WO2024018984A1 - 共重合体、硬化性樹脂組成物、及び硬化物 - Google Patents

共重合体、硬化性樹脂組成物、及び硬化物 Download PDF

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WO2024018984A1
WO2024018984A1 PCT/JP2023/025849 JP2023025849W WO2024018984A1 WO 2024018984 A1 WO2024018984 A1 WO 2024018984A1 JP 2023025849 W JP2023025849 W JP 2023025849W WO 2024018984 A1 WO2024018984 A1 WO 2024018984A1
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WO
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copolymer
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epoxy group
polymerizable unsaturated
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PCT/JP2023/025849
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瑠美 永井
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株式会社ダイセル
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/32Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing epoxy radicals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/08Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated side groups
    • C08F290/14Polymers provided for in subclass C08G
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/14Esterification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/14Polycondensates modified by chemical after-treatment

Definitions

  • the present disclosure relates to a copolymer, a curable resin composition, and a cured product. Additionally, this application claims priority to Japanese Patent Application No. 2022-116755 filed in Japan on July 21, 2022, the contents of which are incorporated herein.
  • a polarizing plate is provided on a glass substrate, a transparent conductive circuit layer such as ITO and a thin film transistor (TFT) are formed, and then covered with an interlayer insulating film.
  • a polarizing plate is provided on the glass plate, patterns of a black matrix layer and a color filter layer are formed as necessary, and a transparent conductive circuit layer and an interlayer insulating film are sequentially formed to form a top plate.
  • the device is manufactured by making the back plate and the top plate face each other with a spacer interposed therebetween, and filling liquid crystal between the two plates.
  • a chemically amplified resist that utilizes a photoacid generator, which is a photosensitizer, is known as a method for increasing the sensitivity of a radiation-sensitive resin composition (resist), which is one method for forming fine patterns.
  • a resin composition containing a copolymer containing a structural unit having an epoxy group and a photoacid generator a protonic acid is generated from the photoacid generator by exposure, and the epoxy group is cleaved to cause a crosslinking reaction. .
  • the copolymer becomes insoluble in the developer and a pattern is formed.
  • dramatically higher sensitivity has been achieved compared to conventional resists, which have a photoreaction efficiency (reaction per photon) of less than 1.
  • most of the resists developed are of the chemically amplified type, which are used to develop highly sensitive materials compatible with shorter wavelength exposure light sources.
  • a radiation-sensitive resin composition is generally used as a material for forming an insulating film.
  • Such radiation-sensitive resin compositions are required to have high radiation sensitivity in order to improve productivity. If the insulating film has low solvent resistance, the insulating film will swell, deform, and peel from the substrate due to organic solvents, resulting in serious problems in the production of liquid crystal display elements and integrated circuit elements. obtain. Therefore, the insulating film is required to have excellent solvent resistance.
  • Patent Document 1 describes a copolymer having a polymerizable unsaturated group in the side chain (a copolymer obtained by adding acrylic acid and tetrahydrophthalic anhydride to a copolymer containing glycidyl methacrylate). Disclosed.
  • Patent Document 2 describes epoxy group-containing monomers (3,4-epoxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane-9-yl acrylate and 3,4 - A mixture of epoxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane-8-yl acrylate) and a carboxyl group-containing monomer, to which a highly reactive epoxy group-containing monomer is added. Polymers are disclosed.
  • the copolymer of Patent Document 2 has excellent storage stability and solvent resistance in that it contains an epoxy group-containing monomer that has low reactivity with carboxyl groups, but it requires curing at a high temperature of 230 ° C. or higher. There were problems with poor curability, such as a tendency to leave residue during development. Additionally, if the epoxy group-containing monomer is changed to relatively highly reactive 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate for the purpose of improving curability, it will react with the epoxy group-containing monomer used in the addition reaction, reducing production stability. There was a tendency to
  • “poor storage stability” means that the weight average molecular weight of the copolymer increases over time, and “excellent storage stability” means that the copolymer remains stable even after long-term storage. It means that the weight average molecular weight of the polymer does not increase or is difficult to increase. Furthermore, “poor production stability” means that a uniform copolymer cannot be obtained or gelation occurs during the production of the copolymer; “high production stability” means that , means that a uniform copolymer can be obtained during the production of the copolymer and that gelation is less likely to occur. Note that whether or not the resulting copolymer is uniform can be evaluated based on molecular weight distribution.
  • an object of the present disclosure is to provide a copolymer that has excellent curability, production stability, and storage stability, and that can impart excellent solvent resistance to a cured product. There is a particular thing.
  • Another object of the present invention is to provide a curable resin composition containing the copolymer and a cured product thereof.
  • a copolymer containing a specific structural unit has excellent curability, manufacturing stability, and storage stability, and further provides excellent solvent resistance to a cured product. and completed the invention according to the present disclosure.
  • R 1a represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
  • R 2a represents a divalent organic group.
  • X a represents a heteroatom.
  • a copolymer having an epoxy group derived from the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (b) and a polymerizable unsaturated group derived from the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c) is provided.
  • the epoxy group of the compound (b) is preferably an alicyclic epoxy group.
  • the epoxy group of the compound (b) is preferably a monocyclic or bicyclic alicyclic epoxy group.
  • the epoxy group is preferably bonded to an aliphatic hydrocarbon group.
  • R 2a in formula (1) preferably represents a divalent organic group containing an ester bond.
  • the copolymer of the present disclosure preferably further includes a structural unit (D) derived from at least one compound selected from the group consisting of (d1) to (d4) below.
  • the present disclosure also provides a curable resin composition containing the copolymer.
  • the curable resin composition further contains a photopolymerization initiator.
  • the curable resin composition further contains a coloring material.
  • the present disclosure also provides a cured product of the curable resin composition.
  • the cured product of the curable resin composition is preferably a color filter.
  • R 1a represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
  • R 2a represents a divalent organic group.
  • X a represents a heteroatom.
  • a method for producing a copolymer is provided.
  • the copolymer of the present disclosure has excellent curability, production stability, and storage stability, and further provides excellent solvent resistance to the cured product. Further, the curable resin composition containing the above copolymer has excellent curability. Moreover, the cured product has excellent solvent resistance.
  • the copolymer of the present disclosure has the following formula (1) (In the formula, R 1a represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms. R 2a represents a divalent organic group. X a represents a heteroatom.) A structural unit (A) derived from the compound (a) represented by Addition reaction between the structural unit (B) derived from the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (b) and the compound (a) represented by the above formula (1) and the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c) A copolymer containing a structural unit (C) derived from a substance, A carboxyl group derived from the compound (a) represented by the formula (1), It is characterized by having an epoxy group derived from the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (b), and a polymerizable unsaturated group derived from the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c).
  • the copolymer of the present disclosure can be obtained by copolymerizing compounds corresponding to the structural units (A) to (C).
  • the copolymer of the present disclosure also includes a structural unit (A) derived from the compound (a) represented by the formula (1) and a structural unit (B) derived from the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (b). ) can also be obtained by subjecting it to an addition reaction with an epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c).
  • the carboxyl group derived from the compound (a) represented by formula (1) in the copolymer is added to the epoxy group of the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c), and the structural unit (C) becomes.
  • the structural unit (A) that did not undergo an addition reaction with the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c) has a carboxyl group derived from the compound (a) represented by formula (1), and the structural unit (C) has a polymerizable unsaturated group derived from the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c).
  • the copolymer of the present disclosure may further contain a structural unit (D) derived from at least one compound selected from the group consisting of (d1) to (d4). That is, the copolymer of the present disclosure can be obtained by copolymerization of compounds corresponding to the structural units (A) to (C) and, if necessary, a compound corresponding to the structural unit (D). Further, it can also be obtained by subjecting a copolymer containing the structural unit (A), the structural unit (B), and the structural unit (D) to an addition reaction with the compound (c).
  • a structural unit (D) derived from at least one compound selected from the group consisting of (d1) to (d4). That is, the copolymer of the present disclosure can be obtained by copolymerization of compounds corresponding to the structural units (A) to (C) and, if necessary, a compound corresponding to the structural unit (D). Further, it can also be obtained by subjecting a copolymer containing the structural unit (A), the structural unit
  • the structural unit (A) is a structural unit derived from the compound (a) represented by the formula (1), and for example, the compound (a) represented by the formula (1) is subjected to the epoxy group-containing polymerization. It can be introduced into a copolymer by subjecting it to a copolymerization reaction with a sexually unsaturated compound (b) or the like.
  • the compound (a) represented by the formula (1) can be used alone or in combination of two or more.
  • the copolymer of the present disclosure has excellent production stability and storage stability due to the presence of the structural unit (A).
  • the copolymer of the present disclosure has excellent manufacturing stability and storage stability by having the structural unit (A). The reason for this will be explained below using a copolymer of the present disclosure that is a structural unit derived from (meth)acrylic acid instead of the structural unit (A) as a comparison target.
  • the copolymer of the present disclosure has a structure derived from a structural unit (A) derived from the compound (a) represented by the formula (1) and an epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (b).
  • A structural unit derived from the compound (a) represented by the formula (1)
  • an epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (b) By subjecting the copolymer containing the unit (B) to an addition reaction with the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c), the epoxy group of the compound (c) is added to some of the carboxyl groups of the copolymer. Obtained by adding a group.
  • the reactivity of the epoxy group derived from the compound (b) contained in the combination becomes low.
  • priority is given to the reaction between the carboxyl group derived from the compound (a) represented by the formula (1) in the copolymer and the epoxy group of the compound (c)
  • the desired uniformity can be achieved. It is easy to obtain a copolymer and gelation tends to be difficult to occur. Thus, it can be said that the copolymer of the present disclosure has excellent production stability.
  • the copolymer of the present disclosure includes a structural unit (A) derived from the compound (a) and a structural unit (B) derived from the compound (b).
  • A structural unit derived from the compound (a)
  • B structural unit derived from the compound (b)
  • carboxyl group derived from the compound (a) and the epoxy group derived from the compound (b) have high reactivity, these groups react within the molecule (within the copolymer), resulting in co-reactivity over time.
  • the weight average molecular weight of the polymer increases.
  • the acidity of the copolymer as a whole becomes relatively high.
  • the reactivity of the epoxy group derived from (meth)acrylic acid increases, and the reaction between the carboxyl group derived from (meth)acrylic acid and the epoxy group proceeds.
  • the weight average molecular weight of the copolymer increases over time during storage of the curable resin composition.
  • the acidity of the entire copolymer is moderately low due to the structure of the compound (a) represented by formula (1).
  • the reactivity of the epoxy group derived from b) is reduced. Therefore, the carboxyl group derived from the compound (a) and the epoxy group derived from the compound (b) become difficult to react, and the weight average molecular weight of the copolymer tends to be difficult to increase even after long-term storage. There is.
  • R 1a represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
  • R 2a represents a divalent organic group.
  • X a represents a heteroatom.
  • alkyl group having 1 to 7 carbon atoms in R 1a examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, s-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, etc. It will be done.
  • the divalent organic group in R 2a is, for example, an alkylene group such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a trimethylene group (alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms are preferable, and alkylene groups having 1 to 12 carbon atoms are more preferable).
  • an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, an alkenylene group (preferably an alkenylene group having 2 to 20 carbon atoms, and an alkenylene group having 2 to 12 carbon atoms) (more preferably an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms), a cycloalkylene group, an arylene group, and a group in which a plurality of these are linked directly or via a linking group.
  • the linking group include an ether bond, a carbonyl group, an ester bond, a sulfide bond, and an amide group, and an ester bond is preferable from the viewpoint of production stability and storage stability.
  • the divalent organic group contains an ester bond, the acidity of the copolymer containing the structural unit (A) becomes appropriately low, so that production stability and storage stability tend to be improved.
  • the number of carbon atoms (total number) in the divalent organic group is not particularly limited, but is preferably 1 to 15, more preferably 2 to 10, and still more preferably 3 to 6.
  • the acidity of the carboxyl group derived from the compound (a) represented by formula (1) becomes appropriately low. There is a tendency for the curing properties, manufacturing stability, and storage stability of the combination to be improved.
  • the heteroatom in X a is not particularly limited, and examples thereof include a nitrogen atom, an oxygen atom, and a sulfur atom, with an oxygen atom being preferred.
  • the proportion of the structural unit (A) in the copolymer is not particularly limited, but, for example, it is preferably 10 to 50 mol% with respect to all the structural units constituting the copolymer, and the lower limit thereof is 20 mol%. is more preferable, and its upper limit is more preferably 40 mol%.
  • the proportion of the structural unit (A) is at least the above lower limit, there is a tendency for excellent developability.
  • the proportion of the structural unit (A) is at most the above upper limit, excessive development is suppressed, and thus there is a tendency for excellent solvent resistance.
  • the proportion of the structural unit in the copolymer is based on the molar amount of the compound (monomer) used in the copolymerization.
  • the ratio of the structural unit (A) in the copolymer refers to the ratio of the amount of compound (a) represented by formula (1) to the total amount (100 mol%) of the compounds used in copolymerization. means.
  • the one to which the epoxy group of the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c) is added becomes the structural unit (C), and the structural unit Not included in (A). Therefore, the proportion of the structural unit (A) in the copolymer is determined by subtracting the amount of the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c) from the amount of the compound (a) represented by formula (1) used. It is calculated as
  • the structural unit (B) is a structural unit derived from the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (b), and for example, the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (b) is represented by the above formula (1). It can be introduced into a copolymer by subjecting it to a copolymerization reaction with compound (a) or the like.
  • the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (b) can be used alone or in combination of two or more.
  • the compound (b) is not particularly limited as long as it contains an epoxy group and a polymerizable unsaturated group, but it is preferable that the epoxy group is an alicyclic epoxy group. That is, the compound (b) is preferably a compound containing an alicyclic epoxy group and a polymerizable unsaturated group (an alicyclic epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound). Note that the alicyclic ring in the alicyclic epoxy group may have a substituent other than the epoxy group. Moreover, in this specification, "alicyclic epoxy group” means an epoxy group composed of two adjacent carbon atoms and an oxygen atom that constitute an alicyclic ring.
  • the production stability and curability of the copolymer of the present disclosure tend to improve. This is thought to be because the reactivity of the alicyclic epoxy group in the above compound is moderately low, making it difficult to react with the epoxy group derived from the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c). .
  • Examples of the alicyclic epoxy group include epoxycyclohexyl group, 2,3-epoxybicyclo[2.2.1]heptanyl group, and 2,3-epoxy-7-oxabicyclo[2.2.1]heptanyl group. , 3,4-epoxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decanyl group (3,4-epoxydicyclopentanyl group), a substituent on one or more carbon atoms constituting these groups Examples include groups having the following.
  • the epoxy group in the compound (b) is a monocyclic or bicyclic (however, the ring formed by the epoxy group is not included) polymer from the viewpoint of curability, production stability, and storage stability of the copolymer.
  • a cyclic epoxy group is preferred.
  • the alicyclic epoxy group has an epoxycyclohexyl skeleton.
  • the compound (b) is preferably bonded to the polymerizable unsaturated group via the carbon atom at the 3rd or 4th position of the skeleton.
  • Examples of the alicyclic epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound include a compound represented by the following formula (2).
  • R 1b represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
  • R 2b is the same or different and represents an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
  • X b represents a single bond or a divalent organic group. Note that R 2b represents a substituent on the cyclohexane ring represented by formula (2), and is not included in the substituents that Y b has.
  • Y b is a non-bonding (meaning that there is no group corresponding to Y b ), a methylene group or ethylene group which may have an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms as a substituent, an oxygen atom, or oxygen Indicates a sulfur atom that may be bonded to another atom.
  • n represents an integer of 0 or more (preferably an integer of 0 to 7).
  • R 1b examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, s-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, etc. It will be done. From the viewpoint of copolymerizability and reactivity, R 1b is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.
  • R 2b examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, s-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, etc. It will be done.
  • n is 2 or more, n R 2b 's may be the same or different.
  • R 2b is preferably a methyl group or an ethyl group.
  • the divalent organic group in X b is, for example, an alkylene group such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, or a trimethylene group (an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms is preferable, and an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms is more preferable).
  • an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, an alkenylene group (preferably an alkenylene group having 2 to 20 carbon atoms, and an alkenylene group having 2 to 12 carbon atoms) (more preferably an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms), a cycloalkylene group, an arylene group, and a group in which a plurality of these are linked directly or via a linking group.
  • the linking group include an ether bond, a carbonyl group, an ester bond, a sulfide bond, and an amide group.
  • X b is preferably bonded to the carbon atom at the 3rd or 4th position of the epoxycyclohexyl skeleton represented by formula (2).
  • the methylene group or ethylene group which may have an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms as a substituent for Y b is not particularly limited, but a methylene group or an ethylene group is preferable, and a methylene group is more preferable.
  • Examples of the sulfur atom that may be bonded to the oxygen atom of Y b include a sulfur atom and a sulfonyl group.
  • Examples of the compound represented by the formula (2) include a compound represented by the following formula (2').
  • R 1b , R 2b , X b , Y b , and n in formula (2') are the same as those explained in formula (2).
  • the proportion of the structural unit (B) in the copolymer is not particularly limited, but it is preferably 5 to 40 mol% with respect to all the structural units constituting the copolymer, and the lower limit is 10 mol%. More preferably, it is 15 mol%. Further, the upper limit thereof is more preferably 35 mol%, and even more preferably 30 mol%.
  • the ratio of the structural unit (B) is within the above range, the amount of epoxy groups contained in the copolymer is suitable for curing, so it can be cured even at a relatively low temperature, and the crosslinked structure of the cured product is dense. Therefore, it tends to have excellent solvent resistance.
  • the structural unit (C) is a structural unit derived from an addition reaction product of the compound (a) represented by the formula (1) and the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c). Specifically, it is a structural unit derived from a compound obtained by adding the epoxy group of the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c) to the carboxyl group of the compound (a) represented by the formula (1) above. be.
  • the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c) is not particularly limited as long as it is a compound containing an epoxy group and a polymerizable unsaturated group, and may be the same as the compound (b), but manufacturing stability From this point of view, it is preferable that the compound is different from the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (b).
  • the epoxy group is preferably a group bonded to an aliphatic hydrocarbon group (aliphatic epoxy group), and particularly preferably a glycidyl group.
