TWI239947B - Oxetane-modified compounds and photocuring compounds derived therefrom, processes for preparation of both and curing compositions containing the photocuring compounds - Google Patents
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Description
1239947 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(1 ) 發明所屬技術領域 本發明係有關環氧丙烷改性化合物(包含樹脂之總括 用語)及其所衍生之光硬化性化合物(包含光硬化性樹脂 之總括用語),其製造方法及含有其之硬化性組成物,更 詳細地說係有關,由具有苯酚性羥基之化合物及具有一級 經基之單官能環氧丙烷化合物而得的環氧丙烷改性化合物 及’將乙烯性不飽和基或及羧基導入其中而得的光硬化性 {匕合物及,以其爲光硬化性成分之利用於製造印刷配線板 時所使用之抗焊接材,組裝基板用層間絕緣材,抗電鍍材 ’抗蝕刻材,感光性乾膜及製造P D P螢光體製造用等之 光硬化性組成物或光硬化性,熱硬化性組成物。 目前技術 利用活性能量線照射而使樹脂硬化時,因硬化速度快 且無溶劑等,而被廣泛利用於金屬塗裝,木材塗覆,印刷 油墨’電子材料上等。該領域主要使用之材料爲環氧丙烯 酸酯°又’該化合物係由3員環環狀醚之具有環氧乙烷基 的環氧樹脂等(甲基)丙烯酸反應而得,因其具有(甲基 )丙Μ醯基,故目前爲此已有各種混合多官能丙烯酸酯及 光自由基聚合引發劑而作爲光硬化性組成物之硏究提案。 但’這些組成物硬化後收縮程度較大,且改性反應後所生 成之纟Μ基爲_級經基’因此會有對各種基材之ΐ&合性差的 問題。 又’將電子部品實裝於印刷配線板時所需之焊接步驟 (請先閲讀背面之注意事項本頁) -裝. -TJ -?·<» Μ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2丨0X297公釐) -4 - 1239947 A7 B7 五、發明説明(2 ) 中’爲了防止對不要部分的焊接附著及保護回路’而需使 用抗焊接材,而最近就環境考量及成本面,較爲普及之利 用攝影法形成圖型的顯像型抗焊接材係以鹼顯像型爲主流 。一般使用該鹼顯像型抗焊接材之基本樹脂爲’使環氧樹 脂與(甲基)丙烯酸反應後,使改性樹脂中所生成之二級 羥基與酸酐反應而得的活性能量線硬化性樹脂。 但,伴隨著I C及L S I之高密度化’而需縮小印刷 配線板之回路幅及回路間隔。又,爲了提升實裝部品之操 縱周波數而會增加部品發熱量,因此,印刷配線板需具有 比目前更高之熱安定性。但,以環氧樹脂爲開始原料之活 性能量線硬化性樹脂中,與酸酐鍵結之官能基大部分爲二 級羥基,因此,長時間高溫下易切斷該鍵,而降低絕緣性 ,耐熱性等特性及,因分解的酸酐飛散而造成回路污染等 問題。 最近就有機反應創新及應用其高分子合成之觀點,而 有利用4員環醚中環氧丙烷環之開環加成反應的有機反應 硏究,例如,環氧丙烷化合物及活性酯之加成反應(丁. Nishikubo and S. Kazuya,Chem. Lett·,697 (1992)),或利用 雙環氧丙烷及二羧酸之加聚反應合成側鏈具有一級羥基之 聚酉旨(丁· Nishikubo, A. Kameyama, A. Suzuki, Reactive & Functional Polymers, 37,19(1998))之硏究報告。又,最近 之雙環氧丙烷類及雙酚類之加聚反應(T. Nishikubo,A. Kameyama,Μ. I to, T. Nakajima,H. Miyazaki, Journal of Polymer Chemistry,Vol. 37, pp. 27 8 卜 2790 ( 1 998))報告中, (請先閱讀背面之注意事項 本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -5- 1239947 A7 _^__B7____ 五、發明説明(3 ) 所使用的反應觸媒爲四苯基鱗溴化物(丁 P P B )等。但 ,尙無本發明之環氧丙烷改性化合物的報告例。 發明所欲解決之問題 本發明者們發現,使環氧丙烷化合物與苯酚類反應時 ’環氧丙烷環之開環加成反應生成物爲一級羥基,又,使 其與不飽和單羧酸等反應而導入乙烯性不飽和基,或再與 多價酸酐反應而導入羧基時,不會有上述使用環氧樹脂爲 開始材料之問題,而能合成適用於各種領域之光硬化性化 合物及鹼可溶性光硬化性化合物。以上述般T P P B爲觸 媒,使多官能雙環氧丙烷類及雙苯酚類進行加聚反應時, 雖可以較高之收穫率合成聚合物,但,使苯酚類與單官能 環氧丙烷化合物反應時,收穫率極低,例如上述]ournal of Polymer Chemistry,Vol. 37,ρρ.2781-2790 (1998)曾記載,以 TPPB爲觸媒,使3 - (苄基氧基)甲基—3 -乙基環 氧丙烷與P -硝基苯酚反應4 8小時所得之收穫率爲2 9 %。 因此,本發明之基本目的爲,提供一種苯酚性含羥基 化合物與單官能環氧丙烷化合物反應時,能以極高收穫率 合成加成生成物的方法及,適用於各種領域之光硬化性化 合物或鹼可溶性光硬化性化合物的基本化合物之環氧丙烷 改性化合物。 本發明之另一目的爲,提供一種易將乙烯性不飽和基 及羧基導入羧基導入環氧丙烷改性化合物之方法,以及適 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) - (請先閲讀背面之注意事項 本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239947 A7 B7 五、發明説明(5 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 之特徵爲,包含存在醇酯之鹼金屬鹽,酚酯之鹼金屬鹽, 羧酸酯之鹼金屬鹽或該鹼金屬鹽之冠醚錯合物,金屬氫氧 化物及金屬氫化物群中所選出至少1種之觸媒下,使具有 苯酚性羥基之化合物(a )與,分子中具有1個環氧丙院 環及1個一級羥基之化合物(b )反應而得環氧丙烷改性 化合物(A )之步驟,以及,使所得環氧丙烷改性化合物 (A )與分子中至少具有1個乙烯性不飽和鍵,且具有1 個與羥基反應之官能基的化合物(d )反應,而得環氧丙 烷改性化合物(A )中導入不飽和鍵之光硬化性化合物( A / )的步驟。 本發明第三方面係提供,由上述光硬化性化合物( A /)及多價酸酐(e )之反應生成物所形成的鹼可溶性 光硬化性化合物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明亦提供該鹼可溶性光硬化性化合物之製造方法 。該方法之特徵爲,包含存在醇酯之鹼金屬鹽,酚酯之鹼 金屬鹽,羧酸酯之鹼金屬鹽該鹼金屬鹽之冠醚錯合物,金 屬氫氧化物,金屬氫化物群中所選出至少一種之觸媒(c )下,使具有苯酚性羥基之化合物(a )與分子中具有1 個環氧丙烷環及1個一級羥基之化合物(b )反應,而得 環氧丙院改性化合物(A )之步驟,以及,使所得環氧丙 烷改性化合物(A )與分子中至少具有1個乙烯性不飽和 鍵,且具有1個與羥基反應之官能基的化合物(d )反應 ,而得光硬化性化合物(A /)之步驟,以及’使所得光 硬化性化合物(A…)與多價酸酐(e )反應,而得鹼可 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 1239947 A7 B7 五、發明説明(6 ) 溶性光硬化性化合物(A 〃)之步驟。 本發明另一方面係提供特徵爲,含有上述光硬化性化 合物(A >及/或A 〃 ),光聚合引發劑及必要時所需稀 釋劑之光硬化性組成物。 又,係提供特徵爲,含有上述光硬化性化合物(A 一 或A〃 ),光聚合引發劑,分子中至少具有2個環氧乙院 基或環氧丙烷基之熱硬化性化合物及必要時所需稀釋劑的 光硬化性•熱硬化性組成物。 圖面簡單說明 圖1爲,實施例1所得環氧丙烷改性化合物A - 1之 I R光譜。 圖2爲,實施例2所得光硬化性化合物a > - 之 I R光譜。 圖3爲,實施例4所得環氧丙烷改性樹脂a - 2之 I R光譜。 圖4爲,實施例5所得光硬化性樹脂a / 一 2之I R 光譜。
