WO2008007584A1 - Polyester contenant un motif terpène/phénol - Google Patents

Polyester contenant un motif terpène/phénol Download PDF

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Kaori Shirato
Tsuyoshi Hirai
Takahiro Iijima
Naohiro Takamura
Teruaki Sugahara
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Jsr Corporation
Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
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Definitions

  • Polyesters containing terpene phenol units Polyesters containing terpene phenol units
  • the present invention relates to a polyester containing a terpene phenol unit in the skeleton, and more particularly to a novel polyester that can be used as a photosensitive resin capable of alkali development as an example.
  • photosensitive resin has been used as a permanent protective mask for resist materials, solder resists, and the like in printed wiring boards.
  • the photosensitive resin is cured by light irradiation in the presence of a suitable photopolymerization initiator.
  • a suitable photopolymerization initiator for example, in Patent Document 1 below, an epoxy atelar toy compound having a forced phenolic resin skeleton is disclosed. Proposed.
  • Patent Document 2 discloses that it is soluble in an alkaline aqueous solution in an uncured state and becomes insoluble after curing, thereby enabling alkali development.
  • a type photosensitive resin there has been proposed a compound obtained by addition-reacting an carboxylic acid anhydrous to the epoxy atelar toy compound of Patent Document 1 above.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-48424
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 5-70528
  • the above-mentioned conventional compound has a rigid structure in which the force-containing phenol contained in the skeleton thereof has a rigid structure, and the acrylic resin or methacrylic acid is simply added to the end of the epoxy resin in which both ends are glycidyl etherified. Since it is an epoxy acrylate resin to which is added, the flexibility is inferior.
  • An object of the present invention is to provide a novel polyester used as a flexible photosensitive resin.
  • polyester according to the first aspect of the present invention is represented by the following general formula (1). [Chemical 1]
  • X is a terpene diphenoxy group represented by the following formula (2) or (3), and one molecule may contain a mixture of the formula (2) and the formula (3).
  • Y is a residue excluding the carboxyl group of an organic compound having four carboxyl groups, R is H or CH, R ′ is H or carboxy.
  • n shows the integer of 1-40.
  • the polyester according to the second invention of the present invention is an epoxy (meth) acrylate represented by the following general formula (4) and an epoxy (meth) acrylate represented by the following general formula (5). It is a polyester having a weight average molecular weight of 3,000 to 100,000 obtained by condensation polymerization of at least one of them and a tetrabasic dianhydride represented by the following general formula (6).
  • R represents H or CH.
  • Y represents a residue obtained by removing a carboxyl group of an organic compound having four carboxyl groups.
  • the terpene phenol unit is a polyester in which the terpene phenol unit is linked via an ester bond with a tetrabasic dianhydride, together with the flexibility of the terpene phenol unit contained in the skeleton. Therefore, a photosensitive resin having flexibility (flexibility) is obtained.
  • the polyester according to the present invention is represented by the above general formula (4) and the terpene diphenol diglycidyl ether di (meth) acrylate represented by Z or (5) and the above general formula (6). It can be produced by an esterification reaction (polycondensation reaction) with a tetrabasic acid dianhydride.
  • the di (meth) acrylate is synthesized by terpene diphenol, that is, terpene phenol resin by diglycidyl ether synthesis to synthesize epoxy resin, and acrylic acid or methacrylic acid at both ends of the epoxy resin. It can be synthesized by adding an acid.
  • terpene diphenol that is, terpene phenol resin by diglycidyl ether synthesis to synthesize epoxy resin, and acrylic acid or methacrylic acid at both ends of the epoxy resin. It can be synthesized by adding an acid.
  • the epoxy acrylate resin thus obtained preferably has an acid value of less than lOmgKOHZg and an epoxy equivalent of 10,000 to 20,000.
  • the acid value is determined by weighing sample lg in an Erlenmeyer flask, dissolving it in 50 ml of dioxane, titrating with 0.1 M KOH aqueous solution using phenolphthalein as an indicator, and changing the color from colorless to pink. It is obtained by measurement.
  • the epoxy equivalent was measured by weighing a predetermined amount ( ⁇ 5g) of sample in a beaker and dissolving in 50 ml of black mouth form.
  • the epoxy resin can be synthesized by reacting terpene diphenol with epichlorohydrin in the presence of a basic catalyst.
  • terpene diphenol diglycidyl ether represented by the following formula (9) or formula (10) is obtained.
  • the epoxy resin thus obtained preferably has an epoxy equivalent of 260 to 300.
  • tetrabasic dianhydride examples include, but are not limited to, the seven aromatic tetrabasic dianhydrides exemplified below. Particularly preferably: This is expressed by the equations (11), (12), (13).
  • the method for the esterification reaction is not particularly limited. By doing so, it is possible to synthesize the polyester of the present invention which is a polycondensation resin of the epoxy (meth) acrylate and the tetrabasic acid dianhydride represented by the general formula (1).
  • the weight average molecular weight of the polyester thus obtained can be adjusted by changing the solvent amount and the reactive group mass in the esterification reaction.