  • the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c) can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the compound (c) include allyl glycidyl ether, glycidyl (meth)acrylate, 2-methylglycidyl (meth)acrylate, 2-ethylglycidyl (meth)acrylate, 2-glycidyloxyethyl (meth)acrylate, 3-glycidyl Examples include oxypropyl (meth)acrylate, glycidyloxyphenyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate glycidyl ether, and 4-hydroxybutyl (meth)acrylate glycidyl ether, among which glycidyl (meth)acrylate is It is preferable from the viewpoint of improving production stability and curability.
  • the compound (b) is an alicyclic epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound
  • the compound (c) is an aliphatic epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (particularly a glycidyl group-containing polymerizable unsaturated compound).
  • (containing polymerizable unsaturated compounds) not only have excellent production stability and storage stability, but also cure at relatively low temperatures, and the cured product has excellent solvent resistance. The reason for this remarkable effect is that [1] the epoxy group of the aliphatic epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound has high reactivity with respect to the alicyclic epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound.
  • the proportion (content) of the structural unit (C) in the copolymer is not particularly limited, but, for example, it is preferably 10 to 60 mol% with respect to all the structural units constituting the copolymer, and the lower limit is 15 mol. % is more preferable. Further, the upper limit thereof is more preferably 50 mol%, and even more preferably 35 mol%. When the proportion of the structural unit (C) is at least the above lower limit, there is a tendency to cure even at a relatively low temperature due to the presence of the polymerizable unsaturated group derived from the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c).
  • the proportion of the structural unit (C) in the copolymer means that all of the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c) used is the compound (a) represented by formula (1). It is calculated based on the molar amount of the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c), assuming that it has reacted with a carboxyl group.
  • the structural unit (D) is styrene (d1) which may be substituted with an alkyl group, N-substituted maleimide (d2), N-vinyl compound (d3), and an unsaturated carboxyl group represented by the above formula (2). It is a structural unit derived from at least one compound selected from the group consisting of acid derivatives (d4).
  • the structural unit (D) has the function of imparting hardness to the cured product (cured film), the function of smoothing the copolymerization reaction, the function of increasing solubility in solvents, the function of increasing adhesion to substrates, etc. .
  • the structural unit (D) comprises at least one compound selected from the group consisting of the above (d1) to (d4), the compound (a) represented by the above formula (1) and the epoxy group-containing polymerizable unsaturated It can be introduced into a copolymer by subjecting it to a copolymerization reaction with compound (b) and the like.
  • the alkyl group in styrene (d1) which may be substituted with an alkyl group is not particularly limited, but examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group, hexyl group, etc. Examples include alkyl groups having 1 to 7 carbon atoms. Among these, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group is preferred, and a methyl group is more preferred.
  • the alkyl group may be bonded to either the vinyl group or the benzene ring of styrene.
  • N-substituted maleimide (d2) examples include a compound represented by the following formula (3).
  • R 1 represents a monovalent organic group.
  • Examples of the monovalent organic group include a hydrocarbon group and a heterocyclic group.
  • Examples of the hydrocarbon group include alkyl groups (e.g., alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms) such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, and hexyl; cyclopentyl, cyclohexyl, Examples include cycloalkyl groups such as cyclooctyl, adamantyl, and norbornyl; aryl groups such as phenyl; aralkyl groups such as benzyl; and groups in which two or more of these are bonded.
  • Examples of the heterocyclic group include 5- to 10-membered heterocycloalkyl groups and heteroaryl groups containing at least one heteroatom selected from the group consisting of nitrogen atoms, oxygen atoms, and sulfur atoms. .
  • the N-substituted maleimide (d2) is not particularly limited, but includes, for example, N-alkylmaleimide such as N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-propylmaleimide; N-cyclopentylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-cyclo Examples include N-cycloalkylmaleimides such as octylmaleimide, N-adamantylmaleimide, and N-norbornylmaleimide; N-arylmaleimides such as N-phenylmaleimide; and N-aralkylmaleimides such as N-benzylmaleimide. Among them, N-cyclohexylmaleimide is preferred.
  • the N-substituted maleimide (d2) can be used alone or in combination of two or more.
  • the N-vinyl compound (d3) is not particularly limited, but includes, for example, N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylisopropylamide, N-vinyl-N-methylacetamide, N-vinylpyrrolidone, and N-vinylcarbazole. , N-vinylpiperidone, N-vinylcaprolactam and the like.
  • the N-vinyl compound (d3) can be used alone or in combination of two or more.
  • the unsaturated carboxylic acid derivative (d4) is represented by the following formula (4).
  • R 1d represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
  • R 2d represents a monovalent organic group.
  • X d represents a heteroatom.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 7 carbon atoms for R 1d include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group, hexyl group, and the like.
  • R 1d a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferable.
  • Examples of the monovalent organic group in R 2d include a carboxyl group, an alkyl group, a heteroalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, an aryl group, and a group in which two or more of these are linked. . Note that the carbon atom in the monovalent organic group of R 2d is bonded to X d .
  • alkyl group examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, s-butyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, isodecyl group, lauryl group, and stearyl group.
  • alkyl groups having 1 to 23 carbon atoms examples include alkyl groups having 1 to 23 carbon atoms.
  • the heteroalkyl group is, for example, a -(R 2d1 -O)p-R 2d2 group (wherein R 2d1 represents an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms.
  • R 2d2 is a hydrogen atom or a C 1 to 12 p is an integer of 1 or more)
  • -R 2d3 -NR 2d4 R 2d5 group wherein, R 2d3 is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms.
  • R 2d4 and R 2d5 are , each of which is the same or different and represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms).
  • alkenyl group examples include alkenyl groups having 2 to 23 carbon atoms such as allyl group, 3-butenyl group, and 5-hexenyl group.
  • cycloalkyl group examples include cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, adamantyl group, and norbornyl group.
  • heterocycloalkyl group examples include groups containing a cyclic ether structure such as an oxetane ring, an oxolane ring, an oxane ring, and an oxepane ring (for example, a cyclic ether-containing group having three or more members).
  • aryl group examples include aryl groups having 6 to 12 carbon atoms such as phenyl group and naphthyl group.
  • Examples of the heteroatom in X include a nitrogen atom, an oxygen atom, and a sulfur atom.
  • the unsaturated carboxylic acid derivative (d4) represented by formula (4) is not particularly limited, but includes, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, butyl (Meth)acrylates with alkyl groups such as (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, and stearyl (meth)acrylate; N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylamino (Meth)acrylates with alkylamino groups such as ethyl (meth)acrylate, N,N-diisopropylaminoethyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxy Hydroxyl group-containing (meth)acrylates such as buty
  • phenyl examples include (meth)acrylates having an aryl group such as (meth)acrylate and benzyl (meth)acrylate.
  • the unsaturated carboxylic acid derivative (d4) represented by formula (2) can be used alone or in combination of two or more. Among these, (meth)acrylates having an alkyl group and (meth)acrylates having an aryl group are preferred, and methyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, and benzyl (meth)acrylate are more preferred.
  • the proportion (content) of the structural unit (D) in the copolymer is not particularly limited, but it is preferably 0 to 50 mol% with respect to all the structural units constituting the copolymer, and the lower limit is 1. It is more preferably mol%, and its upper limit is more preferably 35 mol%.
  • the proportion of the structural unit (D) is 1 mol% or more (particularly 5 mol% or more), it has the function of imparting hardness to the cured product (cured film), the function of smoothing the copolymerization reaction, and the ability to be used as a solvent. There is a tendency for the function of increasing the solubility of the substance, the function of increasing the adhesion to the substrate, etc. to be effectively expressed.
  • the proportion of the structural unit (D) is below the above upper limit, the proportion of the structural units (A) to (C) becomes relatively large, so the functions of these structural units tend to be effectively expressed. be.
  • the total amount of the structural units (A) to (C) is: It is preferably 90 mol% or more, more preferably 95 mol% or more, even more preferably 99 mol% or more, and even if it is substantially 100 mol%, based on all the structural units constituting the copolymer. good.
  • the total amount of the structural units (A) to (D) is: It is preferably 90 mol% or more, more preferably 95 mol% or more, even more preferably 99 mol% or more, and even if it is substantially 100 mol%, based on all the structural units constituting the copolymer. good.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the copolymer of the present disclosure is not particularly limited, but is preferably, for example, 5,000 to 70,000, more preferably 7,000 to 20,000.
  • the molecular weight distribution (ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight: Mw/Mn) of the copolymer of the present disclosure is not particularly limited, but is, for example, 3.5 or less (for example, 1.1 to 3.5). It is preferably 2.5 or less (1.1 to 2.5).
  • the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) can be measured, for example, by GPC using polystyrene as a standard substance, and are preferably measured by the method used in the Examples.
  • the acid value of the copolymer of the present disclosure is, for example, about 30 to 120 mgKOH/g, preferably about 40 to 100 mgKOH/g. When the acid value is within the above range, developability tends to be excellent. Note that the method for measuring the acid value of the copolymer is not particularly limited, but it may be measured, for example, by the method described in the Examples.
  • the copolymer of the present disclosure has excellent production stability and storage stability, and also has excellent curability. That is, it cures even at relatively low temperatures, and the cured product has excellent solvent resistance. Further, the curable resin composition containing the copolymer has excellent storage stability, is cured even at a relatively low temperature, and the cured product has excellent solvent resistance. Furthermore, since the cured product has excellent solvent resistance and high insulation properties, it is useful as a material for forming a protective film or an insulating film. Further, the copolymer of the present disclosure is useful as a binder resin or a pigment dispersion resin because its cured product has excellent storage stability.
  • the copolymer of the present disclosure can be obtained by subjecting a compound corresponding to the structural units (A) to (C) and, if necessary, a compound corresponding to the structural unit (D) to a copolymerization reaction. Can be done.
  • the copolymer of the present disclosure comprises the compound (a) represented by the formula (1), the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (b), and (d1) to (d4) as necessary. ) is subjected to a copolymerization reaction with at least one compound selected from the group consisting of It can be manufactured by adding.
  • compounds that can be introduced into a copolymer such as compound (a) represented by formula (1) may be collectively referred to as "monomers".
  • the copolymerization reaction of monomers may be carried out in the presence of a polymerization initiator.
  • a polymerization initiator conventional or known radical polymerization initiators can be used, such as 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2 , 2'-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl-2,2'-azobis(2-methylpropionate), diethyl-2,2'-azobis(2-methylpropionate) azo compounds such as dibutyl-2,2'-azobis(2-methylpropionate), benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butylperoxypivalate, 1,1-bis(t-butylperoxy)cyclohexane, etc.
  • Examples include organic peroxides, hydrogen peroxide, and the like.
  • a peroxide When a peroxide is used as a radical polymerization initiator, it may be used in combination with a reducing agent to form a redox type initiator.
  • azo compounds are preferred, such as 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl-2,2'-azobis(2-methylpropionate) ) is more preferable.
  • the amount of the polymerization initiator used is not particularly limited as long as it does not interfere with smooth copolymerization reaction, but for example, it is preferably 1 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight based on the total amount of monomers (100 parts by weight). is 3 to 15 parts by weight.
  • the copolymerization reaction can be carried out by conventional methods used in producing acrylic polymers and styrenic polymers, such as solution polymerization, bulk polymerization, suspension polymerization, bulk-suspension polymerization, and emulsion polymerization.
  • the monomer and the polymerization initiator may be supplied to the reaction system all at once, or part or all of them may be added dropwise to the reaction system.
  • a method in which a solution of a polymerization initiator dissolved in a polymerization solvent is dropped into a monomer or a mixture of a monomer and a polymerization solvent held at a constant temperature or a method in which monomers are
  • a method in which a solution of the agent dissolved in a polymerization solvent is dropped into a polymerization solvent maintained at a constant temperature for polymerization dropping polymerization method, etc.
  • the polymerization solvent can be selected as appropriate depending on the monomer composition, and examples include ether (diethyl ether; ethylene glycol mono- or dialkyl ether, diethylene glycol mono- or dialkyl ether, propylene glycol mono- or dialkyl ether, propylene glycol mono- or diaryl ether, Propylene glycol mono or dialkyl ether, tripropylene glycol mono or dialkyl ether, 1,3-propanediol mono or dialkyl ether, 1,3-butanediol mono or dialkyl ether, 1,4-butanediol mono or dialkyl ether, glycerin mono , chain ethers such as glycol ethers such as di- or trialkyl ethers; cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane), esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, isoamyl acetate, eth
  • glycol acetates or glycol ether acetates examples include aromatic hydrocarbons such as xylene, aliphatic hydrocarbons such as hexane, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, and mixed solvents thereof.
  • the reaction temperature in the polymerization reaction can be appropriately selected depending on the type and composition of the monomer, and is not particularly limited, but is preferably, for example, 30 to 150°C.
  • the copolymer of the present disclosure will be combined with the compound (a) represented by the above formula (1), the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (b), and the above (d1) to (d4) as necessary. ) is subjected to a copolymerization reaction with at least one compound selected from the group consisting of A case of manufacturing by adding will be explained.
  • the addition reaction of the compound (C) may be carried out in the presence of a catalyst.
  • a catalyst include tertiary amines such as dimethylbenzylamine, triethylamine, tetramethylethylenediamine, tri-n-octylamine, and 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecene-7 (DBU); Quaternary ammonium salts such as methylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, and tetrabutylammonium bromide; Alkylureas such as tetramethylurea; Alkylguanidines such as tetramethylguanidine; Metal compounds (metal salts, etc.) such as cobalt naphthenate; Organic Metal complexes include phosphine compounds (especially tertiary phosphine) such as triphenylphosphine. These catalysts can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the catalyst used is not particularly limited, but for example, it is preferably 0.01 to 30% by weight, and the lower limit is 0.1% by weight, based on the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c). More preferably, it is 1% by weight. Further, the upper limit thereof is more preferably 25% by weight, and even more preferably 20% by weight.
  • the addition reaction is usually performed in the presence of a solvent.
  • the solvent is not particularly limited as long as it dissolves the raw materials, and for example, the solvents exemplified as the polymerization solvents above can be used.
  • the reaction temperature during the addition reaction is not particularly limited, but is preferably, for example, 10 to 150°C, more preferably 60 to 100°C.
  • a polymerization inhibitor may be added to the reaction system in order to suppress gelation due to polymerization of the polymerizable unsaturated group.
  • the polymerization inhibitor include methquinone, hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, and phenothiazine.
  • the obtained reaction product can be purified by precipitation or reprecipitation, if necessary.
  • the solvent used for precipitation or reprecipitation may be either an organic solvent or water, or a mixed solvent thereof.
  • organic solvents examples include hydrocarbons (aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, and octane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene), halogenated Hydrocarbons (halogenated aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene, dichlorobenzene, etc.), nitro compounds (nitromethane, nitroethane, etc.), nitriles (acetonitrile, benzonitrile, etc.) ), ethers (chain ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, dimethoxyethane; cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane),
  • the curable resin composition of the present disclosure is characterized by containing the copolymer of the present disclosure. Further, the composition may contain a curable compound other than the copolymer of the present disclosure, a photopolymerization initiator, and a solvent.
  • Curable compounds other than the copolymer of the present disclosure are not particularly limited, and include, for example, polyfunctional vinyl compounds, polyfunctional thiol compounds, and polyfunctional epoxy compounds.
  • the polyfunctional vinyl compound is not particularly limited as long as it has two or more vinyl groups, but examples include di(meth)acrylates of alkylene glycols such as ethylene glycol and propylene glycol; polyalkylenes such as polyethylene glycol and polypropylene glycol; Di(meth)acrylate of glycol; di(meth)acrylate of polymer with hydroxylation at both ends such as both-terminal hydroxy polybutadiene, both-terminal hydroxy polyisoprene, and both-terminal hydroxy polycaprylactone; glycerin, 1,2,4,-butane Poly(meth)acrylates of trihydric or higher polyhydric alcohols such as triol, trimethylolalkane, tetramethylolalkane, pentaerythritol, dipentaerythritol (e.g.
  • polyalkylenes of trihydric or higher polyhydric alcohols Poly(meth)acrylates of glycol adducts; Poly(meth)acrylates of cyclic polyols such as 1,4-cyclohexanediol and 1,4-benzenediol; Polyester(meth)acrylates, epoxy(meth)acrylates, urethane(meth)acrylates; ) acrylate, oligo(meth)acrylate such as silicone resin (meth)acrylate, and the like.
  • Polyfunctional vinyl compounds can be used alone or in combination of two or more.
  • the polyfunctional thiol compound is not particularly limited as long as it has two or more thiol groups, but examples include hexanedithiol, decanedithiol, 1,4-butanediol bisthiopropionate, and 1,4-butanediol bisthiopropionate.
  • Thioglycolate ethylene glycol bisthioglycolate, ethylene glycol bisthiopropionate, trimethylolpropane tristhioglycolate, trimethylolpropane tristhiopropionate, trimethylolpropane tris(3-mercaptobutyrate), pentaerythritol Tetrakis thioglycolate, pentaerythritol tetrakis thiopropionate, trimercaptopropionate tris(2-hydroxyethyl) isocyanurate, 1,4-dimethylmercaptobenzene, 2,4,6-trimercapto-s-triazine, 2- (N,N-dibutylamino)-4,6-dimercapto-s-triazine, tetraethylene glycol bis-3-mercaptopropionate, trimethylolpropane tris-3-mercaptopropionate, tris(3-mercaptopropynyloxy
  • the polyfunctional epoxy compound is not particularly limited as long as it is a compound having two or more epoxy groups, but examples include glycidyl ether type epoxy compounds [polyhydroxy compounds (bisphenols, polyhydric phenols, alicyclic polyhydric alcohols)] , aliphatic polyhydric alcohols, etc.) and epichlorohydrin (e.g., (poly)C 2-4 alkylene glycols such as ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, etc.) diglycidyl ether; diglycidyl ether of polyhydric phenols such as resorcinol and hydroquinone; diglycidyl ether of alicyclic polyhydric alcohols such as cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol, and hydrogenated bisphenols; bisphenols (4,4' - dihydroxybiphenyl, bis(hydroxyphen
  • the photopolymerization initiator is not particularly limited, but examples thereof include radical photopolymerization initiators and cationic photopolymerization initiators.
