JP7066989B2 - Acid group-containing (meth) acrylate resin and resin material for solder resist - Google Patents
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Description
本発明は、現像性が高く、硬化物における耐熱性や強度にも優れる酸基含有(メタ)アクリレート樹脂、これを含有する硬化性樹脂組成物、前記硬化性樹脂組成物からなる絶縁材料、ソルダーレジスト用樹脂材料及びレジスト部材に関する。 The present invention relates to an acid group-containing (meth) acrylate resin having high developability and excellent heat resistance and strength in a cured product, a curable resin composition containing the resin, an insulating material composed of the curable resin composition, and a solder. The present invention relates to a resin material for resist and a resist member.
プリント配線基板用のソルダーレジスト用樹脂材料には、エポキシ樹脂をアクリル酸でアクリレート化した後、酸無水物を反応させて得られる酸基含有エポキシアクリレート樹脂が広く用いられている。ソルダーレジスト用樹脂材料に対する要求性能は、少ない露光量で硬化すること、アルカリ現像性に優れること、硬化物における耐熱性や強度、誘電特性等に優れることなど様々なものが挙げられる。 As a resin material for solder resist for a printed wiring substrate, an acid group-containing epoxy acrylate resin obtained by reacting an epoxy resin with acrylic acid and then reacting with an acid anhydride is widely used. The required performance of the resin material for solder resist includes various things such as curing with a small exposure amount, excellent alkali developability, and excellent heat resistance, strength, dielectric property, etc. in the cured product.
従来知られているソルダーレジスト用樹脂材料として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂とアクリル酸と無水メタクリル酸とを反応させて得られる中間体に、更にテトラヒドロ無水フタル酸を反応させて得られる酸基含有エポキシアクリレート樹脂が知られているが(下記特許文献1参照)、特に硬化物における耐熱性や強度等が十分ではなく、昨今ますます高まる要求性能を満足するものではなかった。 As a conventionally known resin material for solder resist, an acid group-containing epoxy obtained by further reacting tetrahydrophthalic anhydride with an intermediate obtained by reacting a cresol novolac type epoxy resin with acrylic acid and anhydrous methacrylic acid. Although acrylate resins are known (see Patent Document 1 below), they do not have sufficient heat resistance and strength, especially in cured products, and do not satisfy the ever-increasing demands for performance.
したがって、本発明が解決しようとする課題は、現像性が高く、硬化物における耐熱性や強度にも優れる酸基含有(メタ)アクリレート樹脂、これを含有する硬化性樹脂組成物、前記硬化性樹脂組成物からなる絶縁材料、ソルダーレジスト用樹脂材料及びレジスト部材を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is an acid group-containing (meth) acrylate resin having high developability and excellent heat resistance and strength in a cured product, a curable resin composition containing the resin, and the curable resin. It is an object of the present invention to provide an insulating material composed of a composition, a resin material for solder resist, and a resist member.
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、酸基含有エポキシ(メタ)アクリレート樹脂において、エポキシ樹脂としてオキサゾリドン環構造を有するものを用い、また、(メタ)アクリレート化剤として不飽和モノカルボン酸と不飽和モノカルボン酸無水物とを併用することにより、光感度やアルカリ現像性の他、硬化物における耐熱性や強度にも優れる樹脂材料となることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have used an acid group-containing epoxy (meth) acrylate resin having an oxazolidone ring structure as the epoxy resin, and also as a (meth) acrylate agent. We have found that by using an unsaturated monocarboxylic acid and an unsaturated monocarboxylic acid anhydride in combination, it becomes a resin material having excellent heat resistance and strength in a cured product as well as photosensitivity and alkali developability. It came to be completed.
即ち、本発明は、分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A)、不飽和モノカルボン酸(B)、不飽和モノカルボン酸無水物(C)、及びジカルボン酸無水物(D)を必須の反応原料とする酸基含有(メタ)アクリレート樹脂に関する。 That is, the present invention requires an epoxy resin (A) having an oxazolidone ring structure in the molecule, an unsaturated monocarboxylic acid (B), an unsaturated monocarboxylic acid anhydride (C), and a dicarboxylic acid anhydride (D). The present invention relates to an acid group-containing (meth) acrylate resin as a reaction raw material.
本発明はさらに、前記酸基含有(メタ)アクリレート樹脂と、光重合開始剤とを含有する硬化性樹脂組成物に関する。 The present invention further relates to a curable resin composition containing the acid group-containing (meth) acrylate resin and a photopolymerization initiator.
本発明はさらに、前記硬化性樹脂組成物の硬化物に関する。 The present invention further relates to a cured product of the curable resin composition.
本発明はさらに、前記硬化性樹脂組成物からなる絶縁材料に関する。 The present invention further relates to an insulating material comprising the curable resin composition.
本発明はさらに、前記硬化性樹脂組成物からなるソルダーレジスト用樹脂材料に関する。 The present invention further relates to a resin material for a solder resist comprising the curable resin composition.
本発明はさらに、前記ソルダーレジスト用樹脂材料からなるレジスト部材に関する。 The present invention further relates to a resist member made of the resin material for solder resist.
本発明によれば、現像性が高く、硬化物における耐熱性や強度にも優れる酸基含有(メタ)アクリレート樹脂、これを含有する硬化性樹脂組成物、前記硬化性樹脂組成物からなる絶縁材料、ソルダーレジスト用樹脂材料及びレジスト部材を提供することができる。 According to the present invention, an insulating material comprising an acid group-containing (meth) acrylate resin having high developability and excellent heat resistance and strength in a cured product, a curable resin composition containing the resin composition, and the curable resin composition. , A resin material for solder resist and a resist member can be provided.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂は、分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A)、不飽和モノカルボン酸(B)、不飽和モノカルボン酸無水物(C)、及びジカルボン酸無水物(D)を必須の反応原料とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The acid group-containing (meth) acrylate resin of the present invention includes an epoxy resin (A) having an oxazolidone ring structure in the molecule, an unsaturated monocarboxylic acid (B), an unsaturated monocarboxylic acid anhydride (C), and a dicarboxylic acid. An anhydride (D) is used as an essential reaction raw material.
前記分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A)は、分子中にオキサゾリドン環構造を有するものであれば、その具体構造や製造方法等は特に限定されず、種々多様なものを用いることができる。前記分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A)の一例としては、例えば、各種フェノール性水酸基含有化合物のポリグリシジルエーテル化物であるエポキシ樹脂(a1)と、ポリイソシアネート化合物(a2)とを必須の反応原料とする反応生成物が挙げられる。 The epoxy resin (A) having an oxazolidone ring structure in the molecule is not particularly limited as long as it has an oxazolidone ring structure in the molecule, and various materials may be used. can. As an example of the epoxy resin (A) having an oxazolidone ring structure in the molecule, for example, an epoxy resin (a1) which is a polyglycidyl etherified product of various phenolic hydroxyl group-containing compounds and a polyisocyanate compound (a2) are indispensable. Examples thereof include reaction products used as the reaction raw materials of the above.
前記フェノール性水酸基含有化合物のポリグリシジルエーテル化物であるエポキシ樹脂(a1)について、フェノール性水酸基含有化合物の例としては、例えば、ビスフェノール、水添ビスフェノール、ビフェノール、水添ビフェノール、ポリフェニレンエーテル型ジオール、ポリナフチレンエーテル型ジオール、フェノールノボラック脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック型樹脂、ナフトールノボラック型樹脂、フェノールアラルキル型樹脂、ナフトールアラルキル型樹脂、シクロ環構造含有フェノール樹脂等が挙げられる。中でも、光感度や耐熱性に優れる酸基含有(メタ)アクリレート樹脂となる点ではシクロ環構造含有フェノール樹脂が好ましい。また、現像性と硬化物の物性とのバランスに優れる酸基含有(メタ)アクリレート樹脂となる点では、ビスフェノール、水添ビスフェノール、ビフェノール及び水添ビフェノールからなる群から選択される何れか一種類以上であることが好ましい。 Regarding the epoxy resin (a1) which is a polyglycidyl etherified product of the phenolic hydroxyl group-containing compound, examples of the phenolic hydroxyl group-containing compound include bisphenol, hydrogenated bisphenol, biphenol, hydrogenated biphenol, polyphenylene ether type diol, and poly. Examples thereof include naphthylene ether type diol, phenol novolak fat, cresol novolak resin, bisphenol novolak type resin, naphthol novolak type resin, phenol aralkyl type resin, naphthol aralkyl type resin, cycloring structure-containing phenol resin and the like. Among them, a cyclocyclic structure-containing phenol resin is preferable in that it is an acid group-containing (meth) acrylate resin having excellent photosensitivity and heat resistance. Further, in terms of being an acid group-containing (meth) acrylate resin having an excellent balance between developability and physical properties of the cured product, one or more of them are selected from the group consisting of bisphenol, hydrogenated bisphenol, biphenol and hydrogenated biphenol. Is preferable.
