の化合物を含みうるが、エステル化の反応を停止する機能を有することから、第2の芳香族化合物、または第4の芳香族化合物のいずれか一方、または両方を必須として含有する。なお、前記芳香族エステル化合物(A)の構成については、前記第1〜4の芳香族化合物等の使用量、反応条件等を適宜変更することで制御することができる。
一実施形態において、前記芳香族エステル化合物(A)は、例えば、第1の芳香族化合物と、第4の芳香族化合物等との反応生成物である芳香族エステル化合物;第1の芳香族化合物と、第2の芳香族化合物と、第3の芳香族化合物等との反応生成物である芳香族エステル化合物;第1の芳香族化合物と、第3の芳香族化合物と、第4の芳香族化合物等との反応生成物である芳香族エステル化合物;第1の芳香族化合物と、第2の芳香族化合物と、第3の芳香族化合物等と、第4の芳香族化合物等との反応生成物である芳香族エステル化合物;第2の芳香族化合物と、第3の芳香族化合物との反応生成物である芳香族化合物;第2の芳香族化合物と、第4の芳香族化合物との反応生成物である芳香族化合物などが挙げられる。
なお、本形態に係る芳香族エステル化合物(A)は、原則として、得られる樹脂の分子中に水酸基を有さない。ただし、本発明の効果を阻害しない範囲において、反応生成物の副生物として水酸基を有する化合物を含んでもよい。
一実施形態において、前記芳香族エステル化合物(A)は、下記化学式(8)で表される化合物を含む。
上記化学式(8)において、Ar1は第1の芳香族化合物に由来する構造であり、Ar2は第2の芳香族化合物に由来する構造であり、Ar3は第3の芳香族化合物に由来する構造である。また、nは0〜10の整数である。なお、芳香族エステル化合物(A)がオリゴマーまたはポリマーである場合、nはその平均値を表す。
すなわち、上記化学式(8)中、Ar1は、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素原子数3〜30の第1の芳香族環から水素原子が2つ以上除かれたもの、または第1の芳香族環が連結基により連結された構造を有するものから水素原子が2つ以上除かれたものが挙げられる。
また、上記化学式(8)中、Ar2は、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素原子数3〜30の第2の芳香族環から水素原子が1つ除かれたものが挙げられる。
上記化学式(8)中、Ar3は、置換または非置換の炭素原子数3〜30の第3の芳香族環から水素原子が2つ以上除かれたものが挙げられる。
なお、Ar1、Ar2、及びAr3の少なくとも1つが炭素原子数2〜30の重合性不飽和結合含有置換基を有していてもよい。
この際、前記第1の芳香族化合物がフェノール性水酸基を3つ以上有する場合には、Ar1がさらに分岐した構造を有しうる。
また、前記第3の芳香族化合物が3つ以上のカルボキシル基等を有する場合には、Ar3がさらに分岐した構造を有しうる。
一実施形態において、前記芳香族エステル化合物(A)は、下記化学式(9)で表される化合物を含む。
上記化学式(9)において、Ar1は第1の芳香族化合物に由来する構造であり、Ar2は第2の芳香族化合物に由来する構造であり、Ar3は第3の芳香族化合物に由来する構造であり、Ar4は第4の芳香族化合物に由来する構造である。また、nは0〜10の整数である。なお、芳香族エステル化合物(A)がオリゴマーまたはポリマーである場合、nはその平均値を表す。
すなわち、上記化学式(9)中、Ar1は、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素原子数3〜30の第1の芳香族環から水素原子が2つ以上除かれたもの、または第1の芳香族環が連結基により連結された構造を有するものから水素原子が2つ以上除かれたものが挙げられる。
また、上記化学式(9)中、Ar2は、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素原子数3〜30の第2の芳香族環から水素原子が1つ除かれたものが挙げられる。
上記化学式(9)中、Ar3は、置換または非置換の炭素原子数3〜30の第3の芳香族環から水素原子が2つ以上除かれたものが挙げられる。
上記化学式(9)中、Ar4は、置換または非置換の炭素原子数3〜30の第4の芳香族環から水素原子が1つ除かれたものが挙げられる。
なお、Ar1、Ar2、Ar3及びAr4の少なくとも1つが炭素原子数2〜30の重合性不飽和結合含有置換基を有していてもよい。
この際、前記第1の芳香族化合物がフェノール性水酸基を3つ以上有する場合には、Ar1がさらに分岐した構造を有しうる。
また、前記第3の芳香族化合物等が3つ以上のカルボキシル基等を有する場合には、Ar3がさらに分岐した構造を有しうる。
一実施形態において、前記芳香族エステル化合物(A)は、下記化学式(10)で表される化合物を含む。
上記化学式(10)において、Ar1は第1の芳香族化合物に由来する構造であり、Ar3は第3の芳香族化合物に由来する構造であり、Ar4は第4の芳香族化合物に由来する構造である。また、nは0〜10の整数である。なお、芳香族エステル化合物(A)がオリゴマーまたはポリマーである場合、nはその平均値を表す。
すなわち、上記化学式(10)中、Ar1は、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素原子数3〜30の第1の芳香族環から水素原子が2つ以上除かれたもの、または第1の芳香族環が連結基により連結された構造を有するものから水素原子が2つ以上除かれたものが挙げられる。
また、上記化学式(10)中、Ar3は、置換または非置換の炭素原子数3〜30の第3の芳香族環から水素原子が2つ以上除かれたものが挙げられる。
上記化学式(10)中、Ar4は、置換または非置換の炭素原子数3〜30の第4の芳香族環から水素原子が1つ除かれたものが挙げられる。
なお、Ar1、Ar3及びAr4の少なくとも1つが炭素原子数2〜30の重合性不飽和結合含有置換基を有していてもよい。
この際、前記第1の芳香族化合物がフェノール性水酸基を3つ以上有する場合には、Ar1がさらに分岐した構造を有しうる。
また、前記第3の芳香族化合物等が3つ以上のカルボキシル基等を有する場合には、Ar3がさらに分岐した構造を有しうる。
一実施形態において、芳香族エステル化合物(A)が含む化合物としては、例えば、下記化学式(11−1)〜(11−10)で表される化合物が挙げられる。
上記化学式(11−1)〜(11−10)において、sは0〜10の整数であり、好ましくは0〜5の整数であり、rは1〜10の整数である。この際、化学式(11−1)〜(11−10)で表される化合物がオリゴマーまたはポリマーである場合、s、rはその平均値を意味する。なお、化学式中の破線は、Ar3、並びにAr1及び/またはAr2に相当する化合物が反応して得られる構造である。
また、前記芳香族エステル化合物(A)は、一実施形態において、例えば、下記化学式(a1)で表される芳香族エステル化合物(A−1)や、下記化学式(a2)で表される芳香族エステル化合物(A−2)を含む。
〔式中、Ar
5は、それぞれ独立して、置換または非置換の芳香族環基であり、Ar
6は、それぞれ独立して、置換または非置換の第2の芳香族環基であり、nは、1〜3の整数である。〕
前記芳香族エステル化合物(A−1)としては、前記化学式(a1)で表されるものである。
前記化学式(a1)中のAr5は、置換または非置換の第1の芳香族環基である。後述するように、前記化学式(a1)中のnは1〜3の整数であることから、第1の芳香族環基を構成する芳香族環の水素原子のうち1つ〜3つが「−C(O)OAr6」に置換されることとなる。
前記第1の芳香族環基としては、例えば、ベンゼン、フラン、ピロール、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジン等の単環芳香族化合物から水素原子が2つまたは3つ除かれたもの;ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、フタラジン、プテリジン、クマリン、インドール、ベンゾイミダゾール、ベンゾフラン、アクリジン等の縮環芳香族化合物から水素原子が2つまたは3つ除かれたものなどの芳香族化合物から水素原子が2つまたは3つ除かれたものが挙げられる。また、これらの芳香族化合物を複数組み合わせたものであってもよく、例えば、ビフェニル、ビナフタレン、ビピリジン、ビチオフェン、フェニルピリジン、フェニルチオフェン、テルフェニル、ジフェニルチオフェン、クアテルフェニル等の環集合芳香族化合物から水素原子が2つまたは3つが除かれたもの;ジフェニルメタン、ジフェニルエタン、1,1−ジフェニルエタン、2,2−ジフェニルプロパン、ナフチルフェニルメタン、トリフェニルメタン、ジナフチルメタン、ジナフチルプロパン、フェニルピリジルメタン、フルオレン、ジフェニルシクロペンタン等のアルキレンにより連結される芳香族化合物から水素原子が2つまたは3つ除かれたもの等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性及び誘電特性に優れた硬化物を形成可能なエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物が得られることから、Ar5は置換または非置換のベンゼン環構造又はナフタレン環構造であることが好ましく、置換または非置換のベンゼン環構造であることがより好ましい。