圖5爲,實施例6所得光硬化性樹脂a 〃一 2之I R 光譜。 圖6爲,實施例9所得環氧丙院改性樹脂a 一 3之 I R光譜。 圖7爲,實施例1 0所得光硬化性樹脂a — 一 3之 I R光譜。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 -9 - 1239947 A7 B7 五、發明説明(7 ) 圖8爲,實施例1 1所得光硬化性樹脂A 〃一 3之 I R光譜。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖9爲,實施例1 5所得環氧丙烷改性樹脂A - 5之 I R光譜。 發明實施形態 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明者們發現,使含有苯酣性羥基之化合物(a ) 與分子中具有1個環氧丙烷環及1個一級羥基之化合物, 即單官能環氧丙烷化合物(b )反應時,以醇酯之鹼金屬 鹽’酚酯之鹼金屬酯,羧酸鹽之鹼金屬鹽,該鹼金屬鹽之 冠醚錯合物,金屬氫氧化物及金屬氫化物群中所選出至少 1種作爲觸媒(c ),可以1 0 0 %或接近其之極高收穫 率合成加成生成物。該收穫率係爲目前報告中類似反應例 所驚訝之高收穫率。又,該反應例如下列反應式(1 )所 示。能使下列反應得到1 0 0 %或接近其之極高收穫率係 因,使用酸性度較弱之酸及強鹼所組合而成之鹼性較大的 鹽,即上述鹼金屬鹽,其冠醚錯合物,金屬氫氧化物及金 屬氫化物之觸媒。 反應式(1 )中,Z爲含有苯酚性羥基之化合物(a )的殘基,又,含有苯酚性羥基化合物(a )可爲,分子 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇χ297公釐) 1239947 Α7 Β7 五、發明説明(8 ) 中具有1個羥基之單官能化合物,或分子中具有2個以上 羥基之多官能化合物(或樹脂)。 分子中具有1個羥基之含有苯酚性羥基化合物如,苯 酚,甲酚,P -羥基苯乙烯等苯酚及其衍生物(具有飽和 或不飽和烴基,鹵原子,芳基等取代基之苯酚)。 分子中具有2個羥基之含有苯酚性羥基化合物如,雙 酚A,雙酚F,雙酚S,溴化雙酚A,聯苯酚,聯二甲苯 酌,兒茶酣,間苯二酌,氫酿,1 ,4 一萘二醇,1 ,5 一萘二醇等。 分子中具有3個以上羥基之含有苯酚性羥基化合物如 ,苯酚酚醛淸漆,間苯二酚酚醛淸漆,溴化苯酚酚醛淸漆 ,聚(羥基苯乙烯),杯芳烴(CALIX ARENE )類,2, 4,4< —三羥基二苯甲酮,4,,4〃 一亞甲基三 苯酚,三(P -羥基苯基)甲基甲烷,三(p —羥基苯基 )乙基甲烷,有機聚矽氧烷(SLSES QUIOXANE)等聚矽氧 烷樹脂類等。 又,適用之單官能環氧丙烷化合物(b )可爲,上述 反應式(1 )中R /爲氫原子或碳數1至6之烷基的具有 一級羥基之化合物。該烷基如,甲基,乙基,η -丙基, 異丙基,η — 丁基,異丁基,sec - 丁基,t er t — 丁基,η -戊基,異戊基,新戊基,η -己基,異己基等 直鏈或支鏈狀烷基。其中又以3 -羥基甲基環氧丙烷,.3 一甲基—3 -羥基甲基環氧丙烷,3 —乙基—3 —羥基甲 基環氧丙院爲佳。 (請先閱讀背面之注意事項 本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) _ 11 _ 1239947 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(1〇 ) ,又,超過3 0莫耳%時會因過量而不利於經濟面。 反應條件中,反應溫度爲1 3 0至2 0 0 °C,又以 1 5 0至1 8 0 °C爲佳,反應時間爲7 2小時以下,又以 3 0小時以下爲佳。又,反應溫度愈高反應時間愈短,例 如,利用18 —冠一 6/t e r t — 丁氧基鉀鹽(10莫 耳%)之P -間苯二酚(使用1莫耳)與3 -乙基一 3 -羥基甲基環氧丙烷(使用3莫耳)的反應於1 6 0°C下約 1 2小時,1 8 0 t下約3小時,可達1 0 0 %收穫率。 另外’觸媒使用量愈多反應時間愈短,例如,利用1 8 -冠一 6/t e r t — 丁氧基鉀鹽1〇莫耳%時於160 °C 下約1 2小時,使用2 0莫耳%時約4小時結束反應,可 達1 0 0 %收穫率。 經本發明者們硏究後發現,爲了使反應式(1 )所得 環氧丙烷改性化合物(A )之分子中具有2個一級羥基, 而與分子中至少具有1個乙烯性不飽和鍵,且具有1個與 羥基鍵結用官能基之化合物(d ),例如不飽和單羧酸反 應時,易得光硬化性化合物(A / ),又,使所得光硬化 性化合物(A >)與多價酸酐(e )反應時,易得鹼可溶 性光硬化性化合物(A ")。因該光硬化性化合物(A " )對一級羥基爲鍵結多價酸酐(d )之物,故鍵結部位不 易有熱斷裂而具有優良熱安定性,因此以其爲光硬化性成 分時,可調製具有優良耐熱性,熱安定性之鹼顯像型光硬 化性•熱硬化性組成物。 下面將說明上述環氧丙烷改性化合物(A )與分子中 (請先閲讀背面之注意事項寫本頁)
訂 線 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) · 13 - 1239947 A7 B7 五、發明説明(12
Ri R2 R3 I I i 2-0 —CH2 —C~CH2 —〇~C —C = C-R4
CH2 —OH R1 R2 R3
I I I z - o_ch2-c - ch2-- …⑶ ch2 0 I /Y、
〇一C C一〇H
il II 〇 〇 (A,,) 式中,R1,R2,R3及R4同上述,Y爲多價酸酐殘 基。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 /\ 0 = C\ /C = 〇 〇 II 〇 (請先閲讀背面之注意事項再本頁) 首先將說明導入乙烯性不飽和基,其中反應式(2 ) 所使用之不飽和單羧酸之具體例如,丙烯酸,甲基丙烯酸 ,肉桂酸,巴豆酸,山梨糖酸,α —氰基肉桂酸,卢-苯 乙烯基丙烯酸等,又,可使用二價酸酐與具有羥基之(甲 基)丙烯酸酯類的半酯。具體例如,酞酸,四氫酞酸,六 氫酞酸,馬來酸,琥珀酸等酐等羥基乙基丙烯酸酯,羥基 乙基甲基丙烯酸酯,羥基丙基丙烯酸酯,羥基丙基甲基丙 烯酸酯等含羥基(甲基)丙烯酸酯類的半酯等。該不飽和 單羧酸可單獨使用或2種以上組合使用。 不飽和單羧酸酯之具體例如,上述不飽和單羧酸之烷 基酯’又,不飽和單羧酸氯化物如,丙烯酸氯化物,甲基 丙烯酸氯化物等。 反應式(2 )中,環氧丙烷改性化合物(A )與乙烯 性不飽和化合物(d )之比率(反應混合物中添加比率) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐〉 1239947 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(13 ) 中,環氧丙烷改性化合物(A )/化合物(d )之反應性 官能基(羧酸等)當量比較佳爲0.1以上,又以0·3 至1.0佳。當量比低於0.1時,導入生成物中之聚合 性基不足,而無法得到充分的光硬化性,故無法得到充分 的塗膜物性而不宜。又,超過1 . 0時會殘留未反應之乙 烯性不飽和化合物(不飽和單羧酸等)而不宜。殘存未反 應之乙烯性不飽和化合物(d )時,可利用減壓餾去,鹼 洗淨等已知方法去除。 反應(2 )易於存在鹼性觸媒下進行。所使用之鹼性 觸媒可爲,氫氧化鈉,氫氧化鉀,吡啶,三乙基胺等無機 或有機鹼。