エポキシ樹脂およびエポキシ樹脂組成物
【課題】 低粘度で、着色が少なく、硬化性に優れたエポキシ樹脂、並びに耐熱性、光線透過率、耐光性、耐クラック性および耐水性のいずれにも優れたエポキシ樹脂硬化物を提供することである。
【解決手段】 一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（Ａ）；前記エポキシ樹脂、並びに硬化剤（Ｈ１）および／または硬化触媒（Ｈ２）を含有するエポキシ樹脂組成物；前記エポキシ樹脂組成物より得られる硬化物である。
【化１】
［式中、R1は炭素数１〜２０の直鎖または分岐アルキレン基を表す。］
【解決手段】 一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（Ａ）；前記エポキシ樹脂、並びに硬化剤（Ｈ１）および／または硬化触媒（Ｈ２）を含有するエポキシ樹脂組成物；前記エポキシ樹脂組成物より得られる硬化物である。
【化１】
［式中、R1は炭素数１〜２０の直鎖または分岐アルキレン基を表す。］
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物およびその硬化物に関する。
さらに詳細には、特定の脂環式構造を有する過酸化物価が低いエポキシ樹脂、該エポキシ樹脂を含有するエポキシ樹脂組成物、その硬化物、並びに前記エポキシ樹脂から得られる塗料、接着剤および成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エポキシ樹脂は、注型、封止および積層板等の電気・電子分野、さらには粘接着剤、塗料および複合材料等の分野に広く使用されている。特に液状のエポキシ樹脂は、常温での作業性に優れるため建築物の防食塗料材料や注型用材料として、あるいは、半導体素子に樹脂をコーティングして封止に用いる液状封止材料、ベアチップ封止材料や、ダイボンディング材料および銀ペースト用導電接着材料として好適に使用されている。
例えば、周知のビスフェノール型エポキシ樹脂は、常温で液状であり、硬化剤や添加剤等との混合が容易であることから広く使用されているが、近年の小型化または薄型の電子部品に使用するには粘度が高く、部品間の微細な隙間に樹脂が完全に充填しなかったり気泡を巻き込んだりする成形不良を起こし、絶縁不良や耐湿性の劣化を起こすという問題点がある（特許文献１）。
そのため、反応性希釈剤と併用されることが多々あるが、反応性希釈剤で低粘度化した場合は、耐熱性や耐湿性の劣化を起こすことが多い。また、芳香族エポキシ樹脂は、紫外線により変色する等、耐光性に関して低いレベルにあり、光学素子用封止剤等の光学樹脂としての使用や屋外での使用には制限がある。
【０００３】
一方、低粘度で高い耐熱性を有し、耐光性レベルが高いエポキシ樹脂として、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’、４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート構造をもった脂環式エポキシ樹脂が知られている（非特許文献１）。
しかし、これらの脂環式エポキシ樹脂は、耐クラック性や耐水性が充分ではない。また、アミン系硬化剤やフェノール系硬化剤では反応が遅く、使用できないものが多い。
【０００４】
すなわち、従来のエポキシ樹脂は、低粘度、かつ耐熱性、耐光性、耐クラック性および耐水性を満足するものはないため、これらを満足する液状の新規エポキシ樹脂が望まれていた。
さらに、従来の方法で製造したエポキシ樹脂は、機械物性や電気特性などの長期信頼性に影響を与える金属イオンや塩素イオンなどの不純物を含むため、これらの不純物含量の低いエポキシ樹脂が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−０４１３９５号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「エポキシ樹脂ハンドブック」（新保正樹 著、日刊工業新聞社 昭和６２年発行）７７〜８７頁
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（Ａ）；前記エポキシ樹脂、並びに硬化剤（Ｈ１）および／または硬化触媒（Ｈ２）を含有するエポキシ樹脂組成物；前記エポキシ樹脂より得られる硬化物、塗料、接着剤および成形体である。
【０００８】
【化１】
【０００９】
［式中、R1は炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキレン基を表す。］
【発明の効果】
【００１０】
本発明のエポキシ樹脂は、低粘度であり、着色が少なく、かつさまざまな硬化剤との硬化性に優れる。さらに、本発明のエポキシ樹脂を用いた場合、耐熱性、光透過性、耐光性、耐クラック性および耐水性のいずれにも優れるエポキシ樹脂硬化物が得られる。
また、本発明のエポキシ樹脂は、不飽和化合物の酸化反応で得られるが、タングステン化合物と相間移動触媒の存在下で、過酸化水素で酸化反応させる方法で得られた場合は、不純物としての金属および過酸化物等の含有量が特に少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例２で得られたエポキシ樹脂（Ａ−２）の赤外スペクトルを示すものである。
【図２】実施例２で得られたエポキシ樹脂（Ａ−２）の1Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示す図である。
【図３】実施例２で得られたエポキシ樹脂（Ａ−２）の１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）は下記一般式（１）で表される。
【００１３】
【化２】
【００１４】
［式中、R1は炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキレン基を表す。］
【００１５】
上記の一般式（１）において、Ｒ１としては炭素数１〜２０の直鎖または分岐アルキレン基が挙げられる。
直鎖のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基、ノナデシレン基およびエイコシレン基等が挙げられる。
分岐のアルキレン基としては、イソプロピレン基、イソブチレン基および２-エチルヘキシレン基等が挙げられる。
【００１６】
エポキシ樹脂（Ａ）の具体例としては、エチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル、プロピレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル、ブチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル、ペンチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル、２−エチルヘキシレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル等が挙げられる。
耐クラック性と耐熱性の両立の観点から、プロピレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル、ブチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル、ペンチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテルが好ましい。
【００１７】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）は、過酸化物価が３０ｍｅｑ（ミリ当量）／Ｋｇ以下であることが好ましく、さらに好ましくは２０ｍｅｑ／Ｋｇ以下、特に好ましくは１０ｍｅｑ／Ｋｇ以下である。
３０ｍｅｑ／Ｋｇ以下であると、金属の腐食や樹脂強度の低下が少なく、耐光性が良好であるため、防食塗料材料、光半導体用封止剤および光学部品用接着剤等の用途に特に適する。さらに、１０ｍｅｑ／Ｋｇ以下であると、耐光試験後の透過率の低下がさらに少なくなる。
【００１８】
過酸化物価（ｍｅｑ／Ｋｇ）の測定方法としては、日本油化学協会編「基礎油脂分析試験法」（１９９９年発行）に記載の方法に基づき、試料にヨウ化カリウムを加えた場合に遊離されたヨウ素のミリ当量数を試料１ｋｇ当たりに換算して求める方法などが挙げられる。
【００１９】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）は、金属含量が２０ｐｐｍ以下であることが好ましく、１０ｐｐｍ以下であることがさらに好ましい。
２０ｐｐｍ以下であると、着色が少なく、電気特性等が良好になり、アンダーフィル剤、半導体用封止剤、ビルドアップ基板用樹脂および光半導体用封止剤等の用途に特に適する。
含有する金属としては、各種の金属が挙げられるが、通常、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属；カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属；アルミニウム、；並びにタングステン、モリブデン、チタンなど酸化触媒由来の金属などが挙げられる。
金属含量の測定方法としては、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析などが挙げられる。
【００２０】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）は、ハーゼン色数（ＡＰＨＡ）が５０以下であることが好ましく、３０以下であることがさらに好ましい。
５０以下であると、顔料や染料を混合した場合の色再現性がよく、可視光透過性が高い。また、光を透過できるため、光硬化も可能である。そのため、マイクロレンズ、光半導体用封止剤、光学部品用接着剤、光ファイバー用コーティング剤および光造形用樹脂等の用途に適する。
ハーゼン色数（ＡＰＨＡ）は、ＡＳＴＭ−Ｄ−１２０９に準拠して、ＡＰＨＡ標準液と目視比較することにより求めることができる。
【００２１】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）の製造法としては、例えば以下の製法（１）〜製法（４）などの方法等が挙げられる。
【００２２】
製法（１）：タングステン化合物（Ｄ）と相間移動触媒（Ｅ）の存在下で、下記一般式（２）で表される不飽和化合物（Ｂ）を過酸化水素（Ｃ）で酸化反応させる方法
【００２３】
【化３】
【００２４】
式中、Ｒ２は炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキル基を表し、一般式（１）におけるＲ１と同様の基である。
【００２５】
製法（２）：タングステン化合物（Ｄ）と相関移動触媒（Ｅ）をあらかじめ反応させて得られたヘテロポリ酸を触媒として、上記の不飽和化合物（Ｂ）を過酸化水素（Ｃ）で酸化反応する方法
【００２６】
製法（３）：上記の不飽和化合物（Ｂ）または不飽和化合物（Ｂ）を含む溶液を有機過酸化物（例えば過安息香酸、過ギ酸、過フタル酸、過プロピオン酸、過酢酸あるいはトリフルオロ過酢酸など）で酸化した後、揮発分を共沸除去し、得られた粗エポキシ樹脂を蒸留精製し、さらには残存する酸化剤を還元剤（例えばヒドラジン、水素化ホウ素ナトリウム、ボラン、次亜リン酸ナトリウム、亜リン酸ナトリウム、水素化アルミニウムリチウム、チオ硫酸ナトリウム）での還元、活性炭吸着、ろ過の工程を繰り返し行い精製する方法
【００２７】
製法（４）：チタンゼオライトと分子状酸素を用いて上記の不飽和化合物（Ｂ）を酸化する方法
【００２８】
これらのうち好ましいのは製法（１）と製法（２）の方法であり、特に好ましいのは製法（１）である。