Ar5に係る前記第1の芳香族環基は、置換基を有していてもよく、この際、第1の芳香族環基の置換基とは、前記第1の芳香族環基を構成する芳香族環の水素原子の少なくとも1つと置換されるものである。前記「第1の芳香族環基の置換基」としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アルキルオキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
前記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
前記アルキルオキシカルボニル基としては、例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、プロピルオキシカルボニル基、イソプロピルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、n−ブチルオキシカルボニル基、イソブチルオキシカルボニル基、sec−ブチルオキシカルボニル基、tert−ブチルオキシカルボニル基等が挙げられる。
前記アルキルカルボニルオキシ基としては、例えば、メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、n−ブチルカルボニルオキシ基、イソブチルカルボニルオキシ基、sec−ブチルカルボニルオキシ基、tert−ブチルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
本発明の一実施形態において、前記Ar5は重合性不飽和結合含有置換基を有していてもよい。前記重合性不飽和結合含有置換基の具体例としては、アルケニル基やアルキニル基等が挙げられる。
前記アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、1−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、4−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、1−オクテニル基、2−オクテニル基、1−ウンデセニル基、1−ペンタデセニル基、3−ペンタデセニル基、7−ペンタデセニル基、1−オクタデセニル基、2−オクタデセニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロオクテニル基、1,3−ブタジエニル基、1,4−ブタジエニル基、ヘキサ−1,3−ジエニル基、ヘキサ−2,5−ジエニル基、ペンタデカ−4,7−ジエニル基、ヘキサ−1,3,5−トリエニル基、ペンタデカ−1,4,7−トリエニル基等が挙げられる。
前記アルキニル基としては、例えば、エチニル基、プロパルギル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、3−ペンチニル基、4−ペンチニル基、1,3−ブタジイニル基等が挙げられる。
前記重合性不飽和結合含有置換基は、さらに、置換基を有していてもよい。前記置換基とは、前記重合性不飽和結合含有置換基を構成する水素原子の少なくとも1つと置換されるものである。前記置換基としては、例えば、アルキルオキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。この際、アルキルオキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子としては上述したものが挙げられる。
これらのうち、重合性不飽和結合含有置換基としては、置換または非置換の炭素原子数2〜30のアルケニル基であることが好ましく、置換または非置換の炭素原子数2〜10のアルケニル基であることがより好ましく、置換または非置換の炭素原子数2〜5のアルケニル基であることがさらに好ましく、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、1−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基であることが特に好ましく、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、1−プロペニル基であることが最も好ましい。
前記Ar5の好ましい構造としては、例えば、下記式(12−1)〜(12−17)等が挙げられる。
上記式(12−1)〜(12−17)において、「*」は、「−C(O)OAr6」に結合する位置を示す。なお、「−*」は芳香環のどの位置に結合されていてもよい。
これらのうち、式(12−1)〜(12−11)であることが好ましく、式(12−1)、(12−2)、(12−6)、(12−7)、(12−9)であることがより好ましく、式(12−1)、(12−2)、(12−6)、(12−7)であることがさらに好ましい。また、芳香族エステル化合物(A)の高ハンドリング性、低粘度である観点においては式(12−1)、(12−2)であることが好ましく、一方、得られる硬化物において、耐熱性、及び低誘電特性のバランスに優れる観点から、式(12−6)、(12−7)であることが好ましい。
なお、式(12−1)〜(12−17)の芳香族環の水素原子の少なくとも1つが重合性不飽和結合含有基と置換していてもよい。
前記化学式(a1)中のAr6は、置換または非置換の第2の芳香族環基である。前記化学式(10)の記載からも明らかなように、第2の芳香族環基を構成する芳香族環の水素原子のうちの1つが「−OC(O)Ar5」に置換されることとなる。
前記第2の芳香族環基としては、例えば、ベンゼン、フラン、ピロール、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジン等の単環芳香族化合物から水素原子が1つ除かれたもの;ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、フタラジン、プテリジン、クマリン、インドール、ベンゾイミダゾール、ベンゾフラン、アクリジン等の縮環芳香族化合物から水素原子が1つ除かれたものなどの芳香族化合物から水素原子が1つ除かれたものが挙げられる。また、これらの芳香族化合物を複数組み合わせたものであってもよく、例えば、ビフェニル、ビナフタレン、ビピリジン、ビチオフェン、フェニルピリジン、フェニルチオフェン、テルフェニル、ジフェニルチオフェン、クアテルフェニル等の環集合芳香族化合物から水素原子が1つ除かれたもの;ジフェニルメタン、ジフェニルエタン、1,1−ジフェニルエタン、2,2−ジフェニルプロパン、ナフチルフェニルメタン、トリフェニルメタン、ジナフチルメタン、ジナフチルプロパン、フェニルピリジルメタン、フルオレン、ジフェニルシクロペンタン等のアルキレンにより連結される芳香族化合物から水素原子が1つ除かれたもの等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性及び誘電特性に優れた硬化物を形成可能なエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物が得られることから、Ar6は置換または非置換のベンゼン環構造又はナフタレン環構造であることが好ましい。
Ar6に係る前記第2の芳香族環基は、置換基を有していてもよく、この際、第2の芳香族環基の置換基とは、前記第2の芳香族環基を構成する芳香族環の水素原子の少なくとも1つと置換されるものである。前記「第2の芳香族環基の置換基」としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アルキルオキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。この際、アルキル基、アルコキシ基、アルキルオキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子としては上述したものが挙げられる。