反應溫度可爲,不超過所使用之反應溶劑沸點 的溫度,但,就經濟性又以約0 t至1 〇 〇 °C爲佳,更佳 爲 2 0 °C 至 7 0 °C。 又,鹼性觸媒對環氧丙烷改性化合物(A ) 1莫耳之 使用量較佳爲0·1至25莫耳%,又以0· 5至20莫 耳%爲佳’更佳爲1至1 5莫耳%。鹼性觸媒之使用量低 於0 · 1莫耳%時,將難以實用速度進行反應,又,超過 2 5莫耳%時既使量多亦不見明顯反應促進效果,而不利 用經濟面。 接著將說明多價酸酐之反應。本發明係對上述所生成 之光硬化性化合物(A /)中一級羥基之1化學當量,使 多價酸酐(e) 0·1至1·0莫耳反應,而製得鹼可溶 性光硬化性化合物(光硬化性樹脂)(A 〃 )。因光硬化 性化合物(A >)中,未與不飽和單羧酸等乙烯性不飽和 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項 本頁) 裝· 1Ί 1239947 A7 B7 五、發明説明〇4 ) 化合物(d )進行加成反應而殘存之一級羥基與多價酸酐 進行加成反應’而導入羧基,故可成爲鹼可溶性。 (請先閲讀背面之注意事項本頁) 多價酸酐(e )之具體例如,酞酸酐,琥珀酸酐,辛 烯基酞酸酐’戊十二烯基琥珀酸酐,馬來酸酐,四氫酞酸 酐’六氫献酸酐,甲基四氫駄酸酐,3 ,6 -甲橋四氫酞 酸酐’甲基甲橋四氫献酸酐,四溴駄酸酐,偏苯三酸等二 價酸酐’或聯苯基醚四羧酸二酐,環戊烷四羧酸二酐,均 苯四酸,二苯甲酮四羧酸二酐等四價酸二酐等。又,可單 獨使用或2種以上混用。 該多價酸酐(e )與光硬化性化合物(a / )之反應 於上述添加比率下,可於約5 0至1 5 0 °C下進行,又以 8 0至1 3 0 °C爲佳。多價酸酐對光硬化性化合物(a / )中一級羥基1化學當量之使用量較佳爲〇 · i至i · 〇 莫耳。多價酸酐之使用量少於〇 · 1莫耳時,會因導入之 羧基量太少而無法賦予所生成之樹脂充分的鹼可溶性,又 ’超過1 · 0時樹脂中會殘存未反應之多價酸酐而降低耐 久性,電特性等特性,故不宜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 多價酸酐(e )與光硬化性化合物(A > )之反應中 ’可使用之反應促進劑如,上述三級胺,四級鏺鹽,三級 膦,鍈內鑰,冠醚錯合物,三級胺或三級膦與羧酸或強酸 性苯酚之加成物。其使用量對多價酸酐(e )較佳爲 0·1至25莫耳%,又以0·5至20莫耳%爲佳,更 佳爲1至1 5莫耳%。但,系內殘存上述不飽和單羧酸等 乙烯性不飽和化合物(d )反應用反應促進劑時,無需添 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) · 17 · 1239947 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(15 ) 加新的反應促進劑下亦能促進反應。 該環氧丙烷改性化合物(A )與乙烯性不飽和化合物 (d )之反應及,光硬化性化合物(A / )與多價酸酐( e )之反應可於存在有機溶劑或無溶劑下進行,但,爲了 改善反應時之攪拌效果,可於後述稀釋劑下進行。又,合 成時所使用之稀釋劑爲有機溶劑時,可利用減壓蒸餾等已 知方法去除溶劑。 所使用之有機溶劑可爲,不影響反應且維持反應溫度 之已知物。具體例如,二乙二醇單甲基醚,二乙二醇單乙 基醚,二丙二醇單甲基醚,二丙二醇單丁基醚等醇類;乙 二醇單甲基醚乙酸酯,二乙二醇單甲基醚乙酸酯,二乙二 醇單乙基醚乙酸酯,丙二醇單甲基醚乙酸酯,二丙二醇單 甲基醚乙酸酯等二醇酯類;二乙二醇二甲基醚,二丙二醇 二甲基醚等醚類;甲基異丁基酮,環己酮等酮類;甲苯, 二甲苯等烴類等。 又,該環氧丙烷改性化合物(A )與乙烯性不飽和化 合物(d )之反應及,光硬化性化合物(A /)與多價酸 酐(e )之反應中,爲了防止因不飽和雙鍵之聚合而造成 的凝膠化,可吹入空氣或加入聚合禁止劑。聚合禁止劑如 ,氫醌,甲苯醌,甲氧基苯酚,吩噻嗪,三苯基銻,氯化 銅等。 本發明方法所得之光硬化性化合物(A >)及鹼可溶 性光硬化性化合物(A 〃)混合,照射活性能量線後會產 生自由基之化合物,即光聚合引發劑(B )及必要時所需 (請先閲讀背面之注意事項 本頁) -裝·
•1T 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -18- 1239947 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(16 ) 之稀釋劑(C )時,可形成光硬化性組成物,又,再混合 分子中至少具有2個環氧乙烷基或環氧丙烷基之熱硬化性 化合物(D )時,可形成光硬化性•熱硬化性組成物,接 著將其塗膜曝光顯像後再加熱時,可形成不產生硬化收縮 且具有優良耐熱性,密合性,電絕緣性,耐藥性等之硬化 被膜。特別是本發明之光硬化性•熱硬化性組成物含有鹼 可溶性光硬化性化合物(A ")時,可利用鹼性水溶液顯 像。 光聚合引發劑(B )之具體例如,苯偶因,苯偶因甲 基酸’本偶因乙基酸等苯偶因或其院基謎;乙隨苯,2 , 2 -二甲氧基—2 -苯基乙醯苯,4— (1 一 t — 丁基二 氧基- 1 -甲基乙基)乙醯苯等乙醯苯類;2 —甲基蒽醌 ,2 -戊基蒽醌,2 - t 一丁基蒽醌,1 —氯蒽醌等蒽醌 類;2 ,4 一二甲基噻噸酮,2 ,4 一二異丙基噻噸酮, 2 -氯噻噸酮等噻噸酮類;乙醯苯二甲基縮酮,苄基二甲 基縮酮等縮酮類;二苯甲酮,4 一( 1 — t 一丁基二氧基 —1—甲基乙基)二苯甲酮,3 ,,4 ,4 / 一四( t 一丁基二氧羰基)二苯甲酮等二苯甲酮類;2 一甲基硫 —1 一 4 一 (甲基硫)苯基〕一 2 —嗎啉代―丙院—1 一 酮’ 2 —苄基—2 -二甲胺基一 1— (4 —嗎啉代苯基) 一 丁烷一 1 一酮等胺基乙醯類;2 ,4 ,6 —三甲基苯醯 膦氧化物等烷基膦類;9 -苯基吖啶等吖啶類等。 該光聚合引發劑可單獨使用或2種以上混用,其添加 量對光硬化性化合物(A /或A ") 1 〇 〇質量單位較佳 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 7^' (請先閲讀背面之注意事項 本瓦) -裝· 訂 線 1239947 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(17 ) 爲0·1至30質量單位。少於〇·1質量單位時,既使 照射活性能量線亦無法硬化或需增加照射時間,而不易得 到適當塗膜物性,又,超過3 0質量單位時,既使添加過 量亦無法改變光硬化性故不利於經濟面。 爲了促進本發明之光硬化性組成物或光硬化性•熱硬 化性組成物利用活性能量線時之硬化速度,可同時倂用光 聚合引發劑及增感劑。該增感劑如,三乙基胺,三乙醇胺 ,2 -二甲基胺基乙醇,N,N —二甲基胺基安息香酸乙 基酯,N ’ N -二甲基胺基安息香酸異戊基酯,戊基一 4 -二甲基胺基苯甲酸酯等三級胺類;沒-硫乙二醇等硫醚 ;(氧代)香豆素,噻噸等增感色素類;賽安寧,若丹明 ’藏紅’孔雀綠,甲烯藍等色素之烷基硼酸鹽等。又,可 單獨使用或2種以上混用。其使用量對光硬化性化合物( 入/或厶〃 )100質量單位較佳爲〇·1至30質量單 位。 本發明之光硬化性組成物或光硬化性·熱硬化性組成 物可含有稀釋劑。所使用之稀釋劑(C )除上述有機溶劑 外,可爲具有與硬化反應有關之聚合性基的化合物,例如 單官能丙烯酸酯類及/或多官能丙烯酸酯類等已知之反應 性稀釋劑,又,其可調整組成物黏度及提升光硬化性。