製法（１）の方法は、安価で取り扱いのし易い過酸化水素を使用し、不飽和基を高選択的に酸化し、かつ副生物が少なく、しかも得られたエポキシ樹脂（Ａ）は、色相が良好で、金属含量も少なく、かつ過酸化物が少ない。また、経変による過酸化物の増加が少ない。
【００２９】
以下において、製法（１）について詳述する。
製法（１）において原料となる一般式（２）で表される不飽和化合物（Ｂ）は、前記一般式（１）におけるエポキシ基がビニル基である化合物であり、例えば、エチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル、プロピレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテルおよびブチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテルなどが挙げられる。
【００３０】
不飽和化合物（Ｂ）の製造法としては、５−エチリデンビシクロ［２．２．１］ヘプトエンのシクロ環の二重結合に、酸触媒下でアルキレングリコールのプロトンを付加させてエーテル化する方法、並びに５−エチリデンビシクロ［２．２．１］ヘプタノールとアルキレングリコールを酸触媒下で減圧脱水し、エーテル化する方法などが挙げられる。
これらのエーテル化反応の反応条件は、例えば特開昭６１−５１５７０号公報などに記載されているが、酸触媒としては、三フッ化ホウ素・ＴＨＦ錯体、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体、三塩化アルミ等のルイス酸、ヘテロポリ酸、ベンゼンスルホン酸等の強プロトン酸、メタロシリケート、強酸性陽イオン交換樹脂等の固体酸などが使用でき、前者の反応温度は４０〜１６０℃が好ましく、後者の場合は１００〜１８０℃が好ましい。
【００３１】
製法（１）において使用されるタングステン化合物（Ｄ）としては、タングステン酸（Ｄ１）、タングステン酸塩（Ｄ２）およびこれらの併用が挙げられる。
【００３２】
タングステン酸（Ｄ１）としては、タングステン酸（Ｈ２ＷＯ４）ケイタングステン酸（Ｈ４［ＳｉＷ１２Ｏ４０］．ｘＨ２Ｏ）、リンタングステン酸 （Ｈ３［ＰＷ１２Ｏ４０］．ｘＨ２Ｏ）、リンバナドタングステン酸（Ｈ３＋ｍ［ＰＶｍＷ１２−ｍＯ４０］．ｘＨ２Ｏ）、ケイモリブドタングステン酸（Ｈ４［ＳｉＭｏｍＷ１２−ｍＯ４０］．ｘＨ２Ｏ）、リンモリブドタングステン酸（Ｈ３［ＰＭｏｍＷ１２−ｍＯ４０］．ｘＨ２Ｏ）（ただし、ｍは１〜１１の整数を、ｘは１以上の整数を示す。）等が挙げられる。これらのタングステン酸（Ｄ１）のうち好ましいのはタングステン酸（Ｈ２ＷＯ４）、ケイタングステン酸（Ｈ４［ＳｉＷ１２Ｏ４０］．ｘＨ２Ｏ）およびリンタングステン酸（Ｈ３［ＰＷ１２Ｏ４０］．ｘＨ２Ｏ）である。
【００３３】
タングステン酸塩（Ｄ２）としては、上記タングステン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、銅塩、金塩、ガリウム塩およびアンモニウム塩が挙げられる。
タングステン酸塩（Ｄ２）の好ましい例としては、上記の好ましいタングステン酸のナトリウム塩、カリウム塩、バリウム塩、セシウム塩、カルシウム塩およびアンモニウム等が挙げられる。
【００３４】
タングステン化合物（Ｄ）の使用量は、二重結合に対してタングステン原子の当量が０．００１当量〜０．１当量であり、好ましくは０．０１当量〜０．０５当量である。
【００３５】
製法（１）で必須の過酸化水素（Ｃ）は、１重量％〜６０重量％の過酸化水素水として使用されるのが好ましい。
【００３６】
製法（１）では、タングステン化合物（Ｄ）と過酸化水素（Ｃ）以外に、さらに反応収率を向上させるために、相間移動触媒（Ｅ）を併用する。
相間移動触媒（Ｅ）としては、第四級アンモニウム塩（Ｅ１）および第四級ホスホニウム塩（Ｅ２）などが挙げられる。
【００３７】
第四級アンモニウム塩（Ｅ１）としては、アルキル基の炭素数が１〜１８の、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウム、ハロゲン化ベンジルトリアルキルアンモニウム、リン酸水素化テトラアルキルアンモニウム、リン酸水素化ベンジルトリアルキルアンモニウム、硫酸水素化テトラアルキルアンモニウムおよび硫酸水素化ベンジルトリアルキルアンモニウムなどが挙げられる。
【００３８】
第四級ホスホニウム塩（Ｅ２）としては、例えばアルキル基の炭素数が１〜１８の、ハロゲン化テトラアルキルホスホニウム、ハロゲン化テトラフェニルホスホニウム、リン酸水素化テトラアルキルホスホニウム、リン酸水素化テトラフェニルホスホニウム、硫酸水素化テトラアルキルホスホニウムおよび硫酸水素化テトラフェニルホスホニウムなどが挙げられる。
【００３９】
これらの相間移動触媒（Ｅ）のうちの好ましいのは、反応速度の観点から、硫酸水素化トリオクチルメチルアンモニウム、硫酸水素化ジラウリルジメチルアンモニウム、硫酸水素化ラウリルトリメチルアンモニウム、硫酸水素化ステアリルトリメチルアンモニウム、硫酸水素化ラウリルジメチルベンジルアンモニウム、硫酸水素化ステアリルジメチルアンモニウム、硫酸水素化トリカプリルメチルアンモニウム、硫酸水素化ジデシルジメチルアンモニウム、硫酸水素化テトラブチルアンモニウム、硫酸水素化ベンジルトリメチルアンモニウムおよび硫酸水素化ベンジルトリエチルアンモニウムである。
【００４０】
製法（１）では、さらにリン酸塩（Ｆ）を共存させると、活性の高いリンタングステンクラスターが反応系中に得られ、反応速度が向上するため、併用することが好ましい。
この目的で使用できるリン酸塩（Ｆ）としては、アニオン成分がＰＯ４３−で表される
化合物であればよく、有機リン酸塩（Ｆ１）および無機リン酸塩（Ｆ２）が挙げられる。
【００４１】
有機リン酸塩（Ｆ１）としては、リン酸三（テトラアルキルアンモニウム）、リン酸水素二（テトラアルキルアンモニウム）およびリン酸二水素（テトラアルキルアンモニウム）
などが挙げられる。
【００４２】
無機リン酸塩（Ｆ２）としては、ポリリン酸、ピロリン酸、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素アンモニウムおよびリン酸二水素アンモニウムなどが挙げられる。
【００４３】
リン酸塩（Ｆ）のうちの好ましいのは、酸化反応中のｐＨが安定化するという観点から、リン酸ナトリウム、リン酸カリウムおよびリン酸アンモニウムであり、特に好ましくはリン酸アンモニウムである。
【００４４】
製法（１）における各原料の投入方法は、全ての原料を一括して系内に投入してもよいし、任意の２つ以上を混合し、その混合物を系内に投入してもよいし、それらを滴下してもよい。
【００４５】
酸化反応は、溶媒の存在下または非存在下のいずれで行ってもよい。
溶媒は、有機基質及び目的生成物の種類、その溶解性、沸点等により適宜選択できる。溶媒としては、通常の化学反応に使用される芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ケトン、アミド、ニトリル、および鎖状もしくは環状エーテルなどが挙げられる。これらの溶媒は一種で、又は二種以上混合して用いられる。
【００４６】
酸化反応温度は、反応基質や反応の種類などに応じ、反応速度及び反応選択性を考慮して適宜選択できるが、例えば、０〜１００℃、好ましくは５０〜８０℃程度である。反応は常圧で行ってもよく、加圧下に行ってもよい。また、反応はバッチ式、セミバッチ式、連続式などの何れの方法で行ってもよい。
【００４７】
酸化反応によって得られた化合物は、抽出、分液、ろ過、遠心分離および／または蒸留などの通常の方法によって精製分離される。製法（１）における酸化反応用触媒は、水に対する溶解性が高く、疎水性の有機溶媒への溶解性が低いため、抽出、分液、吸着およびろ過などによる方法が好ましい。特に好ましいのは、アルカリ水溶液で水洗した後、分液し、有機相の不純物を吸着剤で吸着してろ過する方法である。アルカリ水溶液としては、５〜５０重量％の水酸化ナトリウムや水酸化カリウムの水溶液が使用できる。吸着剤としては、アルミナおよびシリカなどが挙げられる。
【００４８】
製法（１）により、過酸化物価が３０ｍｅｑ／Ｋｇ以下で、金属含量が２０ｐｐｍ以下、かつハーゼン色数が５０以下のエポキシ樹脂（Ａ）を安価で汎用性の高い酸化触媒で高選択的に比較的容易な工程で製造することが可能である。
【００４９】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）は、前記の製法（２）でも製造することができる。
製法（２）は、製法（１）に比べると反応活性が比較的弱く、反応系中の水分によるエポキシ環の開環物やヘテロポリ酸由来の金属が残存しやすい傾向にある。
また、製法（２）は、製法（１）に比べて過酸化物価が比較的高くなりやすい傾向にあり、しかも経日変化、特に直射日光下での経日変化により過酸化物価や色数が上昇しやすい傾向にある。
【００５０】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）は、前記の製法（３）でも製造することができる。
ただし、製法（３）は、粗エポキシ樹脂の蒸留精製の後、残存する酸化剤の還元−活性炭吸着−ろ過を繰り返し行い精製する必要があり、前記製法（１）に比べて工程が煩雑である。なお、製法（３）では、酸化剤の還元−活性炭吸着−ろ過の繰り返しを行わなければ、過酸化物価が３０ｍｅｑ／Ｋｇを超えやすく、しかも着色が比較的強いエポキシ樹脂が得られやすい傾向にある。
また、製法（３）で得られたエポキシ樹脂は、製法（２）で得られたエポキシ樹脂と同様に、原因は不明であるが、経日変化、特に直射日光下で次第に過酸化物価が上昇する傾向が認められる傾向にあり、金属の腐食や樹脂強度の劣化の原因となりやすい傾向にある。
【００５１】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）は、前記の製法（４）でも製造することができる。
しかしながら、分子状酸素による酸化反応は不飽和基のエポキシ基への転化率が低く、かつ反応がエポキシ基でとどまらずに開環してグリコールにまでなりやすいという問題があり、好ましくない。
【００５２】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、前記エポキシ樹脂（Ａ）、並びに硬化剤（Ｈ１）および／または硬化触媒（Ｈ２）を含有するエポキシ樹脂組成物である。
エポキシ樹脂組成物は、（１）前記エポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｈ１）および硬化触媒（Ｈ２）を含有する場合、（２）前記エポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｈ１）を含有する場合、（３）前記エポキシ樹脂と硬化触媒（Ｈ２）を含有する場合が挙げられる。
（１）の場合は、通常のエポキシ樹脂用硬化剤と硬化促進剤の組み合わせなどが挙げられる。
（２）の場合は、硬化剤（Ｈ１）として触媒効果を有するアミン系硬化剤やイミダゾール類を用いた場合が挙げられる。
（３）の場合は、硬化触媒（Ｈ２）として、光カチオン重合開始剤および熱カチオン重合開始剤を用いた場合が挙げられる。
【００５３】
硬化剤（Ｈ１）としては通常のエポキシ樹脂用硬化剤が挙げられ、例えば、アミン系硬化剤、カルボン酸系硬化剤、塩基性活性水素化合物、イミダゾール類、ポリメルカプタン系硬化剤、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂および潜在性硬化剤などが挙げられる。
【００５４】