  • the weight average molecular weight force s 3 The force is preferably 000 to 100,000 S, more preferably 5,000 to 25,000.
  • n is 1-40 in the said Formula (1).
  • the weight average molecular weight is smaller than the above range, sufficient flexibility and adhesion cannot be obtained.
  • the weight average molecular weight is too large, the photocurability and the alkali solubility in an uncured state become poor.
  • the weight average molecular weight is a polystyrene equivalent weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC, elution solvent: tetrahydrofuran).
  • the polyester preferably has an acid value of 60 to 70 mg KOHZg because of good alkali solubility in an uncured state.
  • R ' is all H, that is, 2 or 3 carboxyl groups are added to the residue of each tetrabasic acid dianhydride. It has excellent solubility in alkaline aqueous solution.
  • the carboxyl group may be blocked with a blocking agent. It is possible to control the acid value of the present polyester by changing the amount of carboxyl group blocking.
  • the acid value is preferably 20 to 80 mg KOHZg, more preferably 30 to 70 mg KOHZg. is there.
  • the force R ′ depending on the type of tetrabasic dianhydride is 50 mol% or more being H. This is preferable for securing alkali developability. More preferably, 70 mol% or more is H.
  • the strong carboxyl group-blocking agent is not particularly limited as long as it has a functional group capable of reacting with the terminal carboxyl group, and examples thereof include various known end-blocking agents such as glycidyl ether and carpositimide. . Preferred are glycidyl ethers such as phenylglycidyl ether, butylphenol glycidyl ether, and resorcing ricidyl ether. In this case, the epoxy equivalent of the blocked polyester is preferably 60,000 or more.
  • the polyester comprising the above has a photopolymerizable acrylic acid or methacrylic acid moiety. Therefore, it can be photopolymerized in the presence of a suitable photopolymerization initiator, and is dissolved in an alkaline aqueous solution by crosslinking and curing by photopolymerization. On the other hand, in an uncured state, it dissolves in an aqueous solution of Al force, and by irradiating the film with light partially, it exhibits an alkali developability that leaves a cured portion and dissolves and removes the uncured portion with an alkaline aqueous solution.
  • this polyester has good adhesion to various substrates, small curing shrinkage, excellent heat resistance (high Tg), and can form a hard film. Furthermore, since the terpene phenol unit contained in the skeleton has a relatively flexible structure and the terpene phenol unit is a polyester linked via an ester bond with a tetrabasic acid dianhydride, It has flexibility.
  • This polyester may be polymerized by itself, or may be used as a mixture with various photopolymerizable monomers and as a coating agent for glass and various films. In addition, it can be suitably used as a raw material for paints applied to various films, and as a nodder for resist materials such as resists for printed wiring boards and color resists.
  • Epic mouth hydrin 1520 g and DMSO170 Og were charged and stirring was started.
  • 290 g of caustic soda was added and the reaction was carried out at 65 ° C to 90 ° C for 10 hours. The progress and end point of the reaction were determined by measuring the epoxy equivalent.
  • DMSO was distilled off under reduced pressure at 90-100 ° C.
  • OH / g and hydroxyl value were 171 mgKOHZg.
  • the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC, elution solvent: tetrahydrofuran) of this rosin was 18000.
  • the acid value was 61.2 mgKOHZg.
  • ⁇ 6.9 to 7.6 are peaks derived from the benzene ring of the terpene skeleton and the benzene ring of pyromellitic acid, and ⁇ 5.8 and 66.2 are methacrylic acid double peaks.
  • Peak derived from the bond, ⁇ 1.1 to 2.2 is derived from the cyclohexane skeleton of terpene diphenol, ⁇ ⁇ . 7 to 0.9 is the two methyl groups of the isopropyl group coming out of the terpene skeleton A derived peak was observed.
  • Polyester resin represented by (18) (where X is represented by the above formula (2) or (3) Terpene diphenoxy group, R is H, R ′ is H, and n is 17. ) was obtained.
  • the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC, elution solvent: tetrahydrofuran) of this rosin was 15000.
  • the acid value is 60.
  • the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC, elution solvent: tetrahydrofuran) of this resin was 25000.
  • the acid value was 50.
  • polyester polyester resin (where X is a terpene diphenoxy group represented by the above formula (2) or (3), R is CH, R, H, n is 8) was obtained.
  • the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC, elution solvent: tetrahydrofuran) of this rosin was 13000.
  • the cured film thus obtained was cured by UV irradiation so as to have a viscosity of 2000 mj, and evaluated for alkali solubility, adhesion to a substrate, cure shrinkage, heat resistance, pencil hardness, and flexibility.
  • the method is as follows.
  • Adhesion with the base material A cut that reaches the ground surface through the film on the base material (glass plate) is made in a grid pattern, and adhesive tape is applied on the grid pattern, and then peeled off. The number of remaining parts after counting was counted (the remaining number X for the 100 grids is displayed as “xZlOO”).
  • volumetric shrinkage (%) ⁇ (specific gravity after curing, specific gravity before curing) specific gravity after Z curing ⁇ X 100
  • Pencil hardness In accordance with JIS K5600-5-4, the resistance of the film to scratches or other defects generated as a result of pressing a pencil having the specified dimensions and hardness on the film was evaluated.