前記シクロ環構造含有フェノール樹脂の具体例としては、例えば、ジシクロペンタジエンとフェノール性水酸基含有化合物とを付加反応させて得られる樹脂等が挙げられる。前記フェノール性水酸基含有化合物は、例えば、フェノール、ナフトール、及びこれらの芳香核上に一つ乃至複数種の置換基を有する化合物等が挙げられる。前記置換基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基等のアルキル基;シクロへキシル基等のシクロアルキル基;ビニル基、アリル基、プロパギル基等の不飽和結合含有基;メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ブトキシ基のアルコキシ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;フェニル基、ナフチル基、アントリル基、及びこれらの芳香核上に前記脂肪族炭化水素基やアルコキシ基、ハロゲン原子等が置換した構造を有するアリール基等が挙げられる。 Specific examples of the cycloring structure-containing phenol resin include a resin obtained by an addition reaction between dicyclopentadiene and a phenolic hydroxyl group-containing compound. Examples of the phenolic hydroxyl group-containing compound include phenol, naphthol, and compounds having one or more substituents on their aromatic nuclei. The substituent may be, for example, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group or a hexyl group; a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group; a vinyl group, an allyl group, a propagyl group or the like. Unsaturated bond-containing group; methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, butoxy group alkoxy group; halogen atom such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom; phenyl group, naphthyl group, anthryl group, and aromatic nuclei thereof. Examples thereof include an aryl group having a structure in which the aliphatic hydrocarbon group, an alkoxy group, a halogen atom and the like are substituted.
前記シクロ環構造含有フェノール樹脂の一例としては、下記構造式(1)で表されるもの等が挙げられる。 Examples of the cycloring structure-containing phenolic resin include those represented by the following structural formula (1).
前記ビスフェノール、水添ビスフェノール、ビフェノール、水添ビフェノールは、より具体的には、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BP、ビスフェノールE、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のビスフェノール;水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールB、水添ビスフェノールE、水添ビスフェノールF、水添ビスフェノールS等の水添ビスフェノール;4,4’-ビフェノール、2,2’-ビフェノール、テトラメチル-4,4’-ビフェノール、テトラメチル-2,2’-ビフェノール等のビフェノール;水添4,4’-ビフェノール、水添2,2’-ビフェノール、水添テトラメチル-4,4’-ビフェノール、水添テトラメチル-2,2’-ビフェノール等の水添ビフェノール等が挙げられる。 The bisphenol, hydrogenated bisphenol, biphenol, hydrogenated biphenol more specifically, bisphenol A, bisphenol AP, bisphenol B, bisphenol BP, bisphenol E, bisphenol F, bisphenol S and the like; hydrogenated bisphenol A, water. Hydrogenated bisphenols such as supplemented bisphenol B, hydrogenated bisphenol E, hydrogenated bisphenol F, hydrogenated bisphenol S; 4,4'-biphenol, 2,2'-biphenol, tetramethyl-4,4'-biphenol, tetramethyl -2,2'-biphenols such as biphenols; hydrogenated 4,4'-biphenols, hydrogenated 2,2'-biphenols, hydrogenated tetramethyl-4,4'-biphenols, hydrogenated tetramethyl-2,2' -Hydrogenized biphenols such as biphenols can be mentioned.
前記フェノール性水酸基含有化合物のポリグリシジルエーテル化は、一般的なエポキシ樹脂の製造と同様の方法にて行うことができる。具体的には、例えば、前記フェノール性水酸基含有化合物が有する水酸基1モルに対し、2~10モルのエピハロヒドリンを用い、フェノール性水酸基1モルに対し0.9~2.0モルの塩基性触媒を一括又は分割添加しながら20~120℃の温度で0.5~10時間反応させる方法が挙げられる。 The polyglycidyl etherification of the phenolic hydroxyl group-containing compound can be carried out in the same manner as in the production of a general epoxy resin. Specifically, for example, 2 to 10 mol of epihalohydrin is used for 1 mol of the hydroxyl group of the phenolic hydroxyl group-containing compound, and 0.9 to 2.0 mol of a basic catalyst is used for 1 mol of the phenolic hydroxyl group. Examples thereof include a method of reacting at a temperature of 20 to 120 ° C. for 0.5 to 10 hours while adding all at once or in portions.
本発明では前記エポキシ樹脂(a1)として一種類を単独で用いても良いし、二種類以上を併用しても良い。二種類以上を併用する場合、前記フェノール性水酸基含有化合物をそれぞれ単独でポリグリシジルエーテル化したものを混合しても良いし、前記フェノール性水酸基含有化合物を二種類以上混合したものをポリグリシジルエーテル化して用いても良い。 In the present invention, one type of the epoxy resin (a1) may be used alone, or two or more types may be used in combination. When two or more kinds are used in combination, the phenolic hydroxyl group-containing compound may be mixed individually with polyglycidyl etherification, or the phenolic hydroxyl group-containing compound mixed with two or more kinds may be made into polyglycidyl ether. May be used.
前記エポキシ樹脂(a1)のエポキシ基当量は、現像性と硬化物の物性とのバランスに優れる酸基含有(メタ)アクリレート樹脂となることから、150~400g/当量の範囲であることが好ましい。 The epoxy group equivalent of the epoxy resin (a1) is preferably in the range of 150 to 400 g / equivalent because it is an acid group-containing (meth) acrylate resin having an excellent balance between developability and physical properties of the cured product.
前記ポリイソシアネート化合物(a2)は、分子中に複数のイソシアネート基を有する化合物であれば、その具体構造や他の官能基の有無等は特に限定されず、種々多様なものを用いることができる。前記ポリイソシアネート化合物(a2)の具体例としては、例えば、ブタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物;ノルボルナンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート化合物;トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物;下記構造式(2)で表される繰り返し構造を有するポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート;これらのイソシアヌレート変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体等が挙げられる。これらポリイソシアネート化合物(a2)はそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。 The polyisocyanate compound (a2) is not particularly limited as long as it is a compound having a plurality of isocyanate groups in the molecule, and its specific structure and the presence or absence of other functional groups are not particularly limited, and various compounds can be used. Specific examples of the polyisocyanate compound (a2) include aliphatic diisocyanate compounds such as butane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, and 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate; Alicyclic diisocyanate compounds such as norbornan diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, and hydrogenated diphenylmethane diisocyanate; aromatics such as tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and 1,5-naphthalenedi isocyanate. Group diisocyanate compounds; polymethylene polyphenyl polyisocyanates having a repeating structure represented by the following structural formula (2); examples thereof include isocyanurate-modified products, biuret-modified products, and allophanate-modified products. These polyisocyanate compounds (a2) may be used alone or in combination of two or more.
以上例示したポリイソシアネート化合物(a2)の中でも、硬化物における強度に優れる酸基含有(メタ)アクリレート樹脂となる点では各種のジイソシアネート化合物が好ましい。また、硬化物における耐熱性に優れる点では分子構造中に芳香環を有するポリイソシアネート化合物が好ましい。 Among the polyisocyanate compounds (a2) exemplified above, various diisocyanate compounds are preferable in that they are acid group-containing (meth) acrylate resins having excellent strength in the cured product. Further, a polyisocyanate compound having an aromatic ring in its molecular structure is preferable in terms of excellent heat resistance in the cured product.
前記分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A)は、前記エポキシ樹脂(a1)及び前記ポリイソシアネート化合物(a2)の他、これ以外のその他の化合物を反応原料の一部として用いても良い。前記その他の化合物としては、例えば、各種のフェノール性水酸基含有化合物(a3)が挙げられる。 As the epoxy resin (A) having an oxazolidone ring structure in the molecule, in addition to the epoxy resin (a1) and the polyisocyanate compound (a2), other compounds may be used as a part of the reaction raw material. .. Examples of the other compounds include various phenolic hydroxyl group-containing compounds (a3).
前記フェノール性水酸基含有化合物(a3)は、例えば、前記エポキシ樹脂(a1)の原料として例示したフェノール性水酸基含有化合物と同様のものが挙げられる。中でも、現像性と硬化物の物性とのバランスに優れる酸基含有(メタ)アクリレート樹脂となることから、ビスフェノール、水添ビスフェノール、ビフェノール及び水添ビフェノールからなる群から選択される何れか一種類以上であることが好ましい。 Examples of the phenolic hydroxyl group-containing compound (a3) include the same phenolic hydroxyl group-containing compounds exemplified as the raw material of the epoxy resin (a1). Among them, one or more selected from the group consisting of bisphenol, hydrogenated bisphenol, biphenol and hydrogenated biphenol because it is an acid group-containing (meth) acrylate resin having an excellent balance between developability and physical properties of the cured product. Is preferable.
前記分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A)の反応原料として前記フェノール性水酸基含有化合物(a3)を用いる場合には、現像性と硬化物の物性とのバランスに優れる酸基含有(メタ)アクリレート樹脂となることから、前記エポキシ樹脂(a1)100質量部に対し、前記フェノール性水酸基含有化合物(a3)が0.01~20質量部となる割合で用いることが好ましく、0.5~10質量部となる割合で用いることがより好ましい。 When the phenolic hydroxyl group-containing compound (a3) is used as a reaction raw material for the epoxy resin (A) having an oxazolidone ring structure in the molecule, it contains an acid group (meth) having an excellent balance between developability and physical properties of the cured product. ) Since it is an acrylate resin, it is preferable to use the phenolic hydroxyl group-containing compound (a3) in a ratio of 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin (a1), preferably 0.5 to 20 parts by mass. It is more preferable to use it in a ratio of 10 parts by mass.
前記分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A)の製造に際し、各反応原料の割合は、所望の性能に応じて適宜調整されるが、特に、十分に高い現像性を有する酸基含有(メタ)アクリレート樹脂となることから、得られるエポキシ樹脂(A)のエポキシ基当量が180~500g/当量の範囲となるように調整されることが好ましい。 In the production of the epoxy resin (A) having an oxazolidone ring structure in the molecule, the ratio of each reaction raw material is appropriately adjusted according to the desired performance, but in particular, it contains an acid group having sufficiently high developability ( Since it is a meta) acrylate resin, it is preferable that the epoxy group equivalent of the obtained epoxy resin (A) is adjusted to be in the range of 180 to 500 g / equivalent.