アミン系硬化剤としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンおよびテトラエチレンペンタミンなどのポリメチレンジアミン；メンセンジアミン、イソフォロンジアミン、ビス（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル）メタン、Ｎ−アミノエチルピペラジンおよびジアミノジシクロヘキシルメタンなどの脂環式ポリアミン；メタキシリレンジアミンなどの芳香環を含む脂肪族ポリアミン；芳香族ポリアミン；アミンアダクト（ポリアミンエポキシ樹脂アダクト）；およびケチミン；などが挙げられる。
【００５５】
カルボン酸系硬化剤としては、アジピン酸などのポリカルボン酸系硬化剤；並びに、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチル無水ハイミック酸、無水ナジック酸および無水トリメリット酸などの酸無水物系硬化剤が挙げられる。
【００５６】
塩基性活性水素化合物としては、ジシアンジアミドおよび有機酸ジヒドラジドなどが挙げられる。イミダゾール類としては、２−メチルイミダゾールなどが挙げられる。ポリメルカプタン系硬化剤、多価フェノール類および潜在性硬化剤としては、例えば特開２００７−２６２２０４号公報記載のものが挙げられる。本発明のエポキシ樹脂組成物には、これら硬化剤（Ｈ１）の１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００５７】
硬化剤（Ｈ１）のうち、透明性の観点から、酸無水物系硬化剤が好ましく、さらにはテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸およびメチルヘキサヒドロ無水フタル酸が好ましい。
【００５８】
硬化触媒（Ｈ２）としては、通常のエポキシ樹脂に使用される、硬化促進剤、光カチオン重合開始剤および熱カチオン重合開始剤などが挙げられる。
【００５９】
硬化促進剤としては、アミン類、イミダゾール類、有機ホスフィン類およびルイス酸などが挙げられる。光カチオン重合開始剤および熱カチオン重合開始剤としては、炭化水素基を有するオニウム塩、アレン−イオン錯体、シラノールまたはフェノール類／キレート化合物触媒、スルホン酸エステルおよびイミドスルホネートなどが挙げられ、その他、国際公開パンフレットＷＯ２００５−０９０３２５号記載のものが挙げられる。
【００６０】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、さらにその他の添加物を含有してもよい。その他の添加物としては無機充填剤、顔料、難然剤、揺変性付与剤、流動性向上剤、離型剤（カルナバワックスおよびＯＰワックスなど）、カップリング剤（γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなど）、着色剤（カーボンブラックなど）、難燃剤（三酸化アンチモンなど）、低応力化剤（シリコンオイルなど）および滑剤（ステアリン酸カルシウムなど）などを使用できる。
【００６１】
本発明のエポキシ樹脂組成物において、硬化剤（Ｈ１）はエポキシ基に対して通常０．５〜３当量部の配合比率である。
また、硬化触媒（Ｈ２）は、エポキシ樹脂１００重量部に対して通常０．２〜５重量部の配合比率である。
【００６２】
また、エポキシ樹脂組成物には、本発明のエポキシ樹脂以外に、分子中にエポキシ基を２個以上有する通常のエポキシ樹脂を併用してもよい。
例を挙げれば；２価フェノール類のジグリシジルエーテル、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、フルオレンビスフェノール、４，４’−ビフェノール、２，２’−ビフェノール、ハイドロキノンおよびレゾルシンなどのジグリシジルエーテル；３価以上のフェノール類のポリグリシジルエーテル、例えば、トリス−（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、フェノールノボラックおよびｏ−クレゾールノボラックなどのポリグリシジルエーテル；並びに、テトラブロモビスフェノールＡなどのハロゲン化ビスフェノール類のグルシジルエーテル；がある。これらの通常のエポキシ樹脂は１種または２種以上を混合して用いることができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物におけるエポキシ樹脂（Ａ）の配合量はエポキシ樹脂全体中、５０〜１００重量％、好ましくは７０〜１００重量％、より好ましくは９０〜１００重量％の範囲である。
【００６３】
本発明のエポキシ樹脂硬化物は、前記エポキシ樹脂組成物を硬化させて得られるエポキシ樹脂硬化物である。
硬化反応のエネルギー源としては加熱または光照射が挙げられる。硬化物を得るための方法としてはトランスファー成形、圧縮成形、注型等、塗布およびディッピングなどの方法が用いられ、加熱硬化の際の温度としては、通常１４０〜２３０℃の範囲である。
【００６４】
本発明のエポキシ樹脂硬化物は全光線透過率が８０％以上であることが好ましい。
全光線透過率が８０％以上の硬化物を作るには、色数の低い硬化剤である酸無水物硬化剤や脂環式アミンを使用すると好ましい。さらに硬化反応中の着色を抑制するため、窒素雰囲気下で硬化したり、硬化温度をできるだけ下げ、酸化防止剤を添加してもかまわない。
【００６５】
本発明の塗料は前記エポキシ樹脂を含有する塗料である。本発明の塗料は前記エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物をそのまま基材に塗布しても使用できるが、さらに、着色剤、増粘剤、防腐剤および乳化剤のいずれか少なくとも１種を含有することができる。これらの量は、エポキシ樹脂組成物１００重量部に対し、それぞれ１〜３０重量部が好ましい。
【００６６】
着色剤としては無機顔料および有機顔料とがあり、無機顔料としては二酸化チタン、酸化亜鉛、群青、ベンガラ、リトポン、鉛、カドミウム、鉄、コバルト、アルミニウム、塩酸塩および硫酸塩などを、有機顔料としてはアゾ顔料および銅フタロシアニン顔料などを挙げることができる。
増粘剤としてはメチルセルロースおよび炭酸カルシウムなどの高粘度を付与できるものが好適に挙げられる。
防腐剤としては有機錫、銅、砒素および塩素化合物などが使用でき、具体的にはペンタクロロフェノール、ペンタクロロフェノールラウレート、銅−８−ヒドロキシキノリン、ビス（トリ−ｎ−ブチルチン）オキシドおよび第４級アンモニウム塩などが挙げられる。乳化剤としてはベントナイトおよび充填土などが挙げられる。
【００６７】
本発明の塗料には、さらに、必要に応じて各種の添加剤を配合することができる。例えば、通常のエポキシ系塗料に使用される、可塑剤、チクソトロピー性付与剤、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、接着性付与剤、分散剤および溶剤等を配合することができ、具体的には特開２０００−１９８９０６号公報に記載のものが挙げられる。
【００６８】
本発明の塗料は、低粘度であり、金属やプラスチック等、種々の基材への濡れ性に優れる。また、光透過性が高く、耐光性に優れるため、透明コーティング剤や屋外用部品の塗料などに好適に使用される。
【００６９】
本発明の接着剤は前記エポキシ樹脂を含有する接着剤である。本発明の接着剤は、前記エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物をそのまま使用できるが、さらに、増粘剤および乳化剤のいずれか少なくとも１種を含有することができる。これらの量は、エポキシ樹脂組成物１００重量部に対し、それぞれ１〜３０重量部が好ましい。
【００７０】
接着剤には、さらに必要に応じて、各種の添加剤を配合することができる。例えば、可塑剤、チクソトロピー性付与剤、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、接着性付与剤、分散剤および溶剤等を配合することができる。本発明の接着剤は硬化後に、光透過性および耐クラック性に優れるため、液晶用シール剤や光学部品接着剤など、特に透明接着剤として好適に使用される。
【００７１】
本発明の成形体は前記エポキシ樹脂組成物を成形および硬化して得られる成形体である。成形体は、エポキシ樹脂の成形が可能な装置、例えばトランスファー成形装置、プレス成形装置、注型成形装置、射出成形装置、又は押出成形装置を用いて成形できる。また、本発明の成形体には、離型処理を行った平らなプラスチックや金属などの基板上にエポキシ樹脂組成物を塗布し、硬化後基板をとりはずしたシート状およびフィルム状のものも含まれる。
【００７２】
成形体用のエポキシ樹脂組成物としては、前記エポキシ樹脂組成物をそのまま使用してもかまわないが、さらに必要に応じて、各種の添加剤を配合することができる。例えば、可塑剤、チクソトロピー性付与剤、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、接着性付与剤、分散剤および溶剤等を配合することができる。
【００７３】
本発明のエポキシ樹脂を用いた成形体は、耐光性および耐クラック性に優れるため、熱環境の厳しい車載用の電子、電気周辺材料や屋外用成形体および発光素子用の封止剤として好適に使用される。
【００７４】
後述の実施例、比較例における過酸化物価、金属含量、色数および全光線透過率の測定方法は以下の通りである。
【００７５】
＜過酸化物価の測定方法＞
過酸化物価は、日本油化学協会編「基礎油脂分析試験法」に記載の方法に基づき、ヨウ化カリウムを加えた場合に遊離されたヨウ素の測定サンプル１ｋｇに対するミリ当量数を求めた。
【００７６】
＜１ヶ月後の過酸化物価の測定方法＞
エポキシ樹脂１００ｇを密閉できる透明なガラス容器に入れ、室内の直射日光のあたる場所に１ヶ月静置後、上記過酸化物価を再度測定した。
【００７７】
＜金属含量の測定方法＞
エポキシ樹脂の１０％トルエン溶液を作成し、ＩＣＰ発光分析により分析した。装置はパーキンエルマー社のＯｐｔｉｍａ４３００ＤＶを用いた。
定性分析で検出された金属種において、それぞれ市販の金属標準液を使用して作製した検量線を用い、定量分析を行った。定量した各種金属含量の合計から、エポキシ樹脂中の金属含量を求めた。
【００７８】
＜色数（ＡＰＨＡ）の測定方法＞
ＡＳＴＭ−Ｄ−１２０９に準拠して、ＡＰＨＡ標準液と目視比較することにより求めた。
【００７９】
＜全光線透過率の測定方法＞
２枚のガラス板（大きさ：４０ｍｍ×２０ｍｍ）の間にスペーサーを用いて、１ｍｍの隙間を形成し、成形型とした。
これにエポキシ樹脂配合物を注型して１２０℃×３時間、さらに１６０℃×５時間かけて硬化させた。成形型より硬化物を取り出し、試験片とした。
この硬化物片を用いて、ＪＩＳ Ｋ７３６１（１９９７）に準拠し、全光線透過率を測定した。
【００８０】
以上詳述した本発明によれば、低粘度で硬化性、耐熱性、耐光性、耐クラック性、耐水性に優れる高純度のエポキシ樹脂、およびそのエポキシ樹脂を含有する組成物、およびそのエポキシ樹脂を硬化して得られる硬化物を得ることができる。
【実施例】
【００８１】
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、％は重量％、部は重量部を示す。
【００８２】
［製造例１］＜原料の不飽和化合物（Ｂ−１）の製造＞
撹拌装置、温度制御装置及びコンデンサーを設置した反応槽に、１，２−プロピレングリコールを７６部（１モル部）、固体酸触媒としてナフィオンＳＡＣ−１３（デュポン社製）５０部仕込み、３００ｒｐｍで撹拌しながら、１１０℃に加熱した。「ＥＮＢ」（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトエン；サンペトロケミカル社製）を２４０部（２モル部）２時間かけて滴下した。滴下終了後、１１０℃で３時間熟成し、ナフィオンをろ過除去した。ろ液を１５０℃に加熱し、１３０Ｐａで未反応物を減圧除去し、プロピレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル（Ｂ−１）を２８０部得た。