  • test sample was prepared using a tin plate (150 X 50 X 0.3 mm) as the base material, and the coating surface was placed outside the mandrel using a bending tester. Inserted and quickly bent about 180 degrees around the mandrel. Thereafter, the test sample was taken out and examined for cracking and peeling by visual inspection. For each of the three test samples, if the coating film was not cracked or peeled off, it was judged to be acceptable as being flexible enough to withstand bending. Table 1 shows the minimum diameters that were passed in order of the diameter of the mandrel with the largest diameter.
  • each polyester according to this example has good adhesion to the base material, excellent curing shrinkage force, and excellent heat resistance, and the film has a firm strength and a flexible film. It was superior to.
  • the uncured portion was soluble in an alkaline aqueous solution and became insoluble by photocuring, so that alkali development was possible.
  • the polyester of the present invention is used for coating on various substrates such as glass and film, as a raw material for paints applied to these substrates, and for printed circuit board resists and collars. It can be suitably used as a binder for a resist material such as a resist.
  • FIG. 1 is a graph showing the measurement results of 1H-NMR spectra for the epoxy resin of Synthesis Example 1.
  • FIG. 2 is a graph showing IR spectrum measurement results for the epoxy resin of Synthesis Example 1.
  • FIG. 3 is a graph showing the measurement results of all 1H-NMR spectra for the epoxy metatalylate resin of Synthesis Example 2.
  • FIG. 4 is a graph showing the results of IR spectrum measurement for the epoxy metal phthalate resin of Synthesis Example 2.
  • FIG. 5 is a graph showing the measurement results of 1H-NMR spectrum for the polyester resin of Synthesis Example 4.
  • FIG. 6 is a graph showing IR ⁇ vector measurement results for the polyester resin of Synthesis Example 4.
  • FIG. 7 is a graph showing the measurement results of 1H-NMR spectrum for the polyester resin of Synthesis Example 6.
  • FIG. 8 is a graph showing IR ⁇ vector measurement results for the polyester resin of Synthesis Example 6.

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Description

明 細 書
テルペンフエノール単位を含むポリエステル 技術分野
[0001] 本発明は、テルペンフエノール単位を骨格中に含むポリエステルに関し、より詳細 には、例としてアルカリ現像が可能な感光性榭脂として用いることができる新規なポリ エステルに関するものである。
背景技術
[0002] 従来、プリント配線板におけるレジスト材料やソルダーレジスト等の永久保護マスク として、感光性榭脂が用いられている。感光性榭脂は、適当な光重合開始剤の存在 下で光照射により硬化するものであり、例えば、下記特許文献 1には、力ルドフエノー ル榭脂骨格を有するエポキシアタリレートイ匕合物が提案されている。
[0003] また、力かる感光性榭脂に関し、下記特許文献 2には、未硬化状態でアルカリ水溶 液に可溶であり、硬化後に不溶となることで、アルカリ現像を可能にしたアルカリ可溶 型感光性榭脂として、上記特許文献 1のエポキシアタリレートイ匕合物にカルボン酸無 水物を付加反応させた化合物が提案されて!ヽる。
特許文献 1 :日本国特開平 7— 48424号公報