前記分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A)の製造方法は特に限定されないが、一例として、前記エポキシ樹脂(a1)に対して前記ポリイソシアネート化合物(a2)を分割添加し、60~180℃程度の温度条件下で反応させる方法等が挙げられる。前記分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A)の反応原料として前記フェノール性水酸基含有化合物(a3)を用いる場合には、前記エポキシ樹脂(a1)と前記フェノール性水酸基含有化合物(a3)とを60~180℃程度の温度条件下で予め反応させておき、その反応混合物中に前記ポリイソシアネート化合物(a2)を分割添加し、60~180℃の範囲で反応させる方法が好ましい。 The method for producing the epoxy resin (A) having an oxazolidone ring structure in the molecule is not particularly limited, but as an example, the polyisocyanate compound (a2) is dividedly added to the epoxy resin (a1) and 60 to 180. Examples thereof include a method of reacting under a temperature condition of about ° C. When the phenolic hydroxyl group-containing compound (a3) is used as a reaction raw material for the epoxy resin (A) having an oxazolidone ring structure in the molecule, the epoxy resin (a1) and the phenolic hydroxyl group-containing compound (a3) are used. Is preferably reacted in advance under a temperature condition of about 60 to 180 ° C., the polyisocyanate compound (a2) is added in portions to the reaction mixture, and the reaction is carried out in the range of 60 to 180 ° C.
反応は触媒条件下で行うことが好ましく、好ましい触媒としては、例えば、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、イミダゾール化合物等が挙げられる。触媒の添加量は、反応原料の総質量に対し0.001~5質量%程度であることが好ましい。また、反応は適宜有機溶剤中で行っても良い。 The reaction is preferably carried out under catalytic conditions, and preferred catalysts include, for example, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, imidazole compounds and the like. The amount of the catalyst added is preferably about 0.001 to 5% by mass with respect to the total mass of the reaction raw materials. Further, the reaction may be appropriately carried out in an organic solvent.
前記分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A)の軟化点は、JIS K7234に基づいて測定される値で50~120℃の範囲であることが好ましい。また、その溶融粘度は、ASTM D4287に準拠し、ICI粘度計にて測定した150℃における値が0.1~20dPa・sの範囲であることが好ましい。 The softening point of the epoxy resin (A) having an oxazolidone ring structure in the molecule is preferably a value measured based on JIS K7234 and is in the range of 50 to 120 ° C. Further, the melt viscosity is based on ASTM D4287, and the value at 150 ° C. measured by an ICI viscometer is preferably in the range of 0.1 to 20 dPa · s.
前記不飽和モノカルボン酸(B)は、一分子中に(メタ)アクリロイル基とカルボキシ基とを有する化合物が挙げられ、例えば、アクリル酸や、メタクリル酸が挙げられる。不飽和モノカルボン酸(B)はそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。 Examples of the unsaturated monocarboxylic acid (B) include compounds having a (meth) acryloyl group and a carboxy group in one molecule, and examples thereof include acrylic acid and methacrylic acid. The unsaturated monocarboxylic acid (B) may be used alone or in combination of two or more.
前記不飽和モノカルボン酸無水物(C)は、一分子中に(メタ)アクリロイル基とカルボキシ基とを有する化合物の酸無水物が挙げられ、例えば、アクリル酸無水物や、メタクリル酸無水物等が挙げられる。不飽和モノカルボン酸無水物(C)はそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。 Examples of the unsaturated monocarboxylic acid anhydride (C) include acid anhydrides of compounds having a (meth) acryloyl group and a carboxy group in one molecule, such as acrylic acid anhydrides and methacrylic acid anhydrides. Can be mentioned. The unsaturated monocarboxylic acid anhydride (C) may be used alone or in combination of two or more.
前記ジカルボン酸無水物(D)は、一分子中に二つのカルボキシ基を有する化合物の酸無水物であれば、いずれのものも利用できる。具体的にはシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸等のジカルボン酸化合物の酸無水物が挙げられる。ジカルボン酸無水物(D)はそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。中でも、硬化物における耐熱性に優れる酸基含有(メタ)アクリレート樹脂となる点では、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸等、分子構造中に環状構造を有する化合物の酸無水物が好ましい。また、現像性に優れる酸基含有(メタ)アクリレート樹脂となる点では、コハク酸無水物が好ましい。 As the dicarboxylic acid anhydride (D), any acid anhydride of a compound having two carboxy groups in one molecule can be used. Specifically, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic acid, Examples thereof include acid anhydrides of dicarboxylic acid compounds such as hexahydrophthalic acid and methylhexahydrophthalic acid. The dicarboxylic acid anhydride (D) may be used alone or in combination of two or more. Among them, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, methylhexahydrophthalic acid, etc. have a molecular structure in that they are acid group-containing (meth) acrylate resins having excellent heat resistance in cured products. Acid anhydrides of compounds having a cyclic structure are preferred. Further, succinic acid anhydride is preferable in that it becomes an acid group-containing (meth) acrylate resin having excellent developability.
本発明の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂は、前記分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A)、前記不飽和モノカルボン酸(B)、前記不飽和モノカルボン酸無水物(C)及び前記ジカルボン酸無水物(D)を必須の反応原料とするものであればその製造方法は特に限定されず、例えば、反応原料の全てを一括で反応させる方法でも、順次反応させる方法でも、どちらでも良い。中でも、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(A)、不飽和モノカルボン酸(B)、不飽和モノカルボン酸無水物(C)を反応させ、次いで前記ジカルボン酸無水物(D)を反応させる方法が好ましい。該反応は、例えば、前記エポキシ樹脂(A)、不飽和モノカルボン酸(B)、及び不飽和モノカルボン酸無水物(C)を、有機溶媒中、エステル化反応触媒と、酸化防止剤、重合禁止剤との存在下で、100~150℃の温度範囲で5~12時間程度反応させた後、反応系中にジカルボン酸無水物(D)を加え、90~120℃の温度範囲で1~5時間程度反応させる方法により行うことができる。 The acid group-containing (meth) acrylate resin of the present invention includes an epoxy resin (A) having an oxazolidone ring structure in the molecule, the unsaturated monocarboxylic acid (B), the unsaturated monocarboxylic acid anhydride (C) and the like. The production method thereof is not particularly limited as long as the dicarboxylic acid anhydride (D) is used as an essential reaction raw material, and for example, either a method of reacting all of the reaction raw materials at once or a method of sequentially reacting them may be used. good. Above all, since the reaction is easy to control, the epoxy resin (A), the unsaturated monocarboxylic acid (B), and the unsaturated monocarboxylic acid anhydride (C) are first reacted, and then the dicarboxylic acid anhydride. The method of reacting (D) is preferable. In the reaction, for example, the epoxy resin (A), the unsaturated monocarboxylic acid (B), and the unsaturated monocarboxylic acid anhydride (C) are subjected to an esterification reaction catalyst, an antioxidant, and polymerization in an organic solvent. After reacting in the presence of a banning agent in a temperature range of 100 to 150 ° C. for about 5 to 12 hours, dicarboxylic acid anhydride (D) is added to the reaction system, and 1 to 1 to 120 ° C. in a temperature range of 90 to 120 ° C. It can be carried out by a method of reacting for about 5 hours.
前記エポキシ樹脂(A)、不飽和モノカルボン酸(B)、及び不飽和モノカルボン酸無水物(C)の反応割合は、エポキシ樹脂(A)中のエポキシ基1モルに対し、不飽和モノカルボン酸(B)と不飽和モノカルボン酸無水物(C)とを合計で0.9~1.1モルの範囲で用いることが好ましい。 The reaction ratio of the epoxy resin (A), the unsaturated monocarboxylic acid (B), and the unsaturated monocarboxylic acid anhydride (C) was such that the unsaturated monocarboxylic acid relative to 1 mol of the epoxy group in the epoxy resin (A). It is preferable to use the acid (B) and the unsaturated monocarboxylic acid anhydride (C) in a total range of 0.9 to 1.1 mol.
また、得られる酸基含有(メタ)アクリレート樹脂が現像性と硬化物の物性とのバランスに優れるものとなることから、不飽和モノカルボン酸(B)と不飽和モノカルボン酸無水物(C)とのモル比[(B)/(C)]の値が、0.3~3.5の範囲であることがより好ましい。 Further, since the obtained acid group-containing (meth) acrylate resin has an excellent balance between the developability and the physical properties of the cured product, the unsaturated monocarboxylic acid (B) and the unsaturated monocarboxylic acid anhydride (C) It is more preferable that the value of the molar ratio [(B) / (C)] with and to is in the range of 0.3 to 3.5.
前記ジカルボン酸無水物(D)の反応割合は、前記不飽和モノカルボン酸(B)1モルに対し、0.9~1.1モルの範囲で用いることが好ましい。 The reaction ratio of the dicarboxylic acid anhydride (D) is preferably in the range of 0.9 to 1.1 mol with respect to 1 mol of the unsaturated monocarboxylic acid (B).