【００８３】
［製造例２］＜原料の不飽和化合物（Ｂ−２）の製造＞
撹拌装置、温度制御装置及びコンデンサーを設置した反応槽に、１，４−ブチレングリコールを９０部（１モル部）、固体酸触媒としてナフィオンＳＡＣ−１３（デュポン社製）５０部仕込み、３００ｒｐｍで撹拌しながら、１１０℃に加熱した。「ＥＮＢ」を２４０部（２モル部）２時間かけて滴下した。滴下終了後、１１０℃で３時間熟成し、ナフィオンをろ過除去した。ろ液を１５０℃に加熱し、１３０Ｐａで未反応物を減圧除去し、ブチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトエン）エーテル（Ｂ−２）を３０２部得た。
【００８４】
＜エポキシ樹脂の製造＞
［実施例１］
本発明の製造法として例示した製法（１）〜（４）のうちの製法（１）に従い、下記の方法でエポキシ樹脂（Ａ−１）を製造した。
攪拌装置、温度制御装置及び還流冷却器を設置した反応槽に、表１に記載した種類と量（重量部）のタングステン化合物（Ｄ）、３０％過酸化水素水（Ｃ）およびリン酸アンモニウムをこの順で仕込み、３００ｒｐｍで撹拌しながら、８０℃に温調した。
表１に記載した種類および量（部）の溶媒、不飽和化合物（Ｂ−１）および相間移動触媒（Ｅ）の混合溶液を上記の８０℃の温調液に２時間かけて滴下した。
滴下終了後、温度を８０℃に保ちながら、４時間反応させた。室温まで冷却、静置後、２相に分離した反応混合物から生成物を含む上層（有機相）を分液した。
得られた有機相は２回水洗後、有機相に対して約１０重量％の３０％水酸化ナトリウム水溶液を仕込み、約３０分撹拌した。静置後、上層（有機相）を取り出した。得られた有機相を、アルミナを敷いたフィルターに通した後、１００℃２６０Ｐａで脱溶剤を行い、それぞれ無色透明の生成物を得た。
実施例１で得られた生成物を元素分析した結果、Ｃ７８．８％、Ｈ１０．０％、Ｏ１１．２％であり、エポキシ当量が１６０ｇ／ｅｑであった。これらの結果より、実施例１で得られた生成物は、目的のエポキシ樹脂（Ａ−１）であることを確認した。
【００８５】
＜元素分析＞
元素分析は、パーキンエルマー社の全自動元素分析装置を用いた。炭素（Ｃ）および水素（Ｈ）は、試料を１８００℃の純酸素中で完全燃焼し、クロマトグラフィーで定量した。酸素（Ｏ）は、熱分解して発生した酸素を、炭素触媒を用いて一酸化炭素に変換し、測定した。
【００８６】
［実施例２］
不飽和化合物（Ｂ−２）に対して、タングステン化合物（Ｄ）、過酸化水素水（Ｃ）、溶剤の種類と量を変える以外は同様に製造して、無色透明の生成物を得た。
得られた生成物を同様に分析した結果、Ｃ７９．０％、Ｈ１０．２％、Ｏ１０．８％であり、エポキシ当量が１６７ｇ／ｅｑであった。これらの結果より、実施例２で得られた生成物は、目的のエポキシ樹脂（Ａ−２）であることを確認した。
なお、このエポキシ樹脂（Ａ−２）の赤外線スペクトルを図１に、1Ｈ−ＮＭＲスペクトルを図２に、の１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルを図３に示す。
【００８７】
［実施例３］
同様に、例示した製法（２）に従い、下記の方法でエポキシ樹脂（Ａ−３）を製造した。
撹拌装置、温度制御装置を設置した反応槽に、表１に記載した種類および量のタングステン化合物（Ｄ）と水５０部を仕込み、表１に記載した種類および量の相間移動触媒（Ｅ）を加え、４０℃で３時間撹拌後、室温まで冷却した。ここへジクロロメタン７０部を加え１時間攪拌した後に静置し、ジクロロメタン相を分液し、ロータリーエバポレーターでジクロロメタンの除去を行った。こうして相間移動触媒とタングステン化合物をあらかじめ反応させた酸化触媒を得た。
攪拌装置、温度制御装置及び還流冷却器を設置した反応槽に、上記で得られた酸化触媒０．５部と表１に記載した量の３０％過酸化水素水（Ｃ）を仕込み、３００ｒｐｍで撹拌しながら、４０℃に温調した。表１に記載した量の溶媒に不飽和化合物（Ｂ−１）を溶解させた溶液を滴下し、滴下終了後、更に５時間反応させた。室温まで冷却、静置後、２相に分離した反応混合物から生成物を含む上層（有機相）を分液した。
得られた有機相は１０％チオ硫酸ナトリウム水溶液、５％炭酸水素ナトリウム水溶液および水で２回水洗後、ロータリーエバポレーターで低沸点成分を除去し、無色透明の生成物３０９部を得た。得られた生成物を同様に分析した結果、Ｃ７８．４％、Ｈ１０．１％、Ｏ１１．５％であり、エポキシ当量が１６３ｇ／ｅｑであった。これらの結果より、実施例３で得られた生成物は、目的のエポキシ樹脂（Ａ−３）であることを確認した。
【００８８】
［実施例４］
例示した製法（３）に従い、下記の方法でエポキシ樹脂（Ａ−４）を製造した。
不飽和化合物（Ｂ−２）と表１に記載した種類および量の溶媒を仕込み、３０℃に温調しながら３時間かけ、３０％の過酢酸の酢酸エチル溶液を滴下した。３０℃で６時間熟成し、反応終了した。さらに１５℃で３９８部の炭酸ナトリウムを加え、半中和した後、１０％水酸化ナトリウム水溶液を仕込み、約３０分撹拌した。
静置後、上層（有機相）を取り出した。得られた有機相を１０００部の脱イオン水で洗浄し、洗浄後の粗液を６０℃１３０Ｐａで減圧し、低沸分の除去を行い、さらにこの蒸留残渣を９０℃４０Ｐａでカラム蒸留を行った。
得られた留分２５０部に対して、還元剤としてチオ硫酸ナトリウムを２０部加えて４０℃で１時間攪拌して還元処理し、さらに活性炭素１０部を加え、６０℃で１時間攪拌した後、セライト５４５（昭和化学社製）をしきつめた濾紙を通してろ過した。酸化剤の還元−活性炭吸着−ろ過処理を５回繰り返して行い、無色透明の生成物を１１５部得た。得られた生成物を同様に分析した結果、Ｃ７８．７％、Ｈ１０．３％、Ｏ１１．０％であり、エポキシ当量が１７１ｇ／ｅｑであった。これらの結果より、実施例２で得られた生成物は、目的のエポキシ樹脂（Ａ−４）であることを確認した。
【００８９】
【表１】
【００９０】
比較例に用いたエポキシ樹脂は以下の通りである。
［比較例１］
「ＥＰＩＣＬＯＮ ８５０」：
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ（株）製：エポキシ当量１８７ｇ／ｅｑ）
［比較例２］
下記「ＳＲ−１６ＨＬ」と上記「ＥＰＩＣＬＯＮ８５０」を重量比２０：８０で混合したもの
「ＳＲ−１６ＨＬ」：
１，６ヘキサンジオールジグリシジルエーテル（阪本薬品工業（株）製：エポキシ当量１２５ｇ／ｅｑ）
［比較例３］
「セロキサイド２０２１」：
３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート；脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学工業（株）製：エポキシ当量１３０ｇ／ｅｑ）
［比較例４］
「セロキサイド２０８１」：
３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートとε−カプロラクトンの付加物；可とう性脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学工業（株）製：エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ）
【００９１】
実施例および比較例における物性の測定は下記方法でおこなった。
＜エポキシ当量の測定方法＞
エポキシ当量は、ＪＩＳ Ｋ−７２３６に従って測定した。
＜全塩素含量の測定方法＞
全塩素含量は、ＪＩＳ Ｋ７２４３−３に従って測定した。
【００９２】
＜開環物（Ｇ）の含量の測定方法＞
エポキシ樹脂製造中にエポキシ基が開環する場合がある。反応系中の水によって生成するジオール（Ｇ１）や、過酢酸などの有機過酸化物から副生した有機酸によって生成する有機酸付加物（Ｇ２）などである。これらの開環物は、水酸基を有しており、硬化物の耐湿性を低下させ、吸湿後の電気特性などに悪影響を与えるため、含有量が少ないほど好ましい。
開環物含量は、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）における、開環物（Ｇ）とエポキシ樹脂（Ａ）のピークの比より求めた。
開環物の含量（％）＝ＰＧ×１００／（ＰＥ＋ＰＧ）
ただし、ＰＥのＧＣのピーク強度、
ＰＧはジオール（Ｇ１）と有機酸付加物（Ｇ２）のＧＣのピーク強度の合計を表す。
【００９３】
ＧＣ装置と分析条件は下記の通りである。
機器：島津製作所製 ＧＣ−２０１４
検出器：ＦＩＤ
カラム：キャピラリカラム Ｒｔｘ−５（長さ３０ｍ、内径０．２５ｍｍ ＩＤ、液相
の膜厚：０．２５μＭ、Ｒｅｓｔｅｋ社製）
サンプル注入量：１．０μＬ
ＩＮＪ温度：２００℃
キャリアーガスＨｅ圧力：１２９ｋＰａ
キャリアーガスＨｅ全流量：２３．０ｍＬ／ｍｉｎ
キャリアーガスＨｅカラム流量：１．８ｍＬ／ｍｉｎ
線速度：３７．８ｃｍ／ｓｅｃ
スプリット比：１０．０
ＤＥＴ温度：３００℃
メイクアップガスＨｅ圧力：１０．０ｋＰａ
Ｈ２圧力：６０ｋＰａ
Ａｉｒ圧力：５０ｋＰａ
カラム温度：５０℃〜１０℃／ｍｉｎ昇温；最高到達温度３００℃、保持時間５分
【００９４】
＜粘度の測定方法＞
ＪＩＳＫ７１１７−２に従い、エポキシ樹脂を２５℃に保持した後、Ｂ型回転粘度計を用いて粘度を測定した。
【００９５】
＜硬化性の評価方法＞
硬化性は、硬化剤の種類と硬化条件を変えて、加熱乾燥後の表面タックで評価した。
下記の３種類の酸無水物硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤を、それぞれ当量のエポキシ樹脂と配合した後、合計１０ｇ秤量し、その中に硬化促進剤として「２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ」（イミダゾール系触媒；四国化成社製）を１ｇ加え、混合後、直径３ｃｍのシリコン製カップに入れ、それぞれ下記条件で乾燥器に静置した。
指蝕により表面にタックがないものは○、一部でもタックがあるものは×とし、結果を表２に記載した。
【００９６】
（１）酸無水物硬化剤
「リカシッドＭＨ」（メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、新日本理化（株）製：酸無水物当量１６８ｇ／ｅｑ）を用い、１２０℃×３時間、１５０℃×３時間で硬化させる。
（２）アミン硬化剤
「ラロミンＣ２６０」（ＢＡＳＦ社製：活性水素当量５７ｇ／ｅｑ）、１１０℃×４時間、１５０℃×４時間。
（３）フェノール硬化剤
「レヂトップＰＳＭ−４３２４」（群栄化学工業（株）製；水酸基当量１０５ｇ／ｅｑ）、１６０℃×１時間。
【００９７】
実施例１〜４および比較例１〜４のエポキシ樹脂の分析結果および３種類の硬化剤に対する硬化性を表２に示す。
【００９８】
【表２】
【００９９】
実施例５〜８および比較例５〜８
表３記載の配合成分と部数（重量部）で配合し、遠心混練が可能な脱泡機を用いて混練、脱泡し、エポキシ樹脂組成物を得た。
得られたエポキシ樹脂組成物は、それぞれ前記の評価試験に必要な大きさの試験片が得られるように注型した。円型のものは必要直径を有するシリコーン型に注型し、厚みを均一にするものは、ガラス板とスペーサーから構成される成形型に注型した。１２０℃×３時間、さらに１６０℃×５時間かけて加熱硬化させ、エポキシ樹脂硬化物からなる試験片を得た。
【０１００】
【表３】
【０１０１】
表３中の硬化剤と硬化促進剤は以下の通りである。
【０１０２】
＜硬化剤＞
リカシッドＭＨ ：表２中の酸無水物系硬化剤と同じ
＜硬化促進剤＞
Ｕ−ＣＡＴ １８Ｘ：アミン系硬化促進剤（サンアプロ社製）