特許文献 2 :日本国特開平 5— 70528号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 上記従来の化合物は、その骨格中に含まれる力ルドフエノールが剛直構造であり、 し力ゝも両末端がグリシジルエーテルィ匕されたエポキシ榭脂の末端に単にアクリル酸又 はメタクリル酸を付加させたエポキシアタリレート榭脂であるため、可撓性に劣ると 、う 欠点がある。
[0005] 本発明の課題は、可撓性を持つ感光性榭脂として用いられる新規なポリエステルを 提供することにある。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明の第 1の発明に係るポリエステルは、下記一般式(1)で表されるものである。 [化 1]
Figure imgf000004_0001
式中、 Xは下記式(2)又は(3)で表されるテルペンジフ ノキシ基であり、 1分子中 に式(2)と式(3)が混合して含まれてもよい。また、 Yはカルボキシル基を 4個有する 有機化合物のカルボキシル基を除いた残基、 Rは H又は CH、 R'は H又はカルボキ
3
シル基封鎖剤の残基を示し、 nは 1〜40の整数を示す。
[化 2]
Figure imgf000004_0002
また、本発明の第 2の発明に係るポリエステルは、下記一般式 (4)で表されるェポ キシ (メタ)アタリレート及び下記一般式(5)で表されるエポキシ (メタ)アタリレートの少 なくとも一方と、下記一般式 (6)で表される四塩基酸二無水物との縮重合により得ら れる重量平均分子量が 3, 000〜100, 000であるポリエステルである。
Figure imgf000004_0003
[0009] 式中、 Rは H又は CHを示す。
3
[化 4]
Figure imgf000005_0001
[0010] 式中、 Yはカルボキシル基を 4個有する有機化合物のカルボキシル基を除いた残 基を示す。
発明の効果
[0011] 本発明によれば、骨格中に含まれるテルペンフエノール単位の可撓性とともに、該 テルペンフエノール単位が四塩基酸二無水物との間でのエステル結合を介して連結 されたポリエステルであることから、可撓性 (フレキシブル性)を有する感光性榭脂が 得られる。
発明を実施するための最良の形態
[0012] 本発明に係るポリエステルは、上記一般式 (4)及び Z又は(5)で表されるテルペン ジフエノールジグリシジルエーテルジ (メタ)アタリレートと、上記一般式(6)で表される 四塩基酸二無水物とのエステル化反応 (縮重合反応)により製造することができる。
[0013] 上記ジ (メタ)アタリレートは、テルペンジフエノール、即ちテルペンフエノール榭脂を ジグリシジルエーテルィ匕してエポキシ榭脂を合成し、該エポキシ榭脂の両末端にァク リル酸又はメタクリル酸を付加させることにより合成することができる。式 (4)、 (5)中、 R=Hの場合がジアタリレート、 R=CHの場合がジメタタリレートであり、両者をまとめ
3
てジ (メタ)アタリレートと称する。このようにして得られるエポキシアタリレート榭脂は、 酸価が lOmgKOHZg未満であり、エポキシ当量が 10, 000〜20, 000であること が好ましい。
[0014] ここで、酸価は、サンプル lgを三角フラスコに秤量し、ジォキサン 50mlに溶解させ 、フエノールフタレインを指示薬として 0. 1MKOH水溶液で滴定し、無色からピンク 色に変色した点を終点とする測定により求められる。また、エポキシ当量は、所定量( 〜5g)のサンプルをビーカーに秤量し、クロ口ホルム 50mlに溶解させ、臭化テトラエ チルアンモ-ゥムの 20%酢酸溶液 5mlをカ卩え、クリスタルバイオレットを指示薬として 、 0. 1N過塩素酸酢酸溶液で滴定し、紫力 青紫に変色した点を終点とする測定に より求められる。
上記テルペンジフ ノールは、下記式(7)又は式(8)で表されるものであり、式(7) で表される 1, 3—テルペンフエノール榭脂と、式(8)で表される 2, 8—テルペンフエノ 一ル榭脂は、それぞれ単独で用いることもでき、両者の混合物を用いることもできる。 通常は、両者の混合物が用いられ、その混合比は、重量比で、式(7):式 (8) =80 〜60: 20〜40であることが好まし!/、。
[化 5]
Figure imgf000006_0001
上記エポキシ榭脂の合成方法としては、一般のエポキシ榭脂の合成を適用すること ができ、例えば、上記テルペンジフエノールに塩基性触媒の存在下でェピクロロヒドリ ンを反応させることにより合成することができ、これにより、下記式(9)や式(10)で表 されるテルペンジフエノールジグリシジルエーテルが得られる。このようにして得られる エポキシ榭脂はエポキシ当量が 260〜300であることが好ましい。
[化 6]
Figure imgf000006_0002
上記四塩基酸二無水物としては、例えば、下記に例示した 7つの芳香族四塩基酸 二無水物が挙げられる力 これらに限定されるものではない。特に好ましくは、下記 式(11)、(12)、(13)で示されるものである。
[化 7]
Figure imgf000007_0001
無水ピロメリット酸 ォキシジフタル酸無水物
Figure imgf000007_0002
エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート
Figure imgf000007_0003
メチルシクロへキセン亍トラカルボン酸二無水物
上記エステル化反応の方法は、特に限定されるものではなぐ例えば、上記ジ (メタ )アタリレートを有機溶剤に加熱溶解させ、四塩基酸二無水物を添加して撹拌反応さ せることにより、上記一般式(1)で表されるエポキシ (メタ)アタリレートと四塩基酸二無 水物との縮重合榭脂である本発明のポリエステルを合成することができる。
[0019] このようにして得られるポリエステルの重量平均分子量は、上記エステル化反応に おける溶剤量、反応基質量を変更することで調整可能であり、本発明では、重量平 均分子量力 s3, 000〜100, 000であること力 S好ましく、より好ましくは 5, 000〜25, 0 00である。また、重量平均分子量とも関係するが、上記式(1)中、 nは 1〜40であるこ とが好ましい。重量平均分子量が上記範囲より小さいと、充分なる可撓性、密着性が 得られず、逆に大きすぎると、光硬化性と未硬化状態でのアルカリ溶解性が不良にな る。ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー(GPC、溶出 溶媒:テトラヒドロフラン)で測定したポリスチレン換算重量平均分子量である。また、 該ポリエステルは、未硬化状態での良好なアルカリ溶解性のため、酸価が 60〜70m gKOHZgであることが好まし 、。