反応で用いる有機溶剤の選択は、各反応原料及び生成物である酸基含有(メタ)アクリレート樹脂の溶解性や、反応温度条件により適宜選択されるが、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、ジメチルホルムアミド、メチルイソブチルケトン、メトキシプロパノール、シクロヘキサノン、メチルセロソルブ、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルジグリコールアセテート等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上の混合溶媒としても良い。有機溶剤の使用量は、反応効率が良好となることから、前記エポキシ樹脂(A)、不飽和モノカルボン酸(B)、不飽和モノカルボン酸無水物(C)及びジカルボン酸無水物(D)の合計質量に対し0.1~5倍量程度の範囲で用いることが好ましい。 The selection of the organic solvent used in the reaction is appropriately selected depending on the solubility of each reaction raw material and the acid group-containing (meth) acrylate resin which is a product, and the reaction temperature conditions. For example, methyl ethyl ketone, acetone, dimethylformamide, and methyl are selected. Examples thereof include isobutyl ketone, methoxypropanol, cyclohexanone, methyl cellosolve, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl diglycol acetate and the like. Each of these may be used alone or as a mixed solvent of two or more kinds. The amount of the organic solvent used is such that the reaction efficiency is good, so that the epoxy resin (A), the unsaturated monocarboxylic acid (B), the unsaturated monocarboxylic acid anhydride (C) and the dicarboxylic acid anhydride (D) are used. It is preferable to use the amount in the range of about 0.1 to 5 times the total mass of.
前記エステル化反応触媒は、例えば、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リン化合物、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジメチルベンジルアミン等のアミン化合物等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。触媒の添加量は、前記エポキシ樹脂(A)、不飽和モノカルボン酸(B)、不飽和モノカルボン酸無水物(C)及びジカルボン酸無水物(D)の合計質量に対し0.05~5質量%の範囲で用いることが好ましい。 Examples of the esterification reaction catalyst include phosphorus compounds such as trimethylphosphine, tributylphosphine and triphenylphosphine, and amine compounds such as triethylamine, tributylamine and dimethylbenzylamine. These may be used alone or in combination of two or more. The amount of the catalyst added is 0.05 to 5 with respect to the total mass of the epoxy resin (A), the unsaturated monocarboxylic acid (B), the unsaturated monocarboxylic acid anhydride (C) and the dicarboxylic acid anhydride (D). It is preferable to use it in the range of mass%.
本発明の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂の酸価は、現像性と硬化物の物性とのバランスに優れるものとなることから40~90mgKOH/gの範囲であることが好ましい。なお、本願発明において酸基含有(メタ)アクリレート樹脂の酸価はJIS K 0070(1992)の中和滴定法にて測定される値である。 The acid value of the acid group-containing (meth) acrylate resin of the present invention is preferably in the range of 40 to 90 mgKOH / g because it has an excellent balance between developability and physical properties of the cured product. In the present invention, the acid value of the acid group-containing (meth) acrylate resin is a value measured by the neutralization titration method of JIS K 0070 (1992).
本発明の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂は、分子構造中に重合性の(メタ)アクリロイル基を有することから、例えば、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利用することができる。 Since the acid group-containing (meth) acrylate resin of the present invention has a polymerizable (meth) acryloyl group in the molecular structure, it can be used as a curable resin composition by adding, for example, a photopolymerization initiator. Can be done.
前記光重合開始剤は、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)-ブタン-1-オン等が挙げられる。 The photopolymerization initiator is, for example, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy. -2-Methyl-1-propane-1-one, thioxanthone and thioxanthone derivatives, 2,2'-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, diphenyl (2,4,6-trimethoxybenzoyl) phosphenyl oxide , 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropane-1-one , 2-Benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butane-1-one and the like.
これら光重合開始剤の市販品は、例えば、「イルガキュア-184」、「イルガキュア-149」、「イルガキュア-261」、「イルガキュア-369」、「イルガキュア-500」、「イルガキュア-651」、「イルガキュア-754」、「イルガキュア-784」、「イルガキュア-819」、「イルガキュア-907」、「イルガキュア-1116」、「イルガキュア-1664」、「イルガキュア-1700」、「イルガキュア-1800」、「イルガキュア-1850」、「イルガキュア-2959」、「イルガキュア-4043」、「ダロキュア-1173」(チバスペシャルティーケミカルズ社製)、「ルシリンTPO」(BASF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)等が挙げられる。 Commercially available products of these photopolymerization initiators include, for example, "Irgacure-184", "Irgacure-149", "Irgacure-261", "Irgacure-369", "Irgacure-500", "Irgacure-651", and "Irgacure". -754, "Irgacure-784", "Irgacure-819", "Irgacure-907", "Irgacure-1116", "Irgacure-1664", "Irgacure-1700", "Irgacure-1800", "Irgacure-1850" , "Irgacure-2959", "Irgacure-4043", "DaroCure-1173" (manufactured by Ciba Specialty Chemicals), "Lucillin TPO" (manufactured by BASF), "Kayacure-DETX", "Kayacure-MBP", "Kayacure-DMBI", "Kayacure-EPA", "Kayacure-OA" (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), "Vicure-10", "Vicure-55" (manufactured by Stoufa Chemical Co., Ltd.), "Trigonal P1" ( Akzo), "Sandray 1000" (Sands), "Deep" (Apjon), "Quantacure-PDO", "Quantacure-ITX", "Quantacure-EPD" (Word Brenkinsop) Made) and the like.
前記光重合開始剤の添加量は、例えば、硬化性樹脂組成物100質量部に対し、1~20質量部の範囲で用いる。 The amount of the photopolymerization initiator added is, for example, in the range of 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the curable resin composition.
本発明の硬化性樹脂組成物は、前記本発明の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂以外の樹脂成分を含有しても良い。該樹脂成分は、例えば、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ような、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、各種の(メタ)アクリレートモノマー等が挙げられる。 The curable resin composition of the present invention may contain a resin component other than the acid group-containing (meth) acrylate resin of the present invention. The resin component is obtained by reacting an epoxy resin such as a bisphenol type epoxy resin or a novolak type epoxy resin with (meth) acrylic acid, a dicarboxylic acid anhydride, and if necessary, an unsaturated monocarboxylic acid anhydride. Examples thereof include resins having a carboxyl group and a (meth) acryloyl group in the resin, various (meth) acrylate monomers, and the like.
前記(メタ)アクリレートモノマーは、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、ベンジルベンジル(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; The (meth) acrylate monomer is, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl ( An aliphatic mono (meth) acrylate compound such as meta) acrylate and octyl (meth) acrylate; an alicyclic mono (meth) acrylate compound such as cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate and adamantyl mono (meth) acrylate; Heterocyclic mono (meth) acrylate compounds such as glycidyl (meth) acrylate and tetrahydrofurfuryl acrylate; benzyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, phenylbenzyl (meth) acrylate, phenoxy (meth) acrylate, phenoxyethyl ( Fragrances such as meth) acrylate, phenoxyethoxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, phenoxybenzyl (meth) acrylate, benzylbenzyl (meth) acrylate, phenylphenoxyethyl (meth) acrylate Mono (meth) acrylate compounds such as mono (meth) acrylate compounds: Polyoxyalkylene chains such as polyoxyethylene chains, polyoxypropylene chains, and polyoxytetramethylene chains in the molecular structure of the various mono (meth) acrylate monomers. Polyoxyalkylene-modified mono (meth) acrylate compound introduced with; a lactone-modified mono (meth) acrylate compound having a (poly) lactone structure introduced into the molecular structure of the various mono (meth) acrylate compounds;
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; An aliphatic di (meth) acrylate compound such as ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, and neopentyl glycol di (meth) acrylate. 1,4-Cyclohexanedimethanol di (meth) acrylate, norbornandi (meth) acrylate, norbornan dimethanol di (meth) acrylate, dicyclopentanyldi (meth) acrylate, tricyclodecanedimethanol di (meth) acrylate Di (meth) acrylate compounds such as alicyclic di (meth) acrylate compounds; aromatic di (meth) acrylate compounds such as biphenol di (meth) acrylate and bisphenol di (meth) acrylate; in the molecular structure of the various di (meth) acrylate compounds. A polyoxyalkylene-modified di (meth) acrylate compound into which a polyoxyalkylene chain such as a polyoxyethylene chain, a polyoxypropylene chain, or a polyoxytetramethylene chain has been introduced; A lactone-modified di (meth) acrylate compound with a poly) lactone structure;
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; An aliphatic tri (meth) acrylate compound such as trimethylolpropane tri (meth) acrylate and glycerin tri (meth) acrylate; a polyoxyethylene chain, a polyoxypropylene chain, etc. in the molecular structure of the aliphatic tri (meth) acrylate compound. Polyoxyalkylene-modified tri (meth) acrylate compound into which a polyoxyalkylene chain such as a polyoxytetramethylene chain has been introduced; a lactone-modified tri having a (poly) lactone structure introduced into the molecular structure of the aliphatic tri (meth) acrylate compound. (Meta) acrylate compound;
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等が挙げられる。 A tetrafunctional or higher functional aliphatic poly (meth) acrylate compound such as pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate; A tetrafunctional or higher functional polyoxyalkylene-modified poly (meth) acrylate compound in which a polyoxyalkylene chain such as a polyoxyethylene chain, a polyoxypropylene chain, or a polyoxytetramethylene chain is introduced into the molecular structure; the aliphatic poly (meth). Examples thereof include a tetrafunctional or higher functional lactone-modified poly (meth) acrylate compound in which a (poly) lactone structure is introduced into the molecular structure of the acrylate compound.
本発明の硬化性樹脂組成物は、この他、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しても良い。 In addition, the curable resin composition of the present invention may contain various additives such as inorganic fine particles, polymer fine particles, pigments, defoaming agents, viscosity modifiers, leveling agents, flame retardants, and storage stabilizers. ..