本発明の一実施形態において、前記Ar6は、上述したアルケニル基やアルキニル基等の重合性不飽和結合含有置換基を有していてもよい。前記重合性不飽和結合含有置換基は、単独で有していても、2種以上が組み合わされて有していてもよい。
前記Ar6の好ましい構造としては、下記式(13−1)〜(13−17)が挙げられる。
上記式(13−1)〜(13−17)において、「*」は、「−OC(O)Ar5」に結合する位置を示す。なお、「−*」は芳香環のどの位置に結合されていてもよい。
これらのうち、式(13−1)〜(13−11)であることが好ましく、式(13−1)、(13−6)、(13−9)であることがより好ましく、式(13−1)、(13−6)であることがさらに好ましい。
なお、式(13−1)〜(13−17)の芳香族環の水素原子の少なくとも1つが重合性不飽和結合含有基と置換していてもよい。
一実施形態によれば、Ar5が上記式(12−1)、(12−2)、(12−6)、(12−7)、(12−9)であり、Ar6が上記式(13−1)、(13−6)、(13−9)であることがより好ましく、Ar5が上記式(12−1)、(12−2)、(12−6)、(12−7)であり、Ar5が上記式(13−1)、(13−6)であることがさらに好ましく、Ar5が上記式(12−1)であり、Ar6が上記式(13−1)、(13−6)であることが特に好ましい。
上記化学式(a1)において、耐熱性及び誘電特性に優れた硬化物を形成可能なエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物が得られることから、前記Ar5及び前記Ar6の少なくとも1つが重合性不飽和結合含有置換基を有することが好ましい。この際、Ar5のみが重合性不飽和結合含有置換基を有していてもよいし、Ar6のみが重合性不飽和結合含有置換基を有していてもよいし、Ar5及びAr6がともに重合性不飽和結合含有置換基を有していてもよい。
一実施形態によれば、Ar6の少なくとも1つが重合性不飽和結合含有置換基を有することが好ましく、すべてのAr6が重合性不飽和結合含有置換基を有することがより好ましく、Ar5が重合性不飽和結合含有置換基を有さず、かつ、すべてのAr6が重合性不飽和結合含有置換基を有することがさらに好ましい。重合性不飽和結合含有置換基がAr6に存在すると、耐熱性と誘電特性のバランスに優れた硬化物を形成可能なエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物が得られることから好ましい。
上記化学式(a1)において、nは、1〜3の整数である。すなわち、前記芳香族エステル化合物(A−1)は、2つの芳香族環を結合するエステル結合を1つ〜3つ有する。
以上のことから、前記化学式(a1)で表される芳香族エステル化合物(A−1)のより好ましい形態としては、下記化学式(a1−1)または(a1−2)で表される化合物が挙げられる。
〔式中R
1は、重合性不飽和結合含有置換基である。R
2は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルオキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子のいずれかである。hは1〜3の整数であり、iはそれぞれ独立に1以上の整数であり、jはそれぞれ独立に0または1以上の整数であり、i+jは5以下の整数である。kは1〜3の整数であり、lはそれぞれ独立に1以上の整数であり、mはそれぞれ独立に0または1以上の整数であり、l+mは7以下の整数である。i、j、l、mが2以上の整数である場合、複数のR
1或いはR
2は互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。式(a1−2)においてR
1、R
2はナフタレン環上の何れの炭素原子上に置換していてもよい。〕
前記式(a1−1)において、R1の特に好ましいものとしては、前述の通り、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、1−プロペニル基が挙げられる。iは1または2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
前記式(a1−2)において、R1の特に好ましいものとしては、前述の通り、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、1−プロペニル基が挙げられる。lは1または2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
上述の化学式(a1)で表される芳香族エステル化合物(A−1)の具体的な構造としては、特に制限されないが、例えば、下記化学式(14−1)〜(14−47)で表される化合物等が挙げられる。
上記化学式(14−1)〜(14−47)中、化学式(14−1)〜(14−39)であることが好ましく、化学式(14−1)〜(14−3)、(14−10)〜(14−13)、(14−18)〜(14−39)であることがより好ましく、化学式(14−1)〜(14−3)、(14−12)、(14−13)、(14−19)〜(14−21)、(14−23)〜(14−26)、(14−29)、(14−30)、(14−32)〜(14−39)であることがさらに好ましく、化学式(14−1)、(14−2)、(14−12)、(14−13)、(14−26)、(14−32)、(14−37)であることが特に好ましい。
前記芳香族エステル化合物(A−1)の製造方法は特に制限されず、適宜公知の方法により製造することができる。
前記芳香族エステル化合物(A−1)の製造方法としては、例えば、前記第2の芳香族化合物と、前記第3の芳香族化合物等とを反応させる方法が挙げられる。
前記芳香族エステル化合物(A−2)としては、前記化学式(a2)で表されるものである。
前記化学式(a2)中のAr5は、置換または非置換の第1の芳香族環基である。後述するように、前記化学式(a2)中のnは1〜3の整数であることから、第1の芳香族環基を構成する芳香族環の水素原子のうち1つが「−C(O)OAr6」に置換されることとなる。
前記化学式(a2)中のAr5としては、上述した「前記化学式(10)中のAr6」における「第1の芳香族環基」と同様のものが挙げられる。
前記化学式(a2)中のAr6は、置換または非置換の第2の芳香族環基である。前記化学式(11)の記載からも明らかなように、第2の芳香族環基を構成する芳香族環の水素原子のうちの1つ〜3つが「−OC(O)Ar5」に置換されることとなる。
前記化学式(a2)中のAr6としては、上述した「前記化学式(a1)中のAr6」における「第2の芳香族環基」と同様のものが挙げられる。
前記化学式(a2)において、nは、1〜3の整数である。すなわち、前記芳香族エステル化合物(A−2)は、2つの芳香族環を結合するエステル結合を1つ〜3つ有する。
以上のことから、前記化学式(a2)で表される芳香族エステル化合物(A−2)のより好ましい形態としては、下記化学式(1−3)または(1−4)で表される化合物が挙げられる。
〔式中R
1は、重合性不飽和結合含有置換基である。R
2は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルオキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子のいずれかである。hは1〜3の整数であり、iはそれぞれ独立に1以上の整数であり、jはそれぞれ独立に0または1以上の整数であり、i+jは5以下の整数である。i、jが2以上の整数である場合、複数のR
1或いはR
2は互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。〕
前記式(a2−1)において、R1の特に好ましいものとしては、前述の通り、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、1−プロペニル基が挙げられる。iは1または2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