[0020] 上記エステル化反応により得られるポリエステルは、式(1)において、 R'が全て H であり、即ち、各四塩基酸二無水物の残基部分に 2個又は 3個のカルボキシル基を 持っており、これによりアルカリ水溶液に対する優れた可溶性を備えている。かかるァ ルカリ可溶性を調整するために、上記カルボキシル基は封鎖剤で封鎖されてもょ ヽ。 カルボキシル基の封鎖量を変更することで、本ポリエステルの酸価を制御することが 可能であり、特に限定しないが、酸価は 20〜80mgKOHZgであることが好ましぐ より好ましくは 30〜70mgKOHZgである。なお、四塩基酸二無水物の種類にもよる 力 R'は 50モル%以上が Hであること力 アルカリ現像性を確保する上で好ましぐ より好ましくは 70モル%以上が Hである。
[0021] 力かるカルボキシル基封鎖剤としては、末端カルボキシル基と反応可能な官能基を 有するものであれば特に限定されず、例えば、グリシジルエーテル、カルポジイミドな どの公知の種々の末端封鎖剤が挙げられる。好ましくは、フエ-ルグリシジルエーテ ル、ブチルフエ-ルグリシジルエーテル、レゾルシングリシジルエーテル等のグリシジ ルエーテルであり、この場合、封鎖されたポリエステルのエポキシ当量が 60, 000以 上であることが好ましい。
[0022] 以上よりなるポリエステルは、光重合可能なアクリル酸又はメタクリル酸部分を持つ ため、適当な光重合開始剤の存在下に光重合可能であり、光重合により架橋、硬化 することで、アルカリ水溶液に対して溶解しに《なる。一方、未硬化状態ではアル力 リ水溶液に溶解するため、皮膜に部分的に光照射することにより、硬化部分を残し、 未硬化部分をアルカリ水溶液で溶解除去可能なアルカリ現像性を発揮する。また、こ のポリエステルは、各種基材との密着性が良好で、硬化収縮も小さぐ耐熱性に優れ る(高 Tg)とともに、硬い皮膜の形成が可能である。更に、骨格中に含まれるテルペン フエノール単位が比較的柔軟な構造を持つとともに、該テルペンフエノール単位が四 塩基酸二無水物との間でのエステル結合を介して連結されたポリエステルであること から、可撓性を有する。
[0023] このポリエステルは、それ自体単独で重合させてもよぐある 、はまた、各種光重合 性モノマーとともに混合して用いてもよぐガラスや各種フィルムへのコーティング剤と して、またガラスや各種フィルムに塗布する塗料の原料として、更には、プリント配線 板用レジストやカラーレジストなどのレジスト材料のノインダーとして好適に用いること ができる。
実施例
[0024] 以下、実施例を挙げて、本発明の実施の態様を更に具体的に説明する力 本発明 は、下記実施例に限定されるものではない。
[0025] (合成例 1:テルペンジフエノールジグリシジルエーテル)
冷却管および攪拌機を備えた 5L四つ口フラスコに、テルペンジフエノール(1, 3- テルペンフエノール榭脂: 2, 8—テルペンフエノール榭脂 = 70 : 30 (重量比)、ヤスハ ラケミカノレ株式会社製「YP— 90」) 1070gと、ェピク口口ヒドリン 1520g、 DMSO170 Ogを仕込み攪拌を開始した。 50°Cに加熱して溶解させたのち、苛性ソーダ 290gを 加え、 65°Cから 90°Cで 10時間加熱反応させた。反応の進行及び終点はエポキシ当 量を測定することで行い、エポキシ当量が目的に達した後、 DMSOを 90〜100°Cに て減圧留去した。その後、トルエンに 50〜70°Cで再溶解させ、更に蒸留水を加え水 洗、静置分離を行い、有機層を減圧下で脱溶剤して、上記式 (9)と式(10)で表せる エポキシ榭脂の混合物を 1260g得た。得られたエポキシ榭脂のエポキシ当量は 260 であった。 [0026] このものの核磁気共鳴スペクトル(1H— NMR:CDC1溶媒中、テトラメチルシラン
3
基準、 ppm)〖こお!/ヽて、図: Uこ示すよう【こ、 δ 6. 8〜7. 3【こテノレペン骨格のベンゼン 環由来のピーク(8Η)、 S 3. 3、 S 3. 9〜4. 2にエポキシ部由来のピーク(6Η)、 δ 0. 7〜0. 9にテルペン骨格から出ているイソプロピル基の 2個のメチル基由来のピー ク(6Η)が認められた。
[0027] また、このものの赤外線吸収スペクトル (IR)において、図 2に示すように、 1241cm _ 1に芳香族エーテル、エポキシ環に基づく吸収、 1036、 828cm_1に芳香族エーテ ルに基づく吸収が認められた。
[0028] 以上の結果から、このものが式(9)と式(10)で表されるテルペンジフエノールジグリ シジルエーテルの混合物であることが確認された。
[0029] (合成例 2:テルペンジフエノールジグリシジルジメタタリレート)
冷却管、攪拌機を備えた 5L四つ口フラスコに、合成例 1で得られたエポキシ榭脂の 混合物 lOOOgとハイドロキノンモノメチルエーテル 1. 0g、メタクリル酸 350gを仕込み 攪拌を開始した。 60°Cにて溶解させた後、臭化テトラェチルアンモ -ゥム 8gを加え、 酸価が 8mgKOHZg、かつエポキシ当量が 17000になるまで 70〜90°Cで加熱反 応を続けた。 15時間後、酸価、およびエポキシ当量にて終点を確認後、冷却を行い 、下記式(14)と式(15)で表せるエポキシメタアタリレート榭脂の混合物を 1300g得 た。得られたエポキシメタタリレート榭脂のエポキシ当量は 17000、酸価は 8mgKO HZg、水酸基価は 165mgKOHZgであった。
Figure imgf000010_0001
[0030] このものの 1H—NMRスペクトル(CDC1溶媒中、テトラメチルシラン基準、 ppm)に
3
おいて、図 3に示すように、 6 5. 6、 6 6. 1にメタクリル酸の二重結合部由来のピーク
(4Η)、 δ 3. 9〜4. 4にエポキシの開環で上記式(9)と式(10)のものにおける δ 3.