【０１０３】
硬化物の物性の測定および性能評価は下記方法でおこなった。
得られた硬化物の物性および試験結果を表４に示す。
【０１０４】
【表４】
【０１０５】
＜ガラス転移点（Ｔｇ）の測定方法＞
ガラス転移温度の測定方法は、熱機械分析装置（ＴＭＡ）を用いた。
測定サンプルは、２５℃において（長さ）１８ｍｍ×（巾）２ｍｍ×（厚さ）０．２ｍｍの大きさの硬化樹脂を使用した。その硬化物の長さと幅はノギスにて測定し、厚さは膜厚計にて測定し、それぞれ０．００１ｍｍの桁まで測定した。
ＳＩＩ社製のＴＭＡ／ＳＳ６０００を使用して、測定サンプルに１０ｍＮの荷重をかけ、測定セル内を３０℃で３０分間保持した後、測定セル温度を３０℃から２００℃まで１０℃／ｍｉｎで昇温した。得られたＴＭＡ曲線の変曲点前後に接線を引き、この接線の交点をＴｇとした。
【０１０６】
＜耐ハンダリフロー性の評価方法＞
（１）シリコーン製の直径３０ｍｍの円筒形の型に、内径３ｍｍ、外径１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの真鍮製のワッシャーを入れる。
（２）実施例および比較例記載のエポキシ樹脂組成物を、深さ３ｍｍになるように上記のシリコーン型に流し入れ、１２０℃×３時間、１５０℃×３時間で硬化させる。硬化後シリコーン型から硬化物を取り出し、これをワッシャー入りの試験片とした。
（３）１０個の試験片を高温恒湿器中に、３０℃、７０％ＲＨで１６８時間静置する。
（４）試験片を高温恒湿機から取り出し、１００℃に余熱しておいた はんだリフロー試験機（日本アントム社製ＵＮＩ−６１１６Ｇ）に入れ、５０℃／分で２３０℃まで昇温し、２３０℃で１分加熱する。
（５）上記の熱サイクルを２回繰り返す。
（６）１０サンプル中、剥がれやクラックが入っているサンプル数で評価した。
すべての１０サンプルで剥がれもクラックが入っていないものを○、１０サンプル中１サンプルでも剥がれかクラックが入ったものを×とした。
【０１０７】
＜接着性の評価方法＞
接着性の評価は、はく離強度を測定して比較した。
１００ｍｍ×２５ｍｍ×２ｍｍの寸法のアルミニウム板（ＪＩＳ Ａ１０５０）を２枚用意し、ＪＩＳ Ｋ６８５０に準拠して、それぞれの金属片の端部から１２．５ｍｍ×２５ｍｍの部分にエポキシ樹脂組成物を塗布し、２枚の金属片のエポキシ樹脂組成物を塗布した箇所を重ね合わせて接合して試験片を作成する。
この試験片について、５０ｍｍ／分の速度で引張りせん断試験を行い、剥離強度（ＭＰａ）を測定した。
【０１０８】
＜耐水性の評価方法＞
本発明の耐水性は下記の煮沸吸水率で評価した。ＪＩＳ−６９１１に準じ、直径５０ｍｍのシリコーン製の型を用いて直径５０±１ｍｍ、厚さ３±０．２ｍｍの円形に成形した試験片を用い、煮沸吸水率（％）を測定した。
煮沸吸水率（％）＝（Ｗ２−Ｗ１）×１００／Ｗ１
ただし、Ｗ１：煮沸前の硬化物の重量（ｇ）、Ｗ２：煮沸後の硬化物の重量（ｇ）
【０１０９】
＜体積固有抵抗値の測定方法＞
２枚のガラス板（大きさ：１５０ｍｍ×２００ｍｍ）の間にスペーサーを用いて、４ｍｍの隙間を形成し、成形型とした。
これにエポキシ樹脂配合物を注型して１２０℃×３時間、さらに１６０℃×５時間かけて硬化させた。成形型より硬化物を取り出し、試験片とした。
体積固有抵抗値は、この試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ６９１１に基づいて測定した。
【０１１０】
＜吸湿後の体積固有抵抗値の評価方法＞
上記と同様にして作成したサンプルを、プレッシャークッカー試験機（平山製作所社製）に入れ、１２１℃、１００％ＲＨ、０．２ＭＰａで７２時間後の体積固有抵抗値を測定した。
【０１１１】
＜促進試験後の耐光性の評価方法＞
２０ｍｍ×４０ｍｍ×１ｍｍの試験片を、ピーク波長が３４０ｎｍの紫外蛍光ランプを光源とする岩崎製の促進耐光試験機に入れる前後の耐光性を評価した。
まず、促進照射前の全光線透過率（％）をＪＩＳ Ｋ７３６１（１９９７）に準拠して測定した後、促進試験のため、５５℃においてエポキシ樹脂試験片に紫外線を３００時間照射する。照射後、全光線透過率を測定した。
紫外線照射後の透過率保持率を初期の全光線透過率と比較することで耐光性の評価を行った。
透過率保持率（％）＝紫外線照射後の全光線透過率×１００／初期の全光線透過率（％）
【０１１２】
＜耐クラック性の評価方法＞
（１）直径３０ｍｍの円筒形のシリコーン製の型に、内径３ｍｍ、外径１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの真鍮製のワッシャーを入れる。
（２）実施例および比較例記載のエポキシ樹脂組成物を、深さ３ｍｍになるように上記のシリコーン製の型に流し入れ、１２０℃×３時間、１５０℃×３時間で硬化させる。硬化後シリコーン型から硬化物を取り出し、これをワッシャー入りの試験片とした。
（３）１０個の試験片を気相式熱衝撃試験機ＷＩＮＴＥＣＨ（エタック社製）に入れ、−４０℃×１５分に冷却後、１５０℃×１５分に昇温する。
（４）上記の熱サイクルを５０回繰り返す。
（５）１０サンプル中、剥がれやクラックが入っているサンプル数で評価した。
すべての１０サンプルで剥がれもクラックが入っていないものを○、１０サンプル中１サンプルでも剥がれかクラックが入ったものを×とした。
【０１１３】
実施例１〜４の本発明のエポキシ樹脂は、表２のように、過酸化物価、金属含量および開環物の含有量がいずれも低く、全塩素含量が０ｐｐｍである。一方、比較例のエポキシ樹脂はこれらのいずれかの不純物含量が高い。
なお、実施例１〜４のうち、実施例１と実施例２のエポキシ樹脂は、特に好ましい製造方法で得られたものでは、着色が少なく、金属含量や開環物も特に少なく、かつ製造直後の過酸化物価だけでなく、１ヶ月経過後の過酸化物価も低い。
また、実施例１〜４のエポキシ樹脂は、比較例１および２のエポキシ樹脂に比べ、色数および粘度が低い。また、比較例３と４はアミン硬化剤とフェノール硬化剤に対してはタックが残る問題点があるのに対して、実施例１〜４のエポキシ樹脂は代表的な硬化剤系すべてにおいて反応できる点において硬化性が優れている。
さらに、表４からわかるように、実施例５〜８の硬化物は全ての評価項目において優れている。一方、例えば、比較例５は耐光性と耐クラック性で劣り、比較例６はガラス転移点、耐ハンダリフロー性、耐水性および耐光性で劣り、比較例７は耐ハンダリフロー性、接着性、耐水性および耐クラック性で劣り、比較例８はガラス転移点、耐ハンダリフロー性、接着性、耐水性および耐クラック性等で劣っている。また、実施例５〜８のいずれの硬化物も、比較例５〜８の硬化物に比べて吸湿後体積固有抵抗値において優れている。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明のエポキシ樹脂は、低粘度で、着色が少なく、硬化性に優れたエポキシ樹脂であり、耐熱性、光線透過率、耐光性、接着性、耐クラック性、透明性および耐水性が優れており、さらに、ハロゲン、金属、過酸化物およびエポキシ開環物等の不純物が少ないことから、光学素子用封止剤、クリヤー塗料、光学部品接着剤、半導体封止剤、アンダーフィル剤、電子、電気部品用接着剤、液晶用シール剤、光ファイバー、コーティング剤および光造形用などの樹脂原料などに有用である。
【技術分野】
【０００１】
エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物およびその硬化物に関する。
さらに詳細には、特定の脂環式構造を有する過酸化物価が低いエポキシ樹脂、該エポキシ樹脂を含有するエポキシ樹脂組成物、その硬化物、並びに前記エポキシ樹脂から得られる塗料、接着剤および成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エポキシ樹脂は、注型、封止および積層板等の電気・電子分野、さらには粘接着剤、塗料および複合材料等の分野に広く使用されている。特に液状のエポキシ樹脂は、常温での作業性に優れるため建築物の防食塗料材料や注型用材料として、あるいは、半導体素子に樹脂をコーティングして封止に用いる液状封止材料、ベアチップ封止材料や、ダイボンディング材料および銀ペースト用導電接着材料として好適に使用されている。
例えば、周知のビスフェノール型エポキシ樹脂は、常温で液状であり、硬化剤や添加剤等との混合が容易であることから広く使用されているが、近年の小型化または薄型の電子部品に使用するには粘度が高く、部品間の微細な隙間に樹脂が完全に充填しなかったり気泡を巻き込んだりする成形不良を起こし、絶縁不良や耐湿性の劣化を起こすという問題点がある（特許文献１）。
そのため、反応性希釈剤と併用されることが多々あるが、反応性希釈剤で低粘度化した場合は、耐熱性や耐湿性の劣化を起こすことが多い。また、芳香族エポキシ樹脂は、紫外線により変色する等、耐光性に関して低いレベルにあり、光学素子用封止剤等の光学樹脂としての使用や屋外での使用には制限がある。
【０００３】
一方、低粘度で高い耐熱性を有し、耐光性レベルが高いエポキシ樹脂として、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’、４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート構造をもった脂環式エポキシ樹脂が知られている（非特許文献１）。
しかし、これらの脂環式エポキシ樹脂は、耐クラック性や耐水性が充分ではない。また、アミン系硬化剤やフェノール系硬化剤では反応が遅く、使用できないものが多い。
【０００４】
すなわち、従来のエポキシ樹脂は、低粘度、かつ耐熱性、耐光性、耐クラック性および耐水性を満足するものはないため、これらを満足する液状の新規エポキシ樹脂が望まれていた。
さらに、従来の方法で製造したエポキシ樹脂は、機械物性や電気特性などの長期信頼性に影響を与える金属イオンや塩素イオンなどの不純物を含むため、これらの不純物含量の低いエポキシ樹脂が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−０４１３９５号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「エポキシ樹脂ハンドブック」（新保正樹 著、日刊工業新聞社 昭和６２年発行）７７〜８７頁
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（Ａ）；前記エポキシ樹脂、並びに硬化剤（Ｈ１）および／または硬化触媒（Ｈ２）を含有するエポキシ樹脂組成物；前記エポキシ樹脂より得られる硬化物、塗料、接着剤および成形体である。
【０００８】
【化１】
【０００９】
［式中、R1は炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキレン基を表す。］
【発明の効果】
【００１０】
本発明のエポキシ樹脂は、低粘度であり、着色が少なく、かつさまざまな硬化剤との硬化性に優れる。さらに、本発明のエポキシ樹脂を用いた場合、耐熱性、光透過性、耐光性、耐クラック性および耐水性のいずれにも優れるエポキシ樹脂硬化物が得られる。
また、本発明のエポキシ樹脂は、不飽和化合物の酸化反応で得られるが、タングステン化合物と相間移動触媒の存在下で、過酸化水素で酸化反応させる方法で得られた場合は、不純物としての金属および過酸化物等の含有量が特に少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例２で得られたエポキシ樹脂（Ａ−２）の赤外スペクトルを示すものである。
【図２】実施例２で得られたエポキシ樹脂（Ａ−２）の1Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示す図である。