前記式(a2−2)において、R1の特に好ましいものとしては、前述の通り、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、1−プロペニル基が挙げられる。lは1または2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
上述の化学式(a2)で表される芳香族エステル化合物(A−2)の具体的な構造としては、特に制限されないが、例えば、下記化学式(15−1)〜(15−6)で表される化合物等が挙げられる。
前記芳香族エステル化合物(A−2)の製造方法は特に制限されず、適宜公知の方法により製造することができる。
前記芳香族エステル化合物(A−2)の製造方法としては、例えば、前記第1の芳香族化合物と、前記第4の芳香族化合物等とを反応させる方法が挙げられる。
前記芳香族エステル化合物(A)の製造方法は、特に制限されず、適宜公知の方法により製造することができる。
例えば、フェノール性水酸基を有する芳香族化合物の水酸基のモル数に対するカルボキシル基を有する芳香族化合物のカルボキシル基等のモル数の比(カルボキシル基等/水酸基)は、耐熱性及び誘電特性に優れた硬化物を形成可能なエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物が得られることから、0.3〜3であることが好ましい。
また、前記芳香族エステル化合物(A)の製造における、前記フェノール性水酸基を有する芳香族化合物と、カルボキシル基を有する芳香族化合物の反応は、反応条件については特に制限されず、適宜公知の手法が採用され得る。
反応時のpHは、特に制限されないが、11以上であることが好ましい。この際、pHの調整は、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸等の酸;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニア等の塩基が使用され得る。
反応温度も特に制限されず、20〜100℃であることが好ましく、40〜80℃であることがより好ましい。
反応圧力も特に制限されず、常圧であることがより好ましい。
反応時間も特に制限されず、0.5〜10時間であることが好ましく、1〜5時間であることがより好ましい。
前記エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)としては、エポキシ樹脂(b1)及びカルボキシル基含有(メタ)アクリレート化合物(b2)を必須の反応原料とするものである。
また、前記エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)は、前記エポキシ樹脂(b1)由来のエポキシ基と前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレート化合物(b2)由来の(メタ)アクリロイル基を有するものである。
前記エポキシ樹脂(b1)は、樹脂中に複数のエポキシ基を有し、前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレート化合物(b2)と反応して、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂を形成し得るものであれば、その具体構造は特に限定されない。前記エポキシ樹脂(b1)としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、水添ビフェノール型エポキシ樹脂、フェニレンエーテル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン−フェノール付加反応型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、キサンテン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、トリヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂(b1)は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。また、これらの中でも、耐熱性及び誘電特性に優れた硬化物を形成可能なエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物が得られることから、ビスフェノール型エポキシ樹脂、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、水添ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂が好ましく、ビスフェノール型エポキシ樹脂又は水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂がより好ましい。
前記ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAP型エポキシ樹脂、ビスフェノールB型エポキシ樹脂、ビスフェノールBP型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂等が挙げられる。
前記水添ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールB型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールE型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールS型エポキシ樹脂等が挙げられる。
前記ビフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂、2,2’−ビフェノール型エポキシ樹脂、テトラメチル−4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂、テトラメチル−2,2’−ビフェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。
前記水添ビフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、水添4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂、水添2,2’−ビフェノール型エポキシ樹脂、水添テトラメチル−4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂、水添テトラメチル−2,2’−ビフェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。
前記ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂としては、例えば、カテコール型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂等が挙げられる。
前記エポキシ樹脂(b1)が、前記ビスフェノール型エポキシ樹脂、前記水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、前記ビフェノール型エポキシ樹脂、前記水添ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂の何れかである場合、耐熱性及び誘電特性に優れた硬化物を形成可能なエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物が得られることから、前記エポキシ樹脂(b1)のエポキシ当量は110〜400g/当量の範囲であることが好ましい。
前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレート化合物(b2)は、分子構造中にカルボキシル基と、(メタ)アクリロイル基とを有するものであれば、その具体構造は特に限定されないが、アクリル酸、メタクリル酸の他、分子量が100〜500の範囲である低分子量の化合物が好ましく、分子量が150〜400の範囲である化合物がより好ましい。より具体的には、例えば、下記構造式(16)で表される化合物等が挙げられる。
[式中Xは、炭素数1〜10のアルキレン鎖、ポリオキシアルキレン鎖、(ポリ)エステル鎖、芳香族炭化水素鎖、または(ポリ)カーボネート鎖を表し、構造中にハロゲン原子やアルコキシ基等を有していても良い。Yは、水素原子またはメチル基である。]