具 體例如,甲基(甲基)丙烯酸酯,乙基(甲基)丙烯酸酯 ,η -丁基(甲基)丙烯酸酯,異丁基(甲基)丙烯酸酯 ,2 -乙基己基(甲基)丙烯酸酯,異癸基(甲基)丙烯 酸酯,月桂基(甲基)丙烯酸酯,十三基(甲基)丙烯酸 (請先閲讀背面之注意事項 本頁) -裝- 絲 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -20- 1239947 A7 B7 五、發明説明(18 ) 酯,硬脂醯(甲基)丙烯酸酯,甲氧基聚乙二醇(甲基) 丙烯酸酯,環己基(甲基)丙烯酸酯,四氫糠基(甲基) 丙烯酸酯,異佛爾酮基(甲基)丙烯酸酯,苄基(甲基) 丙烯酸酯,2 -羥基乙基(甲基)丙烯酸酯,羥基丙 基(甲基)丙嫌酸_,2 —羥基丁基(甲基)_酸酯, 一甲基胺基乙基(甲基)丙烯酸酯,乙二醇二(甲基)丙 嫌酸酉曰,一乙一醇一(甲基)丙燒酸醋,1 ,4 — 丁二醇 一(甲基)丙烯酸酯,1 ,6 一己二醇二(甲基)丙烯酸 酉曰,一經甲基丙院二(甲基)丙烁酸酯,甘油二(甲基) 丙_酸酯,季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯,季戊四醇四( 甲基)丙烯酸酯,二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯,聚酯 円嫌酸酯或二價酸酐等1分子中至少具有1個以上不飽和 基之醇的反應物等。又,可單獨使用或2種以上混用,其 使用量並無特別限制。本說明書中,(甲基)丙燒酸酯係 指丙烯酸酯,甲基丙烯酸酯及其混合物之總稱(其他類似 表示亦相同)。 1分子內至少具有2個環氧乙烷基或環氧丙烷基之熱 硬化性化合物(D )爲,多官能環氧化合物(d - 1 )或 環氧丙烷化合物(D- 2)。 多官能環氧化合物(D - 1 )如,酚醛淸漆樹脂型環 氧樹脂(例如酸觸媒下苯酚,甲酚,鹵化苯酚,烷基苯酚 等苯酚類與醛反應而得之酚醛淸漆樹脂類中,使環氧氯丙 烷及/或甲基環氧氯丙烷反應而得之物,市售品如日本化 藥(股)製 EOCN— 103 ,E〇CN— 104S , (請先閲讀背面之注意事項 Γ本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) .21- 1239947 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(19 ) EOCN— 1 020 ’ EOCN— 1027 ’ E P p N — 201 ,BREN— S ;島資密公司製 DEN— 43 1 , DEN—4 3 9 ;大日本油墨化學工業(股)製N - 730,N-770,N-865,N-665,n -673,N— 695,. V Η— 4150 等),雙酚 Α 型環 氧樹脂(例如雙酚A,雙酚F ’雙酚S,四溴雙酚a等雙 酚類與環氧氯丙烷及/或甲基環氧氯丙烷反應而得之物, 或雙酚A之縮水甘油醚及前述雙酚類之縮合物與環氧氯丙 烷及/或甲基環氧氯丙烷反應而得之物等,市售品如,油 心硯環氧(股)製耶皮特1 〇 〇 4,耶皮特1 〇 〇 2 ;島 肯密公司製DER - 330,DER_337等),三苯 酚甲烷型環氧樹脂(例如三苯基甲烷,三甲酚甲院等與環 氧氣丙院及/或甲基環氧氯丙院反應而得之物,市售:品如 ,日本化藥(股)製EPPN— 501 ,EPpN — 502等),三(2,3-環氧丙基)異氰尿酸酯,聯苯 基縮水甘油酸,其他脂環式環氧樹脂,含胺基環氧樹脂, 共聚合型環氧樹脂,碳鏡型(C ARD〇)型環氧樹脂, 有機聚矽氧烷(SILSES QUIOXANE)型環氧樹脂等已知之 慣用環氧樹脂中,單獨物或2種以上組合物。 分子中具有2個環氧丙烷環之化合物的代表例如,下 列一般式(4 )所示雙環氧丙烷類。 R1 R1c—c/CHz \〇/RS \〇/CH2—ch2 I I I I · · · (4) 〇一ch2 h2 C一0 ^ } 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項 本頁) -裝- 訂 絲 1239947 A7 ___B7 五、發明説明(2〇 ) 一般式(4)中,R1同上述,R5爲碳數1至1 2之 線狀或支鏈狀飽和烴類,碳數1至1 2之線狀或支鏈狀不 飽和烴類,下列式(A ) , ( B ) ,( C ) , ( D )及( E)所示芳香族烴類,式(F)及(G)所示含有羰基之 直鏈狀或環狀烯烴類,式(Η )及(I )所示含有羰基之 芳香族烴類中所選出具有2個原子價之基。 ch2 —
R6 : ;----t-- (請先閲讀背面之注意事項本頁) -ch2 _0~r7_0~
Cl
iT -CH; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
R8 R8 式中,R6爲氫原子,碳數1至1 2之烷基,芳基或芳 -C Η 2 —, 一 Ν Η S 0 2 - C H ( C Η 3 )- C (CH3) 2 —或 —c (CF3) 2,R8爲氫原子或碳數1至6之烷基 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -23- 1239947 A7 B7 五、發明説明(21
〇 II 〇 -C—fCH2 • · · (F) 〇ιιc- (G) c~ II 〇 請: 先 閲 讀- 背 之 注 、 意 事 式中 爲1至1 2之整數 〇 II c 一 項 本 頁 裝 • · · (Η) C- li 〇 〇
II oc$ …⑴ c—
II 〇 分子中具有3個以上環氧丙烷環之化合物的代表例如 ,下列一般式(5 )所不之化合物及,環氧丙院與酣醒淸 漆樹脂’聚(P -羥基苯乙烯),碳鏡型環氧丙烷樹脂, 杯芳烴類’杯間苯二酚芳烴或有機聚矽氧烷等(SILSES QUIOXAI^ )聚砂氧院樹月旨類等與具有經基之樹月旨的釀化物 等。又,如具有環氧丙烷環之不飽和單體與烷基(甲基) 丙烯酸酯之共聚物等。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) _ 24 - 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239947 A7 B7 五、發明説明(22 )
9 R 〇 H c
H Η CIO _ 1 R 丨c·1 c 5 一般式(5)中,R1同上述,R9爲上述醚化合物之 含羥基樹脂殘基,下列式(J ) ,( K )及(L )所示碳 數1至12之支鏈狀伸烷基,式(Μ) , (N)及(P) 所示芳香族烴類。m爲鍵結於殘基R 9之官能基數的3以上 整數,又以3至5 0 0 0之整數爲佳。 ch2 - / —C—CH2 - \ CH2 — C Η 2 — I -CH2—C-CH; I ch2 — —CHz —CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH2— · · · (L) I • · · (M) (j) (K) (請先閲讀背面之注意事項再本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X297公釐) .25 · 1239947 A7 B7 五、發明説明(23 ) 式中’ R 爲氣原子’ 數1至6之院基或芳基。 上述環氧丙烷化合物(D - 2 )可單獨使用或2種以 上組合使用。 該熱硬化性化合物(環氧化合物或環氧丙烷化合物) (D)對光硬化性化合物(A’或)1Q0質量單位 之添加里較佳爲5至1 〇 〇質量單位,又以1 5至6 0質 量單位爲佳。 就解像性而言,稀釋劑(C )較佳爲,組合難溶性微 粒狀環氧化合物或環氧丙烷化合物,或者難溶性環氧化合 物或環氧丙烷化合物及可溶性環氧化合物或環氧丙烷化合 物。 又,爲了促進熱硬化反應,可倂用少量三級胺類,四 級鏺鹽類,三級膦類,冠醚錯合物等,或咪唑衍生物,二 氰二醯胺等已知之硬化促進劑。硬化促進劑(E )可爲前 述中隨意選擇者,又,可單獨使用或2種以上混用。又, 可使用鍈內鐵等已知之硬化促進劑。 咪唑衍生物如,咪唑,2 -甲基咪唑,2 -乙基咪唑 ’ 2 -乙基一 4 —甲基咪唑,2 -苯基咪唑,4 —苯基咪 唑’ 1 一氰基乙基一 2 -苯基咪唑’ 1 一 (2 -氰基乙基 )一2-乙基一4一甲基咪唑等。具體的市售品如,四國 化成(股)製 2MZ — A,2MZ — 0K,2PHZ, 2P4BHZ,2P4MHZ等。