【図３】実施例２で得られたエポキシ樹脂（Ａ−２）の１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）は下記一般式（１）で表される。
【００１３】
【化２】
【００１４】
［式中、R1は炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキレン基を表す。］
【００１５】
上記の一般式（１）において、Ｒ１としては炭素数１〜２０の直鎖または分岐アルキレン基が挙げられる。
直鎖のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基、ノナデシレン基およびエイコシレン基等が挙げられる。
分岐のアルキレン基としては、イソプロピレン基、イソブチレン基および２-エチルヘキシレン基等が挙げられる。
【００１６】
エポキシ樹脂（Ａ）の具体例としては、エチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル、プロピレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル、ブチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル、ペンチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル、２−エチルヘキシレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル等が挙げられる。
耐クラック性と耐熱性の両立の観点から、プロピレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル、ブチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル、ペンチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテルが好ましい。
【００１７】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）は、過酸化物価が３０ｍｅｑ（ミリ当量）／Ｋｇ以下であることが好ましく、さらに好ましくは２０ｍｅｑ／Ｋｇ以下、特に好ましくは１０ｍｅｑ／Ｋｇ以下である。
３０ｍｅｑ／Ｋｇ以下であると、金属の腐食や樹脂強度の低下が少なく、耐光性が良好であるため、防食塗料材料、光半導体用封止剤および光学部品用接着剤等の用途に特に適する。さらに、１０ｍｅｑ／Ｋｇ以下であると、耐光試験後の透過率の低下がさらに少なくなる。
【００１８】
過酸化物価（ｍｅｑ／Ｋｇ）の測定方法としては、日本油化学協会編「基礎油脂分析試験法」（１９９９年発行）に記載の方法に基づき、試料にヨウ化カリウムを加えた場合に遊離されたヨウ素のミリ当量数を試料１ｋｇ当たりに換算して求める方法などが挙げられる。
【００１９】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）は、金属含量が２０ｐｐｍ以下であることが好ましく、１０ｐｐｍ以下であることがさらに好ましい。
２０ｐｐｍ以下であると、着色が少なく、電気特性等が良好になり、アンダーフィル剤、半導体用封止剤、ビルドアップ基板用樹脂および光半導体用封止剤等の用途に特に適する。
含有する金属としては、各種の金属が挙げられるが、通常、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属；カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属；アルミニウム、；並びにタングステン、モリブデン、チタンなど酸化触媒由来の金属などが挙げられる。
金属含量の測定方法としては、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析などが挙げられる。
【００２０】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）は、ハーゼン色数（ＡＰＨＡ）が５０以下であることが好ましく、３０以下であることがさらに好ましい。
５０以下であると、顔料や染料を混合した場合の色再現性がよく、可視光透過性が高い。また、光を透過できるため、光硬化も可能である。そのため、マイクロレンズ、光半導体用封止剤、光学部品用接着剤、光ファイバー用コーティング剤および光造形用樹脂等の用途に適する。
ハーゼン色数（ＡＰＨＡ）は、ＡＳＴＭ−Ｄ−１２０９に準拠して、ＡＰＨＡ標準液と目視比較することにより求めることができる。
【００２１】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）の製造法としては、例えば以下の製法（１）〜製法（４）などの方法等が挙げられる。
【００２２】
製法（１）：タングステン化合物（Ｄ）と相間移動触媒（Ｅ）の存在下で、下記一般式（２）で表される不飽和化合物（Ｂ）を過酸化水素（Ｃ）で酸化反応させる方法
【００２３】
【化３】
【００２４】
式中、Ｒ２は炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキル基を表し、一般式（１）におけるＲ１と同様の基である。
【００２５】
製法（２）：タングステン化合物（Ｄ）と相関移動触媒（Ｅ）をあらかじめ反応させて得られたヘテロポリ酸を触媒として、上記の不飽和化合物（Ｂ）を過酸化水素（Ｃ）で酸化反応する方法
【００２６】
製法（３）：上記の不飽和化合物（Ｂ）または不飽和化合物（Ｂ）を含む溶液を有機過酸化物（例えば過安息香酸、過ギ酸、過フタル酸、過プロピオン酸、過酢酸あるいはトリフルオロ過酢酸など）で酸化した後、揮発分を共沸除去し、得られた粗エポキシ樹脂を蒸留精製し、さらには残存する酸化剤を還元剤（例えばヒドラジン、水素化ホウ素ナトリウム、ボラン、次亜リン酸ナトリウム、亜リン酸ナトリウム、水素化アルミニウムリチウム、チオ硫酸ナトリウム）での還元、活性炭吸着、ろ過の工程を繰り返し行い精製する方法
【００２７】
製法（４）：チタンゼオライトと分子状酸素を用いて上記の不飽和化合物（Ｂ）を酸化する方法
【００２８】
これらのうち好ましいのは製法（１）と製法（２）の方法であり、特に好ましいのは製法（１）である。
製法（１）の方法は、安価で取り扱いのし易い過酸化水素を使用し、不飽和基を高選択的に酸化し、かつ副生物が少なく、しかも得られたエポキシ樹脂（Ａ）は、色相が良好で、金属含量も少なく、かつ過酸化物が少ない。また、経変による過酸化物の増加が少ない。
【００２９】
以下において、製法（１）について詳述する。
製法（１）において原料となる一般式（２）で表される不飽和化合物（Ｂ）は、前記一般式（１）におけるエポキシ基がビニル基である化合物であり、例えば、エチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル、プロピレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテルおよびブチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテルなどが挙げられる。
【００３０】
不飽和化合物（Ｂ）の製造法としては、５−エチリデンビシクロ［２．２．１］ヘプトエンのシクロ環の二重結合に、酸触媒下でアルキレングリコールのプロトンを付加させてエーテル化する方法、並びに５−エチリデンビシクロ［２．２．１］ヘプタノールとアルキレングリコールを酸触媒下で減圧脱水し、エーテル化する方法などが挙げられる。
これらのエーテル化反応の反応条件は、例えば特開昭６１−５１５７０号公報などに記載されているが、酸触媒としては、三フッ化ホウ素・ＴＨＦ錯体、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体、三塩化アルミ等のルイス酸、ヘテロポリ酸、ベンゼンスルホン酸等の強プロトン酸、メタロシリケート、強酸性陽イオン交換樹脂等の固体酸などが使用でき、前者の反応温度は４０〜１６０℃が好ましく、後者の場合は１００〜１８０℃が好ましい。
【００３１】
製法（１）において使用されるタングステン化合物（Ｄ）としては、タングステン酸（Ｄ１）、タングステン酸塩（Ｄ２）およびこれらの併用が挙げられる。
【００３２】
タングステン酸（Ｄ１）としては、タングステン酸（Ｈ２ＷＯ４）ケイタングステン酸（Ｈ４［ＳｉＷ１２Ｏ４０］．ｘＨ２Ｏ）、リンタングステン酸 （Ｈ３［ＰＷ１２Ｏ４０］．ｘＨ２Ｏ）、リンバナドタングステン酸（Ｈ３＋ｍ［ＰＶｍＷ１２−ｍＯ４０］．ｘＨ２Ｏ）、ケイモリブドタングステン酸（Ｈ４［ＳｉＭｏｍＷ１２−ｍＯ４０］．ｘＨ２Ｏ）、リンモリブドタングステン酸（Ｈ３［ＰＭｏｍＷ１２−ｍＯ４０］．ｘＨ２Ｏ）（ただし、ｍは１〜１１の整数を、ｘは１以上の整数を示す。）等が挙げられる。これらのタングステン酸（Ｄ１）のうち好ましいのはタングステン酸（Ｈ２ＷＯ４）、ケイタングステン酸（Ｈ４［ＳｉＷ１２Ｏ４０］．ｘＨ２Ｏ）およびリンタングステン酸（Ｈ３［ＰＷ１２Ｏ４０］．ｘＨ２Ｏ）である。
【００３３】
タングステン酸塩（Ｄ２）としては、上記タングステン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、銅塩、金塩、ガリウム塩およびアンモニウム塩が挙げられる。
タングステン酸塩（Ｄ２）の好ましい例としては、上記の好ましいタングステン酸のナトリウム塩、カリウム塩、バリウム塩、セシウム塩、カルシウム塩およびアンモニウム等が挙げられる。
【００３４】
タングステン化合物（Ｄ）の使用量は、二重結合に対してタングステン原子の当量が０．００１当量〜０．１当量であり、好ましくは０．０１当量〜０．０５当量である。
【００３５】
製法（１）で必須の過酸化水素（Ｃ）は、１重量％〜６０重量％の過酸化水素水として使用されるのが好ましい。
【００３６】
製法（１）では、タングステン化合物（Ｄ）と過酸化水素（Ｃ）以外に、さらに反応収率を向上させるために、相間移動触媒（Ｅ）を併用する。
相間移動触媒（Ｅ）としては、第四級アンモニウム塩（Ｅ１）および第四級ホスホニウム塩（Ｅ２）などが挙げられる。
【００３７】
第四級アンモニウム塩（Ｅ１）としては、アルキル基の炭素数が１〜１８の、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウム、ハロゲン化ベンジルトリアルキルアンモニウム、リン酸水素化テトラアルキルアンモニウム、リン酸水素化ベンジルトリアルキルアンモニウム、硫酸水素化テトラアルキルアンモニウムおよび硫酸水素化ベンジルトリアルキルアンモニウムなどが挙げられる。
【００３８】
第四級ホスホニウム塩（Ｅ２）としては、例えばアルキル基の炭素数が１〜１８の、ハロゲン化テトラアルキルホスホニウム、ハロゲン化テトラフェニルホスホニウム、リン酸水素化テトラアルキルホスホニウム、リン酸水素化テトラフェニルホスホニウム、硫酸水素化テトラアルキルホスホニウムおよび硫酸水素化テトラフェニルホスホニウムなどが挙げられる。
【００３９】
これらの相間移動触媒（Ｅ）のうちの好ましいのは、反応速度の観点から、硫酸水素化トリオクチルメチルアンモニウム、硫酸水素化ジラウリルジメチルアンモニウム、硫酸水素化ラウリルトリメチルアンモニウム、硫酸水素化ステアリルトリメチルアンモニウム、硫酸水素化ラウリルジメチルベンジルアンモニウム、硫酸水素化ステアリルジメチルアンモニウム、硫酸水素化トリカプリルメチルアンモニウム、硫酸水素化ジデシルジメチルアンモニウム、硫酸水素化テトラブチルアンモニウム、硫酸水素化ベンジルトリメチルアンモニウムおよび硫酸水素化ベンジルトリエチルアンモニウムである。
【００４０】
製法（１）では、さらにリン酸塩（Ｆ）を共存させると、活性の高いリンタングステンクラスターが反応系中に得られ、反応速度が向上するため、併用することが好ましい。