本発明の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂は、硬化物における耐熱性や強度に優れることから、例えば、半導体デバイス関係ではソルダーレジスト、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用いることができ、LCD、OELDに代表される薄型ディスプレイ関係では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、スペーサーなどに好適に用いることができる。 Since the acid group-containing (meth) acrylate resin of the present invention is excellent in heat resistance and strength in a cured product, for example, in the case of semiconductor devices, packages such as solder resists, interlayer insulating materials, packaging materials, underfill materials, and circuit elements are packaged. It can be used as an adhesive layer or an adhesive layer between an integrated circuit element and a circuit board. It can be suitably used for spacers and the like.
また、本発明の酸基含有(メタ)アクリレート樹脂は、硬化物における耐熱性や強度の他、現像性にも優れることから、ソルダーレジスト用途に好適に用いることができる。本発明のソルダーレジスト用樹脂材料は、例えば、前記酸基含有(メタ)アクリレート樹脂、光重合開始剤及び各種の添加剤に加え、硬化剤、硬化促進剤、有機溶媒等の各成分を含んでなる。 Further, the acid group-containing (meth) acrylate resin of the present invention is excellent in heat resistance and strength in a cured product as well as developability, and thus can be suitably used for solder resist applications. The resin material for solder resist of the present invention contains, for example, each component such as a curing agent, a curing accelerator, and an organic solvent in addition to the acid group-containing (meth) acrylate resin, a photopolymerization initiator and various additives. Become.
前記硬化剤は、前記酸基含有(メタ)アクリレート樹脂中のカルボキシ基と反応し得る官能基を有するものであれば特に制限されず、例えば、エポキシ樹脂が挙げられる。ここで用いるエポキシ樹脂は、例えば、ビス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、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、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、ナフトール-フェノール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール-クレゾール共縮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等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。これらのエポキシ樹脂の中でも、硬化物における耐熱性に優れることから、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、ナフトール-フェノール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール-クレゾール共縮ノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、軟化点が50~120℃の範囲であるものが特に好ましい。 The curing agent is not particularly limited as long as it has a functional group capable of reacting with a carboxy group in the acid group-containing (meth) acrylate resin, and examples thereof include an epoxy resin. The epoxy resin used here is, for example, a bisphenol type epoxy resin, a phenylene ether type epoxy resin, a naphthylene ether type epoxy resin, a biphenyl type epoxy resin, a triphenylmethane type epoxy resin, a phenol novolac type epoxy resin, a cresol novolac type epoxy resin. , Bisphenol novolak type epoxy resin, naphthol novolak type epoxy resin, naphthol-phenol co-shrink novolak type epoxy resin, naphthol-cresol co-shrink novolak type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, naphthol aralkyl type epoxy resin, dicyclopentadiene-phenol Examples thereof include an addition reaction type epoxy resin. These may be used alone or in combination of two or more. Among these epoxy resins, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, bisphenol novolak type epoxy resin, naphthol novolak type epoxy resin, naphthol-phenol co-shrink novolak type epoxy resin, because they are excellent in heat resistance in cured products. , Naftor-cresol co-condensed novolak type epoxy resin and other novolak type epoxy resins are preferable, and those having a softening point in the range of 50 to 120 ° C. are particularly preferable.
前記硬化促進剤は、前記硬化剤の硬化反応を促進するものであり、前記硬化剤としてエポキシ樹脂を用いる場合には、リン系化合物、第3級アミン、イミダゾール、有機酸金属塩、ルイス酸、アミン錯塩等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。硬化促進剤の添加量は、例えば、前記硬化剤100質量部に対し1~10質量部の範囲で用いる。 The curing accelerator accelerates the curing reaction of the curing agent, and when an epoxy resin is used as the curing agent, a phosphorus compound, a tertiary amine, an imidazole, an organic acid metal salt, a Lewis acid, etc. Examples include amine complex salts. These may be used alone or in combination of two or more. The amount of the curing accelerator added is, for example, in the range of 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the curing agent.
前記有機溶媒は、前記酸基含有(メタ)アクリレート樹脂や硬化剤等の各種成分を溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、ジメチルホルムアミド、メチルイソブチルケトン、メトキシプロパノール、シクロヘキサノン、メチルセロソルブ、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。 The organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve various components such as the acid group-containing (meth) acrylate resin and the curing agent, and for example, methyl ethyl ketone, acetone, dimethylformamide, methyl isobutyl ketone, methoxypropanol, and the like. Examples thereof include cyclohexanone, methyl cellosolve, diethylene glycol monoethyl ether acetate, and propylene glycol monomethyl ether acetate.
本発明のソルダーレジスト用樹脂材料を用いてレジスト部材を得る方法は、例えば、前記ソルダーレジスト用樹脂材料を基材上に塗布し、60~100℃程度の温度範囲で有機溶剤を揮発乾燥させた後、所望のパターンが形成されたフォトマスクを通して紫外線や電子線等にて露光させ、アルカリ水溶液にて未露光部を現像し、更に140~180℃程度の温度範囲で加熱硬化させる方法が挙げられる。 In the method of obtaining a resist member using the solder resist resin material of the present invention, for example, the solder resist resin material is applied onto a substrate, and an organic solvent is volatilized and dried in a temperature range of about 60 to 100 ° C. After that, a method of exposing the unexposed portion with an ultraviolet ray or an electron beam through a photomask on which a desired pattern is formed, developing the unexposed portion with an alkaline aqueous solution, and further heating and curing in a temperature range of about 140 to 180 ° C. can be mentioned. ..
以下に、実施例および比較例をもって本発明をより詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
本願実施例において酸基含有(メタ)アクリレート樹脂の酸価はJIS K 0070(1992)の中和滴定法にて測定した。 In the examples of the present application, the acid value of the acid group-containing (meth) acrylate resin was measured by the neutralization titration method of JIS K 0070 (1992).
製造例1 分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A-1)の製造
攪拌機、温度計、コンデンサーが装着された4つ口フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製『EPICLON 850S』エポキシ当量188g/当量)376g、ビスフェノールA6.6g、テトラブチルホスホニウムブロマイド(北興化学工業株式会社製『TBP-BB』)0.08gを仕込み、150℃まで昇温させて2時間反応させた。次いで、同温度条件下でトリレンジイソシアネート(三井化学製『TDI-80』)58gを3時間かけて滴下した。滴下終了後も加熱撹拌を続け、経時的にサンプリングしてIR測定を行い、イソシアネート基の吸収ピーク(2250~2280cm-1付近)が消失したことを確認して、分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A-1)431gを得た。得られたエポキシ樹脂(A-1)のエポキシ当量は338g/当量、JIS K7234に基づいて測定した軟化点は79℃、ASTM D4287に準拠し、ICI粘度計にて測定した150℃における溶融粘度は6.3dPa・sであった。
Production Example 1 Production of epoxy resin (A-1) having an oxazolidone ring structure in the molecule Bisphenol A type epoxy resin ("EPICLON 850S" manufactured by DIC Corporation) in a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, and condenser. Epoxy equivalent (188 g / equivalent) 376 g, bisphenol A 6.6 g, and tetrabutylphosphonium bromide (“TBP-BB” manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.) 0.08 g were charged, and the temperature was raised to 150 ° C. for 2 hours. Then, 58 g of tolylene diisocyanate (“TDI-80” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) was added dropwise over 3 hours under the same temperature conditions. After the completion of the dropping, heating and stirring are continued, sampling is performed over time, and IR measurement is performed. It is confirmed that the absorption peak of the isocyanate group (around 2250 to 2280 cm -1 ) has disappeared, and the molecule has an oxazolidone ring structure. 431 g of epoxy resin (A-1) was obtained. The epoxy equivalent of the obtained epoxy resin (A-1) was 338 g / equivalent, the softening point measured based on JIS K7234 was 79 ° C, and the melt viscosity at 150 ° C measured by an ICI viscometer was 79 ° C. It was 6.3 dPa · s.
製造例2 分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A-2)の製造
攪拌機、温度計、コンデンサーが装着された4つ口フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製『EPICLON 850S』エポキシ当量188g/当量)376g、ビスフェノールA6.6g、テトラブチルホスホニウムブロマイド(北興化学工業株式会社製『TBP-BB』)0.08gを仕込み、150℃まで昇温させて2時間反応させた。次いで、同温度条件下でジフェニルメタンジイソシアネート(東ソー株式会社製『ミリオネート MT-F』)83gを3時間かけて投入した。滴下終了後も加熱撹拌を続け、経時的にサンプリングしてIR測定を行い、イソシアネート基の吸収ピーク(2250~2280cm-1付近)が消失したことを確認して、分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A-2)を得た。得られたエポキシ樹脂(A-2)のエポキシ当量は331g/当量であった。
Production Example 2 Production of epoxy resin (A-2) having an oxazolidone ring structure in the molecule Bisphenol A type epoxy resin ("EPICLON 850S" manufactured by DIC Corporation) in a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, and condenser. Epoxy equivalent (188 g / equivalent) 376 g, bisphenol A 6.6 g, and tetrabutylphosphonium bromide (“TBP-BB” manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.) 0.08 g were charged, and the temperature was raised to 150 ° C. for 2 hours. Then, under the same temperature condition, 83 g of diphenylmethane diisocyanate (“Millionate MT-F” manufactured by Tosoh Corporation) was added over 3 hours. After the completion of the dropping, heating and stirring are continued, sampling is performed over time, and IR measurement is performed. It is confirmed that the absorption peak of the isocyanate group (around 2250 to 2280 cm -1 ) has disappeared, and the molecule has an oxazolidone ring structure. An epoxy resin (A-2) was obtained. The epoxy equivalent of the obtained epoxy resin (A-2) was 331 g / equivalent.