又,提升經時安定性用 者如,旭吉巴(股)製充諾巴秋HX— 372 1 ,HX — 3748,HX - 3741,HX - 3088 ’HX — 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -26 - (請先閲讀背面之注意事項 本頁) Μ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239947 A7 B7 五、發明説明(24 ) 3 7 2 2,HX-3742,HX-3921HP,HX — 3941HP,HX - 3613 等。 硬化促進劑(E )對環氧乙烷基或環氧丙烷基1莫耳 之使用量爲0 · 1至25莫耳%,又以0 · 5至20莫耳 %爲佳,更佳爲1至1 5莫耳%。硬化促進劑對環氧乙烷 基/環氧丙烷基之使用量少於0 . 1莫耳%時,以實用速 度難進行硬化反應,又,超過2 5莫耳%時無明顯反應促 進效果,而不利於經濟面。 多官能環氧丙烷化合物之反應性比多官能環氧化合物 慢而安定,因此,含其之光硬化性•熱硬化性組成物之 shelf Hfe (保存壽命)較長,可組成單液型。但,比較調製 組成物至開始使用所需時間之情形下,預先將上述熱硬化 性成分加入光硬化性•熱硬化性組成物時,易於對空白回 路板塗布前增加黏性,因此,較佳爲使用時再混合兩者。 即,先組成爲以多官能環氧化合物(D - 1 )或多官能環 氧丙烷化合物(D - 2 )爲主體之硬化劑溶液及,以光硬 化性化合物(A >或A 〃)爲主體且添加硬化促進劑(E )之主劑溶液的雙液型,使用時再混合使用爲佳。又,可 將上述光聚合性單體,塡充劑,著色顏料等混入前述熱硬 化性組成物(多官能環氧化合物或多官能環氧丙烷化合物 )之有機溶劑溶液中。 又,爲了提升硬化物之密合性,硬度,焊接耐熱性等 特性,必要時於無損光反應性下,本發明之光硬化性化合 物或光硬化性•熱硬化性組成物可添加硫酸鋇,氧化矽, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 々Ί (請先閲讀背面之注意事項 本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7__ 五、發明説明(25 ) 二氧化矽,滑石,黏土,碳酸鈣等已知之慣用塡充劑,或 酞菁綠,酞菁藍,氧化鈦,碳黑等已知之慣用著色顏料, 或消泡劑,密合性賦予劑,塗平劑等各種添加劑類。 以適當方法將添加上述各成分而製得之硬化性組成物 塗布於基板上,再利用活性能量線照射而硬化。 例如形成光阻圖型時,係將稀釋劑(C )加入所得光 硬化性•熱硬化性組成物中,調整爲所需黏度後,以網板 印刷法,幕塗覆法,滾軸塗覆法,浸漬塗覆法,旋轉塗覆 法等適當的塗布法,塗布於形成回路之印刷配線板等基材 上,以例如約6 0至1 2 0 °C進行預乾燥,以去除組成物 中所含有機溶劑後,形成無縫塗膜。其次經由形成一定曝 光圖型用照相圖罩,以選擇性活性能量線進行曝光,再以 稀鹼性水溶液使未曝光部顯像,可形成光阻圖型。接著以 例如約1 4 0至2 0 0 °C加熱而熱硬化後,可形成具有優 良密合性,焊接耐熱性,耐藥性,電絕緣性,耐電蝕性等 諸特性之硬化塗膜。又,熱硬化前或後進行後U V硬化時 ,可更進一步提升諸特性。 顯像用之鹼性水溶液如,氫氧化鈉,氫氧化鉀,碳酸 鈉,碳酸鉀,石夕酸鈉,氨,有機胺,四甲基錢氫氧化物等 水溶液。顯像液中鹼濃度一般爲0 · 1至5 . 0 w t %。 顯像方式如,利用已知之浸漬顯像,攪煉顯像,噴霧顯像 等方法。 使本發明之光硬化性組成物或光硬化性•熱硬化性組 成物光硬化之照射光源如,低壓水銀燈,中壓水銀燈,高 (請先閲讀背面之注意事項 本買) 裝· 訂 絲 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -28 - 1239947 A7 B7 五、發明説明(26 ) 壓水銀燈,超高壓水銀燈,氙燈,金屬鹵化物燈等。又, 可以雷射光線等作爲曝光用活性光線。另外可利用其他電 子線,α線,/3線,7線,X線,中性子線等。 下面將以實施例具體說明本發明,但非限於此例。又 ’例中「單位」及「%」除特別註明外,全爲質量基準。 實施例1 (合成環氧丙烷改性化合物) 將Ρ —甲酸 10 · 8g,18—冠一 6 —釀
2 · 6g及鉀—t er t — 丁氧化物 1 · 2g溶解於N 一甲基吡咯烷酮3 〇m£中,室溫下攪拌均勻。加入3 -乙 基- 3 -羥基甲基環氧丙烷(東亞合成(股)製) 3 4 . 8 g後,1 6 0 t下攪拌1 2小時。結束反應後, 對反應母液進行矽膠色層分析(展開溶劑中乙酸乙酯:氯 仿=1 : 1 ),再以分取液體色層分析進行單離精製,得 作爲環氧丙烷改性化合物A - 1之薄黃色黏性液體 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 19·8g。收穫率爲88%。以IR光譜及iH-NMR 確認構造,結果爲下列化學式(6 )所示構造。又,所得 環氧丙烷改性化合物A - 1之I R光譜如圖1所示。 CHs
…(6) 〇
I CH2 I ·
CHa CH2 —C —CH2 OH I ch2 oh 實施例2 (合成光硬化性化合物) -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公羡) 1239947 A7 _;______B7 五、發明説明(27 ) 將實施例1所得之環氧丙烷改性化合物A 一 ;[ 5 · 6 g,氫氧化鈉1 · 〇 g及少量聚合禁止劑混入甲基 甲基丙烯酸酯50·〇g中,室溫下攪拌4小時。攪拌後 減壓餾去甲基甲基丙烯酸酯及甲醇,將殘留物溶解於氯仿 後進行3次水洗。以硫酸鎂酐使有機層乾燥後,減壓餾去 氯仿,得作爲光硬化性化合物A > - 1之黃色黏性液體 10 · 0g。以IR光譜及iH — NMR確認構造。又,所 得光硬化性化合物A — - 1之I R光譜如圖2所示。由1 Η 一 NMR算出之酯化率爲6 8 · 3%。 實施例3 使用實施例2所得之光硬化性化合物A > - 1 ,調製 下列組成之光硬化性組成物。 光硬化性化合物A / - 1 2 5單位 便魯卡1 8 4 (吉巴公司製光聚合引發劑) 5罝仿 合計 3 0單位 將所得光硬化性組成物塗布於銅板上,利用紫外纟泉ρ 射裝置(烏西歐電機(股)製U I S — 2 5 1 〇 ΑΑ ) & 紫外線照射1 2 0秒,得無縫不溶於丙酮之被膜。 實施例4 (合成環氧丙烷改性樹脂) 將聚對羥基苯乙烯(九善石油化學(股)製,胃@ $ 馬路卡)60 . Og,3 -乙基—3 —羥基甲基環氧丙院 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) .30 - ------- (請先閲讀背面之注意事項 本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239947 A7 B7 五、發明説明(28 ) (請先閱讀背面之注意事項本頁) 174-4g,t — 丁氧基鉀 5.6g,18 —冠一 6 —醚 1 3 · 7 g及N -甲基吡咯烷酮300^加入備有 回流冷卻器,溫度計及攪拌機之1 〇 〇 〇 W燒瓶中, 1 4 0 °C下反應6小時。將反應混合物注入大量水中,使 生成物沈澱。過濾回收沈澱物後,將其溶解於少量四氫呋 喃中,再注入大量水中,進行再沈精製。減壓下使所得沈 澱物乾燥後,得具有下列化學式(7 )所示重覆單位之環 氧丙烷改性樹脂A— 2 1 0 7 g。收穫率爲9 1%。以 I R光譜及1 Η - N M R確認構造。又,所得環氧丙烷改性 樹脂Α - 2之I R光譜如圖3所示。 CH2 — CH —*---
CH2
I
CH3 CH2 — C一CH2 〇H I