この目的で使用できるリン酸塩（Ｆ）としては、アニオン成分がＰＯ４３−で表される
化合物であればよく、有機リン酸塩（Ｆ１）および無機リン酸塩（Ｆ２）が挙げられる。
【００４１】
有機リン酸塩（Ｆ１）としては、リン酸三（テトラアルキルアンモニウム）、リン酸水素二（テトラアルキルアンモニウム）およびリン酸二水素（テトラアルキルアンモニウム）
などが挙げられる。
【００４２】
無機リン酸塩（Ｆ２）としては、ポリリン酸、ピロリン酸、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素アンモニウムおよびリン酸二水素アンモニウムなどが挙げられる。
【００４３】
リン酸塩（Ｆ）のうちの好ましいのは、酸化反応中のｐＨが安定化するという観点から、リン酸ナトリウム、リン酸カリウムおよびリン酸アンモニウムであり、特に好ましくはリン酸アンモニウムである。
【００４４】
製法（１）における各原料の投入方法は、全ての原料を一括して系内に投入してもよいし、任意の２つ以上を混合し、その混合物を系内に投入してもよいし、それらを滴下してもよい。
【００４５】
酸化反応は、溶媒の存在下または非存在下のいずれで行ってもよい。
溶媒は、有機基質及び目的生成物の種類、その溶解性、沸点等により適宜選択できる。溶媒としては、通常の化学反応に使用される芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ケトン、アミド、ニトリル、および鎖状もしくは環状エーテルなどが挙げられる。これらの溶媒は一種で、又は二種以上混合して用いられる。
【００４６】
酸化反応温度は、反応基質や反応の種類などに応じ、反応速度及び反応選択性を考慮して適宜選択できるが、例えば、０〜１００℃、好ましくは５０〜８０℃程度である。反応は常圧で行ってもよく、加圧下に行ってもよい。また、反応はバッチ式、セミバッチ式、連続式などの何れの方法で行ってもよい。
【００４７】
酸化反応によって得られた化合物は、抽出、分液、ろ過、遠心分離および／または蒸留などの通常の方法によって精製分離される。製法（１）における酸化反応用触媒は、水に対する溶解性が高く、疎水性の有機溶媒への溶解性が低いため、抽出、分液、吸着およびろ過などによる方法が好ましい。特に好ましいのは、アルカリ水溶液で水洗した後、分液し、有機相の不純物を吸着剤で吸着してろ過する方法である。アルカリ水溶液としては、５〜５０重量％の水酸化ナトリウムや水酸化カリウムの水溶液が使用できる。吸着剤としては、アルミナおよびシリカなどが挙げられる。
【００４８】
製法（１）により、過酸化物価が３０ｍｅｑ／Ｋｇ以下で、金属含量が２０ｐｐｍ以下、かつハーゼン色数が５０以下のエポキシ樹脂（Ａ）を安価で汎用性の高い酸化触媒で高選択的に比較的容易な工程で製造することが可能である。
【００４９】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）は、前記の製法（２）でも製造することができる。
製法（２）は、製法（１）に比べると反応活性が比較的弱く、反応系中の水分によるエポキシ環の開環物やヘテロポリ酸由来の金属が残存しやすい傾向にある。
また、製法（２）は、製法（１）に比べて過酸化物価が比較的高くなりやすい傾向にあり、しかも経日変化、特に直射日光下での経日変化により過酸化物価や色数が上昇しやすい傾向にある。
【００５０】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）は、前記の製法（３）でも製造することができる。
ただし、製法（３）は、粗エポキシ樹脂の蒸留精製の後、残存する酸化剤の還元−活性炭吸着−ろ過を繰り返し行い精製する必要があり、前記製法（１）に比べて工程が煩雑である。なお、製法（３）では、酸化剤の還元−活性炭吸着−ろ過の繰り返しを行わなければ、過酸化物価が３０ｍｅｑ／Ｋｇを超えやすく、しかも着色が比較的強いエポキシ樹脂が得られやすい傾向にある。
また、製法（３）で得られたエポキシ樹脂は、製法（２）で得られたエポキシ樹脂と同様に、原因は不明であるが、経日変化、特に直射日光下で次第に過酸化物価が上昇する傾向が認められる傾向にあり、金属の腐食や樹脂強度の劣化の原因となりやすい傾向にある。
【００５１】
本発明のエポキシ樹脂（Ａ）は、前記の製法（４）でも製造することができる。
しかしながら、分子状酸素による酸化反応は不飽和基のエポキシ基への転化率が低く、かつ反応がエポキシ基でとどまらずに開環してグリコールにまでなりやすいという問題があり、好ましくない。
【００５２】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、前記エポキシ樹脂（Ａ）、並びに硬化剤（Ｈ１）および／または硬化触媒（Ｈ２）を含有するエポキシ樹脂組成物である。
エポキシ樹脂組成物は、（１）前記エポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｈ１）および硬化触媒（Ｈ２）を含有する場合、（２）前記エポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｈ１）を含有する場合、（３）前記エポキシ樹脂と硬化触媒（Ｈ２）を含有する場合が挙げられる。
（１）の場合は、通常のエポキシ樹脂用硬化剤と硬化促進剤の組み合わせなどが挙げられる。
（２）の場合は、硬化剤（Ｈ１）として触媒効果を有するアミン系硬化剤やイミダゾール類を用いた場合が挙げられる。
（３）の場合は、硬化触媒（Ｈ２）として、光カチオン重合開始剤および熱カチオン重合開始剤を用いた場合が挙げられる。
【００５３】
硬化剤（Ｈ１）としては通常のエポキシ樹脂用硬化剤が挙げられ、例えば、アミン系硬化剤、カルボン酸系硬化剤、塩基性活性水素化合物、イミダゾール類、ポリメルカプタン系硬化剤、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂および潜在性硬化剤などが挙げられる。
【００５４】
アミン系硬化剤としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンおよびテトラエチレンペンタミンなどのポリメチレンジアミン；メンセンジアミン、イソフォロンジアミン、ビス（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル）メタン、Ｎ−アミノエチルピペラジンおよびジアミノジシクロヘキシルメタンなどの脂環式ポリアミン；メタキシリレンジアミンなどの芳香環を含む脂肪族ポリアミン；芳香族ポリアミン；アミンアダクト（ポリアミンエポキシ樹脂アダクト）；およびケチミン；などが挙げられる。
【００５５】
カルボン酸系硬化剤としては、アジピン酸などのポリカルボン酸系硬化剤；並びに、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチル無水ハイミック酸、無水ナジック酸および無水トリメリット酸などの酸無水物系硬化剤が挙げられる。
【００５６】
塩基性活性水素化合物としては、ジシアンジアミドおよび有機酸ジヒドラジドなどが挙げられる。イミダゾール類としては、２−メチルイミダゾールなどが挙げられる。ポリメルカプタン系硬化剤、多価フェノール類および潜在性硬化剤としては、例えば特開２００７−２６２２０４号公報記載のものが挙げられる。本発明のエポキシ樹脂組成物には、これら硬化剤（Ｈ１）の１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００５７】
硬化剤（Ｈ１）のうち、透明性の観点から、酸無水物系硬化剤が好ましく、さらにはテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸およびメチルヘキサヒドロ無水フタル酸が好ましい。
【００５８】
硬化触媒（Ｈ２）としては、通常のエポキシ樹脂に使用される、硬化促進剤、光カチオン重合開始剤および熱カチオン重合開始剤などが挙げられる。
【００５９】
硬化促進剤としては、アミン類、イミダゾール類、有機ホスフィン類およびルイス酸などが挙げられる。光カチオン重合開始剤および熱カチオン重合開始剤としては、炭化水素基を有するオニウム塩、アレン−イオン錯体、シラノールまたはフェノール類／キレート化合物触媒、スルホン酸エステルおよびイミドスルホネートなどが挙げられ、その他、国際公開パンフレットＷＯ２００５−０９０３２５号記載のものが挙げられる。
【００６０】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、さらにその他の添加物を含有してもよい。その他の添加物としては無機充填剤、顔料、難然剤、揺変性付与剤、流動性向上剤、離型剤（カルナバワックスおよびＯＰワックスなど）、カップリング剤（γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなど）、着色剤（カーボンブラックなど）、難燃剤（三酸化アンチモンなど）、低応力化剤（シリコンオイルなど）および滑剤（ステアリン酸カルシウムなど）などを使用できる。
【００６１】
本発明のエポキシ樹脂組成物において、硬化剤（Ｈ１）はエポキシ基に対して通常０．５〜３当量部の配合比率である。
また、硬化触媒（Ｈ２）は、エポキシ樹脂１００重量部に対して通常０．２〜５重量部の配合比率である。
【００６２】
また、エポキシ樹脂組成物には、本発明のエポキシ樹脂以外に、分子中にエポキシ基を２個以上有する通常のエポキシ樹脂を併用してもよい。
例を挙げれば；２価フェノール類のジグリシジルエーテル、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、フルオレンビスフェノール、４，４’−ビフェノール、２，２’−ビフェノール、ハイドロキノンおよびレゾルシンなどのジグリシジルエーテル；３価以上のフェノール類のポリグリシジルエーテル、例えば、トリス−（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、フェノールノボラックおよびｏ−クレゾールノボラックなどのポリグリシジルエーテル；並びに、テトラブロモビスフェノールＡなどのハロゲン化ビスフェノール類のグルシジルエーテル；がある。これらの通常のエポキシ樹脂は１種または２種以上を混合して用いることができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物におけるエポキシ樹脂（Ａ）の配合量はエポキシ樹脂全体中、５０〜１００重量％、好ましくは７０〜１００重量％、より好ましくは９０〜１００重量％の範囲である。
【００６３】
本発明のエポキシ樹脂硬化物は、前記エポキシ樹脂組成物を硬化させて得られるエポキシ樹脂硬化物である。
硬化反応のエネルギー源としては加熱または光照射が挙げられる。硬化物を得るための方法としてはトランスファー成形、圧縮成形、注型等、塗布およびディッピングなどの方法が用いられ、加熱硬化の際の温度としては、通常１４０〜２３０℃の範囲である。
【００６４】
本発明のエポキシ樹脂硬化物は全光線透過率が８０％以上であることが好ましい。
全光線透過率が８０％以上の硬化物を作るには、色数の低い硬化剤である酸無水物硬化剤や脂環式アミンを使用すると好ましい。さらに硬化反応中の着色を抑制するため、窒素雰囲気下で硬化したり、硬化温度をできるだけ下げ、酸化防止剤を添加してもかまわない。
【００６５】
本発明の塗料は前記エポキシ樹脂を含有する塗料である。本発明の塗料は前記エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物をそのまま基材に塗布しても使用できるが、さらに、着色剤、増粘剤、防腐剤および乳化剤のいずれか少なくとも１種を含有することができる。これらの量は、エポキシ樹脂組成物１００重量部に対し、それぞれ１〜３０重量部が好ましい。