  • a photoradical polymerization initiator is a compound that generates radicals upon irradiation with light and initiates a curing reaction (radical polymerization) of a photopolymerizable compound contained in a curable resin composition.
  • the photoradical polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the photoradical polymerization initiator include thioxanthone compounds, acetophenone compounds, biimidazole compounds, triazine compounds, oxime compounds, onium salt compounds, benzoin compounds, benzophenone compounds, ⁇ -diketone compounds, Examples include polynuclear quinone compounds, diazo compounds, imidosulfonate compounds, and anthracene compounds.
  • thioxanthone compounds include thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, and 2,4-diisopropyl.
  • Examples include thioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, and 1-chloro-4-propoxythioxanthone.
  • acetophenone compounds include diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal, 2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl ]-2-Methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1 -(4-morpholinophenyl)butan-1-one, 2-(2-methylbenzyl)-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone, 2-(3-methylbenzyl)-2-dimethyl Amino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone, 2-(4-methylbenzyl)-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone, 2-(2-ethylbenzyl
  • biimidazole compound examples include 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis(2,3-dichlorophenyl)- 4,4',5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetraphenylbiimidazole -chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetra(alkoxyphenyl)biimidazole, 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetra(dialkoxyphenyl) Biimidazole, 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-t
  • triazine compounds examples include 2,4-bis(trichloromethyl)-6-(4-methoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-(4 -methoxynaphthyl)-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-piperonyl-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-(4- methoxystyryl)-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(5-methylfuran-2-yl)ethenyl]-1,3,5-triazine, 2, 4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(furan-2-yl)ethenyl]-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(4-diethylamino) -2-methylphenyl)
  • Examples of the oxime compound include O-ethoxycarbonyl- ⁇ -oximino-1-phenylpropan-1-one.
  • benzoin compounds examples include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, and the like.
  • benzophenone compounds include benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, and 3,3',4,4'-tetra(tert-butyl peroxide). (oxycarbonyl)benzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone, and the like.
  • anthracene-based compounds examples include 9,10-dimethoxyanthracene, 2-ethyl-9,10-dimethoxyanthracene, 9,10-diethoxyanthracene, 2-ethyl-9,10-diethoxyanthracene, and the like. .
  • the photocationic polymerization initiator is a compound that generates acid upon irradiation with light to initiate a curing reaction (cationic polymerization) of the photopolymerizable compound contained in the curable resin composition, and has a cationic moiety that absorbs light. and an anion part that is a source of acid generation.
  • the photocationic polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
  • photocationic polymerization initiators examples include diazonium salt compounds, iodonium salt compounds, sulfonium salt compounds, phosphonium salt compounds, selenium salt compounds, oxonium salt compounds, ammonium salt compounds, bromine salt compounds, etc. can be mentioned.
  • the anion moiety of the photocationic polymerization initiator is, for example, [(Y) s B(Phf) 4-s ] - (wherein, Y represents a phenyl group or a biphenylyl group.
  • Phf represents a hydrogen atom in which at least one hydrogen atom is represents a phenyl group substituted with at least one selected from a perfluoroalkyl group, a perfluoroalkoxy group, and a halogen atom (s is an integer of 0 to 3), BF 4 - , [(Rf) k PF 6-k ] - (Rf: an alkyl group in which 80% or more of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, k: an integer from 0 to 5), AsF 6 - , SbF 6 - , SbF 5 OH - , etc. can.
  • photocationic polymerization initiators examples include (4-hydroxyphenyl)methylbenzylsulfonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, 4-(4-biphenylylthio)phenyl-4-biphenylylphenylsulfonium tetrakis(pentafluorophenyl) Borate, 4-(phenylthio)phenyldiphenylsulfonium phenyltris(pentafluorophenyl)borate, [4-(4-biphenylylthio)phenyl]-4-biphenylylphenylsulfonium phenyltris(pentafluorophenyl)borate, diphenyl[4 -(phenylthio)phenyl]sulfonium tris(pentafluoroethyl)trifluorophosphate, diphenyl[4-(phenylthio)pheny
  • the trade names are "Cylacure UVI-6970”, “Cylacure UVI-6974”, “Cylacure UVI-6990”, “Cylacure UVI-950” (all manufactured by Union Carbide, USA), and "Irgacure 250”.
  • the content of the photopolymerization initiator (if two or more types are included, the total amount) is, for example, 0.1 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the photopolymerizable compound (total amount) contained in the curable resin composition.
  • the lower limit is preferably 0.5 parts by weight, and even more preferably 3 parts by weight.
  • the upper limit thereof is more preferably 50 parts by weight, and even more preferably 20 parts by weight.
  • solvent examples include ether (diethyl ether; ethylene glycol mono- or dialkyl ether, diethylene glycol mono- or dialkyl ether, propylene glycol mono- or dialkyl ether, propylene glycol mono- or diaryl ether, dipropylene glycol mono- or dialkyl ether, tripropylene glycol mono- or dialkyl ether).
  • ether diethyl ether; ethylene glycol mono- or dialkyl ether, diethylene glycol mono- or dialkyl ether, propylene glycol mono- or dialkyl ether, propylene glycol mono- or diaryl ether, dipropylene glycol mono- or dialkyl ether, tripropylene glycol mono- or dialkyl ether).
  • glycol ethers such as dialkyl ether, 1,3-propanediol mono- or dialkyl ether, 1,3-butanediol mono- or dialkyl ether, 1,4-butanediol mono- or dialkyl ether, glycerin mono-, di- or trialkyl ether; chain ethers such as tetrahydrofuran, cyclic ethers such as dioxane, etc.), esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, isoamyl acetate, ethyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, C 5- Carboxylic acid esters such as 6 cycloalkanediol mono or diacetate, C 5-6 cycloalkanedimethanol mono or diacetate; ethylene glycol monoalkyl ether acetate, ethylene glycol mono or diacetate, di
  • the curable resin composition of the present disclosure also includes resins such as novolac resins, phenolic resins, imide resins, and carboxyl group-containing resins, curing agents, curing accelerators, and additives (fillers, antifoaming agents, etc.). additives, flame retardants, antioxidants, ultraviolet absorbers, coloring agents, stress-lowering agents, flexibility imparting agents, waxes, crosslinking agents, halogen trapping agents, leveling agents, wetting improvers, etc.) May contain.
  • resins such as novolac resins, phenolic resins, imide resins, and carboxyl group-containing resins
  • curing agents curing accelerators
  • additives fillers, antifoaming agents, etc.
  • additives flame retardants, antioxidants, ultraviolet absorbers, coloring agents, stress-lowering agents, flexibility imparting agents, waxes, crosslinking agents, halogen trapping agents, leveling agents, wetting improvers, etc.
  • the content of the copolymer in the curable resin composition of the present disclosure is not particularly limited, but is, for example, 3 to 40% by weight. Further, the content of the copolymer relative to the total amount of curable compounds contained in the curable resin composition is not particularly limited, but is preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, still more preferably 40% by weight. Above, particularly preferably 50% by weight or more.
  • the curable resin composition of the present disclosure contains a coloring material
  • a coloring material such as a pigment is dispersed in a solvent, optionally with a pigment dispersant, to prepare a coloring material dispersion, and separately
  • a method for preparing a photosensitive resin composition for example, a coloring material such as a pigment is dispersed in a solvent, optionally with a pigment dispersant, to prepare a coloring material dispersion, and separately, Examples include a method of dissolving an alkali-soluble resin, a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, and other additives if necessary in a solvent, mixing this with the above-mentioned coloring material dispersion, and further adding a solvent if necessary. It will be done.
  • the photosensitive resin composition of the present disclosure is usually sealed in a container and distributed and stored.
  • the photosensitive resin composition of the present disclosure has excellent storage stability during distribution and storage.
  • the curable resin composition of the present disclosure By curing the curable resin composition of the present disclosure, a cured product with excellent physical properties can be obtained.
  • the curable resin composition is applied to various substrates or substrates to form a coating film using a conventional coating means such as a spin coater, dip coater, roller coater, or slit coater, and then the coating film is A cured product can be obtained by curing.
  • Curing is performed, for example, by subjecting the curable resin composition to light irradiation and/or heat treatment.
  • the light irradiation uses, for example, a mercury lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, a metal halide lamp, sunlight, an electron beam source, a laser light source, an LED light source, etc., and the cumulative irradiation amount is, for example, 500 to 5000 mJ/cm 2 It is preferable to irradiate in a range where .
  • the heat treatment is preferably performed at a temperature of, for example, 60 to 300°C (preferably 100 to 250°C) for, for example, 1 to 120 minutes (preferably 1 to 60 minutes).
  • the base material or substrate examples include silicon wafers, metals, plastics, glass, and ceramics.
  • the thickness of the coating film after curing is, for example, preferably 0.05 to 20 ⁇ m, more preferably 0.1 to 10 ⁇ m.
  • the cured product (coating film after curing) of the present disclosure has excellent solvent resistance and high insulation properties, so it is useful as a protective film or an insulating film. It is also useful as a color filter protective film, a forming material for microlenses, colored patterns, etc., a transparent film, and the like.
  • the cured product thereof can be used as a color filter.
  • the color filter may include a colored pattern formed from the photosensitive resin composition.
  • a color filter can be manufactured, for example, through a process of forming a colored pattern on a substrate using the photosensitive resin composition and a process of post-baking the colored pattern.
  • the acid value of the copolymer was measured by neutralization titration using a 0.1N-NaOH standard solution. 0.5 g of the resin solution was accurately weighed, and 70 mL of THF and 10 mL of distilled water were added. Add a few drops of phenolphthalein solution as an indicator and stir to make it homogeneous. This solution was titrated with a 0.1 mol/L NaOH aqueous solution while stirring, and the end point was the point at which the solution changed color from colorless to pink, and the acid value was calculated using the following formula.
  • Acid value (KOHmg/g) A x F x 5.6/S/nonvolatile content (%) x 100 (In the formula, A is the amount of 0.1 mol/L NaOH aqueous solution dropped until the end point (mL), F is the factor of 0.1N-NaOH aqueous solution, and S is the amount of sample collected (g))
  • the produced copolymer had a weight average molecular weight Mw of 8,100, a dispersity of 1.80, and an acid value of 200 KOHmg/g.
  • the produced copolymer had a weight average molecular weight Mw of 5,500, a dispersity of 1.67, and an acid value of 175 KOHmg/g.
  • the produced copolymer had a weight average molecular weight Mw of 8,300, a dispersity of 1.69, and an acid value of 165 KOHmg/g.
  • the produced copolymer had a weight average molecular weight Mw of 17,100, a dispersity of 2.19, and an acid value of 108 KOHmg/g.
  • the produced copolymer had a weight average molecular weight Mw of 9,900, a dispersity of 2.06, and an acid value of 173 KOHmg/g.
  • the produced copolymer had a weight average molecular weight Mw of 11,000, a dispersity of 3.51, and an acid value of 276.4 KOHmg/g.
  • the produced copolymer had a weight average molecular weight Mw of 9,800, a dispersity of 3.36, and an acid value of 242.2 KOHmg/g.
  • 131 g of methacrylic acid (MAA), 99 g of 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate (Cyclomer M100), and 91 g of cyclohexyl maleimide (CHMI) were added to 60 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and 110 g of 1-methoxy 2-propanol.
  • the dissolved solution and a mixed solution of 42 g of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) dissolved in 250 g of propylene glycol monomethyl ether acetate were added dropwise over about 5 hours using a dropping pump.
  • the produced copolymer had a weight average molecular weight Mw of 7,500, a dispersity of 2.21, and an acid value of 266.3 KOHmg/g.
  • the produced copolymer had a weight average molecular weight Mw of 8,400, a dispersity of 2.15, and an acid value of 193.9 KOHmg/g.
  • the produced copolymer had a weight average molecular weight Mw of 10,700, a dispersity of 3.20, and an acid value of 302.7 KOHmg/g.
  • Example 1 78 g of glycidyl methacrylate (GMA), 3 g of triphenylphosphine (TPP) and 2 g of methoquinone were added to the copolymer solution (C-1) obtained in Production Example 1, and the copolymer solution was reacted at 90°C for 13 hours. A combined solution (P-1) was obtained. The reaction was carried out under a mixed atmosphere of 6% oxygen and 94% nitrogen by volume.
  • GMA glycidyl methacrylate
  • TPP triphenylphosphine
  • Example 2 A copolymer was prepared in the same manner as in Example 1 except that 55 g of glycidyl methacrylate (GMA), 3 g of triphenylphosphine (TPP) and 2 g of methoquinone were added to the copolymer solution (C-2) obtained in Production Example 2. A solution (P-2) was obtained.
  • GMA glycidyl methacrylate
  • TPP triphenylphosphine
  • P-2 methoquinone
  • Example 3 A copolymer was produced in the same manner as in Example 1 except that 69 g of glycidyl methacrylate (GMA), 3 g of triphenylphosphine (TPP) and 2 g of methoquinone were added to the copolymer solution (C-3) obtained in Production Example 3. A solution (P-3) was obtained.
  • GMA glycidyl methacrylate
  • TPP triphenylphosphine
  • P-3 methoquinone
  • Example 4 A copolymer was prepared in the same manner as in Example 1 except that 43 g of glycidyl methacrylate (GMA), 3 g of triphenylphosphine (TPP) and 2 g of methoquinone were added to the copolymer solution (C-4) obtained in Production Example 4. A solution (P-4) was obtained.
  • GMA glycidyl methacrylate
  • TPP triphenylphosphine
  • P-4 methoquinone
  • Example 5 A copolymer was prepared in the same manner as in Example 1 except that 72 g of glycidyl methacrylate (GMA), 3 g of triphenylphosphine (TPP) and 2 g of methoquinone were added to the copolymer solution (C-5) obtained in Production Example 5. A solution (P-5) was obtained.
  • GMA glycidyl methacrylate
  • TPP triphenylphosphine
  • P-5 methoquinone
  • a copolymer was produced in the same manner as in Example 1 except that 112 g of glycidyl methacrylate (GMA), 3 g of triphenylphosphine (TPP) and 2 g of methoquinone were added to the copolymer solution (C-6) obtained in Production Example 6. A solution (P-6) was obtained.
  • GMA glycidyl methacrylate
  • TPP triphenylphosphine
  • P-6 methoquinone
  • a copolymer was prepared in the same manner as in Example 1 except that 98 g of glycidyl methacrylate (GMA), 3 g of triphenylphosphine (TPP) and 2 g of methoquinone were added to the copolymer solution (C-7) obtained in Production Example 7. A solution (P-7) was obtained.
  • GMA glycidyl methacrylate
  • TPP triphenylphosphine
  • a copolymer was prepared in the same manner as in Example 1 except that 108 g of glycidyl methacrylate (GMA), 3 g of triphenylphosphine (TPP) and 2 g of methoquinone were added to the copolymer solution (C-8) obtained in Production Example 8. A solution (P-8) was obtained.
  • GMA glycidyl methacrylate
  • TPP triphenylphosphine
  • a copolymer was prepared in the same manner as in Example 1 except that 64 g of glycidyl methacrylate (GMA), 3 g of triphenylphosphine (TPP) and 2 g of methoquinone were added to the copolymer solution (C-9) obtained in Production Example 9. A solution (P-9) was obtained.
  • GMA glycidyl methacrylate
  • TPP triphenylphosphine
  • P-9 methoquinone
  • a copolymer was produced in the same manner as in Example 1 except that 127 g of glycidyl methacrylate (GMA), 3 g of triphenylphosphine (TPP) and 2 g of methoquinone were added to the copolymer solution (C-10) obtained in Production Example 10. A solution (P-10) was obtained.
  • GMA glycidyl methacrylate
  • TPP triphenylphosphine
  • Table 1 shows the copolymer compositions of the copolymer solutions (P-1) to (P-10) obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5.
  • the molar ratio (mol%) of a structural unit is described as a ratio of the usage amount of a corresponding compound.
  • structural units (A) and (C) were calculated as follows.
  • the molar ratio of the structural unit (A) is calculated by subtracting the amount of the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c) from the amount of the compound (a) represented by formula (1). . This is based on the assumption that all of the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c) used reacted with the carboxyl group of the compound (a) represented by formula (1).
  • the molar ratio of the structural unit (C) is the molar ratio of the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c) used.
  • the weight average molecular weight (polystyrene equivalent) and molecular weight distribution (weight average molecular weight Mw/number average molecular weight Mn) of the copolymer were measured using the following apparatus.
  • copolymers of Examples 1 to 5 had excellent production stability, and the weight average molecular weight did not easily increase even at 40°C, resulting in excellent storage stability.
  • the copolymers of Comparative Examples 1, 2, and 5 gelled during production, resulting in poor production stability.
  • the copolymers of Comparative Examples 3 and 4 showed an increase in weight average molecular weight over time at 40°C, resulting in poor storage stability. This means that the copolymers of Examples 1 to 5 have structural units derived from 2-acryloyloxyethyl-succinic acid, while the copolymers of Comparative Examples 1 to 5 do not have the structural units. is cited as one of the reasons.
  • the side chain of the structural unit derived from 2-acryloyloxyethyl-succinic acid contains an ester bond and has a certain length, so the acidity of the copolymer as a whole is low. moderately low. Therefore, during the production of a copolymer, the reactivity of the epoxy group of the copolymer, that is, the alicyclic epoxy group derived from Cyclomer M100, is reduced, so the epoxy group derived from glycidyl methacrylate (GMA) It is thought that gelation is unlikely to occur because the group preferentially reacts with the carboxyl group derived from 2-acryloyloxyethyl-succinic acid. Further, it is considered that after production, the reaction between the carboxyl group and the epoxy group within the molecule of the copolymer was difficult to occur, so that no increase in the weight average molecular weight was observed over time.
  • GMA glycidyl methacrylate
  • Example 6 to 10 and Comparative Examples 6 to 7 A curable resin composition was prepared by mixing predetermined components in the proportions shown in Table 2, and the following evaluations were performed. The results are shown in Table 2. Note that the units of the components of the curable resin composition in the table are parts by weight.
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • ⁇ -BL ⁇ -butyrolactone
  • the curable resin compositions of Examples 6 to 10 exhibited good solvent resistance even when the curing temperature was 180°C as well as at 230°C. On the other hand, the curable resin compositions of Comparative Examples 6 and 7 were shown to have poor solvent resistance.