k ch2 oh J 實施例5 (合成光硬化性樹脂) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將實施例4所得之環氧丙烷改性樹脂A - 2 59 · Og,甲基甲基丙烯酸酯250 . 〇g ,氫氧化鉀 3 · 3 g及四氫呋喃3 0 0J加入備有回流冷卻器,溫度 計及攪拌機之1 0 0 2燒瓶中,室溫下反應1 2小時。將 反應混合物溶解於氯仿中,以水洗淨3次後,以硫酸鎂使 有機層乾燥,再以η -己烷進行再沈精製,得導入不飽和 雙鍵之光硬化性樹脂A — — 2 5 9 · 6 g。以I R光譜 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -31 - 1239947 A7 B7 經濟部智慧財產局B工消費合作社印製 五、發明説明(29 ) 及1 Η - N M R確認構造。所得光硬化性樹脂a / - 2之 I R光譜如圖4所示。又,由1 H — NMR之積分比算出之 酯化率爲3 5 %。 實施例6 (合成鹼可溶性光硬化性樹脂) 將實施例5所得之光硬化性樹脂A / - 2 2 0 0 g ,四氫酞酸酐7 6 g,三苯基膦4 g及丙二醇單甲基醚乙 酸酯1 8 3 g,加入備有回流冷卻器,溫度計及攪拌機之 5 0 0 燒瓶中,8 0 °C下反應3小時,得含有6 0 %導 入羧基之光硬化性樹脂A 2的樹脂溶液。由I R光譜 得知,無酸酐吸收峰且出現幅寬的來自羧酸之羥基的吸收 峰。所得光硬化性樹脂A " - 2之I R光譜如圖5所示。 又,樹脂固體成分之酸價爲1 00mg K〇H/g ,且 該樹脂可溶於1 %碳酸鈉水溶液。 實施例7 使用實施例5所得之光硬化性樹脂A / - 2 ,調製下 列組成之光硬化性組成物。 光硬化性樹脂A / - 2 3 0單位 伊魯卡184 (吉巴公司製光聚合引發劑) 3單位 羥基乙基甲基丙烯酸酯 30單位 聚矽氣烷系消泡劑 _0 . 3單位 合計 6 3 . 3單位 (請先閲讀背面之注意事項 本頁) -裝‘ 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -32 - 1239947 A7 B7 五、發明説明(3〇 ) 將所得光硬化性組成物塗布於銅箔上,使膜厚爲約 1 0 // m,再利用紫外線照射裝置(烏西歐電機(股)製 U I S — 25 1 OAA)以紫外線照射480秒, 不溶於丙酮之強固的被膜。 而形成 實施例8 使用實施例6所得之光硬化性樹脂a 列組成之光硬化性組成物。 光硬化性樹脂A 〃一 2 伊魯卡1 84 (吉巴公司製光聚合引發劑) 二季戊四醇六丙烯酸酯 聚矽氧烷系消泡劑 TEPIC(日產化學工業(股)製環氧樹脂) 2 -苯基咪唑 2 ’調製下 1 0 0單位 1 0單位 3 0單位 1單位 3 0單位 3單位
{請先閲讀背面之注意事項N 私衣-- r本頁j 訂 合計 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 4單位 將所得光硬化性組成物塗布於銅箔上,使膜厚爲約 2 5 // m後,8 0 °C下進行2 0分鐘預乾燥。經由照射圖 罩以5 0 0 m J / c m 2之紫外線對塗膜進行選擇性照射後 ,以1 %碳酸鈉水溶液進行1 2 0秒顯像,以溶解去除未 曝光部而形成畫像。接著以1 5 0 °C對顯像後之塗膜加熱 3 0分鐘以進行熱硬化反應,可形成不溶於丙酮,四氫呋 喃等有機溶劑之更強固的被膜。 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ 33 1239947 A7 _______B7 五、發明説明(31 ) 實施例9 (合成環氧丙烷改性樹脂) 將甲酚酚醛淸漆樹脂60 · Og,3-甲基—3 -羥 基甲基環氧丙烷61 · 0g,t 一丁氧基鉀5 · 6g, 1 8 -冠—6-_ 1 3 · 7 g及N -甲基d比略院酮 3 〇 0 加入備有回流冷卻器,溫度計及攪拌器之 1 〇 0 0 W燒瓶中,1 6 0 °C下反應6小時。將反應混合 物注入大量水中,使生成物沈澱。過濾回收沈澱物後,將 其溶解於少量四氫呋喃中,再注入大量水中以進行再沈精 製。減壓下使所得沈澱物乾燥,得目的物之環氧丙烷改性 樹脂A— 3 1 07g。收穫率爲9 1%,環氧丙烷加成 率爲1 0 0 %。以I R光譜及1 Η — N M R確認構造。所環 氧丙烷改性樹脂Α - 3之I R光譜如圖6所示。 實施例1 0 (合成光硬化性樹脂) 將實施例9所得之環氧丙烷改性樹脂A - 3 44 · 4g ,甲基甲基丙烯酸酯200 · Og ,氫氧化鉀 3 . 3 g及四氯咲喃3 0 0 加入備有回流冷卻器’溫度 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 計及攪拌機之1 0 0 〇 J燒瓶中,室溫下反應1 2小時。 將反應混合物溶解於氯仿中’以水洗淨3次後,以硫酸鎂 使有機層乾燥,再以η -己烷進行再沈精製’得導入不飽 和雙鍵之光硬化性樹脂A > - 3 4 8 . 0 g。以I R光 譜及1 Η - N M R確認構造。所得光硬化性樹脂A / — 3之 I r光譜如圖7所示。又,由1 H — NMR積分比算出之酯 化率爲3 5 %。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公着) -34 - 1239947 A7 __B7 _ 五、發明説明(32 ) 實施例1 1 (合成鹼可溶性光硬化性樹脂) 將實施例1 0所得之光硬化性樹脂A > - 3 2 0 0 g,四氫酞酸酐76g,三苯基膦4g及丙二醇單甲基醚 乙酸酯1 8 3 g加入備有回流冷卻器,溫度計及攪拌器之 5 0 0 燒瓶中,8 0 t下反應3小時,得含有6 0 %導 入羧基之光硬化性樹脂A 3的樹脂溶液。由I R光譜 得知,無酸酐吸收峰且出現幅寬的來自羧酸之羥基的吸收 峰。所得光硬化性樹脂A 〃一 3之I R光譜如圖8所示。 又,樹脂固體成分之酸價爲100mg K〇H/g ,且 樹脂可溶於1 %碳酸鈉水溶液。 實施例1 2 使用實施例1 0所得之光硬化性樹脂A / - 3,調製 下列組成之光硬化性組成物。 光硬化性樹脂A - 3 3 0單位 伊魯卡184 (吉巴公司製光聚合引發劑) 3單位 羥基乙基甲基丙烯酸酯 30單位 聚矽氧烷系消泡劑 ___0 · 3單 合計 6 3 · 3單位 將所得光硬化性組成物塗布於銅箔上,使膜厚爲約 1 0 // m ’再利用紫外線照射裝置(烏西歐電機(股)製 U I S - 2 5 1 0 A A )以紫外線照射4 8 0秒,可形成 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公董) _ 〇5 - ---- (請先閱讀背面之注意事項 π本頁) 裝-
1T 絲 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239947 A7 B7 五、發明説明(33 ) 無縫且不溶於丙酮之強固被膜。 實施例1 3 使用實施例1 1所得之光硬化性樹脂A 〃- 3,調製 下列組成之光硬化性組成物。 光硬化性樹脂A " - 3 1 0 0單位 伊魯卡907(吉巴公司製光聚合引發劑) 1 0單位 二季戊四醇六丙烯酸酯 3 0單位 聚矽氧烷系消泡劑 1單位 TEPIC(日產化學工業(股)製環氧樹脂) 3 0單位 2 -苯基咪d坐__3 合計 1 7 4單位 將所得光硬化性組成物塗布於銅箔上,使膜厚爲約 2 5 # m後’ 8 0 °C下進行2 0分鐘預乾燥。經由照相圖 罩以5 0 0 m J / c m 2之紫外線對塗膜選擇性照射後,以 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 %碳酸鈉水溶液進行1 2 0秒顯像以溶解去除未曝光部 ,而形成畫像。接著以1 5 0 °C對顯像後之塗膜加熱3 0 分鐘以進行熱硬化反應,可形成不溶於丙酮,四氫呋喃等 有機溶劑之更強固的被膜。 實施例1 4 (合成環氧丙烷改性樹脂)