前記ポリオキシアルキレン鎖としては、例えば、ポリオキシエチレン鎖、ポリオキシプロピレン鎖等が挙げられる。
前記(ポリ)エステル鎖としては、例えば、下記構造式(X−1)で表される(ポリ)エステル鎖が挙げられる。
(式中R
1は、炭素原子数1〜10のアルキレン基であり、nは1〜5の整数である。)
前記芳香族炭化水素鎖としては、例えば、フェニレン鎖、ナフチレン鎖、ビフェニレン鎖、フェニルナフチレン鎖、ビナフチレン鎖等が挙げられる。また、部分構造として、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環等の芳香環を有する炭化水素鎖も用いることができる。
前記(ポリ)カーボネート鎖としては、例えば、下記構造式(X−2)で表される(ポリ)カーボネート鎖が挙げられる。
(式中R
2は、炭素原子数1〜10のアルキレン基であり、nは1〜5の整数である。)
これらのカルボキシル基含有(メタ)アクリレート化合物(b2)は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
また、前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレート化合物(b2)としては、前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレート化合物の酸無水物も用いることができる。
前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレート化合物の酸無水物としては、例えば、無水(メタ)アクリル酸等が挙げられる。
前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレート化合物(b2)の使用量は、優れた貯蔵安定性を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂が得られることから、前記エポキシ樹脂(b1)1モルに対して、0.2〜0.8モルの範囲が好ましく、0.3〜0.7の範囲がより好ましい。
前記エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)は、耐熱性及び誘電特性に優れた硬化物を形成可能なエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物が得られることから、前記エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)の(メタ)アクリロイル基当量は、200〜800g/当量の範囲が好ましい。また、前記エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)のエポキシ当量は、300〜900g/当量の範囲が好ましい。
前記エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)は、耐熱性及び誘電特性に優れた硬化物を形成可能なエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物が得られることから、酸価は、3mgKOH/g以下であることが好ましく、2mgKOH/g以下であることがより好ましい。また、水酸基価は、300mgKOH/g以下であることが好ましい。
前記エポキシ樹脂(b1)と前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレート化合物(b2)との反応は、塩基性触媒の存在下で行うことが好ましい。
前記塩基性触媒としては、例えば、N−メチルモルフォリン、ピリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5(DBN)、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、トリ−n−ブチルアミンもしくはジメチルベンジルアミン、ブチルアミン、オクチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、イミダゾール、1−メチルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール、1,4−ジエチルイミダゾール、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(N−フェニル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等のアミン化合物類;トリオクチルメチルアンモニウムクロライド、トリオクチルメチルアンモニウムアセテート等の四級アンモニウム塩類;トリメチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類;テトラメチルホスホニウムクロライド、テトラエチルホスホニウムクロライド、テトラプロピルホスホニウムクロライド、テトラブチルホスホニウムクロライド、テトラブチルホスホニウムブロマイド、トリメチル(2−ヒドロキシルプロピル)ホスホニウムクロライド、トリフェニルホスホニウムクロライド、ベンジルホスホニウムクロライド等のホスホニウム塩類;ジブチル錫ジラウレート、オクチル錫トリラウレート、オクチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジネオデカノエート、ジブチル錫ジアセテート、オクチル酸錫、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ドデカノイルジスタノキサン等の有機錫化合物;オクチル酸亜鉛、オクチル酸ビスマス等の有機金属化合物;オクタン酸錫等の無機錫化合物;無機金属化合物などが挙げられる。これらの塩基性触媒は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。また、これらの中でも、トリフェニルホスフィンが好ましい。
前記塩基性触媒の使用量は、低粘度かつ優れた貯蔵安定性を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂が得られることから、前記エポキシ樹脂(b1)と前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレート化合物(b2)の合計100質量部に対して、0.01〜0.5質量部の範囲が好ましく、0.01〜0.4の範囲がより好ましい。
前記エポキシ樹脂(b1)と前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレート化合物(b2)との反応において塩基性触媒を用いた場合、反応後に前記塩基性触媒を分離・除去して用いてもよいし、前記塩基性触媒を分離・除去せずに、酸性化合物にて失活させて用いることもできる。
前記酸性化合物としては、例えば、塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、シュウ酸等の有機酸などが挙げられる。これらの酸性化合物は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)の製造方法は、特に限定されず、どのような方法にて製造してもよい。例えば、反応原料の全てを一括で反応させる方法で製造してもよいし、反応原料を順次反応させる方法で製造してもよい。なかでも、反応の制御が容易であることから、先に前記エポキシ樹脂(b1)と、前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレート化合物(b2)を、塩基性触媒の存在下、80〜140℃の温度範囲で反応させ、次いで、酸性化合物を添加し、50〜100℃の温度範囲で混合することで、塩基性触媒を失活させる方法等により行うことができる。
本発明のエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物は、前記芳香族エステル化合物(A)と前記エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)を含有するものである。
本発明のエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物中の前記芳香族エステル化合物(A)の含有量は、耐熱性及び誘電特性に優れた硬化物を形成可能なエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物が得られることから、10〜90質量%の範囲が好ましい。