製造例3 分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A-3)の製造
攪拌機、温度計、コンデンサーが装着された4つ口フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製『EPICLON 850S』エポキシ当量188g/当量)376g、テトラブチルホスホニウムブロマイド(北興化学工業株式会社製『TBP-BB』)0.13gを仕込み、170℃まで昇温させた。次いで、同温度条件下でキシリレンジイソシアネート(三井化学株式会社製『タケネート500』)65gを3時間かけて滴下した。滴下終了後も加熱撹拌を続け、経時的にサンプリングしてIR測定を行い、イソシアネート基の吸収ピーク(2250~2280cm-1付近)が消失したことを確認して、分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A-3)を得た。得られたエポキシ樹脂(A-3)のエポキシ当量は291g/当量であった。
Production Example 3 Production of epoxy resin (A-3) having an oxazolidone ring structure in the molecule Bisphenol A type epoxy resin (“EPICLON 850S” manufactured by DIC Corporation) in a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, and condenser. Epoxy equivalent 188 g / equivalent) 376 g and tetrabutylphosphonium bromide (“TBP-BB” manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.) 0.13 g were charged and heated to 170 ° C. Then, under the same temperature condition, 65 g of xylylene diisocyanate (“Takenate 500” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) was added dropwise over 3 hours. After the completion of the dropping, heating and stirring are continued, sampling is performed over time, and IR measurement is performed. It is confirmed that the absorption peak of the isocyanate group (around 2250 to 2280 cm -1 ) has disappeared, and the molecule has an oxazolidone ring structure. An epoxy resin (A-3) was obtained. The epoxy equivalent of the obtained epoxy resin (A-3) was 291 g / equivalent.
製造例4 分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A-4)の製造
攪拌機、温度計、コンデンサーが装着された4つ口フラスコに、シクロ環構造含有エポキシ樹脂(DIC株式会社製『EPICLON HP-7200L』エポキシ当量247g/当量)494g、テトラブチルホスホニウムブロマイド(北興化学工業株式会社製『TBP-BB』)0.17gを仕込み、160℃まで昇温させた。次いで、同温度条件下でジフェニルメタンジイソシアネート(東ソー株式会社製『ミリオネート MT-F』)63gを3時間かけて投入した。滴下終了後も加熱撹拌を続け、経時的にサンプリングしてIR測定を行い、イソシアネート基の吸収ピーク(2250~2280cm-1付近)が消失したことを確認して、分子中にオキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂(A-4)を得た。得られたエポキシ樹脂(A-4)のエポキシ当量は341g/当量であった。
Production Example 4 Production of epoxy resin (A-4) having an oxazolidone ring structure in the molecule A cycloring-containing epoxy resin (EPICLON HP manufactured by DIC Corporation) is placed in a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a condenser. -7200L ”epoxy equivalent 247g / equivalent) 494g and tetrabutylphosphonium bromide (“TBP-BB” manufactured by Hokuko Kagaku Kogyo Co., Ltd.) 0.17g were charged and heated to 160 ° C. Then, under the same temperature condition, 63 g of diphenylmethane diisocyanate (“Millionate MT-F” manufactured by Tosoh Corporation) was added over 3 hours. After the completion of the dropping, heating and stirring are continued, sampling is performed over time, and IR measurement is performed. It is confirmed that the absorption peak of the isocyanate group (around 2250 to 2280 cm -1 ) has disappeared, and the molecule has an oxazolidone ring structure. An epoxy resin (A-4) was obtained. The epoxy equivalent of the obtained epoxy resin (A-4) was 341 g / equivalent.
実施例1 酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(1)の製造
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート215質量部を入れ、先で得たエポキシ樹脂(A-1)676質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン2.2質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸112質量部、無水メタクリル酸72質量部、トリフェニルフォスフィン4.3質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で8時間エステル化反応を行なった。その後、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート301質量部、テトラヒドロ無水フタル酸237質量部を加え110℃で5時間反応し、酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(1)溶液を得た。酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(1)の固形分酸価は80mgKOH/gであった。酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(1)のGPCチャート図を図1に示す。
Example 1 Production of Acid Group-Containing (Meta) Acrylic Resin (1) 215 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate was placed in a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux cooler, and the epoxy resin (A) obtained above was placed. -1) Dissolve 676 parts by mass, add 2.2 parts by mass of dibutylhydroxytoluene as an antioxidant and 0.4 parts by mass of methquinone as a thermal polymerization inhibitor, and then 112 parts by mass of acrylic acid and 72 parts by mass of anhydrous methacrylic acid. , 4.3 parts by mass of triphenylphosphine was added, and the esterification reaction was carried out at 120 ° C. for 8 hours while blowing air. Then, 301 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate and 237 parts by mass of tetrahydrophthalic anhydride were added and reacted at 110 ° C. for 5 hours to obtain an acid group-containing (meth) acrylate resin (1) solution. The solid content acid value of the acid group-containing (meth) acrylate resin (1) was 80 mgKOH / g. The GPC chart of the acid group-containing (meth) acrylate resin (1) is shown in FIG.
実施例2 酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(2)の製造
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート222質量部を入れ、先で得たエポキシ樹脂(A-1)676質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン2.2質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸91質量部、無水メタクリル酸121質量部、トリフェニルフォスフィン4.4質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で8時間エステル化反応を行なった。その後、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート286質量部、テトラヒドロ無水フタル酸192質量部を加え110℃で5時間反応し、酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(2)溶液を得た。酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(2)の固形分酸価は65mgKOH/gであった。
Example 2 Production of Acid Group-Containing (Meta) Acrylic Resin (2) 222 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate was placed in a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux cooler, and the epoxy resin (A) obtained above was placed. -1) Dissolve 676 parts by mass, add 2.2 parts by mass of dibutylhydroxytoluene as an antioxidant, 0.4 parts by mass of methquinone as a thermal polymerization inhibitor, and then 91 parts by mass of acrylic acid and 121 parts by mass of anhydrous methacrylic acid. , 4.4 parts by mass of triphenylphosphine was added, and the esterification reaction was carried out at 120 ° C. for 8 hours while blowing air. Then, 286 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate and 192 parts by mass of tetrahydrophthalic anhydride were added and reacted at 110 ° C. for 5 hours to obtain an acid group-containing (meth) acrylate resin (2) solution. The solid content acid value of the acid group-containing (meth) acrylate resin (2) was 65 mgKOH / g.
実施例3 酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(3)の製造
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート229質量部を入れ、先で得たエポキシ樹脂(A-1)676質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン2.3質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.5質量部加えた後、アクリル酸69質量部、無水メタクリル酸171質量部、トリフェニルフォスフィン4.6質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で8時間エステル化反応を行なった。その後、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート271質量部、テトラヒドロ無水フタル酸146質量部を加え110℃で5時間反応し、酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(3)溶液を得た。酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(3)の固形分酸価は50mgKOH/gであった。
Example 3 Production of Acid Group-Containing (Meta) Acrylic Resin (3) 229 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate was placed in a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux cooler, and the epoxy resin (A) obtained above was placed. -1) Dissolve 676 parts by mass, add 2.3 parts by mass of dibutylhydroxytoluene as an antioxidant, 0.5 parts by mass of methquinone as a thermal polymerization inhibitor, and then 69 parts by mass of acrylic acid and 171 parts by mass of anhydrous methacrylic acid. , 4.6 parts by mass of triphenylphosphine was added, and the esterification reaction was carried out at 120 ° C. for 8 hours while blowing air. Then, 271 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate and 146 parts by mass of tetrahydrophthalic anhydride were added and reacted at 110 ° C. for 5 hours to obtain an acid group-containing (meth) acrylate resin (3) solution. The solid content acid value of the acid group-containing (meth) acrylate resin (3) was 50 mgKOH / g.
実施例4 酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(4)の製造
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート217質量部を入れ、先で得たエポキシ樹脂(A-1)676質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン2.2質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸105質量部、無水メタクリル酸89質量部、トリフェニルフォスフィン4.3質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で8時間エステル化反応を行なった。その後、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート261質量部、無水コハク酸146質量部を加え110℃で5時間反応し、酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(4)溶液を得た。酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(4)の固形分酸価は80mgKOH/gであった。
Example 4 Production of Acid Group-Containing (Meta) Acrylic Resin (4) 217 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate was placed in a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux cooler, and the epoxy resin (A) obtained above was placed. -1) Dissolve 676 parts by mass, add 2.2 parts by mass of dibutylhydroxytoluene as an antioxidant, 0.4 parts by mass of methquinone as a thermal polymerization inhibitor, and then 105 parts by mass of acrylic acid and 89 parts by mass of anhydrous methacrylic acid. , 4.3 parts by mass of triphenylphosphine was added, and the esterification reaction was carried out at 120 ° C. for 8 hours while blowing air. Then, 261 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate and 146 parts by mass of succinic anhydride were added and reacted at 110 ° C. for 5 hours to obtain an acid group-containing (meth) acrylate resin (4) solution. The solid content acid value of the acid group-containing (meth) acrylate resin (4) was 80 mgKOH / g.