將甲酚酚醛淸漆樹脂60 · 〇g,3 —甲基一 3 -羥 基甲基環氧丙烷6 1 · 0g,t 一丁氧基鉀5 . 6g及N -36- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公董) 1239947 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(34 ) -甲基吡咯烷酮3 0 〇 J加入備有回流冷卻器,溫度計及 攪拌機之1 0 0 0 me燒瓶中,1 6 0 t:下反應6小時。將 反應混合物注入大量水中,使生成物沈澱。過濾回收沈澱 物後,將其溶解於少量四氫呋喃中,再注入大量水中以進 行再沈精製。減壓下使所得沈澱物乾燥,得目的物之環氧 丙烷改性樹脂A - 4 82 · Og。收穫率爲68%,環 氧丙烷加成率爲4 7%。又,以I R光譜及iH — NMR確 認構造。 實施例1 5 (合成環氧丙烷改性樹脂) 將甲酚酚醛淸漆樹脂60 · Og,3 -甲基—3 -羥 基甲基環氧丙烷6 1 · 〇g,氫氧化鈉5 · 0g及N -甲 基吡咯烷酮1 5 0 加入備有回流冷卻器,溫度計及攪拌 機之1 0 0 0 4燒瓶中,160它下反應6小時。將反應 混合物注入大量水中以進行酸析,使生成物沈澱。過濾回 收沈澱物後,將其溶解於少量四氫呋喃中,再注入n 一己 烷中以進行再沈精製。減壓下使所得沈澱物乾燥,得具有 下列化學式(8 )所示重覆單位之環氧丙烷改性樹脂a -5 1 1 0g。收穫率爲9 1%,環氧丙烷加成率爲 1 0 0 %。又,以I R光譜及1 Η — N M R確認構造。所得 環氧丙烷改性樹脂Α - 5之I R光譜如圖9所示。 (請先閲讀背面之注意事項 本頁) -?·0 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29*7公釐) -37- 1239947 A7 B7 五、發明説明(35 )
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實施例1 6 (合成環氧丙烷改性樹脂) 將甲酚酚醛淸漆樹脂60 · Og,3 -甲基—3 -羥 基甲基環氧丙烷6 1 . 0g,氫氧化鉀7 · 0g及N -甲 基吡咯烷酮1 5 0 ^加入備有回流冷卻器,溫度計及攪拌 機之1 0 0 0 燒瓶中,1 6 0 °C下反應6小時。將反應 混合物注入大量水中以進行酸析,使生成物沈澱。過濾回 收沈澱物後,將其溶解於少量四氫呋喃中,再注入η -己 烷中以進行再沈精製。減壓下使所得沈澱物乾燥,得化學 式(8 )所示環氧丙烷改性樹脂Α - 5。收穫率爲9 0 % ,環氧丙烷加成率爲1 〇 〇%。又,以I R光譜及-N M R確認構造。 實施例1 7 (合成光硬化性樹脂) 將實施例1 5所得之環氧丙烷改性樹脂Α - 5 44 · 4g ,甲基甲基丙烯酸酯200 . 〇g ’氫氧化鉀 3 · 3 g及四氫呋喃3 0 0W加入備有回流冷卻器’溫度 計及攪拌機之1 0 0 0 燒瓶中,室溫下反應1 2小時。 將反應混合物溶解於氯仿後,以水洗淨3次。以硫酸鎂使 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X297公釐) · 38 - 1239947 A7 B7 五、發明説明(36 )
有機層乾燥後,以η -己烷進行再沈精製,得導入不飽和 雙鍵之光硬化性樹脂A / - 5 4 8 · 0 g。又,以I R 光譜及iH — NMR確認構造,由- NMR積分比算出 之酯化率爲3 5 %。 實施例1 8 (合成鹼可溶性光硬化性樹脂) 將實施例1 7所得之光硬化性樹脂A / - 5 2 0 0 g,四氫酞酸酐76g,三苯基膦4g及丙二醇單甲基醚 乙酸酯1 8 3 g,加入備有回流冷卻器’溫度計及攪拌機 之5 0 0 燒瓶中,8 0 °C下反應3小時,得含有6 0 % 導入羧基之光硬化性樹脂A 5的樹脂溶液。由I R光 譜得知,無酸酐吸收峰且出現幅寬的來自羧酸之羥基的吸 收峰。又,樹脂固體成分之酸價爲1 OOmg Κ Ο Η / g,且樹脂可溶於1 %碳酸鈉水溶液。 實施例1 9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用實施例1 7所得之光硬化性樹脂A / - 5 ,調製 下列組成之光硬化性組成物。 光硬化性樹脂A / - 5 3 0單位 伊魯卡184 (吉巴公司製光聚合引發劑) 3單位 羥基乙基甲基丙烯酸酯 30單位 聚矽氧烷系消泡劑_0 . 3單位 合計 6 3 · 3單位 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239947 ____B7五、發明説明(37 ) 將所得光硬化性組成物塗布於銅箔上,使膜厚爲約 1 0 // m後,利用紫外線照射裝置(烏西歐電機(股)製 U I S — 2 5 1 0 A A )以紫外線照射4 8 0秒,可形成 無縫且不溶於丙酮之強固被膜。 實施例2 0 使用實施例1 8所得之光硬化性樹脂A 下列組成之光硬化性組成物。 5,調製 光硬化性樹脂A 〃- 5 伊魯卡907 (吉巴公司製光聚合引發劑) 二季戊四醇六丙烯酸酯 聚矽氧烷系消泡劑 TEPIC(日產化學工業(股)製環氧樹脂) 2 -苯基咪哗_ 1 0 0單位 1 0單位 3 0單位 1單位 3 0單位 3單位 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) -裝· 訂 合計 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 4單位 將所得光硬化性組成物塗布於銅箔上,使膜厚爲約 2 5 /i m後,8 0 °C下進行2 0分鐘預乾燥。經由照相圖 罩以5 0 0 m J / c m 2之紫外線對塗膜選擇性照射後,以 1 %碳酸鈉水溶液進行1 2 0秒顯像以溶解去除未曝光部 ,而形成畫像。接著以1 5 0 °C對顯像後之塗膜加熱3 0 分鐘以進行熱硬化反應,可形成不溶於丙酮,四氫呋喃等 有機溶劑之更強固的被膜。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -40- 1239947 A7 B7 五、發明説明(38 ) 發明效果 如上述般,本發明之方法係以酸性度較弱之酸與強鹼 組合而成的鹼性較大之鹼金屬鹽,其冠醚錯合物,金屬氫 氧化物及金屬氫化物作爲觸媒(C ),使含有苯酚性羥基 化合物(a )與單官能環氧丙烷化合物(b )反應,因此 能以1 0 0%或極接近之高收率合成環氧丙烷改性化合物 (A )。又,所得環氧丙烷改性化合物(A )之分子中具 有2個一級羥基,因此,與乙烯性不飽和化合物(d ), 例如不飽和單羧酸反應時,易得光硬化性化合物(A > ) ,又,使所得光硬化性化合物(A / )與多價酸酐(e ) 反應時,易得鹼可溶性光硬化性化合物(A 〃 ),且以其 爲光硬化性成分時,可得不產生硬化收縮下,以短時間活 性能量線照射方式快速硬化之光硬化性組成物。特別是光 硬化性化合物(A 對一級羥基爲鍵結多價酸酐(e ) 之物,因此,鍵結部位不易有熱切斷,而具有優良熱安定 性,故以其爲光硬化性成分時,可調製具有優良耐熱性, 耐熱安定性之鹼顯像型的光硬化性•熱硬化性組成物。又 ,可利用曝光,顯像後之熱硬化方式製得不產生硬化收縮 且具有優良電絕緣性,耐熱性,密合性,耐藥性等之硬化 物,因此適用於製造印刷配線板製造時所使用之抗焊接材 ,抗蝕刻材,組裝基板用層間絕緣材,抗電鍍材,感光性 乾膜,P D P螢光計等各種技術領域。 (請先閱讀背面之注意事項 -装- 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印契 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -41 -
Claims (1)