また、本発明のエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物中の前記エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)の含有量は、90〜10質量%の範囲が好ましい。
前記芳香族エステル化合物(A)と、前記エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)との固形分の質量割合[(A)/(B)]は、耐熱性及び誘電特性に優れた硬化物を形成可能なエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物が得られることから10/90〜90/10の範囲が好ましい。
本発明のエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物は、光重合開始剤を添加することにより硬化性樹脂組成物として用いることができる。
前記光重合開始剤としては、例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、チオキサントン及びチオキサントン誘導体、2,2′−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、ジフェニル(2,4,6−トリメトキシベンゾイル)ホスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−1−ブタノン等が挙げられる。
前記その他の光重合開始剤の市販品としては、例えば、「Omnirad−1173」、「Omnirad−184」、「Omnirad−127」、「Omnirad−2959」、「Omnirad−369」、「Omnirad−379」、「Omnirad−907」、「Omnirad−4265」、「Omnirad−1000」、「Omnirad−651」、「Omnirad−TPO」、「Omnirad−819」、「Omnirad−2022」、「Omnirad−2100」、「Omnirad−754」、「Omnirad−784」、「Omnirad−500」、「Omnirad−81」(IGM社製)、「カヤキュア−DETX」、「カヤキュア−MBP」、「カヤキュア−DMBI」、「カヤキュア−EPA」、「カヤキュア−OA」(日本化薬株式会社製)、「バイキュア−10」、「バイキュア−55」(ストウファ・ケミカル社製)、「トリゴナルP1」(アクゾ社製)、「サンドレイ1000」(サンドズ社製)、「ディープ」(アプジョン社製)、「クオンタキュア−PDO」、「クオンタキュア−ITX」、「クオンタキュア−EPD」(ワードブレンキンソップ社製)、「Runtecure−1104」(Runtec社製)等が挙げられる。
前記光重合開始剤の添加量は、例えば、前記硬化性樹脂組成物中に、1〜20質量%の範囲で用いることが好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、前記エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)以外のその他の樹脂成分を含有しても良い。前記その他の樹脂成分としては、例えば、エポキシ樹脂、各種の(メタ)アクリレートモノマー等が挙げられる。また、前記その他の樹脂成分としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂に、(メタ)アクリル酸、ジカルボン酸無水物、必要に応じて不飽和モノカルボン酸無水物等を反応させて得られる、樹脂中にカルボキシル基と(メタ)アクリロイル基とを有する樹脂も用いることができる。
前記エポキシ樹脂としては、上述のエポキシ樹脂(b1)として例示したものを用いることができ、前記エポキシ樹脂は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート等の脂肪族モノ(メタ)アクリレート化合物;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチルモノ(メタ)アクリレート等の脂環型モノ(メタ)アクリレート化合物;グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等の複素環型モノ(メタ)アクリレート化合物;ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェニルベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、フェノキシベンジル(メタ)アクリレート、フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香族モノ(メタ)アクリレート化合物等のモノ(メタ)アクリレート化合物:前記各種のモノ(メタ)アクリレートモノマーの分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等のポリオキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性モノ(メタ)アクリレート化合物;前記各種のモノ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性モノ(メタ)アクリレート化合物;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等の脂肪族ジ(メタ)アクリレート化合物;1,4−シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等の脂環型ジ(メタ)アクリレート化合物;ビフェノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールジ(メタ)アクリレート等の芳香族ジ(メタ)アクリレート化合物;前記各種のジ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入したポリオキシアルキレン変性ジ(メタ)アクリレート化合物;前記各種のジ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性ジ(メタ)アクリレート化合物;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート等の脂肪族トリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族トリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した(ポリ)オキシアルキレン変性トリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族トリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入したラクトン変性トリ(メタ)アクリレート化合物;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の4官能以上の脂肪族ポリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族ポリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)オキシエチレン鎖、(ポリ)オキシプロピレン鎖、(ポリ)オキシテトラメチレン鎖等の(ポリ)オキシアルキレン鎖を導入した4官能以上の(ポリ)オキシアルキレン変性ポリ(メタ)アクリレート化合物;前記脂肪族ポリ(メタ)アクリレート化合物の分子構造中に(ポリ)ラクトン構造を導入した4官能以上のラクトン変性ポリ(メタ)アクリレート化合物などが挙げられる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、塗工粘度調節等の目的で有機溶剤を含有してもよく、その種類や添加量は、所望の性能に応じて適宜選択及び調整される。