3、 S 3. 9〜4. 2のピークがシフトしたピーク(10H)が認められた。
[0031] また、このものの IRスペクトルにおいて、図 4に示すように、 1720cm_ 1にエステル 結合に基づく吸収が認められた。
[0032] 以上の結果から、このものが式(14)と式(15)で表されるテルペンジフエノールジグ リシジルジメタタリレートの混合物であることが確認された。
[0033] (合成例 3:テルペンジフエノールジグリシジルジアタリレート)
合成例 2のメタクリル酸の替わりにアクリル酸 293gを仕込み、その他は同様に反応 を行って、下記式(16)と式(17)で表せるエポキシアタリレート榭脂の混合物 1200g を得た。得られたエポキシアタリレート榭脂のエポキシ当量は 16500、酸価は 6mgK
OH/g,水酸基価は 171mgKOHZgであった。
[化 9]
Figure imgf000011_0001
[0034] (合成例 4:テルペン骨格を有するメタクリロイル基含有ポリエステル)
冷却管、攪拌機を備えた 5L四つ口フラスコに、合成例 2で得られたエポキシメタァ タリレート榭脂の混合物 670gとメチルイソプチルケトン 1300gを仕込み、攪拌を開始 した。 60°Cにて加熱溶解後、上記式(11)で表される無水ピロメリット酸 (ダイセルィ匕 学工業株式会社製) 220gを加えて、 80°Cにて攪拌反応を行い、酸価が 67. 9mgK OH/g,酸価の変動が 2mgKOHZg以下となるまで反応をおこなった。反応終了 後、反応溶液に蒸留水を加え、水洗 '静置分離を行った後、有機層を回収し、減圧 下 50〜70°Cで溶剤を留去後、下記式(18)で表されるポリエステル榭脂(但し、 Xは 上記式(2)又は(3)で表されるテルペンジフエノキシ基、 Rは CH、 R'は H、 nは 20で
3
ある。)を 860g得た。
[0035] 本榭脂のゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー(GPC、溶出溶媒:テトラヒドロフラ ン)で測定したポリスチレン換算重量平均分子量は 18000であった。また、酸価は 61 . 2mgKOHZgであった。
[化 10]
Figure imgf000012_0001
[0036] このものの 1H—NMRスペクトル(CDC1溶媒中、テトラメチルシラン基準、 ppm)に
3
おいて、図 5に示すように、 δ 6. 9〜7. 6にテルペン骨格のベンゼン環及びピロリメッ ト酸のベンゼン環由来のピーク、 δ 5. 8、 6 6. 2にメタクリル酸の二重結合部由来の ピーク、 δ 1. 1〜2. 2にテルペンジフエノールのシクロへキサン骨格由来のピーク、 δ θ. 7〜0. 9にテルペン骨格から出ているイソプロピル基の 2個のメチル基由来のピ ークが認められた。
[0037] また、このものの IRスペクトルにおいて、図 6に示すように、 1735cm_ 1にエステル 結合に基づく吸収、 1735、 1241、 1102cm_1に芳香族エステルに基づく吸収が認 められた。
[0038] 以上の結果から、このものが式(18)で表されるテルペン骨格を有するメタクリロイル 基含有ポリエステルであることが確認された。
[0039] (合成例 5:テルペン骨格を有するアタリロイル基含有ポリエステル)
合成例 4に用いたエポキシメタアタリレート榭脂の替わりに合成例 3で得られたェポ キシアタリレート榭脂の混合物 660gを仕込み、その他は合成例 4と同様に反応を行 つて、上記式(18)で表されるポリエステル榭脂(但し、 Xは上記式(2)又は(3)で表さ れるテルペンジフエノキシ基、 Rは H、 R'は H、 nは 17である。)を 840g得た。
[0040] 本榭脂のゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー(GPC、溶出溶媒:テトラヒドロフラ ン)で測定したポリスチレン換算重量平均分子量 15000であった。また、酸価は 60.