  • AES 2-acryloyloxyethyl-succinic acid (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
  • AA Acrylic acid (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
  • MAA Methacrylic acid (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
  • M100 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate (trade name "Cyclomer M100", manufactured by Daicel Corporation)
  • GMA Glycidyl methacrylate (manufactured by NOF Corporation) ST: Styrene (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
  • CHMI N-cyclohexylmaleimide (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)
  • BzMA Benzyl methacrylate (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
  • BMA Butyl methacrylate (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
  • DPHA Dip
  • R 1a represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
  • R 2a represents a divalent organic group.
  • X a represents a heteroatom.
  • a structural unit (A) derived from the compound (a) represented by Addition reaction between the structural unit (B) derived from the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (b) and the compound (a) represented by the above formula (1) and the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c) A copolymer containing a structural unit (C) derived from a substance, A carboxyl group derived from the compound (a) represented by the formula (1), A copolymer having an epoxy group derived from the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (b), and a polymerizable unsaturated group derived from the epoxy group-containing polymerizable unsaturated compound (c).
  • the proportion of the structural unit (A) in the copolymer is 10 to 50 mol% with respect to all the structural units constituting the copolymer, and the lower limit is 20 mol% or the upper limit is 40 mol%. % of the copolymer according to any one of [1] to [6].
  • the compound (b) has the above formula (2) (wherein R 1b represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms. R 2b is the same or different and has 1 to 7 carbon atoms. ⁇ 7 represents an alkyl group.
  • X b represents a single bond or a divalent organic group.
  • R 2b represents a substituent on the cyclohexane ring represented by formula (2), and Y b Y b is a non-bonded (meaning that there is no group corresponding to Y b ) methylene group which may have an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms as a substituent. or represents an ethylene group, an oxygen atom, or a sulfur atom that may be bonded to an oxygen atom; n represents an integer of 0 or more (preferably an integer of 0 to 7) [1 ] to [9].
  • the copolymer according to any one of [9].
  • the compound (b) has the above formula (2') (wherein R 1b represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms. R 2b is the same or different and has a carbon number of It represents an alkyl group of 1 to 7.
  • X b represents a single bond or a divalent organic group.
  • R 2b represents a substituent on the cyclohexane ring represented by formula (2'), and Y It is not included in the substituents that b has.
  • Y b is non-bonded (meaning that there is no group corresponding to Y b ), and may have an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms as a substituent.
  • n is an integer of 0 or more (preferably an integer of 0 to 7).
  • X b of the above formula (2) or (2') represents a divalent organic group (preferably an alkylene group such as a methylene group), or Y b is non-bonded.
  • the proportion of the structural unit (B) in the copolymer is 5 to 40 mol% with respect to all the structural units constituting the copolymer, and the lower limit is 10 mol% or 15 mol%. , the copolymer according to any one of [1] to [12], wherein the upper limit is 35 mol% or 30 mol%.
  • the epoxy group is a group bonded to an aliphatic hydrocarbon group (aliphatic epoxy group), preferably a glycidyl group [1] to any one of [14] Copolymers as described.
  • the compound (c) is allyl glycidyl ether, glycidyl (meth)acrylate, 2-methylglycidyl (meth)acrylate, 2-ethylglycidyl (meth)acrylate, 2-glycidyloxyethyl (meth)acrylate, 3- At least one selected from the group consisting of glycidyloxypropyl (meth)acrylate, glycidyloxyphenyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate glycidyl ether, and 4-hydroxybutyl (meth)acrylate glycidyl ether.
  • the copolymer according to any one of [1] to [15].
  • the proportion of the structural unit (C) in the copolymer is 10 to 60 mol% with respect to all the structural units constituting the copolymer, and the lower limit is 15 mol% or the upper limit is 10 to 60 mol%. is 50 mol% or 35 mol%, the copolymer according to any one of [1] to [16].
  • the compound according to any one of [1] to [17] which contains a structural unit (D) derived from at least one compound selected from the group consisting of the following (d1) to (d4). Polymer.
  • the proportion of the structural unit (D) in the copolymer is 0 to 50 mol% with respect to all the structural units constituting the copolymer, and the lower limit is 1 mol% or the upper limit is 35 mol%. % of the copolymer according to [18] or [19].
  • the total amount of structural units (A) to (C) is 90 mol% or more, 95 mol% or more, 99 mol% or more, or substantially 100 mol% of all the structural units constituting the copolymer, and the copolymer contains the structural unit (A) and the structural unit ( B), a structural unit (C), and a structural unit (D), the total amount of structural units (A) to (D) is 90 mol% or more based on the total structural units constituting the copolymer, 95
  • Weight average molecular weight (Mw) is 5,000 to 70,000 or 7,000 to 20,000, and molecular weight distribution (ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight: Mw/Mn) is 3.5 or less (for example, 1.1 to 3.5), or the copolymer according to any one of [1] to [21], which has a molecular weight of 2.5 or less (1.1 to 2.5).
  • Mw/Mn molecular weight distribution
  • the copolymer according to any one of [1] to [22] which has an acid value of 30 to 120 mgKOH/g or 40 to 100 mgKOH/g.
  • a curable resin composition comprising the copolymer according to any one of [1] to [23].
  • a curable resin composition comprising the copolymer according to [24], further comprising a polyfunctional vinyl compound, a polyfunctional thiol compound, or a polyfunctional epoxy compound.
  • the content of the copolymer in the curable resin composition is 3 to 40% by weight, and the content of the copolymer with respect to the total amount of curable compounds contained in the curable resin composition is 20% by weight or more, 30% by weight or more.
  • [29] A cured product of the curable resin composition according to any one of [24] to [28].
  • [30] A color filter that is a cured product of the curable resin composition according to any one of [24] to [28].
  • Formula (1) above (wherein, R 1a represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
  • R 2a represents a divalent organic group.
  • X a represents a heteroatom.
  • a method for producing a copolymer the method comprising:
  • the copolymer of the present disclosure has excellent curability, production stability, and storage stability, and further provides excellent solvent resistance to the cured product. Further, the curable resin composition containing the above copolymer has excellent curability. Moreover, the cured product has excellent solvent resistance.

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Abstract

硬化性、製造安定性、及び保存安定性に優れる共重合体であって、硬化物に対して優れた耐溶剤性を付与することのできる共重合体を提供する。 下記式(1) (式中、R1aは、水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2aは2価の有機基を示す。Xaはヘテロ原子を示す。) で表される化合物(a)に由来する構成単位(A)、 エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)に由来する構成単位(B)、及び 前記式(1)で表される化合物(a)とエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)との付加反応物に由来する構成単位(C)を含む共重合体であって、 前記式(1)で表される化合物(a)に由来するカルボキシル基、 前記エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)に由来するエポキシ基、及び 前記エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)に由来する重合性不飽和基を有する共重合体。

Description

共重合体、硬化性樹脂組成物、及び硬化物
 本開示は、共重合体、硬化性樹脂組成物、及び硬化物に関する。また、本願は、2022年7月21日に日本に出願した特願2022-116755の優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 VLSIに代表されるサブミクロンオーダーの微細加工を必要とする各種電子デバイス製造の分野では、デバイスのさらなる高密度化、高集積化が求められている。このため、微細パターン形成方法であるフォトリソグラフィー技術に対する要求がますます高くなっている。他方、液晶表示素子、集積回路素子、固体撮像素子等の電子部品においては、その劣化や損傷を防止するための保護膜、層状に配置される配線の間を絶縁するための層間絶縁膜、素子表面を平坦化するための平坦化膜、電気的絶縁を保つための絶縁膜等が設けられている。
 層間絶縁膜を有する液晶表示素子、例えばTFT型液晶表示素子にあっては、ガラス基板上に偏光板を設け、ITO等の透明導電回路層及び薄膜トランジスタ(TFT)を形成し、層間絶縁膜で被覆して背面板とする一方、ガラス板上に偏光板を設け、必要に応じてブラックマトリックス層及びカラーフィルタ層のパターンを形成し、さらに透明導電回路層、層間絶縁膜を順次形成して上面板とし、この背面板と上面板とをスペーサを介して対向させて両板間に液晶を封入することで製造される。
 微細パターン形成のための一方法である感放射性樹脂組成物(レジスト)を高感度化する方法として、感光剤である光酸発生剤を利用した化学増幅型レジストが知られている。例えばエポキシ基を有する構成単位を含む共重合体と光酸発生剤とを含有する樹脂組成物を用い、露光により光酸発生剤からプロトン酸を生成させ、エポキシ基を開裂させて架橋反応を引き起こす。これにより共重合体が現像液に対して不溶となってパターンが形成される。このようにして、光反応効率(一光子あたりの反応)が1未満の従来のレジストに比べて飛躍的な高感度化が達成されている。現在では開発されるレジストの大半が化学増幅型であり、露光光源の短波長化に対応した高感度材料の開発に採用されている。
 TFT型液晶表示素子や集積回路素子に設けられる層間絶縁膜などの絶縁膜には微細パターン(微細加工)を施すことが必要となる。絶縁膜を形成するための材料として、一般的には感放射線性樹脂組成物が使用されている。このような感放射線性樹脂組成物においては、生産性の向上のため、高い感放射線性を有するものであることが要求される。絶縁膜が耐溶剤性の低いものである場合には、該絶縁膜に有機溶剤による膨潤、変形、基板からの剥離等が生じるため、液晶表示素子や集積回路素子の製造において重大な障害が生じ得る。そのため、絶縁膜には優れた耐溶剤性が要求される。
 このような要求に対し、特許文献1には、側鎖に重合性不飽和基を有する共重合体(グリシジルメタクリレートを含む共重合体にアクリル酸及びテトラヒドロ無水フタル酸を付加した共重合体)が開示されている。
 また、特許文献2には、カルボキシル基との反応性が低いエポキシ基含有モノマー(3,4-エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-9-イルアクリレートと3,4-エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イルアクリレートの混合物)と、カルボキシル基含有モノマーとの共重合体に、高反応性のエポキシ基含有モノマーを付加した共重合体が開示されている。
特開2006-11359号公報 国際公開第2008/139679号
 しかしながら、特許文献1に開示される共重合体は硬化性が十分であるとは言えなかった。また、硬化性の向上には共重合体の不飽和基を増やすことが必要となるが、そうするとカルボキシル基が減少することになるため、硬化性と現像性とのバランスをとることが困難であった。
 特許文献2の共重合体は、カルボキシル基との反応性が低いエポキシ基含有モノマーを含む点で保存安定性や耐溶剤性に優れる一方で、230℃以上の高温での硬化が必要であり、現像時に残渣が残りやすい等という、硬化性に劣るという問題があった。また、硬化性の向上を目的として、エポキシ基含有モノマーを比較的反応性の高い3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレートに変更すると、付加反応に用いるエポキシ基含有モノマーと反応し、製造安定性が低下する傾向があった。
 なお、本明細書において「保存安定性が悪い」とは、経時により共重合体の重量平均分子量が増加することを意味し、「保存安定性に優れる」とは、長期間保存しても共重合体の重量平均分子量が増加しないこと又は増加し難いことを意味する。また、「製造安定性が低い」とは、共重合体の製造時において、均一な共重合体が得られないことや、ゲル化が生じることを意味し、「製造安定性が高い」とは、共重合体の製造時において均一な共重合体が得られることや、ゲル化が生じにくいことを意味する。なお、得られる共重合体が均一であるか否かについては、分子量分布によって評価することができる。
 したがって、本開示の目的は、硬化性、製造安定性、及び保存安定性に優れる共重合体であって、硬化物に対して優れた耐溶剤性を付与することのできる共重合体を提供することにある。また、前記共重合体を含む硬化性樹脂組成物、及びその硬化物を提供することにある。
 本開示に係る発明者は、特定の構成単位を含む共重合体が、硬化性、製造安定性、及び保存安定性に優れること、さらに、硬化物に対して優れた耐溶剤性を付与することを見出し、本開示に係る発明を完成した。
 すなわち、本開示は、下記式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式中、R1aは、水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2aは2価の有機基を示す。Xaはヘテロ原子を示す。)
で表される化合物(a)に由来する構成単位(A)、
 エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)に由来する構成単位(B)、及び
 前記式(1)で表される化合物(a)とエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)との付加反応物に由来する構成単位(C)を含む共重合体であって、
 前記式(1)で表される化合物(a)に由来するカルボキシル基、
 前記エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)に由来するエポキシ基、及び
 前記エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)に由来する重合性不飽和基を有する共重合体を提供する。
 前記化合物(b)のエポキシ基は、脂環式エポキシ基であることが好ましい。
 前記化合物(b)のエポキシ基は、単環又は2環の脂環式エポキシ基であることが好ましい。
 前記化合物(c)において、エポキシ基は脂肪族炭化水素基と結合しているであることが好ましい。
 前記化合物(a)において、式(1)のR2aはエステル結合を含む2価の有機基を示すことが好ましい。
 本開示の共重合体は、さらに、下記(d1)~(d4)からなる群より選択された少なくとも1つの化合物に由来する構成単位(D)を含むことが好ましい。
(d1)アルキル基で置換されていてもよいスチレン
(d2)N-置換マレイミド
(d3)N-ビニル化合物
(d4)下記式(4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式中、R1dは水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2dは1価の有機基を示す。Xdはヘテロ原子を示す。)
で表される不飽和カルボン酸誘導体
 本開示は、また、前記共重合体を含む硬化性樹脂組成物を提供する。
 前記硬化性樹脂組成物は、さらに光重合開始剤を含むことが好ましい。
 前記硬化性樹脂組成物は、さらに色材を含むことが好ましい。
 本開示は、また、前記硬化性樹脂組成物の硬化物を提供する。
 前記硬化性樹脂組成物の硬化物は、カラーフィルタであることが好ましい。
 本開示は、また、下記式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式中、R1aは、水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2aは2価の有機基を示す。Xaはヘテロ原子を示す。)
で表される化合物(a)と、
 エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)とを共重合反応に付した後、得られた共重合体の一部のカルボキシル基にエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)のエポキシ基を付加させることを特徴とする共重合体の製造方法を提供する。