実施例5 酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(5)の製造
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート224質量部を入れ、先で得たエポキシ樹脂(A-1)676質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン2.2質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸85質量部、無水メタクリル酸134質量部、トリフェニルフォスフィン4.5質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で8時間エステル化反応を行なった。その後、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート253質量部、無水コハク酸118質量部を加え110℃で5時間反応し、酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(5)溶液を得た。酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(5)の固形分酸価は65mgKOH/gであった。
Example 5 Production of Acid Group-Containing (Meta) Acrylic Resin (5) 224 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate was placed in a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux cooler, and the epoxy resin (A) obtained above was placed. -1) Dissolve 676 parts by mass, add 2.2 parts by mass of dibutylhydroxytoluene as an antioxidant and 0.4 parts by mass of methquinone as a thermal polymerization inhibitor, and then add 85 parts by mass of acrylic acid and 134 parts by mass of anhydrous methacrylic acid. , 4.5 parts by mass of triphenylphosphine was added, and the esterification reaction was carried out at 120 ° C. for 8 hours while blowing air. Then, 253 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate and 118 parts by mass of succinic anhydride were added and reacted at 110 ° C. for 5 hours to obtain an acid group-containing (meth) acrylate resin (5) solution. The solid content acid value of the acid group-containing (meth) acrylate resin (5) was 65 mgKOH / g.
実施例6 酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(6)の製造
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート230質量部を入れ、先で得たエポキシ樹脂(A-1)676質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン2.3質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.5質量部加えた後、アクリル酸65質量部、無水メタクリル酸180質量部、トリフェニルフォスフィン4.6質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で8時間エステル化反応を行なった。その後、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート246質量部、無水コハク酸90質量部を加え110℃で5時間反応し、酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(5)溶液を得た。酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(5)の固形分酸価は50mgKOH/gであった。
Example 6 Production of Acid Group-Containing (Meta) Acrylic Resin (6) 230 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate was placed in a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux cooler, and the epoxy resin (A) obtained above was placed. -1) Dissolve 676 parts by mass, add 2.3 parts by mass of dibutylhydroxytoluene as an antioxidant, 0.5 parts by mass of methquinone as a thermal polymerization inhibitor, and then 65 parts by mass of acrylic acid and 180 parts by mass of anhydrous methacrylic acid. , 4.6 parts by mass of triphenylphosphine was added, and the esterification reaction was carried out at 120 ° C. for 8 hours while blowing air. Then, 246 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate and 90 parts by mass of succinic anhydride were added and reacted at 110 ° C. for 5 hours to obtain an acid group-containing (meth) acrylate resin (5) solution. The solid content acid value of the acid group-containing (meth) acrylate resin (5) was 50 mgKOH / g.
実施例7 酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(7)の製造
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート212質量部を入れ、先で得たエポキシ樹脂(A-2)662質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン2.1質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸110質量部、無水メタクリル酸75質量部、トリフェニルフォスフィン4.2質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で8時間エステル化反応を行なった。その後、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート371質量部、テトラヒドロ無水フタル酸234質量部を加え110℃で5時間反応し、酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(7)溶液を得た。酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(7)の固形分酸価は80mgKOH/gであった。
Example 7 Production of Acid Group-Containing (Meta) Acrylic Resin (7) 212 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate was placed in a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux cooler, and the epoxy resin (A) obtained above was placed. -2) Dissolve 662 parts by mass, add 2.1 parts by mass of dibutylhydroxytoluene as an antioxidant, 0.4 parts by mass of methquinone as a thermal polymerization inhibitor, and then 110 parts by mass of acrylic acid and 75 parts by mass of anhydrous methacrylic acid. , 4.2 parts by mass of triphenylphosphine was added, and the esterification reaction was carried out at 120 ° C. for 8 hours while blowing air. Then, 371 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate and 234 parts by mass of tetrahydrophthalic anhydride were added and reacted at 110 ° C. for 5 hours to obtain an acid group-containing (meth) acrylate resin (7) solution. The solid content acid value of the acid group-containing (meth) acrylate resin (7) was 80 mgKOH / g.
実施例8 酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(8)の製造
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート195質量部を入れ、先で得たエポキシ樹脂(A-3)582質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン2.0質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸101質量部、無水メタクリル酸98質量部、トリフェニルフォスフィン3.9質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で8時間エステル化反応を行なった。その後、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート340質量部、テトラヒドロ無水フタル酸213質量部を加え110℃で5時間反応し、酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(8)溶液を得た。酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(8)の固形分酸価は80mgKOH/gであった。
Example 8 Production of Acid Group-Containing (Meta) Acrylic Resin (8) 195 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate was placed in a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux cooler, and the epoxy resin (A) obtained above was placed. -3) Dissolve 582 parts by mass, add 2.0 parts by mass of dibutylhydroxytoluene as an antioxidant, 0.4 parts by mass of methquinone as a thermal polymerization inhibitor, and then 101 parts by mass of acrylic acid and 98 parts by mass of anhydrous methacrylic acid. , 3.9 parts by mass of triphenylphosphine was added, and the esterification reaction was carried out at 120 ° C. for 8 hours while blowing air. Then, 340 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate and 213 parts by mass of tetrahydrophthalic anhydride were added and reacted at 110 ° C. for 5 hours to obtain an acid group-containing (meth) acrylate resin (8) solution. The solid content acid value of the acid group-containing (meth) acrylate resin (8) was 80 mgKOH / g.
実施例9 酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(9)の製造
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート219質量部を入れ、先で得たエポキシ樹脂(A-4)682質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン2.2質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸104質量部、無水メタクリル酸92質量部、トリフェニルフォスフィン4.4質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で8時間エステル化反応を行なった。その後、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート331質量部、無水コハク酸144質量部を加え110℃で5時間反応し、酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(9)溶液を得た。酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(9)の固形分酸価は80mgKOH/gであった。
Example 9 Production of Acid Group-Containing (Meta) Acrylic Resin (9) 219 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate was placed in a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux cooler, and the epoxy resin (A) obtained above was placed. -4) Dissolve 682 parts by mass, add 2.2 parts by mass of dibutylhydroxytoluene as an antioxidant and 0.4 parts by mass of methquinone as a thermal polymerization inhibitor, and then 104 parts by mass of acrylic acid and 92 parts by mass of anhydrous methacrylic acid. , 4.4 parts by mass of triphenylphosphine was added, and the esterification reaction was carried out at 120 ° C. for 8 hours while blowing air. Then, 331 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether acetate and 144 parts by mass of succinic anhydride were added and reacted at 110 ° C. for 5 hours to obtain an acid group-containing (meth) acrylate resin (9) solution. The solid acid value of the acid group-containing (meth) acrylate resin (9) was 80 mgKOH / g.
比較製造例1 酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(1’)の製造
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート157質量部を入れ、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製『EPICLON N-695』エポキシ当量215g/当量)430質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン1.6質量部、熱重合禁止剤としてハイドロキノン0.3質量部を加えた後、アクリル酸101質量部、無水メタクリル酸98質量部、トリフェニルフォスフィン3.1質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で8時間反応させた。次いで、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート280質量部、テトラヒドロ無水フタル酸182質量部を加え110℃で2.5時間反応させ、酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(1’)溶液を得た。酸基含有(メタ)アクリレート樹脂(1’)の固形分酸価は85mgKOH/gであった。
Comparative Production Example 1 Production of Acid Group-Containing (Meta) Acrylic Resin (1') An orthocresol novolac type epoxy was placed in a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux cooler by placing 157 parts by mass of diethylene glycol monoethyl ether acetate. Dissolve 430 parts by mass of resin ("EPICLON N-695" made by DIC Co., Ltd., epoxy equivalent 215 g / equivalent), and add 1.6 parts by mass of dibutylhydroxytoluene as an antioxidant and 0.3 parts by mass of hydroquinone as a thermal polymerization inhibitor. After the addition, 101 parts by mass of acrylic acid, 98 parts by mass of anhydrous methacrylic acid, and 3.1 parts by mass of triphenylphosphine were added, and the mixture was reacted at 120 ° C. for 8 hours while blowing air. Next, 280 parts by mass of diethylene glycol monoethyl ether acetate and 182 parts by mass of tetrahydrophthalic anhydride were added and reacted at 110 ° C. for 2.5 hours to obtain an acid group-containing (meth) acrylate resin (1') solution. The solid acid value of the acid group-containing (meth) acrylate resin (1') was 85 mgKOH / g.
実施例10~18及び比較例1
下記要領で硬化性樹脂組成物を調製し、各種評価試験を行った。結果を表1に示す。
Examples 10-18 and Comparative Example 1
A curable resin composition was prepared according to the following procedure, and various evaluation tests were performed. The results are shown in Table 1.
◆光感度、乾燥管理幅の評価
・硬化性樹脂組成物の調製
先で得た酸基含有(メタ)アクリレート樹脂100g、東亞合成株式会社製「ルミキュアDPA-600T」(ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとをモル比40/60で含有する組成物)10g、硬化剤としてオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製『EPICLON N-680』)24g、光重合開始剤として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(チバスペシャルティーケミカルズ社製『イルガキュア907』)5g、硬化促進剤として2-エチル-4-メチルイミダゾール0.5g、有機溶剤としてジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート13g、顔料としてフタロシアニングリーン0.65gを配合し、ロールミルにより混錬して硬化性樹脂組成物を得た。
◆ Evaluation of photosensitivity and drying control range ・ Preparation of curable resin composition 100 g of acid group-containing (meth) acrylate resin obtained at the above, "LumiCure DPA-600T" manufactured by Toa Synthetic Co., Ltd. (dipentaerythritol pentaacrylate and di) 10 g of a composition containing pentaerythritol hexaacrylate at a molar ratio of 40/60), 24 g of orthocresol novolak type epoxy resin (“EPICLON N-680” manufactured by DIC Co., Ltd.) as a curing agent, and 2-methyl as a photopolymerization initiator. -1- (4-Methylthiophenyl) -2-morpholinopropane-1-one ("Irgacure 907" manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 5 g, 2-ethyl-4-methylimidazole 0.5 g as a curing accelerator, organic 13 g of diethylene glycol monoethyl ether acetate as a solvent and 0.65 g of phthalocyanine green as a pigment were blended and kneaded with a roll mill to obtain a curable resin composition.