9mgKOHZgであつた。
[0041] (合成例 6:テルペン骨格を有するメタクリロイル基含有ポリエステルのカルボキシル 基キャップ)
冷却管、攪拌機を備えた 1L四つ口フラスコに、合成例 4で得られたポリエステル榭 脂 275g、プロピレングリコールモノメチルアセテート 275gを仕込み、攪拌を開始し、 60°Cにて溶解後、臭化テトラェチルアンモ -ゥム 1. 5gをカ卩え、カルボキシル基封鎖 剤としてフエ-ルグリシジルエーテル (商品名:ェピオール P (日本油脂株式会社製) ) 30gをカ卩えて、 80〜90°Cにて加熱攪拌した。酸価の変動が 2mgKOHZg以下とな るまで反応を続け、酸価が目標に達した後、室温まで冷却して、上記式(18)で表さ れるポリエステル榭脂(但し、 Xは上記式(2)又は(3)で表されるテルペンジフエノキ シ基、 Rは CH
3、 R,は H又は C H OCH CH (OH) CH (但し、 Hが 78%で、封鎖
6 5 2 2
剤残基が 22%)、 nは 20である。)を 300g得た。
[0042] この榭脂のゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー(GPC、溶出溶媒:テトラヒドロフ ラン)で測定したポリスチレン換算重量平均分子量は 21000であった。また、酸価は
52. lmgKOHZgであった。
[0043] このものの 1H—NMRスペクトル(CDC1溶媒中、テトラメチルシラン基準、 ppm)に
3
おいて、図 7に示すように、上記合成例 4で得られたポリエステル榭脂に加えて、 δ 6 . 9〜7. 6にカルボン酸封鎖に用いたフエ-ルグリシジルエーテルのベンゼン環由来 のピークが認められた。
[0044] また、このものの IRスペクトルにおいて、図 8に示すように、 1047cm_ 1に芳香族ェ 一テルに基づく吸収が認められた。すなわち、フエ-ルグリシジルエーテルの導入で 上記合成例 4で得られたポリエステル榭脂よりも 1047cm_1の吸収が大きくなつてい た。
[0045] (合成例 7:テルペン骨格を有するアタリロイル基含有ポリエステルのカルボキシル基 キャップ) 合成例 4で得られたポリエステル榭脂の替わりに合成例 5で得られたポリエステル榭 脂 300gを仕込み、その他は合成例 6と同様に反応を行って、下記式(18)で表され るポリエステル榭脂(但し、 Xは上記式(2)又は(3)で表されるテルペンジフエノキシ 基、 Rは H、 R'は H又は C H OCH CH (OH) CH (但し、 Hが 80%で、封鎖剤残基
6 5 2 2
力 S20%)、 nは 17である。)を 340g得た。
[0046] この榭脂のゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー(GPC、溶出溶媒:テトラヒドロフ ラン)で測定したポリスチレン換算重量平均分子量は、 25000であった。また、酸価 は 50. OmgKOHZgであった。
[0047] (合成例 8:テルペン骨格を有するメタクリロイル基含有ポリエステル)
冷却管、攪拌機を備えた 5L四つ口フラスコに、合成例 2で得られたエポキシメタァ タリレート榭脂の混合物 670gとメチルイソプチルケトン 1470gを仕込み、攪拌を開始 した。 60°Cにて加熱溶解後、上記式(12)で表されるォキシジフタル酸二無水物(マ ナック株式会社製) 313gを加えて、 80°Cにて攪拌反応を行い、酸価が 53. 3mgKO HZgとなるまで反応をおこなった。反応終了後、反応溶液に蒸留水を加え、水洗- 静置分離を行った後、有機層を回収し、減圧下 50〜70°Cで溶剤を留去後、下記式 (19)で表されるポリエステル榭脂(但し、 Xは上記式(2)又は(3)で表されるテルペン ジフエノキシ基、 Rは CH、 R,は H、 nは 8である。)を 800g得た。
3
[0048] 本榭脂のゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー(GPC、溶出溶媒:テトラヒドロフラ ン)で測定したポリスチレン換算重量平均分子量は 9000であった。
[化 11]
Figure imgf000015_0001
(合成例 9:テルペン骨格を有するメタクリロイル基含有ポリエステル)
冷却管、攪拌機を備えた 5L四つ口フラスコに、合成例 2で得られたエポキシメタァ タリレート樹脂の混合物 670gとメチルイソブチルケトン 1660gを仕込み、攪拌を開始 した。 60°Cにて加熱溶解後、上記式(13)で表されるエチレングリコールビスアンヒド 口トリメリテート (新日本理科株式会社製) 434gを加えて、 80°Cにて攪拌反応を行!ヽ 、酸価が 46. 2mgKOHZgとなるまで反応をおこなった。反応終了後、反応溶液に 蒸留水を加え、水洗 '静置分離を行った後、有機層を回収し、減圧下 50〜70°Cで溶 剤を留去後、下記式(20)で表されるポリエステル榭脂(但し、 Xは上記式(2)又は(3 )で表されるテルペンジフエノキシ基、 Rは CH、 R,は H、 nは 12である。)を 900g得
3
た。
本榭脂のゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー(GPC、溶出溶媒:テトラヒドロフラ ン)で測定したポリスチレン換算重量平均分子量は 13000であった。
[化 12]