 本開示の共重合体は、硬化性、製造安定性、及び保存安定性に優れ、さらに、硬化物に対して優れた耐溶剤性を付与する。また、前記共重合体を含む硬化性樹脂組成物は硬化性に優れる。また、その硬化物は耐溶剤性に優れる。
<共重合体>
 本開示の共重合体は、下記式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式中、R1aは、水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2aは2価の有機基を示す。Xaはヘテロ原子を示す。)
で表される化合物(a)に由来する構成単位(A)、
 エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)に由来する構成単位(B)、及び
 前記式(1)で表される化合物(a)とエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)との付加反応物に由来する構成単位(C)を含む共重合体であって、
 前記式(1)で表される化合物(a)に由来するカルボキシル基、
 前記エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)に由来するエポキシ基、及び
 前記エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)に由来する重合性不飽和基を有することを特徴とする。
 本開示の共重合体は、前記構成単位(A)~(C)に対応する化合物の共重合により得ることができる。また、本開示の共重合体は、前記式(1)で表される化合物(a)に由来する構成単位(A)とエポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)に由来する構成単位(B)とを含む共重合体を、エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)との付加反応に付すことにより得ることもできる。この場合、前記共重合体が有する式(1)で表される化合物(a)に由来するカルボキシル基がエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)のエポキシ基と付加し、構成単位(C)となる。したがって、エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)と付加反応を生じなかった構成単位(A)は式(1)で表される化合物(a)に由来するカルボキシル基を有することとなり、構成単位(C)はエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)に由来する重合性不飽和基を有することとなる。
 本開示の共重合体は、さらに、前記(d1)~(d4)からなる群より選択された少なくとも1つの化合物に由来する構成単位(D)を含んでいてもよい。すなわち、本開示の共重合体は、前記構成単位(A)~(C)に対応する化合物と、必要に応じて構成単位(D)に対応する化合物の共重合により得ることができる。また、前記構成単位(A)、前記構成単位(B)、及び前記構成単位(D)を含む共重合体を、前記化合物(c)との付加反応に付することにより得ることもできる。
[構成単位(A)]
 構成単位(A)は前記式(1)で表される化合物(a)に由来する構成単位であって、例えば、前記式(1)で表される化合物(a)を、前記エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)等と共重合反応に付すことにより共重合体に導入することができる。前記式(1)で表される化合物(a)は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。本開示の共重合体は、前記構成単位(A)を有することにより、優れた製造安定性及び保存安定性を備える。
 本開示の共重合体は、前記構成単位(A)を有することにより、優れた製造安定性及び保存安定性を備える。その理由を、本開示の共重合体において、構成単位(A)の代わりに(メタ)アクリル酸に由来する構成単位であるものを比較対象として用いて以下に説明する。
(製造安定性について)
 本開示の共重合体は、一実施形態として、前記式(1)で表される化合物(a)に由来する構成単位(A)とエポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)に由来する構成単位(B)とを含む共重合体を、エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)との付加反応に付すことにより、前記共重合体の一部のカルボキシル基に前記化合物(c)のエポキシ基が付加することによって得られる。前記付加反応において、前記共重合体のエポキシ基と、前記化合物(c)のエポキシ基との反応が優先することにより、均一でない共重合体が得られ、ゲル化が生じる(すなわち、製造安定性が劣る)と考えられる。
 構成単位(A)の代わりに(メタ)アクリル酸に由来する構成単位を有する共重合体では、共重合体全体としての酸性度が比較的高くなるため、前記共重合体が有する前記化合物(b)に由来するエポキシ基と、前記化合物(c)のエポキシ基との反応性が高まり、これらの基が優先的に反応する。その一方で、前記共重合体が有する(メタ)アクリル酸に由来するカルボキシル基と、前記化合物(c)のエポキシ基との付加反応は起こり難くなる。その結果、目的とする均一な共重合体が得られず、また、ゲル化が生じることがある。これに対し、本開示の共重合体では、式(1)で表される化合物(a)の構造に起因して、共重合体全体としての酸性度が適度に低くなることから、前記共重合体が有する前記化合物(b)に由来するエポキシ基の反応性が低くなる。その結果、前記共重合体が有する前記式(1)で表される化合物(a)に由来するカルボキシル基と、前記化合物(c)のエポキシ基との反応が優先されるため、目的とする均一な共重合体が得られ易く、ゲル化が生じ難くなる傾向がある。このように、本開示の共重合体は製造安定性に優れるといえる。
(保存安定性について)
 本開示の共重合体は、前記化合物(a)に由来する構成単位(A)と前記化合物(b)に由来する構成単位(B)とを含む。前記化合物(a)に由来するカルボキシル基と前記化合物(b)に由来するエポキシ基との反応性が高い場合はこれらの基が分子内(共重合体内)で反応することにで、経時により共重合体の重量平均分子量が増加する。
 構成単位(A)の代わりに(メタ)アクリル酸に由来する構成単位を有する共重合体では、共重合体全体としての酸性度が比較的高くなるため、前記共重合体が有する前記化合物(b)に由来するエポキシ基の反応性が高まり、(メタ)アクリル酸に由来するカルボキシル基と前記エポキシ基との反応が進行する。その結果、硬化性樹脂組成物の保存中において経時により共重合体の重量平均分子量が増加する。これに対し、本開示の共重合体では、式(1)で表される化合物(a)の構造に起因して、共重合体全体としての酸性度が適度に低くなることから、前記化合物(b)に由来するエポキシ基の反応性が低くなる。このため、前記化合物(a)に由来するカルボキシル基と前記化合物(b)に由来するエポキシ基とが反応し難くなり、長期間保存しても共重合体の重量平均分子量が増加し難くなる傾向がある。
 式(1)中、R1aは、水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2aは2価の有機基を示す。Xaはヘテロ原子を示す。
 R1aにおける炭素数1~7のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基等が挙げられる。
 R2aにおける2価の有機基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基等のアルキレン基(炭素数1~20のアルキレン基が好ましく、炭素数1~12のアルキレン基がより好ましく、炭素数1~6のアルキレン基がさらに好ましく、炭素数1~3のアルキレン基が特に好ましい)、アルケニレン基(炭素数2~20のアルケニレン基が好ましく、炭素数2~12のアルケニレン基がより好ましく、炭素数2~6のアルケニレン基がさらに好ましい)、シクロアルキレン基、アリーレン基、及びこれらが直接又は連結基を介して複数個連結した基が挙げられる。前記連結基は、例えば、エーテル結合、カルボニル基、エステル結合、スルフィド結合、及びアミド基が挙げられ、製造安定性及び保存安定性の観点からはエステル結合であることが好ましい。前記2価の有機基がエステル結合を含むことにより、前記構成単位(A)を含む共重合体の酸性度が適度に低くなることから、製造安定性及び保存安定性が向上する傾向がある。
 前記2価の有機基は特に限定されないが、共重合体の硬化性、製造安定性、及び保存安定性の観点からは、2つのアルキレン基(炭素数1~6のアルキレン基が好ましく、炭素数1~3のアルキレン基がより好ましい)が連結基を介して結合した基が好ましく、より好ましくは上記2つのアルキレン基がエステル結合を介して結合した基、さらに好ましくは-C24-O-(C=O)-C24-基(左のC24基から左側に伸びる結合手がXaと結合し、右のC24基から右側に伸びる結合手が(C=O)-OH基の炭素原子と結合する)である。
 前記2価の有機基における炭素数(総数)は特に限定されないが、例えば、1~15個が好ましく、より好ましくは2~10個、さらに好ましくは3~6個である。前記2価の有機基における炭素数(総数)が上記範囲であることにより、式(1)で表される化合物(a)に由来するカルボキシル基の酸性度が適度に低くなることから、共重合体の硬化性、製造安定性、及び保存安定性が向上する傾向がある。
 Xaにおけるヘテロ原子は特に限定されないが、例えば、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子が挙げられ、酸素原子が好ましい。
 構成単位(A)の共重合体に占める割合は特に限定されないが、例えば、共重合体を構成する全構成単位に対して10~50モル%が好ましく、その下限値は20モル%であることがより好ましく、その上限値は40モル%であることがより好ましい。構成単位(A)の割合が上記下限値以上であることにより、現像性に優れる傾向がある。構成単位(A)の割合が上記上限値以下であることにより、過剰に現像されることが抑制されるため、耐溶剤性に優れる傾向がある。なお、本開示において、構成単位の共重合体に占める割合とは、共重合に使用する化合物(単量体)のモル量を基準とするものである。例えば、構成単位(A)の共重合体に占める割合とは、共重合に使用する化合物の総量(100モル%)に対する、式(1)で表される化合物(a)の使用量の割合を意味する。ただし、式(1)で表される化合物(a)に由来する構成単位のうち、エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)のエポキシ基が付加したものは構成単位(C)となり、構成単位(A)には含まれない。したがって、構成単位(A)の共重合体に占める割合は、使用した式(1)で表される化合物(a)の使用量からエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)の使用量を減じたものとして算出される。
[構成単位(B)]
 構成単位(B)は、エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)に由来する構成単位であって、例えば、エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)を、前記式(1)で表される化合物(a)等と共重合反応に付すことにより共重合体に導入することができる。エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
 前記化合物(b)は、エポキシ基と重合性不飽和基とを含む化合物であれば特に限定されないが、エポキシ基が脂環式エポキシ基であることが好ましい。すなわち、前記化合物(b)は、脂環式エポキシ基と重合性不飽和基とを含む化合物(脂環式エポキシ基含有重合性不飽和化合物)であることが好ましい。なお、脂環式エポキシ基における脂環はエポキシ基以外の置換基を有していても良い。また、本明細書において、「脂環式エポキシ基」とは、脂環を構成する隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基を意味する。前記化合物(b)が脂環式エポキシ基含有重合性不飽和化合物であることにより、本開示の共重合体の製造安定性及び硬化性が向上する傾向がある。これは、前記化合物における脂環式エポキシ基の反応性が適度に低いことから、エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)に由来するエポキシ基との反応が生じ難くなることに起因すると考えられる。
 上記脂環式エポキシ基としては、例えば、エポキシシクロヘキシル基、2,3-エポキシビシクロ[2.2.1]ヘプタニル基、2,3-エポキシ-7-オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタニル基、3,4-エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基(3,4-エポキシジシクロペンタニル基)、これらの基を構成する1以上の炭素原子上に置換基を有する基などが挙げられる。
 前記化合物(b)におけるエポキシ基は、共重合体の硬化性、製造安定性、及び保存安定性の観点からは、単環又は2環(ただし、エポキシ基が形成する環は算入しない)の脂環式エポキシ基であることが好ましい。また、前記脂環式エポキシ基はエポキシシクロヘキシル骨格を有することが好ましい。前記脂環式エポキシ基がエポキシシクロヘキシル骨格を有する場合、前記化合物(b)は前記骨格の3位又は4位の炭素原子を介して重合性不飽和基と結合することが好ましい。
 前記脂環式エポキシ基含有重合性不飽和化合物としては、例えば、下記式(2)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 式(2)中、R1bは、水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2bは、それぞれ同一又は異なって、炭素数1~7のアルキル基を示す。Xbは単結合又は2価の有機基を示す。なお、R2bは、式(2)にて示されるシクロヘキサン環上の置換基を示しており、Ybが有する置換基には含まれない。Ybは非結合(Ybに対応する基が存在しないことを意味する)、置換基として炭素数1~3のアルキル基を有していてもよいメチレン基若しくはエチレン基、酸素原子、又は酸素原子と結合していてもよい硫黄原子を示す。nは0以上の整数(好ましくは0~7の整数)を示す。
 R1bにおける炭素数1~7のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基等が挙げられる。R1bは、共重合性や反応性の観点からは水素原子、メチル基、又はエチル基が好ましい。
 R2bにおける炭素数1~7のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基等が挙げられる。nが2以上の場合、n個のR2bは同一であっても異なっていてもよい。R2bは、共重合性や反応性の観点からはメチル基、又はエチル基が好ましい。
 Xbにおける2価の有機基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基等のアルキレン基(炭素数1~20のアルキレン基が好ましく、炭素数1~12のアルキレン基がより好ましく、炭素数1~6のアルキレン基がさらに好ましく、炭素数1~3のアルキレン基が特に好ましい)、アルケニレン基(炭素数2~20のアルケニレン基が好ましく、炭素数2~12のアルケニレン基がより好ましく、炭素数2~6のアルケニレン基がさらに好ましい)、シクロアルキレン基、アリーレン基、及びこれらが直接又は連結基を介して複数個連結した基が挙げられる。前記連結基は、例えば、エーテル結合、カルボニル基、エステル結合、スルフィド結合、及びアミド基が挙げられる。
 Xbは式(2)にて示されるエポキシシクロヘキシル骨格の3位又は4位の炭素原子に結合することが好ましい。
 Ybの置換基として炭素数1~3のアルキル基を有していてもよいメチレン基又はエチレン基としては特に限定されないが、メチレン基又はエチレン基が好ましく、メチレン基がより好ましい。
 Ybの酸素原子と結合していてもよい硫黄原子としては、例えば、硫黄原子、スルホニル基等が挙げられる。
 前記式(2)で表される化合物としては、例えば、下記式(2’)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式(2’)におけるR1b、R2b、Xb、Yb、及びnは、式(2)にて説明したものと同様である。
 式(2)で表される化合物の具体的な例としては、以下の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 構成単位(B)の共重合体に占める割合は特に限定されないが、共重合体を構成する全構成単位に対して5~40モル%であることが好ましく、その下限値は10モル%であることがより好ましく、15モル%であることがさらに好ましい。また、その上限値は35モル%であることがより好ましく、30モル%であることがさらに好ましい。構成単位(B)の割合が上記範囲内であることにより、共重合体に含まれるエポキシ基が硬化に適した量となるため、比較的低い温度でも硬化し、さらに硬化物の架橋構造が密となるため、耐溶剤性に優れる傾向がある。
[構成単位(C)]
 構成単位(C)は前記式(1)で表される化合物(a)とエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)との付加反応物に由来する構成単位である。具体的には、前記式(1)で表される化合物(a)のカルボキシル基に、エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)のエポキシ基が付加して得られる化合物に由来する構成単位である。
 前記エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)はエポキシ基と重合性不飽和基とを含む化合物であれば特に限定されず、前記化合物(b)と同一であってもよいが、製造安定性の観点からは前記エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)とは異なることが好ましい。エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)において、エポキシ基は脂肪族炭化水素基と結合した基(脂肪族エポキシ基)がより好ましく、グリシジル基が特に好ましい。エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
 前記化合物(c)として、例えば、アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート、2-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、2-エチルグリシジル(メタ)アクリレート、2-グリシジルオキシエチル(メタ)アクリレート、3-グリシジルオキシプロピル(メタ)アクリレート、グリシジルオキシフェニル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、及び4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル等が挙げられ、その中でもグリシジル(メタ)アクリレートが製造安定性及び硬化性の向上の観点から好ましい。
 本開示の共重合体において、前記化合物(b)が脂環式エポキシ基含有重合性不飽和化合物であって、且つ前記化合物(c)が脂肪族エポキシ基含有重合性不飽和化合物(特にグリシジル基含有重合性不飽和化合物)である場合は、製造安定性及び保存安定性に優れるだけでなく、比較的低い温度でも硬化し、且つ硬化物の耐溶剤性に優れる。この様な顕著な効果が発揮される理由は、[1]脂環式エポキシ基含有重合性不飽和化合物に対して脂肪族エポキシ基含有重合性不飽和化合物のエポキシ基の反応性が高いことから、式(1)で表される化合物(a)に由来するカルボキシル基と脂肪族エポキシ基含有重合性不飽和化合物のエポキシ基とが優先的に反応するため、製造安定性に優れること、[2]脂環式エポキシ基含有重合性不飽和化合物に由来するエポキシ基の反応性が適度に低いため、式(1)で表される化合物(a)に由来するカルボキシル基との反応が生じにくいことから、保存安定性に優れること、[3]共重合体の有する、前記式(1)で表される化合物(a)に由来するカルボキシル基、脂環式エポキシ基含有重合性不飽和化合物に由来するエポキシ基、及び脂肪族エポキシ基含有重合性不飽和化合物に由来する重合性不飽和基のバランスが良く存在することにより、硬化性の向上に寄与するため、にあると考えられる。
 構成単位(C)の共重合体に占める割合(含有量)は特に限定されないが、例えば、共重合体を構成する全構成単位に対して10~60モル%が好ましく、その下限値は15モル%であることがより好ましい。また、その上限値は50モル%であることがより好ましく、35モル%であることがさらに好ましい。構成単位(C)の割合が上記下限値以上であることにより、エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)に由来する重合性不飽和基の存在よって比較的低い温度でも硬化する傾向がある。構成単位(C)の割合が上記上限値以下であることにより、共重合体に含まれる水酸基が適切な量となるため、特に極性の高い溶剤に対する耐溶剤性に優れる傾向がある。また、共重合体が親水性となるため、現像性に優れる(現像速度が速く、残渣が少ない)傾向がある。なお、本開示において、構成単位(C)の共重合体に占める割合とは、使用したエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)の全てが式(1)で表される化合物(a)のカルボキシル基と反応したと仮定し、エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)のモル量を基準として算出されるものである。
[構成単位(D)]
 構成単位(D)は、アルキル基で置換されていてもよいスチレン(d1)、N-置換マレイミド(d2)、N-ビニル化合物(d3)、及び前記式(2)で表される不飽和カルボン酸誘導体(d4)からなる群より選択された少なくとも1つの化合物に由来する構成単位である。構成単位(D)は硬化物(硬化皮膜)に硬度を付与する機能や、共重合反応を円滑化する機能、溶媒への溶解性を高める機能、基材への密着性を高める機能などを有する。
 構成単位(D)は、前記(d1)~(d4)からなる群より選択された少なくとも1つの化合物を、前記式(1)で表される化合物(a)及び前記エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)等と共重合反応に付すことにより、共重合体に導入することができる。
(スチレン(d1))
 アルキル基で置換されていてもよいスチレン(d1)におけるアルキル基は特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、ヘキシル基等の炭素数1~7のアルキル基が挙げられる。これらの中でも、メチル基又はエチル基等の炭素数1~4のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。前記アルキル基はスチレンのビニル基及びベンゼン環のいずれに結合していてもよい。
 アルキル基で置換されていてもよいスチレン(d1)の代表的な例として、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン(o-ビニルトルエン、m-ビニルトルエン、p-ビニルトルエン)等が挙げられる。中でも、スチレンが好ましい。アルキル基で置換されていてもよいスチレン(d1)は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
(N-置換マレイミド(d2))
 N-置換マレイミド(d2)としては、例えば、下記式(3)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 式(3)中、R1は1価の有機基を示す。
 前記1価の有機基としては、例えば、炭化水素基、複素環式基が挙げられる。炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基等のアルキル基(例えば、炭素数が1~6のアルキル基等);シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基等のシクロアルキル基;フェニル基等のアリール基;ベンジル基等のアラルキル基;これらの2以上が結合した基等が挙げられる。複素環式基としては、例えば、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選択された少なくとも1種のヘテロ原子を含有する5~10員のヘテロシクロアルキル基及びヘテロアリール基が挙げられる。
 N-置換マレイミド(d2)としては特に限定されないが、例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-プロピルマレイミド等のN-アルキルマレイミド;N-シクロペンチルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-シクロオクチルマレイミド、N-アダマンチルマレイミド、N-ノルボルニルマレイミド等のN-シクロアルキルマレイミド;N-フェニルマレイミド等のN-アリールマレイミド;N-ベンジルマレイミド等のN-アラルキルマレイミド等が挙げられる。中でも、N-シクロヘキシルマレイミドが好ましい。N-置換マレイミド(d2)は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
(N-ビニル化合物(d3))
 N-ビニル化合物(d3)としては特に限定されないが、例えば、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、N-ビニルイソプロピルアミド、N-ビニル-N-メチルアセトアミド、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカルバゾール、N-ビニルピペリドン、N-ビニルカプロラクタム等が挙げられる。N-ビニル化合物(d3)は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
(不飽和カルボン酸誘導体(d4))
 不飽和カルボン酸誘導体(d4)は、下記式(4)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 式(4)中、R1dは水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2dは1価の有機基を示す。Xdはヘテロ原子を示す。