前記有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、イソブチルケトン等のケトン溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキソラン等の環状エーテル溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル溶剤;トルエン、キシレン、ソルベントナフサ等の芳香族溶剤;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環族溶剤;カルビトール、セロソルブ、メタノール、イソプロパノール、ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール溶剤;アルキレングリコールモノアルキルエーテル、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテル、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート等のグリコールエーテル溶剤などが挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
また、本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、無機微粒子やポリマー微粒子、顔料、消泡剤、粘度調整剤、レベリング剤、難燃剤、保存安定化剤等の各種添加剤を含有することもできる。
本発明の硬化物は、前記硬化性樹脂組成物に、活性エネルギー線を照射することで得ることができる。前記活性エネルギー線としては、例えば、紫外線、電子線、α線、β線、γ線等の電離放射線が挙げられる。また、前記活性エネルギー線として、紫外線を用いる場合、紫外線による硬化反応を効率よく行う上で、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で照射してもよく、空気雰囲気下で照射してもよい。
紫外線発生源としては、実用性、経済性の面から紫外線ランプが一般的に用いられている。具体的には、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ガリウムランプ、メタルハライドランプ、太陽光、LED等が挙げられる。
また、本発明の硬化性樹脂組成物を硬化させて得られた硬化物は、例えば、半導体デバイス用途における、ソルダーレジスト、層間絶縁材料、パッケージ材、アンダーフィル材、回路素子等のパッケージ接着層や、集積回路素子と回路基板の接着層として好適に用いることができる。また、LCD、OELDに代表される薄型ディスプレイ用途における、薄膜トランジスタ保護膜、液晶カラーフィルタ保護膜、カラーフィルタ用顔料レジスト、ブラックマトリックス用レジスト、スペーサー等に好適に用いることができる。
本発明の物品は、前記硬化物からなる塗膜を有するものである。前記物品としては、例えば、半導体デバイス、表示デバイス、撮像デバイス、磁気ヘッド、MEMS等が挙げられる。
以下、実施例と比較例とにより、本発明を具体的に説明する。
(合成例1:芳香族エステル化合物(A−1)の合成)
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌機を取り付けたフラスコにオルトアリルフェノール268質量部(2.0mol)、トルエン1200質量部を仕込み、系内を減圧窒素置換した。次いで、イソフタル酸クロリド203質量部(1.0mol)を仕込み、系内を減圧窒素置換した。次いで、テトラブチルアンモニウムブロミド0.6質量部を添加し、窒素ガスパージ処理を行いながら、系内を60℃以下に制御して、20%水酸化ナトリウム水溶液412質量部を3時間かけて滴下し、滴下終了後、1時間撹拌した。反応終了後、静置分液により水層を除去した。得られたトルエン層にさらに水を投入して15分間撹拌し、静置分液により水層を除去した。この操作を水層のpHが7になるまで繰り返した。そして、加熱減圧乾燥することで、下記化学式で表される芳香族エステル化合物(A−1)を得た。この芳香族エステル化合物(A−1)のエステル基当量は、199g/当量であった。なお、前記エステル基当量は、仕込み比から算出した計算値である。
(合成例2:芳香族エステル化合物(A−2)の合成)
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌機を取り付けたフラスコにオルトアリルフェノール134質量部(1.0mol)、トルエン711質量部を仕込み、系内を減圧窒素置換した。次いで、ベンジルクロライド140質量部(1.0mol)を仕込み、系内を減圧窒素置換した。次いで、テトラブチルアンモニウムブロミド0.4質量部を添加し、窒素ガスパージ処理を行いながら、系内を60℃以下に制御して、20%水酸化ナトリウム水溶液205質量部を3時間かけて滴下し、滴下終了後、1時間撹拌した。反応終了後、静置分液により水層を除去した。得られたトルエン層にさらに水を投入して15分間撹拌し、静置分液により水層を除去した。この操作を水層のpHが7になるまで繰り返した。そして、加熱減圧乾燥することで、下記化学式で表される芳香族エステル化合物(A−2)を得た。この芳香族エステル化合物(A−2)のエステル基当量は、119g/当量であった。なお、前記エステル基当量は、仕込み比から算出した計算値である。
(合成例3:芳香族エステル化合物(A−3)の合成)
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌機を取り付けたフラスコに2,5−キシレノール244質量部(2.0mol)、トルエン1120質量部を仕込み、系内を減圧窒素置換した。次いで、イソフタル酸クロリド203質量部(1.0mol)を仕込み、系内を減圧窒素置換した。次いで、テトラブチルアンモニウムブロミド0.6質量部を添加し、窒素ガスパージ処理を行いながら、系内を60℃以下に制御して、20%水酸化ナトリウム水溶液410質量部を3時間かけて滴下し、滴下終了後、1時間撹拌した。反応終了後、静置分液により水層を除去した。得られたトルエン層にさらに水を投入して15分間撹拌し、静置分液により水層を除去した。この操作を水層のpHが7になるまで繰り返した。そして、加熱減圧乾燥することで、下記化学式で表される芳香族エステル化合物(A−1)を得た。この芳香族エステル化合物(A−3)のエステル基当量は、187g/当量であった。なお、前記エステル基当量は、仕込み比から算出した計算値である。
(合成例4:エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B−1)の合成)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON EXA−850CRP」、エポキシ当量:172g/当量)344質量部を添加し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン0.21質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.21質量部加えた後、アクリル酸72質量部、トリフェニルホスフィン0.21質量部を添加し、空気を吹き込みながら100℃で10時間エステル化反応を行った。次いで、酸価が1mgKOH/g以下であることを確認した後、シュウ酸0.42質量部を添加し、70℃で3時間撹拌して、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B−1)を得た。このエポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B−1)のエポキシ当量は、445g/当量であり、(メタ)アクリロイル基当量は416g/当量であった。なお、前記(メタ)アクリロイル基当量は、計算値である。
(合成例5:エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B−2)の合成)
温度計、撹拌機、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON 830CRP」、エポキシ当量159g/当量。以下、「ビスフェノールF型エポキシ樹脂(1)」と略記する。)318質量部を仕込み、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン0.2質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.2質量部加えた後、アクリル酸72質量部、トリフェニルホスフィン0.2質量部を添加し、空気を吹き込みながら100℃で10時間エステル化反応を行った。次いで、酸価が1mgKOH/g以下であることを確認した後、シュウ酸0.2質量部を添加し、70℃で3時間撹拌して、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B−2)を得た。このエポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B−2)のエポキシ当量は421g/当量であり、(メタ)アクリロイル基当量は390g/当量であった。なお、前記(メタ)アクリロイル基当量は、計算値である。