1239947 8 8 8 8 ABCD 1今年丨丨月f曰修正/更正/補充 六、申請專利範圍 第90121319號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 民國93年1 1月4日修正 1 . 一種環氧丙烷改性化合物,其爲,分子中至少具 有1個苯酣性經基之化合物(a )與分子中具有1個環氧 丙院環及1個一級羥基之化合物(b )的反應生成物所形 成者。 2 ·如申請專利範圍第1項之環氧丙烷改性化合物, 其中’分子中至少具有1個苯酚性羥基之化合物(a )爲 ’苯酌’取代苯酚(取代基爲飽和或不飽和烴基,鹵原子 或芳基),雙酚A,雙酚F,雙酚S,溴化雙酚A,聯苯 酚,聯二甲苯酚,兒茶酚,間苯二酚,氫醌,1 ,4 一萘 二醇,1 ’ 5 —萘二醇,苯酚酚醛淸漆,甲酚酚醛淸漆, 溴化苯酚酚醛淸漆,/聚(羥基苯乙烯),杯芳烴類,2, 4 4 一經基一本甲鋼’4 ’4 ’4〃一亞甲基二 苯酌’三(P —羥基苯基)甲基甲烷,三(p —羥基苯基 )乙基甲烷及有機聚矽氧烷(SILSES QUIOXANE )群中所 選出至少1種之化合物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 ‘如申請專利範圍第1項之環氧丙烷改性化合物, 其中’分子中具有1個環氧丙烷環及1個一級羥基之化合 物(b )爲下列一般式所示化合物: 1 Η 2 C 一C一C Η 2 一〇 Η 1 I 〇一C Η 2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2I0X297公釐) 1239947 A8 B8 C8 _ D8 六、申請專利範圍 (式中,R1爲氫原子或碳數1至6之烷基)。 4 . 種h氧两丨元改性化合物之製造方法,其特徵爲 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,於相對於分子中至少具有1個苯酚性羥基之化合物(a )1旲耳’添加1〜3旲耳比例之分子中具有1個環氧丙 烷環及1個一級羥基之化合物(b ),並於相對於前述化 合物(a) 1莫耳爲1〜3 0莫耳%比例之由醇酯之驗金 屬鹽,酚酯之鹼金屬鹽,羧酸酯之鹼金屬鹽,該鹼金屬鹽 之冠醚錯合物,金屬氫氧化物及金屬氫化物群中所選出至 少1種之觸媒(c )存在下於1 3 0〜2 0 0 t:下進行 7 2小時以下之反應。 5 · —種光硬化性化合物,其爲,如申請專利範圍第 1項之環氧丙烷改性化合物與分子中至少具有1個乙烯性 不飽和鍵,且具有1個可與羥基反應之官能基的化合物( d )之反應生成物所形成者。 6 .如申請專利範圍第5項之光硬化性化合物,其中 ,分子中至少具有1個乙烯性不飽和鍵,且具有1個與羥 基反應之官能基的化合物(d )爲,下列一般式所示化合 物: r2 R3 I I X 0—C一 C=C一 R4 II 〇 (式中,R2,R3及R4各自爲氫原子,碳數1至6之烷 基,芳基,芳烷基,氰基,氟原子或呋喃基;X爲-〇Η _______;_· _Q_ . _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 1239947 8 8 8 8 ABCD 六、申請專利範圍 ,一〇R,C1 ,Br 或 I)。 7 · —種光硬化性化合物之製造方法,其特徵係包含 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} ,於相對於分子中至少具有1個苯酚性羥基之化合物(a )1莫耳,添加1〜3莫耳比例之分子中具有1個環氧丙 院及1個一級羥基之化合物(b ),並於相對於前述化合 物(a) 1莫耳爲1〜30莫耳%比例之由醇酯之鹼金屬 鹽,酚酯之鹼金屬鹽,羧酸酯之鹼金屬鹽,該鹼金屬鹽之 冠醚錯合物,金屬氫氧化物及金屬氫化物群中所選出至少 1種之觸媒(c)存在下於13 0〜2 0 Ot:下進行7 2 小時以下之反應,而得環氧丙烷改性化合物(A )之步驟 ’以及,於相當於所得環氧丙烷改性化合物(A ) 1莫耳 ,添加0 · 1〜1 . 0莫耳比例之分子中至少具有i個乙 烯性不飽和鍵,且具有1個可與羥基反應之官能基的化合 物(d ),並於相對於前述化合物(a ) 1莫耳爲〇 . 1 〜2 5莫耳%比例之鹼性觸媒存在下,於〇〜1 〇 Q它下 反應,而得於環氧丙烷改性化合物(A )中導入不飽和鍵 之光硬化性化合物(A /)之步驟。 8 · —種鹼可溶性光硬化性化合物,其爲,如申請專 利範圍第5項之光硬化性化合物及多價酸酐(e )之反應 生成物所形成。 9 ·如申請專利範圍第8項之光硬化性化合物,其中 ’多價酸酐(e )爲酞酸酐,琥珀酸酐,辛烯基酞酸野, 戊十一儀基號拍酸酐,馬來酸酐,四氫敝酸酐,六氣駄酸 酐,甲基四氫酞酸酐,3 ,6 —甲橋四氫酞酸酐,甲基甲 本紙張尺度適用中國國家襟準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) ~' -- 1239947 A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 橋四氫献酸酐,四溴酞酸酐,偏苯三酸,聯苯基四殘酸二 酐,萘四羧酸二酐,二苯基醚四羧酸二酐,環戊烷四羧酸 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 二酐’均苯四酸及二苯甲酮四羧酸二酐群中所選出至少一 種之化合物。 1 0 · —種鹼可溶性光硬化性化合物之製造方法,其 特徵係包含,於相對於分子中至少具有1個苯酚性羥基之 化合物(a ) 1莫耳,添加1〜3莫耳比例之分子中具有 1個環氧丙烷環及i個一級羥基的化合物(b ),並於相 對於前述化合物(a ) i莫耳爲1〜3 〇莫耳%比例之由 醇酯之鹼金屬鹽,酚酯之鹼金屬鹽,羧酸酯之鹼金屬鹽, 該鹼金屬鹽之冠醚錯合物,金屬氫氧化物及金屬氫化物群 中所選出至少1種之觸媒(C )存在下於1 3 〇〜2 〇 〇 °C下進行7 2小時以下之反應,而得環氧丙烷改性化合物 (A )之步驟,以及,於相對於所得環氧丙烷改性化合物 (A) 1莫耳,添加〇 · 1〜1 · 〇莫耳比例之分子中至 少具有1個乙烯性不飽和鍵,且具有1個與羥基反應之官 能基的化合物(d ),並於相對於前述化合物(a ) 1莫 耳爲0 · 1〜2 5莫耳%比例之鹼性觸媒存在下,於〇〜 1 0 0 °C下反應,而得光硬化性化合物(a -)之步驟, 以及,使相對於所得光硬化性化合物(A、)中一級羥之 1化學當量,添加〇 · 1〜1 · 〇莫耳比例之多價酸酐( e ),並於5 0〜150°(:下反應,而得鹼可溶性光硬化 性化合物(A 〃)之步驟。 1 1 · 一種光硬化性組成物,其特徵爲,含有如申請 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210 X 297公釐) 1239947 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 專利範圍第5或8項之光硬化性化合物及光聚合引發劑。 1 2 ·如申請專利範圍第1丨項之光硬化性組成物, 其尙含有稀釋劑。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 3 · —種光硬化性·熱硬化性組成物,其特徵爲, 含有如申請專利範圍第5或8項之光硬化性化合物,光聚 合引發劑及分子中至少具有2個環氧乙烷基或環氧丙烷基 之熱硬化性化合物。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項之光硬化性·熱硬化 性組成物,其尙含有稀釋劑。· 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項之光硬化性·熱硬化 性組成物,其尙含有硬化促進劑。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐)
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