・光感度の測定
ガラス基材の上に硬化性樹脂組成物を50μmのアプリケーターで塗布し、80℃で30分乾燥させた。次いで、コダック社製のステップタブレットNo.2を介し、メタルハライドランプを用いて500mJ/cm2の紫外線を照射した。これを1質量%の炭酸ナトリウム水溶液で180秒現像し、残存した段数で評価した。残存段数が多いほど光感度が高い。
-Measurement of photosensitivity The curable resin composition was applied onto a glass substrate with a 50 μm applicator and dried at 80 ° C. for 30 minutes. Next, Kodak's step tablet No. Ultraviolet rays of 500 mJ / cm 2 were irradiated through 2 using a metal halide lamp. This was developed with a 1% by mass aqueous sodium carbonate solution for 180 seconds and evaluated by the number of remaining stages. The larger the number of remaining stages, the higher the light sensitivity.
・乾燥管理幅の測定
ガラス基材の上に硬化性樹脂組成物を50μmのアプリケーターで塗布し、80℃での乾燥時間が異なるサンプルを乾燥時間30分から100分まで10分刻みで作成した。これらを1質量%の炭酸ナトリウム水溶液で180秒現像し、残渣が残らなかったサンプルの80℃での乾燥時間を乾燥管理幅として評価した。乾燥管理幅が長いほどアルカリ現像性に優れる。
-Measurement of Drying Control Width A curable resin composition was applied onto a glass substrate with a 50 μm applicator, and samples having different drying times at 80 ° C. were prepared in 10-minute increments from a drying time of 30 minutes to 100 minutes. These were developed with a 1% by mass aqueous sodium carbonate solution for 180 seconds, and the drying time of the sample at 80 ° C., which did not leave a residue, was evaluated as the drying control range. The longer the drying control width, the better the alkaline developability.
◆硬化物の耐熱性、伸度、応力の評価
・硬化性樹脂組成物の調製
先で得た酸基含有(メタ)アクリレート樹脂100g、硬化剤としてオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製『EPICLON N-680』)24g、光重合開始剤として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(チバスペシャルティーケミカルズ社製『イルガキュア907』)5g、有機溶剤としてジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート13gを配合し硬化性樹脂組成物を得た。
◆ Evaluation of heat resistance, elongation, and stress of cured product ・ Preparation of curable resin composition 100 g of acid group-containing (meth) acrylate resin obtained at the above, orthocresol novolac type epoxy resin (manufactured by DIC Co., Ltd.) as a curing agent EPICLON N-680 ”) 24 g, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropane-1-one (“Irgacure 907” manufactured by Ciba Specialty Chemicals) as a photopolymerization initiator, 5 g, organic A curable resin composition was obtained by blending 13 g of diethylene glycol monoethyl ether acetate as a solvent.
・硬化物の作成
ガラス基材の上に硬化性樹脂組成物を50μmのアプリケーターで塗布し、80℃で30分間乾燥させた。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。
-Preparation of cured product The curable resin composition was applied onto a glass substrate with a 50 μm applicator and dried at 80 ° C. for 30 minutes. Then, after irradiating with an ultraviolet ray of 1000 mJ / cm 2 using a metal halide lamp, the cured product was heated at 160 ° C. for 1 hour to peel off the cured product from the glass substrate to obtain a cured product.
・硬化物の耐熱性の評価
硬化物から6mm×40mm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(tanδ変化率が最も大きい)温度をガラス転移温度(Tg)として耐熱性を評価した。
-Evaluation of heat resistance of the cured product A 6 mm x 40 mm test piece was cut out from the cured product, and a viscoelasticity measuring device (DMA: solid viscoelasticity measuring device "RSAII" manufactured by Leometric Co., Ltd., tensile method: frequency 1 Hz, temperature rise rate 3). The heat resistance was evaluated using the temperature at which the elastic modulus change was maximum (tanδ change rate was the largest) as the glass transition temperature (Tg) using ° C./min.
・硬化物の伸度及び応力の測定
硬化物から10mm×80mmの試験片を切り出し、株式会社島津製作所製精密万能試験機オートグラフ「AG-IS」を用い、下記条件で試験片の引っ張り試験を行った。試験片が破断するまでの伸度(%)と、最大応力(MPa)を測定した。
測定条件:温度23℃、湿度50%、標線間距離20mm、支点間距離20mm、引っ張り速度10mm/分
-Measurement of elongation and stress of the cured product A 10 mm x 80 mm test piece is cut out from the cured product, and a tensile test of the test piece is performed under the following conditions using the precision universal testing machine Autograph "AG-IS" manufactured by Shimadzu Corporation. gone. The elongation (%) until the test piece broke and the maximum stress (MPa) were measured.
Measurement conditions: temperature 23 ° C, humidity 50%, distance between marked lines 20 mm, distance between fulcrums 20 mm, tensile speed 10 mm / min
◆硬化物のサーマルサイクル試験評価
・硬化性樹脂組成物の調製
先で得た酸基含有(メタ)アクリレート樹脂100g、東亞合成株式会社製「ルミキュアDPA-600T」(ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとをモル比40/60で含有する組成物)10g、硬化剤としてオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製『EPICLON N-680』)24g、光重合開始剤として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(チバスペシャルティーケミカルズ社製『イルガキュア907』)5g、有機溶剤としてジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート13gを配合し硬化性樹脂組成物を得た。
◆ Thermal cycle test evaluation of cured product / Preparation of curable resin composition 100 g of acid group-containing (meth) acrylate resin obtained at the above, "LumiCure DPA-600T" manufactured by Toa Synthetic Co., Ltd. (dipentaerythritol pentaacrylate and dipenta) 10 g of a composition containing erythritol hexaacrylate at a molar ratio of 40/60), 24 g of an orthocresol novolak type epoxy resin (“EPICLON N-680” manufactured by DIC Co., Ltd.) as a curing agent, and 2-methyl- as a photopolymerization initiator. A curable resin composition is prepared by blending 5 g of 1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropane-1-one (“Irgacure 907” manufactured by Ciba Specialty Chemicals) and 13 g of diethylene glycol monoethyl ether acetate as an organic solvent. Obtained.
・硬化物の作成
アルミ基材の上に硬化性樹脂組成物を50μmのアプリケーターで塗布し、80℃で30分間乾燥させた。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得た。
-Preparation of cured product The curable resin composition was applied onto an aluminum substrate with a 50 μm applicator and dried at 80 ° C. for 30 minutes. Then, after irradiating with an ultraviolet ray of 1000 mJ / cm 2 using a metal halide lamp, it was heated at 160 ° C. for 1 hour to obtain a cured product.
・サーマルサイクル試験
アルミ基材上に形成した硬化物について、下記1~3を繰り返すサーマルサイクル試験を200サイクル行い、硬化物にクラックが生じなかったものをA、クラックが生じたものをBとして評価した。
1:150℃、30分間 → 2:25℃、1分間 → 3:-40℃、30分間
-Thermal cycle test For the cured product formed on the aluminum substrate, a thermal cycle test in which the following 1 to 3 are repeated is performed for 200 cycles, and the cured product without cracks is evaluated as A, and the cured product with cracks is evaluated as B. bottom.
1: 150 ° C, 30 minutes → 2: 25 ° C, 1 minute → 3: -40 ° C, 30 minutes
Claims (7)
前記エポキシ樹脂(A)が、フェノール性水酸基含有化合物のポリグリシジルエーテル化物であるエポキシ樹脂(a1)と、ポリイソシアネート化合物(a2)とを必須の反応原料とする反応生成物であり、
前記フェノール性水酸基含有化合物が、ビスフェノールAであり、
前記ポリイソシアネート化合物(a2)が、トリレンジイソシアネート又はジフェニルメタンジイソシアネートであり、
前記不飽和モノカルボン酸(B)と前記不飽和モノカルボン酸無水物(C)とのモル比[(B)/(C)]が、{(105/72.06)/(89/154.16)}~3.5の範囲であることを特徴とする酸基含有アクリレート樹脂。 An acid containing an epoxy resin (A) having an oxazolidone ring structure in the molecule, an unsaturated monocarboxylic acid (B), an unsaturated monocarboxylic acid anhydride (C), and a dicarboxylic acid anhydride (D) as essential reaction raw materials. A group-containing (meth) acrylate resin
The epoxy resin (A) is a reaction product containing an epoxy resin (a1), which is a polyglycidyl etherified product of a phenolic hydroxyl group-containing compound, and a polyisocyanate compound (a2) as essential reaction raw materials.
The phenolic hydroxyl group-containing compound is bisphenol A.
The polyisocyanate compound (a2) is tolylene diisocyanate or diphenylmethane diisocyanate .
The molar ratio [(B) / (C)] of the unsaturated monocarboxylic acid (B) to the unsaturated monocarboxylic acid anhydride (C) is {(105 / 72.06) / (89/154. 16)} to 3.5, an acid group-containing acrylate resin.
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