(合成例6:エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B−3)の合成)
温度計、撹拌機、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON 4032D」、エポキシ当量141g/当量。以下、「ナフタレン型エポキシ樹脂(1)」と略記する。)282質量部を仕込み、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン0.18質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.18質量部加えた後、アクリル酸72質量部、トリフェニルホスフィン0.18質量部を添加し、空気を吹き込みながら100℃で10時間エステル化反応を行った。次いで、酸価が1mgKOH/g以下であることを確認した後、シュウ酸0.18質量部を添加し、70℃で3時間撹拌して、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B−3)を得た。このエポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B−3)のエポキシ当量は388g/当量であり、(メタ)アクリロイル基当量は354g/当量であった。なお、前記(メタ)アクリロイル基当量は、計算値である。
(合成例7:エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B−4)の合成)
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、酢酸ブチル18g、レゾルシノール型エポキシ樹脂(CVC Thermoset Specialties社製「ERISYS RDGE−H」、エポキシ当量129g/当量)129g、ジブチルヒドロキシトルエン0.1g、メトキノン0.1g、アクリル酸36gおよびトリフェニルホスフィン0.1gを添加し、空気を吹き込みながら80℃で20時間エステル化反応を行った。次いで、酸価が1mgKOH/g以下であることを確認した後、シュウ酸0.1質量部を添加し、70℃で3時間撹拌して、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B−4)を得た。このエポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B−4)のエポキシ当量は565g/当量であり、(メタ)アクリロイル基当量は330g/当量であった。なお、前記(メタ)アクリロイル基当量は、計算値である。
(実施例1:エポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物(1)の調製)
合成例1で得た芳香族エステル化合物(A−1)と、合成例4で得たエポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B−1)と、光重合開始剤(IGM社製「Omnirad184」)とを表1に示す配合量で混合し、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物(1)を得た。
(実施例2〜13:エポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物(2)〜(13)の調製)
表1に示す組成及び配合で実施例1と同様の方法にて、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物(2)〜(13)を得た。
(比較例1及び2:エポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物(C1)及び(C2)の調製)
合成例4で得たエポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B−1)と、ビスフェノールAのEO変性ジアクリレート(Miwon社製「Miramer M−240」)と、光重合開始剤(IGM社製「Omnirad184」)とを表1に示す配合量で混合し、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物(C1)及び(C2)を得た。
上記の実施例及び比較例で得られたエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物を用いて、下記の評価を行った。
[耐熱性の評価方法]
各実施例及び比較例で得られたエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物を、アプリケーターを用いてガラス基材上に膜厚50μmとなるように塗布し、80℃で30分乾燥させた。次いで、メタルハライドランプを用いて1000mJ/cm2の紫外線を照射した後、160℃で1時間加熱して、硬化物をガラス基材から剥離し、硬化物を得た。前記硬化物から6mm×35mmの試験片を切り出し、粘弾性測定装置(DMA:レオメトリック社製固体粘弾性測定装置「RSAII」、引張り法:周波数1Hz、昇温速度3℃/分)を用いて、弾性率変化が最大となる温度をガラス転移温度として評価した。なお、ガラス転移温度が高いほど耐熱性に優れていることを示す。
[誘電率の測定方法]
各実施例及び比較例で得られたエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物を、アプリケーターを用いてガラス基材上に膜厚50μmとなるように塗布し、80℃で30分乾燥させた。次いで、メタルハライドランプを用いて1000mJ/cm2の紫外線を照射した後、160℃で1時間加熱して、硬化物をガラス基材から剥離し、硬化物を得た。次いで、温度23℃、湿度50%の室内に24時間保管したものを試験片とし、アジレント・テクノロジー株式会社製「ネットワークアナライザE8362C」を用いて、空洞共振法により試験片の1GHzでの誘電率を測定した。
[誘電正接の測定方法]
各実施例及び比較例で得られたエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物を、アプリケーターを用いてガラス基材上に膜厚50μmとなるように塗布し、80℃で30分乾燥させた。次いで、メタルハライドランプを用いて1000mJ/cm2の紫外線を照射した後、160℃で1時間加熱して、硬化物をガラス基材から剥離し、硬化物を得た。次いで、温度23℃、湿度50%の室内に24時間保管したものを試験片とし、アジレント・テクノロジー株式会社製「ネットワークアナライザE8362C」を用いて、空洞共振法により試験片の1GHzでの誘電正接を測定した。
実施例1〜13で作製したエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物(1)〜(13)、ならびに比較例1及び2で作製したエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物(C1)及び(C2)の評価結果を表1に示す。
表1中の「エポキシ樹脂」は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON EXA−850CRP」、エポキシ当量:172g/当量)を示す。
表1に示した実施例1〜13は、本発明のエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物の例であるが、本発明のエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物の硬化物は、優れた耐熱性を有しており、また、誘電率及び誘電正接ともに低く、誘電特性にも優れることが確認できた。
一方、比較例1及び2は、芳香族エステル化合物を用いないエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物の例であるが、このエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物の硬化物は、誘電率及び誘電正接ともに高く、誘電特性が著しく不十分であることが確認できた。