 R1dにおける炭素数1~7のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、ヘキシル基等が挙げられる。R1dとしては、水素原子又はメチル基が特に好ましい。
 R2dにおける1価の有機基としては、例えば、カルボキシル基、アルキル基、ヘテロアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、及びこれらの2以上が連結した基が挙げられる。なお、R2dの1価の有機基における炭素原子がXdに結合する。
 前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、イソデシル基、ラウリル基、ステアリル基等の炭素数1~23のアルキル基が挙げられる。
 前記ヘテロアルキル基としては、例えば、-(R2d1-O)p-R2d2基(式中、R2d1は炭素数1~12のアルキレン基を示す。R2d2は水素原子又は炭素数1~12のアルキル基を示す。pは1以上の整数を示す。)、-R2d3-NR2d42d5基(式中、R2d3は炭素数1~12のアルキレン基を示す。R2d4及びR2d5は、それぞれ同一又は異なって、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を示す。)が挙げられる。
 前記アルケニル基としては、例えば、アリル基、3-ブテニル基、5-ヘキセニル基等の炭素数2~23のアルケニル基が挙げられる。
 前記シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基等の炭素数3~12のシクロアルキル基が挙げられる。
 前記ヘテロシクロアルキル基としては、例えば、オキセタン環、オキソラン環、オキサン環、オキセパン環等の環状エーテル構造を含む基(例えば、3員環以上の環状エーテル含有基)等が挙げられる。
 前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等の炭素数6~12のアリール基が挙げられる。
 Xにおけるヘテロ原子としては、例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子が挙げられる。
 式(4)で表される不飽和カルボン酸誘導体(d4)としては特に限定されないが、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、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル基を有する(メタ)アクリレート;N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジイソプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアルキルアミノ基を有する(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、イソオクチルオキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート等のヘテロアルキル基を有する(メタ)アクリレート;アリル(メタ)アクリレート等のアルケニル基を有する(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、1-アダマンチル(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン-8-オール(メタ)アクリレート等の単環又は多環のシクロアルキル基を有する(メタ)アクリレート;オキセタニル(メタ)アクリレート、3-メチル-3-オキセタニル(メタ)アクリレート、3-エチル-3-オキセタニル(メタ)アクリレート、(3-メチル-3-オキセタニル)メチル(メタ)アクリレート、(3-エチル-3-オキセタニル)メチル(メタ)アクリレート、2-(3-メチル-3-オキセタニル)エチル(メタ)アクリレート、2-(3-エチル-3-オキセタニル)エチル(メタ)アクリレート、2-[(3-メチル-3-オキセタニル)メチルオキシ]エチル(メタ)アクリレート、2-[(3-エチル-3-オキセタニル)メチルオキシ]エチル(メタ)アクリレート、3-[(3-メチル-3-オキセタニル)メチルオキシ]プロピル(メタ)アクリレート、3-[(3-エチル-3-オキセタニル)メチルオキシ]プロピル(メタ)アクリレート等のオキセタニル基を有する(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等のオキソラニル基を有する(メタ)アクリレート等のヘテロシクロアルキル基(例えば、3員環以上の環状エーテル含有基)を有する(メタ)アクリレート;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等のアリール基を有する(メタ)アクリレートが挙げられる。式(2)で表される不飽和カルボン酸誘導体(d4)は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。中でも、アルキル基を有する(メタ)アクリレート及びアリール基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、及びベンジル(メタ)アクリレートがより好ましい。
 構成単位(D)の共重合体に占める割合(含有量)は特に限定されないが、共重合体を構成する全構成単位に対して0~50モル%であることが好ましく、その下限値は1モル%であることがより好ましく、その上限値は35モル%であることがより好ましい。構成単位(D)の割合が1モル%以上(特に、5モル%以上)であることにより、硬化物(硬化皮膜)に硬度を付与する機能や、共重合反応を円滑化する機能、溶媒への溶解性を高める機能、基材への密着性を高める機能などが効果的に発現される傾向がある。構成単位(D)の割合が上記上限値以下であると、相対的に構成単位(A)~(C)の割合が多くなるため、これらの構成単位の機能が効果的に発現される傾向がある。
 本開示の共重合体が構成単位(A)と構成単位(B)と構成単位(C)を含み、構成単位(D)を含まない場合、構成単位(A)~(C)の総量は、共重合体を構成する全構成単位に対して90モル%以上であることが好ましく、より好ましくは95モル%以上、さらに好ましくは99モル%以上であり、実質的に100モル%であってもよい。また、本開示の共重合体が構成単位(A)と構成単位(B)と構成単位(C)と構成単位(D)とを含む場合、構成単位(A)~(D)の総量は、共重合体を構成する全構成単位に対して90モル%以上であることが好ましく、より好ましくは95モル%以上、さらに好ましくは99モル%以上であり、実質的に100モル%であってもよい。
 本開示の共重合体の重量平均分子量(Mw)は特に限定されないが、例えば、5000~70000であることが好ましく、より好ましくは7000~20000である。本開示の共重合体の分子量分布(重量平均分子量と数平均分子量との比:Mw/Mn)は特に限定されないが、例えば、3.5以下(例えば、1.1~3.5)であることが好ましく、より好ましくは2.5以下(1.1~2.5)である。重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、例えば、GPCにより標準物質としてポリスチレンを用いて測定することができ、実施例にて用いた方法により測定されたものであることが好ましい。
 本開示の共重合体の酸価は、例えば30~120mgKOH/g程度、好ましくは40~100mgKOH/g程度である。酸価が前記範囲内にあることにより、現像性に優れる傾向がある。なお、共重合体の酸価の測定方法は特に限定されないが、例えば、実施例に記載した方法にて測定したものであってもよい。
 本開示の共重合体は、製造安定性及び保存安定性に優れ、また、硬化性に優れる。すなわち、比較的低い温度でも硬化し、且つ硬化物の耐溶剤性が優れる。また、前記共重合体を含む硬化性樹脂組成物は、保存安定性に優れ、比較的低い温度でも硬化し、且つ硬化物の耐溶剤性が優れる。さらに、その硬化物が耐溶剤性に優れ、高い絶縁性を有するものであるため、保護膜や絶縁膜を形成するための材料として有用である。また、本開示の共重合体は、その硬化物が保存安定性に優れることからバインダー樹脂や顔料分散樹脂として有用である。
<共重合体の製造方法>
 本開示の共重合体は、前記構成単位(A)~(C)に対応する化合物と、必要に応じて、前記構成単位(D)に対応する化合物とを共重合反応に付すことにより得ることができる。また、本開示の共重合体は、前記式(1)で表される化合物(a)と、エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)と、必要に応じて、前記(d1)~(d4)からなる群より選択された少なくとも1つの化合物とを共重合反応に付した後、得られた共重合体の一部のカルボキシル基にエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)のエポキシ基を付加させることにより製造することができる。以下、式(1)で表される化合物(a)等の共重合体に導入し得る化合物を「単量体」と総称することがある。
 単量体の共重合反応は重合開始剤の存在下で実施してもよい。前記重合開始剤としては、慣用乃至公知のラジカル重合開始剤が使用でき、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、ジエチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、ジブチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)等のアゾ化合物、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、t-ブチルペルオキシピバレート、1,1-ビス(t-ブチルペルオキシ)シクロヘキサン等の有機過酸化物、過酸化水素等が挙げられる。過酸化物をラジカル重合開始剤として使用する場合、還元剤を組み合わせてレドックス型の開始剤としてもよい。この中でもアゾ化合物が好ましく、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)がより好ましい。
 重合開始剤の使用量は、円滑な共重合反応を妨げない範囲であれば特に限定されないが、例えば、単量体の総量(100重量部)に対して1~20重量部が好ましく、より好ましくは3~15重量部である。
 共重合反応は、溶液重合、塊状重合、懸濁重合、塊状-懸濁重合、乳化重合等の、アクリル系ポリマーやスチレン系ポリマーを製造する際に用いる慣用の方法により行うことができる。単量体、重合開始剤は、それぞれ、反応系に一括供給してもよく、その一部又は全部を反応系に滴下してもよい。例えば、一定温度に保持した単量体又は単量体と重合溶媒との混合液中に、重合開始剤を重合溶媒に溶解した溶液を滴下して重合する方法や、予め単量体、重合開始剤を重合溶媒に溶解させた溶液を、一定温度に保持した重合溶媒中に滴下して重合する方法(滴下重合法)等を採用できる。
 重合溶媒は単量体組成等に応じて適宜選択でき、例えば、エーテル(ジエチルエーテル;エチレングリコールモノ又はジアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノ又はジアルキルエーテル、プロピレングリコールモノ又はジアルキルエーテル、プロピレングリコールモノ又はジアリールエーテル、ジプロピレングリコールモノ又はジアルキルエーテル、トリプロピレングリコールモノ又はジアルキルエーテル、1,3-プロパンジオールモノ又はジアルキルエーテル、1,3-ブタンジオールモノ又はジアルキルエーテル、1,4-ブタンジオールモノ又はジアルキルエーテル、グリセリンモノ,ジ又はトリアルキルエーテル等のグリコールエーテル類等の鎖状エーテル;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル等)、エステル(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、C5-6シクロアルカンジオールモノ又はジアセテート、C5-6シクロアルカンジメタノールモノ又はジアセテート等のカルボン酸エステル類;エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ又はジアセテート、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノ又はジアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ又はジアセテート、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノ又はジアセテート、1,3-プロパンジオールモノアルキルエーテルアセテート、1,3-プロパンジオールモノ又はジアセテート、1,3-ブタンジオールモノアルキルエーテルアセテート、1,3-ブタンジオールモノ又はジアセテート、1,4-ブタンジオールモノアルキルエーテルアセテート、1,4-ブタンジオールモノ又はジアセテート、グリセリンモノ,ジ又はトリアセテート、グリセリンモノ又はジC1-4アルキルエーテルジ又はモノアセテート、トリプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノ又はジアセテート等のグリコールアセテート類又はグリコールエーテルアセテート類等)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、3,5,5-トリメチル-2-シクロヘキセン-1-オン等)、アミド(N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド等)、スルホキシド(ジメチルスルホキシド等)、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、C5-6シクロアルカンジオール、C5-6シクロアルカンジメタノール等)、炭化水素(ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素等)、これらの混合溶媒等が挙げられる。
 重合反応における反応温度は単量体の種類や組成に応じて適宜選択でき、特に限定されないが、例えば、30~150℃であることが好ましい。
 以下、本開示の共重合体を、前記式(1)で表される化合物(a)と、エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)と、必要に応じて、前記(d1)~(d4)からなる群より選択された少なくとも1つの化合物とを共重合反応に付した後、得られた共重合体の一部のカルボキシル基にエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)のエポキシ基を付加させることにより製造する場合について説明する。
 前記化合物(C)の付加反応は触媒の存在下で実施してもよい。前記該触媒としては、例えば、ジメチルベンジルアミン、トリエチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、トリ-n-オクチルアミン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)などの3級アミン;テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムブロマイドなどの4級アンモニウム塩;テトラメチル尿素などのアルキル尿素;テトラメチルグアニジンなどのアルキルグアニジン;ナフテン酸コバルトなどの金属化合物(金属塩等);有機金属錯体;トリフェニルホスフィンなどのホスフィン化合物(特に、3級ホスフィン)などが挙げられる。これらの触媒は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
 触媒の使用量は特に限定されないが、例えば、エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)に対して、0.01~30重量%が好ましく、その下限値は0.1重量%であることがより好ましく、1重量%であることがさらに好ましい。また、その上限値は25重量%であることがより好ましく、20重量%であることがさらに好ましい。
 付加反応は、通常、溶媒の存在下で行われる。該溶媒としては、原料を溶解するものであれば特に制限はなく、例えば、上記重合溶媒として例示した溶媒を使用できる。
 付加反応の際の反応温度は特に限定されないが、例えば、10~150℃であることが好ましく、より好ましくは60~100℃である。付加反応の際には、重合性不飽和基の重合によるゲル化を抑制するため、反応系内に重合禁止剤を添加してもよい。重合禁止剤としては、メトキノン、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、フェノチアジン等が挙げられる。
 本開示の共重合体の製造方法において、得られた反応生成物は、必要に応じて、沈殿又は再沈殿を施すことにより精製することができる。沈殿又は再沈殿に用いる溶媒は有機溶媒及び水のいずれであってもよく、またその混合溶媒であってもよい。有機溶媒として、例えば、炭化水素(ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素)、ハロゲン化炭化水素(塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化脂肪族炭化水素;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素等)、ニトロ化合物(ニトロメタン、ニトロエタン等)、ニトリル(アセトニトリル、ベンゾニトリル等)、エーテル(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタン等の鎖状エーテル;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン等)、エステル(酢酸エチル、酢酸ブチル等)、カーボネート(ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等)、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等)、カルボン酸(酢酸等)、及びこれらの溶媒を含む混合溶媒等が挙げられる。
<硬化性樹脂組成物>
 本開示の硬化性樹脂組成物は、本開示の共重合体を含有することを特徴とする。また、本開示の共重合体以外の硬化性化合物、光重合開始剤、溶剤を含んでいてもよい。
 本開示の共重合体以外の硬化性化合物としては特に限定されないが、例えば、多官能ビニル化合物、多官能チオール化合物、多官能エポキシ化合物が挙げられる。
 多官能ビニル化合物としては、ビニル基を2個以上有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート;両末端ヒドロキシポリブタジエン、両末端ヒドロキシポリイソプレン、両末端ヒドロキシポリカプリラクトン等の両末端ヒドロキシル化重合体のジ(メタ)アクリレート;グリセリン、1,2,4,-ブタントリオール、トリメチロールアルカン、テトラメチロールアルカン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の3価以上の多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート(例えばジペンタエリスリトールヘキサアクリレート);3価以上の多価アルコールのポリアルキレングリコール付加物のポリ(メタ)アクリレート;1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-ベンゼンジオール等の環式ポリオールのポリ(メタ)アクリレート;ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、シリコン樹脂(メタ)アクリレート等のオリゴ(メタ)アクリレート等が挙げられる。多官能ビニル化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
 多官能チオール化合物としては、チオール基を2個以上有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、1,4-ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4-ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4-ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6-トリメルカプト-s-トリアジン、2-(N,N-ジブチルアミノ)-4,6-ジメルカプト-s-トリアジン、テトラエチレングリコールビス3-メルカプトプロピオネート、トリメチロールプロパントリス3-メルカプトプロピオネート、トリス(3-メルカプトプロピニルオキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオネート、ジペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオネート、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、1,3,5-トリス(3-メルカブトブチルオキシエチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)等が挙げられる。多官能チオール化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
 多官能エポキシ化合物としては、エポキシ基を2個以上有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、グリシジルエーテル型エポキシ化合物[ポリヒドロキシ化合物(ビスフェノール類、多価フェノール類、脂環式多価アルコール類、脂肪族多価アルコール類等)とエピクロルヒドリンとの反応により生成するグリシジルエーテル類(例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル等の(ポリ)C2-4アルキレングリコールジグリシジルエーテル;レゾルシン、ヒドロキノン等の多価フェノール類のジグリシジルエーテル;シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノール類等の脂環式多価アルコール類のジグリシジルエーテル;ビスフェノール類(4,4’-ジヒドロキシビフェニル、ビスフェノールA等のビス(ヒドロキシフェニル)アルカン類等)又はそのC2-3アルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル等)、ノボラック型エポキシ樹脂(フェノールノボラック型又はクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等)等]、グリシジルエステル型エポキシ化合物、脂環族エポキシ化合物(又は環状脂肪族エポキシ樹脂)、複素環式エポキシ樹脂(トリグリシジルイソシアヌレート(TGIC)、ヒダントイン型エポキシ樹脂等)、グリシジルアミン型エポキシ化合物[アミン類とエピクロルヒドリンとの反応生成物、例えば、N-グリシジル芳香族アミン{テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン(TGDDM)、トリグリシジルアミノフェノール(TGPAP、TGMAP等)、ジグリシジルアニリン(DGA)、ジグリシジルトルイジン(DGT)、テトラグリシジルキシリレンジアミン(TGMXA等)等}、N-グリシジル脂環族アミン(テトラグリシジルビスアミノシクロヘキサン等)等]等が挙げられる。多官能エポキシ化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
 本開示において、光重合開始剤としては、特に限定されないが、光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤が挙げられる。
 光ラジカル重合開始剤は、光の照射によってラジカルを発生して、硬化性樹脂組成物に含まれる光重合性化合物の硬化反応(ラジカル重合)を開始させる化合物である。光ラジカル重合開始剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
 光ラジカル重合開始剤としては、例えば、チオキサントン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、オキシム系化合物、オニウム塩系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α-ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、ジアゾ系化合物、イミドスルホナート系化合物、アントラセン系化合物等を挙げることができる。
 前記チオキサントン系化合物としては、例えば、チオキサントン、2-クロロチオキサントン、2-メチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントンなどが挙げられる。
 前記アセトフェノン系化合物としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、2-ヒドロキシ-1-〔4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル〕-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルホリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン、2-(2-メチルベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(3-メチルベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(4-メチルベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(2-エチルベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(2-プロピルベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(2-ブチルベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(2,3-ジメチルベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(2、4-ジメチルベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(2-クロロベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(2-ブロモベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(3-クロロベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(4-クロロベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(3-ブロモベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(4-ブロモベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(2-メトキシベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(3-メトキシベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(4-メトキシベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(2-メチル-4-メトキシベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(2-メチル-4-ブロモベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-(2-ブロモ-4-メトキシベンジル)-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-〔4-(1-メチルビニル)フェニル〕プロパン-1-オンのオリゴマーなどが挙げられる。