Figure imgf000017_0001
[0051] (実施例) 上記合成例 3〜9の各榭脂について、榭脂 100重量部に、溶剤としてプロピレンダリ コールモノメチルアセテート 100重量部と、光重合開始剤(チバガイギ一社製「irgac urel84j ) 3重量部を添加し、膜厚(乾燥後) = 100 μ mで基材上に塗布した。そして 、 120°Cで 5時間減圧乾燥した後、 80WZcmの高圧水銀灯を 1灯で焦点距離 =8c mにて積算照度が 2000mjとなるように UV照射して硬化させた。得られた硬化皮膜 について、アルカリ溶解性、基材との密着性、硬化収縮率、耐熱性、鉛筆硬度、可撓 性を評価した。各評価方法は次の通りである。
[0052] ·アルカリ溶解性: 2. 5%NaOH水溶液に硬化前の皮膜と硬化後の皮膜を浸漬して 溶解性を評価した。
[0053] ·基材との密着性:基材 (ガラス板)上の皮膜を貫通して、素地面に達する切り傷を碁 盤目状につけ、この碁盤目の上に粘着テープをはり、はがした後の残った部分の数 を数えた(100個の碁盤目に対する残数 Xを「xZlOO」として表示)。
[0054] '硬化収縮率:硬化前、後の試験サンプルを JIS K0061— 1992〖こ基づき比重を測 定し、下記式により体積収縮率を算出した。
[0055] 体積収縮率(%) = { (硬化後の比重 硬化前の比重) Z硬化後の比重 } X 100
'耐熱性: UBM社製「Rheogel E— 4000」を用い、 tan σ =損失弾性率 Z動的弾性 率として、動的粘弾性測定方法により tan σの極大値を与えるガラス転移点 (Tg)を 求めた。
[0056] ·鉛筆硬度: JIS K5600— 5— 4に準拠して、皮膜上に、規定した寸法、硬度の鉛筆 を押し当てた結果生じる傷またはその他欠陥に対する皮膜の抵抗性を評価した。
[0057] '可撓性:基材としてブリキ板( 150 X 50 X 0. 3mm)を用いて作製した試験サンプル にっき、屈曲試験器を用いて塗面が心棒に対して外側になるようにして差し込み、す みやかに心棒の回りに約 180度折り曲げた。その後、試験サンプルを取り出し、目視 により割れ、はがれを調べた。それぞれ 3枚の試験サンプルについて、塗膜に割れ、 はがれが認められないときは、折り曲げに耐える可撓性有りとして合格と判定した。直 径の大きな心棒力 順に判定し、合格した最小直径を表 1に示した。
[表 1]
Figure imgf000019_0001
[0058] 表 1に示すように、本実施例に係る各ポリエステルは、基材との密着性が良好であり 、硬化収縮力 、さぐ耐熱性に優れるとともに皮膜が硬ぐし力も皮膜は可撓性に優 れるものであった。また、未硬化部分はアルカリ水溶液に可溶であり、光硬化により不 溶解性となるため、アルカリ現像が可能なものであった。
産業上の利用可能性
[0059] 本発明のポリエステルは、ガラスやフィルム等の各種基板へのコーティングに、また 、これら基板に塗布する塗料の原料として、更には、プリント配線板用レジストやカラ 一レジストなどのレジスト材料のバインダーとして好適に用いることができる。
図面の簡単な説明
[図 1]合成例 1のエポキシ榭脂につ!/、ての 1H— NMRスペクトルの測定結果を示す グラフである。
[図 2]合成例 1のエポキシ榭脂についての IRスペクトルの測定結果を示すグラフであ る。
[図 3]合成例 2のエポキシメタタリレート榭脂につ 、ての 1H— NMRスペクトルの測定 結果を示すグラフである。
[図 4]合成例 2のエポキシメタタリレート榭脂についての IRスペクトルの測定結果を示 すグラフである。
[図 5]合成例 4のポリエステル榭脂についての 1H— NMRスペクトルの測定結果を示 すグラフである。
[図 6]合成例 4のポリエステル榭脂についての IR ^ベクトルの測定結果を示すグラフ である。
[図 7]合成例 6のポリエステル榭脂についての 1H— NMRスペクトルの測定結果を示 すグラフである。
[図 8]合成例 6のポリエステル榭脂についての IR ^ベクトルの測定結果を示すグラフ である。

Claims

請求の範囲
下記一般式(1)で表されるポリエステル。
Figure imgf000021_0001
(式中、 Xは下記式(2)又は(3)で表されるテルペンジフ ノキシ基であり、 1分子中 に式(2)と式(3)が混合して含まれてもよい。また、 Yはカルボキシル基を 4個有する 有機化合物のカルボキシル基を除いた残基、 Rは H又は CH、 R'は H又はカルボキ
3
シル基封鎖剤の残基を示し、 nは 1〜40の整数を示す。 )
[化 2]
Figure imgf000021_0002
下記一般式 (4)で表されるエポキシ (メタ)アタリレート及び下記一般式(5)で表され るエポキシ (メタ)アタリレートの少なくとも一方と、下記一般式 (6)で表される四塩基 酸二無水物との縮重合により得られる重量平均分子量が 3, 000〜100, 000である ポリエステル。
[化 3]
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000022_0002
(式中、 Yはカルボキシル基を 4個有する有機化合物のカルボキシル基を除 、た残基 を示す。)
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