 前記ビイミダゾール化合物としては、例えば、2,2’-ビス(2-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニルビイミダゾール、2,2’-ビス(2,3-ジクロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニルビイミダゾール、2,2’-ビス(2-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニルビイミダゾール、2,2’-ビス(2-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラ(アルコキシフェニル)ビイミダゾール、2,2’-ビス(2-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラ(ジアルコキシフェニル)ビイミダゾール、2,2’-ビス(2-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラ(トリアルコキシフェニル)ビイミダゾール、4,4’5,5’-位のフェニル基がカルボアルコキシ基により置換されているイミダゾール化合物などが挙げられる。
 前記トリアジン系化合物としては、例えば、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(4-メトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(4-メトキシナフチル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-ピペロニル-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(4-メトキシスチリル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-〔2-(5-メチルフラン-2-イル)エテニル〕-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-〔2-(フラン-2-イル)エテニル〕-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-〔2-(4-ジエチルアミノ-2-メチルフェニル)エテニル〕-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-〔2-(3,4-ジメトキシフェニル)エテニル〕-1,3,5-トリアジンなどが挙げられる。
 前記オキシム化合物としては、O-エトキシカルボニル-α-オキシイミノ-1-フェニルプロパン-1-オンなどが挙げられる。
 前記ベンゾイン系化合物としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルなどが挙げられる。
 前記ベンゾフェノン系化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’-テトラ(tert-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノンなどが挙げられる。
 前記アントラセン系化合物としては、例えば、9,10-ジメトキシアントラセン、2-エチル-9,10-ジメトキシアントラセン、9,10-ジエトキシアントラセン、2-エチル-9,10-ジエトキシアントラセンなどが挙げられる。
 前記光カチオン重合開始剤は、光の照射によって酸を発生して、硬化性樹脂組成物に含まれる光重合性化合物の硬化反応(カチオン重合)を開始させる化合物であり、光を吸収するカチオン部と酸の発生源となるアニオン部からなる。光カチオン重合開始剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
 光カチオン重合開始剤としては、例えば、ジアゾニウム塩系化合物、ヨードニウム塩系化合物、スルホニウム塩系化合物、ホスホニウム塩系化合物、セレニウム塩系化合物、オキソニウム塩系化合物、アンモニウム塩系化合物、臭素塩系化合物等を挙げることができる。
 光カチオン重合開始剤のアニオン部としては、例えば、[(Y)sB(Phf)4-s-(式中、Yはフェニル基又はビフェニリル基を示す。Phfは水素原子の少なくとも1つが、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルコキシ基、及びハロゲン原子から選択される少なくとも1種で置換されたフェニル基を示す。sは0~3の整数である)、BF4 -、[(Rf)kPF6-k-(Rf:水素原子の80%以上がフッ素原子で置換されたアルキル基、k:0~5の整数)、AsF6 -、SbF6 -、SbF5OH-等を挙げることができる。
 光カチオン重合開始剤としては、例えば、(4-ヒドロキシフェニル)メチルベンジルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4-(4-ビフェニリルチオ)フェニル-4-ビフェニリルフェニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム フェニルトリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、[4-(4-ビフェニリルチオ)フェニル]-4-ビフェニリルフェニルスルホニウム フェニルトリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウム ヘキサフルオロホスフェート、4-(4-ビフェニリルチオ)フェニル-4-ビフェニリルフェニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート、ビス[4-(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド フェニルトリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム フェニルトリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート等が挙げられる。
 光カチオン重合開始剤としては、商品名「サイラキュアUVI-6970」、「サイラキュアUVI-6974」、「サイラキュアUVI-6990」、「サイラキュアUVI-950」(以上、米国ユニオンカーバイド社製)、「Irgacure250」、「Irgacure261」、「Irgacure264」(以上、BASF社製)、「CG-24-61」(チバガイギー社製)、「オプトマーSP-150」、「オプトマーSP-151」、「オプトマーSP-170」、「オプトマーSP-171」(以上、(株)ADEKA製)、「DAICAT II」((株)ダイセル製)、「UVAC1590」、「UVAC1591」(以上、ダイセル・サイテック(株)製)、「CI-2064」、「CI-2639」、「CI-2624」、「CI-2481」、「CI-2734」、「CI-2855」、「CI-2823」、「CI-2758」、「CIT-1682」(以上、日本曹達(株)製)、「PI-2074」(ローディア社製、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート トルイルクミルヨードニウム塩)、「FFC509」(3M社製)、「BBI-102」、「BBI-101」、「BBI-103」、「MPI-103」、「TPS-103」、「MDS-103」、「DTS-103」、「NAT-103」、「NDS-103」(以上、ミドリ化学(株)製)、「CD-1010」、「CD-1011」、「CD-1012」(以上、米国、Sartomer社製)、「CPI-100P」、「CPI-101A」(以上、サンアプロ(株)製)等の市販品を使用することができる。
 光重合開始剤の含有量(2種以上含有する場合はその総量)としては、硬化性樹脂組成物に含まれる光重合性化合物(全量)100重量部に対して、例えば、0.1~100重量部が好ましく、その下限値は0.5重量部であることがより好ましく、3重量部であることがさらに好ましい。また、その上限値は50重量部であることがより好ましく、20重量部であることがさらに好ましい。光重合開始剤の含有量が上記範囲を下回ると、硬化性が低下する傾向がある。一方、光重合開始剤の含有量が上記範囲を上回ると、硬化物が着色し易くなる傾向がある。
<溶剤>
 溶剤としては、例えば、エーテル(ジエチルエーテル;エチレングリコールモノ又はジアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノ又はジアルキルエーテル、プロピレングリコールモノ又はジアルキルエーテル、プロピレングリコールモノ又はジアリールエーテル、ジプロピレングリコールモノ又はジアルキルエーテル、トリプロピレングリコールモノ又はジアルキルエーテル、1,3-プロパンジオールモノ又はジアルキルエーテル、1,3-ブタンジオールモノ又はジアルキルエーテル、1,4-ブタンジオールモノ又はジアルキルエーテル、グリセリンモノ,ジ又はトリアルキルエーテル等のグリコールエーテル類等の鎖状エーテル;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル等)、エステル(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、C5-6シクロアルカンジオールモノ又はジアセテート、C5-6シクロアルカンジメタノールモノ又はジアセテート等のカルボン酸エステル類;エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ又はジアセテート、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノ又はジアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ又はジアセテート、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノ又はジアセテート、1,3-プロパンジオールモノアルキルエーテルアセテート、1,3-プロパンジオールモノ又はジアセテート、1,3-ブタンジオールモノアルキルエーテルアセテート、1,3-ブタンジオールモノ又はジアセテート、1,4-ブタンジオールモノアルキルエーテルアセテート、1,4-ブタンジオールモノ又はジアセテート、グリセリンモノ,ジ又はトリアセテート、グリセリンモノ又はジC1-4アルキルエーテルジ又はモノアセテート、トリプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノ又はジアセテート等のグリコールアセテート類又はグリコールエーテルアセテート類等)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、3,5,5-トリメチル-2-シクロヘキセン-1-オン等)などが挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
 本開示の硬化性樹脂組成物は、上記成分以外にも、例えば、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、カルボキシ基含有樹脂等の樹脂、硬化剤、硬化促進剤、添加剤(充填剤、消泡剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色材(着色剤)、低応力化剤、可とう性付与剤、ワックス類、架橋剤、ハロゲントラップ剤、レベリング剤、濡れ改良剤等)を含んでいてもよい。
 本開示の硬化性樹脂組成物における共重合体の含有量は特に限定されないが、例えば、3~40重量%である。また、硬化性樹脂組成物に含まれる硬化性化合物全量に対する共重合体の含有量は特に限定されないが、例えば、20重量%以上が好ましく、より好ましくは30重量%以上、さらに好ましくは40重量%以上、特に好ましくは50重量%以上である。
 本開示の硬化性樹脂組成物が色材を含む場合、感光性樹脂組成物として使用することができる。感光性樹脂組成物を調製する方法としては、例えば、溶剤中において、必要に応じて顔料分散剤を併存させて、顔料などの色材を分散させて、色材分散液を調製し、別途、アルカリ可溶性樹脂、光重合性化合物、光重合開始剤、及び必要によりその他の添加剤を溶剤に溶解させ、これを前記の色材分散液と混合し、必要によりさらに溶剤を添加する方法などが挙げられる。
 本開示の感光性樹脂組成物は、通常、容器に封入して、流通、保管に供される。本開示の感光性樹脂組成物は、流通、保管に際し、保存安定性に優れる。
[硬化物]
 本開示の硬化性樹脂組成物を硬化させることにより諸物性に優れた硬化物が得られる。例えば、前記硬化性樹脂組成物を、スピンコーター、ディップコーター、ローラコーター、スリットコーター等の慣用の塗布手段により、各種基材又は基板へ塗工して塗膜を形成した後、該塗膜を硬化させることにより硬化物を得ることができる。硬化は、例えば、硬化性樹脂組成物に光照射及び/又は加熱処理を施すことにより行われる。
 前記光照射は、例えば、水銀ランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ、メタルハライドランプ、太陽光、電子線源、レーザー光源、LED光源等を使用し、積算照射量が、例えば、500~5000mJ/cm2となる範囲で照射することが好ましい。
 前記加熱処理は、例えば60~300℃(好ましくは100~250℃)の温度で、例えば、1~120分間(好ましくは1~60分)加熱することが好ましい。
 基材又は基板としては、シリコンウエハー、金属、プラスチック、ガラス、セラミック等が挙げられる。硬化後の塗膜の厚みは、例えば、0.05~20μmが好ましく、より好ましくは0.1~10μmである。
 本開示の硬化物(硬化後の塗膜)は、耐溶剤性に優れ、高い絶縁性を有するものであるため、保護膜や絶縁膜として有用である。また、カラーフィルタ保護膜、マイクロレンズ、着色パターン等の形成材料、透明膜等としても有用である。
 本開示の硬化性樹脂組成物が色材を含む場合、その硬化物は、カラーフィルタとして用いることができる。前記カラーフィルタは、前記感光性樹脂組成物から形成された着色パターンを備えるものであってもよい。カラーフィルタは、例えば、基板上に前記感光性樹脂組成物を用いて着色パターンを形成する工程、及び前記着色パターンをポストベークする工程を経て製造することができる。
 本明細書に開示された各々の態様は、本明細書に開示された他のいかなる特徴とも組み合わせることができる。各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は、一例であって、本開示の趣旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本開示に係る各発明は、実施形態や以下の実施例によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
 以下に、実施例に基づいて本開示をより詳細に説明するが、本開示はこれらの実施例により限定されるものではない。
 共重合体の酸価は、0.1N-NaOH標準溶液を用いた中和滴定により測定した。樹脂溶液を0.5g精秤し、THF70mLと蒸留水10mLを加えた。指示薬としてフェノールフタレイン溶液を2、3適加え、撹拌して均一にする。この溶液を撹拌しながら0.1mol/LのNaOH水溶液で滴定し、溶液が無色からピンク色に変色した点を終点とし、下記式により酸価を算出した。
  酸価(KOHmg/g)=A×F×5.6/S/不揮発性分(%)×100
(式中、Aは終点までに滴下した0.1mol/LのNaOH水溶液量(mL)、Fは、0.1N-NaOH水溶液のファクター、Sは試料採取量(g))
[製造例1]
 還流冷却器、滴下ロート及び撹拌機を備えた1Lのフラスコ内に窒素を適量流して窒素雰囲気とし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート160g及び1-メトキシ2-プロパノール110gを入れ、撹拌しながら80℃まで加熱した。その後、単量体として2-アクリロイロキシエチル-コハク酸254g、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(サイクロマーM100)76gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート180gに溶解した溶液、及び2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)20gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート200gに溶解した混合溶液を、滴下ポンプを用いて約5時間かけて滴下した。混合溶液の滴下が終了した後、約3時間同温度に保持し、その後室温まで冷却して、固形分33.4重量%の共重合体溶液(C-1)を得た。生成した共重合体は重量平均分子量Mwが8,100、分散度が1.80、酸価が200KOHmg/gであった。
[製造例2]
 還流冷却器、滴下ロート及び撹拌機を備えた1Lのフラスコ内に窒素を適量流して窒素雰囲気とし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート145g及び1-メトキシ2-プロパノール110gを入れ、撹拌しながら80℃まで加熱した。その後、単量体として2-アクリロイロキシエチル-コハク酸223g、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(サイクロマーM100)68g、スチレン(ST)38gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート180gに溶解した溶液、及び2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)35gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート200gに溶解した混合溶液を、滴下ポンプを用いて約5時間かけて滴下した。混合溶液の滴下が終了した後、約3時間同温度に保持し、その後室温まで冷却して、固形分33.6重量%の共重合体溶液(C-2)を得た。生成した共重合体は重量平均分子量Mwが5,500、分散度が1.67、酸価が175KOHmg/gであった。
[製造例3]
 還流冷却器、滴下ロート及び撹拌機を備えた1Lのフラスコ内に窒素を適量流して窒素雰囲気とし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート161g及び1-メトキシ2-プロパノール110gを入れ、撹拌しながら80℃まで加熱した。その後、単量体として2-アクリロイロキシエチル-コハク酸209g、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(サイクロマーM100)63g、シクロヘキシルマレイミド(CHMI)58gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート180gに溶解した溶液、及び2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)19gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート200gに溶解した混合溶液を、滴下ポンプを用いて約5時間かけて滴下した。混合溶液の滴下が終了した後、約3時間同温度に保持し、その後室温まで冷却して、固形分33.4重量%の共重合体溶液(C-3)を得た。生成した共重合体は重量平均分子量Mwが8,300、分散度が1.69、酸価が165KOHmg/gであった。
[製造例4]
 還流冷却器、滴下ロート及び撹拌機を備えた1Lのフラスコ内に窒素を適量流して窒素雰囲気とし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート168g及び1-メトキシ2-プロパノール110gを入れ、撹拌しながら80℃まで加熱した。その後、単量体として2-アクリロイロキシエチル-コハク酸138g、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(サイクロマーM100)98g、ベンジルメタクリレート(BzMA)94gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート180gに溶解した溶液、及び2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)12gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート200gに溶解した混合溶液を、滴下ポンプを用いて約5時間かけて滴下した。混合溶液の滴下が終了した後、約3時間同温度に保持し、その後室温まで冷却して、固形分33.3重量%の共重合体溶液(C-4)を得た。生成した共重合体は重量平均分子量Mwが17,100、分散度が2.19、酸価が108KOHmg/gであった。
[製造例5]
 還流冷却器、滴下ロート及び撹拌機を備えた1Lのフラスコ内に窒素を適量流して窒素雰囲気とし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート162g及び1-メトキシ2-プロパノール110gを入れ、撹拌しながら80℃まで加熱した。その後、単量体として2-アクリロイロキシエチル-コハク酸220g、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(サイクロマーM100)50g、ブチルメタクリレート(BMA)60gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート180gに溶解した溶液、及び2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)18gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート200gに溶解した混合溶液を、滴下ポンプを用いて約5時間かけて滴下した。混合溶液の滴下が終了した後、約3時間同温度に保持し、その後室温まで冷却して、固形分33.7重量%の共重合体溶液(C-5)を得た。生成した共重合体は重量平均分子量Mwが9,900、分散度が2.06、酸価が173KOHmg/gであった。
[製造例6]
 還流冷却器、滴下ロート及び撹拌機を備えた1Lのフラスコ内に窒素を適量流して窒素雰囲気とし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート95g及び1-メトキシ2-プロパノール220gを入れ、撹拌しながら65℃まで加熱した。その後、単量体としてアクリル酸(AA)115g、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(サイクロマーM100)205gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート30g、1-メトキシ2-プロパノール100gに溶解した溶液、及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)35gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート200gに溶解した混合溶液を、滴下ポンプを用いて約5時間かけて滴下した。混合溶液の滴下が終了した後、約3時間同温度に保持し、その後室温まで冷却して、固形分32.5重量%の共重合体溶液(C-6)を得た。生成した共重合体は重量平均分子量Mwが11,000、分散度が3.51、酸価が276.4KOHmg/gであった。
[製造例7]
 還流冷却器、滴下ロート及び撹拌機を備えた1Lのフラスコ内に窒素を適量流して窒素雰囲気とし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート74g及び1-メトキシ2-プロパノール190gを入れ、撹拌しながら65℃まで加熱した。その後、単量体としてアクリル酸(AA)101g、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(サイクロマーM100)162g、スチレン(ST)57gを1-メトキシ2-プロパノール130gに溶解した溶液、及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)36gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート250gに溶解した混合溶液を、滴下ポンプを用いて約5時間かけて滴下した。混合溶液の滴下が終了した後、約3時間同温度に保持し、その後室温まで冷却して、固形分32.4重量%の共重合体溶液(C-7)を得た。生成した共重合体は重量平均分子量Mwが9,800、分散度が3.36、酸価が242.2KOHmg/gであった。
[製造例8]
 還流冷却器、滴下ロート及び撹拌機を備えた1Lのフラスコ内に窒素を適量流して窒素雰囲気とし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8g及び1-メトキシ2-プロパノール210gを入れ、撹拌しながら65℃まで加熱した。その後、単量体としてメタクリル酸(MAA)131g、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(サイクロマーM100)99g、シクロヘキシルマレイミド(CHMI)91gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート60g、1-メトキシ2-プロパノール110gに溶解した溶液、及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)42gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート250gに溶解した混合溶液を、滴下ポンプを用いて約5時間かけて滴下した。混合溶液の滴下が終了した後、約3時間同温度に保持し、その後室温まで冷却して、固形分32.3重量%の共重合体溶液(C-8)を得た。生成した共重合体は重量平均分子量Mwが7,500、分散度が2.21、酸価が266.3KOHmg/gであった。
[製造例9]
 還流冷却器、滴下ロート及び撹拌機を備えた1Lのフラスコ内に窒素を適量流して窒素雰囲気とし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート60g及び1-メトキシ2-プロパノール170gを入れ、撹拌しながら65℃まで加熱した。その後、単量体としてメタクリル酸(MAA)104g、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(サイクロマーM100)157g、ベンジルメタクリレート(BzMA)89gを1-メトキシ2-プロパノール140gに溶解した溶液、及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)30gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート250gに溶解した混合溶液を、滴下ポンプを用いて約5時間かけて滴下した。混合溶液の滴下が終了した後、約3時間同温度に保持し、その後室温まで冷却して、固形分35.8重量%の共重合体溶液(C-9)を得た。生成した共重合体は重量平均分子量Mwが8,400、分散度が2.15、酸価が193.9KOHmg/gであった。
[製造例10]
 還流冷却器、滴下ロート及び撹拌機を備えた1Lのフラスコ内に窒素を適量流して窒素雰囲気とし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート64g及び1-メトキシ2-プロパノール190gを入れ、撹拌しながら65℃まで加熱した。その後、単量体としてアクリル酸(AA)122g、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(サイクロマーM100)109g、ブチルメタクリレート(BMA)79gを1-メトキシ2-プロパノール130gに溶解した溶液、及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)46gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート260gに溶解した混合溶液を、滴下ポンプを用いて約5時間かけて滴下した。混合溶液の滴下が終了した後、約3時間同温度に保持し、その後室温まで冷却して、固形分31.4重量%の共重合体溶液(C-10)を得た。生成した共重合体は重量平均分子量Mwが10,700、分散度が3.20、酸価が302.7KOHmg/gであった。
[実施例1]
 製造例1で得られた共重合体溶液(C-1)に、グリシジルメタクリレート(GMA)78g、トリフェニルホスフィン(TPP)3g及びメトキノン2gを加え、90℃で13時間反応させることにより、共重合体溶液(P-1)を得た。反応は酸素6%、窒素94%容量の混気気流下で行った。
[実施例2]
 製造例2で得られた共重合体溶液(C-2)に、グリシジルメタクリレート(GMA)55g、トリフェニルホスフィン(TPP)3g及びメトキノン2gを加える以外は実施例1と同様の方法により共重合体溶液(P-2)を得た。
[実施例3]
 製造例3で得られた共重合体溶液(C-3)に、グリシジルメタクリレート(GMA)69g、トリフェニルホスフィン(TPP)3g及びメトキノン2gを加える以外は実施例1と同様の方法により共重合体溶液(P-3)を得た。
[実施例4]
 製造例4で得られた共重合体溶液(C-4)に、グリシジルメタクリレート(GMA)43g、トリフェニルホスフィン(TPP)3g及びメトキノン2gを加える以外は実施例1と同様の方法により共重合体溶液(P-4)を得た。
[実施例5]
 製造例5で得られた共重合体溶液(C-5)に、グリシジルメタクリレート(GMA)72g、トリフェニルホスフィン(TPP)3g及びメトキノン2gを加える以外は実施例1と同様の方法により共重合体溶液(P-5)を得た。
[比較例1]
 製造例6で得られた共重合体溶液(C-6)に、グリシジルメタクリレート(GMA)112g、トリフェニルホスフィン(TPP)3g及びメトキノン2gを加える以外は実施例1と同様の方法により共重合体溶液(P-6)を得た。
[比較例2]
 製造例7で得られた共重合体溶液(C-7)に、グリシジルメタクリレート(GMA)98g、トリフェニルホスフィン(TPP)3g及びメトキノン2gを加える以外は実施例1と同様の方法により共重合体溶液(P-7)を得た。
[比較例3]
 製造例8で得られた共重合体溶液(C-8)に、グリシジルメタクリレート(GMA)108g、トリフェニルホスフィン(TPP)3g及びメトキノン2gを加える以外は実施例1と同様の方法により共重合体溶液(P-8)を得た。
[比較例4]
 製造例9で得られた共重合体溶液(C-9)に、グリシジルメタクリレート(GMA)64g、トリフェニルホスフィン(TPP)3g及びメトキノン2gを加える以外は実施例1と同様の方法により共重合体溶液(P-9)を得た。
[比較例5]
 製造例10で得られた共重合体溶液(C-10)に、グリシジルメタクリレート(GMA)127g、トリフェニルホスフィン(TPP)3g及びメトキノン2gを加える以外は実施例1と同様の方法により共重合体溶液(P-10)を得た。
 実施例1~5及び比較例1~5で得られた共重合体溶液(P-1)~(P-10)について、共重合体組成を表1に示す。なお、構成単位のモル比(モル%)は対応する化合物の使用量の比として記載する。ただし、構成単位(A)及び(C)については以下の様に算出した。
 構成単位(A)のモル比は、式(1)で表される化合物(a)の使用量から、エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)の使用量を減じて算出されたものである。これは、使用したエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)の全てが式(1)で表される化合物(a)のカルボキシル基と反応したと仮定したものである。構成単位(C)のモル比は、使用したエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)のモル比である。
 実施例1~5及び比較例1~5で得られた共重合体溶液(P-1)~(P-10)を用いて以下の評価試験を行った。結果を表1に示す。
(製造安定性試験)
 実施例1~5及び比較例1~5において、反応後の共重合体溶液がゲル化したものについては、表1に「ゲル化」と記載した。また、得られた共重合体溶液について、共重合体の重量平均分子量(ポリスチレン換算)を測定し、分子量分布の値より製造安定性を評価した。表1に分子量分布が2.5以下の場合を「◎」、2.5を超えて3.5以下の場合を「〇」、3.5を超える場合を「△」と記載した。
(保存安定性試験)
 実施例1~5及び比較例1~5で得られた共重合体溶液の重量平均分子量(ポリスチレン換算)を測定すると共に、40℃のオーブンで2週間保管後、重量平均分子量を測定し、その間の重量平均分子量の増加率を以下の計算式で算出し、結果を表1に記載した。
 P:保管前(合成直後)の重量平均分子量、Q:保管後の重量平均分子量
 重量平均分子量増加率(%)={(Q/P)×100}-100
 なお、共重合体の重量平均分子量(ポリスチレン換算)及び分子量分布(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は、以下の装置で測定した。
 装置:検出器:RID-20A(島津製作所)
 ポンプ:LC-20AD(島津製作所)
 システムコントローラー:CBM-20Alite(島津製作所)
 デガッサー:DGU-20A3(島津製作所)
 オートインジェクター:SIL-20A HT(島津製作所)
 カラム:Shodex KF-806L(昭和電工)
 溶離液:THF(テトラヒドロフラン)0.8ml/min
 温度:オーブン:40℃、RI:40℃
 検出器:RI
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 実施例1~5の共重合体は製造安定性に優れ、また、40℃でも重量平均分子量は増加しにくいことから保存安定性にも優れるという結果となった。その一方で、比較例1、2、及び5の共重合体は製造時においてゲル化してしまい、製造安定性に乏しいという結果となった。また、比較例3及び4の共重合体は、40℃において経時により重量平均分子量が増加し、保存安定性に乏しいという結果となった。このことは、実施例1~5の共重合体は2-アクリロイロキシエチル-コハク酸に由来する構成単位を有する一方で、比較例1~5の共重合体は前記構成単位を有しないことが理由の一つとして挙げられる。具体的に説明すると、2-アクリロイロキシエチル-コハク酸に由来する構成単位の側鎖はエステル結合を含み、且つある程度の長さを有するものであるため、共重合体全体としての酸性度が適度に低くなる。このため、共重合体の製造時においては、共重合体のエポキシ基、すなわち、サイクロマーM100に由来する脂環式エポキシ基の反応性が低下することから、グリシジルメタクリレート(GMA)に由来するエポキシ基が優先的に2-アクリロイロキシエチル-コハク酸に由来するカルボキシル基と反応するため、ゲル化が生じにくいと考えられる。また、製造後においては、共重合体の分子内におけるカルボキシル基とエポキシ基との反応が起こり難いため、経時における重量平均分子量の増加が見られなかったものと考えられる。
[実施例6~10及び比較例6~7]
 表2に記載した割合で所定の成分を混合することにより硬化性樹脂組成物を作製し、以下の評価を行った。結果を表2に示す。なお、表中の硬化性樹脂組成物の成分の単位は重量部である。
(耐溶剤性試験)
 ガラス板に実施例6~10及び比較例6~7で得られた硬化性樹脂組成物をスピンコーターで塗布したのち、80℃で3分プリベイクして、膜厚約5μmになるように塗膜を形成した。生成した塗膜を、高圧水銀灯500W60秒で硬化させた後、180℃で15分間加熱硬化させることで各評価用試験片を作製した。さらに、180℃を230℃に変えた他は同様の方法で、各評価用試験片を作製した。
 前記評価用試験片について、N―メチルピロリドン(NMP)、γ―ブチロラクトン(γ-BL)をそれぞれ1滴ずつ滴下し、10分間放置した。その後水洗し、溶剤を滴下した箇所が全く変化していなかった場合は◎、僅かに溶剤の跡が残るような場合は○、部分的に変色、膨潤するような場合は△、全面的に変色、溶解している場合は×とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 実施例6~10の硬化性樹脂組成物では、硬化温度が180℃でも230℃の場合と同様に良好な耐溶剤性を示した。その一方で、比較例6及び7の硬化性樹脂組成物は耐溶剤性が不良であることが示された。
 以下に、表1及び2で用いられた成分について説明する。
 AES:2-アクリロイロキシエチル-コハク酸(共栄社化学(株)製)
 AA:アクリル酸(三菱ケミカル(株)製)
 MAA:メタクリル酸(三菱ケミカル(株)製)
 M100:3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(商品名「サイクロマーM100」、(株)ダイセル製)
 GMA:グリシジルメタクリレート(日油(株)製)
 ST:スチレン(富士フイルム和光純薬(株)製)
 CHMI:N-シクロヘキシルマレイミド(日本触媒(株)製)
 BzMA:ベンジルメタクリレート(三菱ケミカル(株)製)
 BMA:ブチルメタクリレート(三菱ケミカル(株)製)
 DPHA:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(ダイセル・オルネクス(株)製)
 IRG184:1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン(株)製)
 PEMP:ペンタエリトリトールテトラ(3-メルカプトプロピオナート)(昭和電工(株)製)
 MMPGAc:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート((株)ダイセル製)
 以上のまとめとして、本開示の構成及びそのバリエーションを以下に付記する。
[1] 上記式(1)(式中、R1aは、水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2aは2価の有機基を示す。Xaはヘテロ原子を示す。)で表される化合物(a)に由来する構成単位(A)、
 エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)に由来する構成単位(B)、及び
 前記式(1)で表される化合物(a)とエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)との付加反応物に由来する構成単位(C)を含む共重合体であって、
 前記式(1)で表される化合物(a)に由来するカルボキシル基、
 前記エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)に由来するエポキシ基、及び
 前記エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)に由来する重合性不飽和基を有する共重合体。
[2] 前記構成単位(A)と前記構成単位(B)とを含む共重合体を、前記化合物(c)との付加反応に付すことにより得られる[1]に記載の共重合体。
[3] 前記化合物(a)において、式(1)のR1aが水素原子を示す[1]又は[2]に記載の共重合体。
[4] 前記化合物(a)において、式(1)のR2aがエステル結合を含む2価の有機基を示す[1]~[3]のいずれか1つに記載の共重合体。
[5] 前記化合物(a)において、式(1)のR2aが2つのアルキレン基が連結基を介して結合した基、2つのアルキレン基がエステル結合を介して結合した基、又は-C24-O-(C=O)-C24-基(左のC24基から左側に伸びる結合手がXaと結合し、右のC24基から右側に伸びる結合手が(C=O)-OH基の炭素原子と結合する)を示す[1]~[4]のいずれか1つに記載の共重合体。
[6] 前記化合物(a)において、式(1)のXaにおけるヘテロ原子が、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子を示す[1]~[5]のいずれか1つに記載の共重合体。
[7] 前記構成単位(A)の共重合体に占める割合は、共重合体を構成する全構成単位に対して10~50モル%であり、下限値が20モル%又は上限値が40モル%である[1]~[6]のいずれか1つに記載の共重合体。
[8] 前記化合物(b)のエポキシ基が、脂環式エポキシ基である[1]~[7]のいずれか1つに記載の共重合体。
[9] 前記化合物(b)のエポキシ基が、単環又は2環の脂環式エポキシ基である[1]~[8]のいずれか1つに記載の共重合体。
[10] 前記化合物(b)が、上記式(2)(式中、R1bは、水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2bは、それぞれ同一又は異なって、炭素数1~7のアルキル基を示す。Xbは単結合又は2価の有機基を示す。なお、R2bは、式(2)にて示されるシクロヘキサン環上の置換基を示しており、Ybが有する置換基には含まれない。Ybは非結合(Ybに対応する基が存在しないことを意味する)、置換基として炭素数1~3のアルキル基を有していてもよいメチレン基若しくはエチレン基、酸素原子、又は酸素原子と結合していてもよい硫黄原子を示す。nは0以上の整数(好ましくは0~7の整数)を示す。)で表される化合物である[1]~[9]のいずれか1つに記載の共重合体。
[11] 前記化合物(b)が、上記式(2’)(式中、R1bは、水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2bは、それぞれ同一又は異なって、炭素数1~7のアルキル基を示す。Xbは単結合又は2価の有機基を示す。なお、R2bは、式(2’)にて示されるシクロヘキサン環上の置換基を示しており、Ybが有する置換基には含まれない。Ybは非結合(Ybに対応する基が存在しないことを意味する)、置換基として炭素数1~3のアルキル基を有していてもよいメチレン基若しくはエチレン基、酸素原子、又は酸素原子と結合していてもよい硫黄原子を示す。nは0以上の整数(好ましくは0~7の整数)を示す。)で表される化合物である[1]~[10]のいずれか1つに記載の共重合体。
[12] 前記化合物(b)における、上記式(2)又は(2’)のXbが2価の有機基(好ましくはメチレン基等のアルキレン基)を示すか又はYbが非結合である[10]又は[11]に記載の共重合体。
[13] 前記構成単位(B)の共重合体に占める割合は、共重合体を構成する全構成単位に対して5~40モル%であり、下限値が10モル%又は15モル%であり、上限値が35モル%又は30モル%である[1]~[12]のいずれか1つに記載の共重合体。
[14] 前記化合物(c)と前記化合物(b)が異なる[1]~[13]のいずれか1つに記載の共重合体。
[15] 前記化合物(c)において、エポキシ基は脂肪族炭化水素基と結合した基(脂肪族エポキシ基)であり、好ましくはグリシジル基である[1]~[14]のいずれか1つに記載の共重合体。
[16] 前記化合物(c)が、アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート、2-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、2-エチルグリシジル(メタ)アクリレート、2-グリシジルオキシエチル(メタ)アクリレート、3-グリシジルオキシプロピル(メタ)アクリレート、グリシジルオキシフェニル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、及び4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテルからなる群より選択される少なくとも1つである[1]~[15]のいずれか1つに記載の共重合体。
[17] 前記構成単位(C)の共重合体に占める割合は、共重合体を構成する全構成単位に対して10~60モル%であり、下限値が15モル%であること又は上限値が50モル%若しくは35モル%である[1]~[16]のいずれか1つに記載の共重合体。
[18] さらに、下記(d1)~(d4)からなる群より選択された少なくとも1つの化合物に由来する構成単位(D)を含む[1]~[17]のいずれか1つに記載の共重合体。
(d1)アルキル基で置換されていてもよいスチレン
(d2)N-置換マレイミド
(d3)N-ビニル化合物
(d4)上記式(4)(式中、R1dは水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2dは1価の有機基を示す。Xdはヘテロ原子を示す。)
で表される不飽和カルボン酸誘導体
[19] 前記構成単位(A)、前記構成単位(B)、及び前記構成単位(D)を含む共重合体を、前記化合物(c)との付加反応に付することにより得られる[18]に記載の共重合体。
[20] 前記構成単位(D)の共重合体に占める割合は、共重合体を構成する全構成単位に対して0~50モル%であり、下限値が1モル%又は上限値が35モル%である[18]又は[19]に記載の共重合体。
[21] 共重合体が構成単位(A)と構成単位(B)と構成単位(C)を含み、構成単位(D)を含まない場合、構成単位(A)~(C)の総量が、共重合体を構成する全構成単位に対して90モル%以上、95モル%以上、99モル%以上、又は実質的に100モル%であり、共重合体が構成単位(A)と構成単位(B)と構成単位(C)と構成単位(D)とを含む場合、構成単位(A)~(D)の総量が、共重合体を構成する全構成単位に対して90モル%以上、95モル%以上、99モル%以上、又は実質的に100モル%である[1]~[20]のいずれか1つに記載の共重合体。
[22] 重量平均分子量(Mw)が5000~70000又は7000~20000であり、分子量分布(重量平均分子量と数平均分子量との比:Mw/Mn)が3.5以下(例えば、1.1~3.5)、又は2.5以下(1.1~2.5)である[1]~[21]のいずれか1つに記載の共重合体。
[23] 酸価が30~120mgKOH/g又は40~100mgKOH/gである[1]~[22]のいずれか1つに記載の共重合体。
[24] [1]~[23]のいずれか1つに記載の共重合体を含む硬化性樹脂組成物。

[25] さらに多官能ビニル化合物、多官能チオール化合物、又は多官能エポキシ化合物を含む[24]に記載の共重合体を含む硬化性樹脂組成物。

[26] さらに光重合開始剤を含む[24]又は[25]に記載の硬化性樹脂組成物。
[27] さらに色材を含む[24]~[26]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[28] 硬化性樹脂組成物における共重合体の含有量が3~40重量であり、硬化性樹脂組成物に含まれる硬化性化合物全量に対する共重合体の含有量が、20重量%以上、30重量%以上、40重量%以上、又は50重量%以上である[24]~[27]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[29] [24]~[28]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物の硬化物。
[30] [24]~[28]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物の硬化物であるカラーフィルタ。
[31] 上記式(1)(式中、R1aは、水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2aは2価の有機基を示す。Xaはヘテロ原子を示す。)で表される化合物(a)と、
 エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)とを共重合反応に付した後、得られた共重合体の一部のカルボキシル基にエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)のエポキシ基を付加させることを特徴とする共重合体の製造方法。
 本開示の共重合体は、硬化性、製造安定性、及び保存安定性に優れ、さらに、硬化物に対して優れた耐溶剤性を付与する。また、前記共重合体を含む硬化性樹脂組成物は硬化性に優れる。また、その硬化物は耐溶剤性に優れる。

Claims (12)

  1.  下記式(1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、R1aは、水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2aは2価の有機基を示す。Xaはヘテロ原子を示す。)
    で表される化合物(a)に由来する構成単位(A)、
     エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)に由来する構成単位(B)、及び
     前記式(1)で表される化合物(a)とエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)との付加反応物に由来する構成単位(C)を含む共重合体であって、
     前記式(1)で表される化合物(a)に由来するカルボキシル基、
     前記エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)に由来するエポキシ基、及び
     前記エポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)に由来する重合性不飽和基を有する共重合体。
  2.  前記化合物(b)のエポキシ基が、脂環式エポキシ基である請求項1に記載の共重合体。
  3.  前記化合物(b)のエポキシ基が、単環又は2環の脂環式エポキシ基である請求項1又は2に記載の共重合体。
  4.  前記化合物(c)において、エポキシ基は脂肪族炭化水素基と結合している請求項1又は2に記載の共重合体。
  5.  前記化合物(a)において、式(1)のR2aがエステル結合を含む2価の有機基を示す請求項1又は2に記載の共重合体。
  6.  さらに、下記(d1)~(d4)からなる群より選択された少なくとも1つの化合物に由来する構成単位(D)を含む請求項1又は2に記載の共重合体。
    (d1)アルキル基で置換されていてもよいスチレン
    (d2)N-置換マレイミド
    (d3)N-ビニル化合物
    (d4)下記式(4)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式中、R1dは水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2dは1価の有機基を示す。Xdはヘテロ原子を示す。)
    で表される不飽和カルボン酸誘導体
  7.  請求項1又は2に記載の共重合体を含む硬化性樹脂組成物。
  8.  さらに光重合開始剤を含む請求項7に記載の硬化性樹脂組成物。
  9.  さらに色材を含む請求項7に記載の硬化性樹脂組成物。
  10.  請求項7に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物。
  11.  請求項9に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物であるカラーフィルタ。
  12.  下記式(1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式中、R1aは、水素原子又は炭素数1~7のアルキル基を示す。R2aは2価の有機基を示す。Xaはヘテロ原子を示す。)
    で表される化合物(a)と、
     エポキシ基含有重合性不飽和化合物(b)とを共重合反応に付した後、得られた共重合体の一部のカルボキシル基にエポキシ基含有重合性不飽和化合物(c)のエポキシ基を付加させることを特徴とする共重合体の製造方法。
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