【００６６】
着色剤としては無機顔料および有機顔料とがあり、無機顔料としては二酸化チタン、酸化亜鉛、群青、ベンガラ、リトポン、鉛、カドミウム、鉄、コバルト、アルミニウム、塩酸塩および硫酸塩などを、有機顔料としてはアゾ顔料および銅フタロシアニン顔料などを挙げることができる。
増粘剤としてはメチルセルロースおよび炭酸カルシウムなどの高粘度を付与できるものが好適に挙げられる。
防腐剤としては有機錫、銅、砒素および塩素化合物などが使用でき、具体的にはペンタクロロフェノール、ペンタクロロフェノールラウレート、銅−８−ヒドロキシキノリン、ビス（トリ−ｎ−ブチルチン）オキシドおよび第４級アンモニウム塩などが挙げられる。乳化剤としてはベントナイトおよび充填土などが挙げられる。
【００６７】
本発明の塗料には、さらに、必要に応じて各種の添加剤を配合することができる。例えば、通常のエポキシ系塗料に使用される、可塑剤、チクソトロピー性付与剤、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、接着性付与剤、分散剤および溶剤等を配合することができ、具体的には特開２０００−１９８９０６号公報に記載のものが挙げられる。
【００６８】
本発明の塗料は、低粘度であり、金属やプラスチック等、種々の基材への濡れ性に優れる。また、光透過性が高く、耐光性に優れるため、透明コーティング剤や屋外用部品の塗料などに好適に使用される。
【００６９】
本発明の接着剤は前記エポキシ樹脂を含有する接着剤である。本発明の接着剤は、前記エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物をそのまま使用できるが、さらに、増粘剤および乳化剤のいずれか少なくとも１種を含有することができる。これらの量は、エポキシ樹脂組成物１００重量部に対し、それぞれ１〜３０重量部が好ましい。
【００７０】
接着剤には、さらに必要に応じて、各種の添加剤を配合することができる。例えば、可塑剤、チクソトロピー性付与剤、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、接着性付与剤、分散剤および溶剤等を配合することができる。本発明の接着剤は硬化後に、光透過性および耐クラック性に優れるため、液晶用シール剤や光学部品接着剤など、特に透明接着剤として好適に使用される。
【００７１】
本発明の成形体は前記エポキシ樹脂組成物を成形および硬化して得られる成形体である。成形体は、エポキシ樹脂の成形が可能な装置、例えばトランスファー成形装置、プレス成形装置、注型成形装置、射出成形装置、又は押出成形装置を用いて成形できる。また、本発明の成形体には、離型処理を行った平らなプラスチックや金属などの基板上にエポキシ樹脂組成物を塗布し、硬化後基板をとりはずしたシート状およびフィルム状のものも含まれる。
【００７２】
成形体用のエポキシ樹脂組成物としては、前記エポキシ樹脂組成物をそのまま使用してもかまわないが、さらに必要に応じて、各種の添加剤を配合することができる。例えば、可塑剤、チクソトロピー性付与剤、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、接着性付与剤、分散剤および溶剤等を配合することができる。
【００７３】
本発明のエポキシ樹脂を用いた成形体は、耐光性および耐クラック性に優れるため、熱環境の厳しい車載用の電子、電気周辺材料や屋外用成形体および発光素子用の封止剤として好適に使用される。
【００７４】
後述の実施例、比較例における過酸化物価、金属含量、色数および全光線透過率の測定方法は以下の通りである。
【００７５】
＜過酸化物価の測定方法＞
過酸化物価は、日本油化学協会編「基礎油脂分析試験法」に記載の方法に基づき、ヨウ化カリウムを加えた場合に遊離されたヨウ素の測定サンプル１ｋｇに対するミリ当量数を求めた。
【００７６】
＜１ヶ月後の過酸化物価の測定方法＞
エポキシ樹脂１００ｇを密閉できる透明なガラス容器に入れ、室内の直射日光のあたる場所に１ヶ月静置後、上記過酸化物価を再度測定した。
【００７７】
＜金属含量の測定方法＞
エポキシ樹脂の１０％トルエン溶液を作成し、ＩＣＰ発光分析により分析した。装置はパーキンエルマー社のＯｐｔｉｍａ４３００ＤＶを用いた。
定性分析で検出された金属種において、それぞれ市販の金属標準液を使用して作製した検量線を用い、定量分析を行った。定量した各種金属含量の合計から、エポキシ樹脂中の金属含量を求めた。
【００７８】
＜色数（ＡＰＨＡ）の測定方法＞
ＡＳＴＭ−Ｄ−１２０９に準拠して、ＡＰＨＡ標準液と目視比較することにより求めた。
【００７９】
＜全光線透過率の測定方法＞
２枚のガラス板（大きさ：４０ｍｍ×２０ｍｍ）の間にスペーサーを用いて、１ｍｍの隙間を形成し、成形型とした。
これにエポキシ樹脂配合物を注型して１２０℃×３時間、さらに１６０℃×５時間かけて硬化させた。成形型より硬化物を取り出し、試験片とした。
この硬化物片を用いて、ＪＩＳ Ｋ７３６１（１９９７）に準拠し、全光線透過率を測定した。
【００８０】
以上詳述した本発明によれば、低粘度で硬化性、耐熱性、耐光性、耐クラック性、耐水性に優れる高純度のエポキシ樹脂、およびそのエポキシ樹脂を含有する組成物、およびそのエポキシ樹脂を硬化して得られる硬化物を得ることができる。
【実施例】
【００８１】
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、％は重量％、部は重量部を示す。
【００８２】
［製造例１］＜原料の不飽和化合物（Ｂ−１）の製造＞
撹拌装置、温度制御装置及びコンデンサーを設置した反応槽に、１，２−プロピレングリコールを７６部（１モル部）、固体酸触媒としてナフィオンＳＡＣ−１３（デュポン社製）５０部仕込み、３００ｒｐｍで撹拌しながら、１１０℃に加熱した。「ＥＮＢ」（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトエン；サンペトロケミカル社製）を２４０部（２モル部）２時間かけて滴下した。滴下終了後、１１０℃で３時間熟成し、ナフィオンをろ過除去した。ろ液を１５０℃に加熱し、１３０Ｐａで未反応物を減圧除去し、プロピレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトイル）エーテル（Ｂ−１）を２８０部得た。
【００８３】
［製造例２］＜原料の不飽和化合物（Ｂ−２）の製造＞
撹拌装置、温度制御装置及びコンデンサーを設置した反応槽に、１，４−ブチレングリコールを９０部（１モル部）、固体酸触媒としてナフィオンＳＡＣ−１３（デュポン社製）５０部仕込み、３００ｒｐｍで撹拌しながら、１１０℃に加熱した。「ＥＮＢ」を２４０部（２モル部）２時間かけて滴下した。滴下終了後、１１０℃で３時間熟成し、ナフィオンをろ過除去した。ろ液を１５０℃に加熱し、１３０Ｐａで未反応物を減圧除去し、ブチレングリコール−ビス（５−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプトエン）エーテル（Ｂ−２）を３０２部得た。
【００８４】
＜エポキシ樹脂の製造＞
［実施例１］
本発明の製造法として例示した製法（１）〜（４）のうちの製法（１）に従い、下記の方法でエポキシ樹脂（Ａ−１）を製造した。
攪拌装置、温度制御装置及び還流冷却器を設置した反応槽に、表１に記載した種類と量（重量部）のタングステン化合物（Ｄ）、３０％過酸化水素水（Ｃ）およびリン酸アンモニウムをこの順で仕込み、３００ｒｐｍで撹拌しながら、８０℃に温調した。
表１に記載した種類および量（部）の溶媒、不飽和化合物（Ｂ−１）および相間移動触媒（Ｅ）の混合溶液を上記の８０℃の温調液に２時間かけて滴下した。
滴下終了後、温度を８０℃に保ちながら、４時間反応させた。室温まで冷却、静置後、２相に分離した反応混合物から生成物を含む上層（有機相）を分液した。
得られた有機相は２回水洗後、有機相に対して約１０重量％の３０％水酸化ナトリウム水溶液を仕込み、約３０分撹拌した。静置後、上層（有機相）を取り出した。得られた有機相を、アルミナを敷いたフィルターに通した後、１００℃２６０Ｐａで脱溶剤を行い、それぞれ無色透明の生成物を得た。
実施例１で得られた生成物を元素分析した結果、Ｃ７８．８％、Ｈ１０．０％、Ｏ１１．２％であり、エポキシ当量が１６０ｇ／ｅｑであった。これらの結果より、実施例１で得られた生成物は、目的のエポキシ樹脂（Ａ−１）であることを確認した。
【００８５】
＜元素分析＞
元素分析は、パーキンエルマー社の全自動元素分析装置を用いた。炭素（Ｃ）および水素（Ｈ）は、試料を１８００℃の純酸素中で完全燃焼し、クロマトグラフィーで定量した。酸素（Ｏ）は、熱分解して発生した酸素を、炭素触媒を用いて一酸化炭素に変換し、測定した。
【００８６】
［実施例２］
不飽和化合物（Ｂ−２）に対して、タングステン化合物（Ｄ）、過酸化水素水（Ｃ）、溶剤の種類と量を変える以外は同様に製造して、無色透明の生成物を得た。
得られた生成物を同様に分析した結果、Ｃ７９．０％、Ｈ１０．２％、Ｏ１０．８％であり、エポキシ当量が１６７ｇ／ｅｑであった。これらの結果より、実施例２で得られた生成物は、目的のエポキシ樹脂（Ａ−２）であることを確認した。
なお、このエポキシ樹脂（Ａ−２）の赤外線スペクトルを図１に、1Ｈ−ＮＭＲスペクトルを図２に、の１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルを図３に示す。
【００８７】
［実施例３］
同様に、例示した製法（２）に従い、下記の方法でエポキシ樹脂（Ａ−３）を製造した。
撹拌装置、温度制御装置を設置した反応槽に、表１に記載した種類および量のタングステン化合物（Ｄ）と水５０部を仕込み、表１に記載した種類および量の相間移動触媒（Ｅ）を加え、４０℃で３時間撹拌後、室温まで冷却した。ここへジクロロメタン７０部を加え１時間攪拌した後に静置し、ジクロロメタン相を分液し、ロータリーエバポレーターでジクロロメタンの除去を行った。こうして相間移動触媒とタングステン化合物をあらかじめ反応させた酸化触媒を得た。
攪拌装置、温度制御装置及び還流冷却器を設置した反応槽に、上記で得られた酸化触媒０．５部と表１に記載した量の３０％過酸化水素水（Ｃ）を仕込み、３００ｒｐｍで撹拌しながら、４０℃に温調した。表１に記載した量の溶媒に不飽和化合物（Ｂ−１）を溶解させた溶液を滴下し、滴下終了後、更に５時間反応させた。室温まで冷却、静置後、２相に分離した反応混合物から生成物を含む上層（有機相）を分液した。
得られた有機相は１０％チオ硫酸ナトリウム水溶液、５％炭酸水素ナトリウム水溶液および水で２回水洗後、ロータリーエバポレーターで低沸点成分を除去し、無色透明の生成物３０９部を得た。得られた生成物を同様に分析した結果、Ｃ７８．４％、Ｈ１０．１％、Ｏ１１．５％であり、エポキシ当量が１６３ｇ／ｅｑであった。これらの結果より、実施例３で得られた生成物は、目的のエポキシ樹脂（Ａ−３）であることを確認した。
【００８８】
［実施例４］
例示した製法（３）に従い、下記の方法でエポキシ樹脂（Ａ−４）を製造した。
不飽和化合物（Ｂ−２）と表１に記載した種類および量の溶媒を仕込み、３０℃に温調しながら３時間かけ、３０％の過酢酸の酢酸エチル溶液を滴下した。３０℃で６時間熟成し、反応終了した。さらに１５℃で３９８部の炭酸ナトリウムを加え、半中和した後、１０％水酸化ナトリウム水溶液を仕込み、約３０分撹拌した。
静置後、上層（有機相）を取り出した。得られた有機相を１０００部の脱イオン水で洗浄し、洗浄後の粗液を６０℃１３０Ｐａで減圧し、低沸分の除去を行い、さらにこの蒸留残渣を９０℃４０Ｐａでカラム蒸留を行った。
得られた留分２５０部に対して、還元剤としてチオ硫酸ナトリウムを２０部加えて４０℃で１時間攪拌して還元処理し、さらに活性炭素１０部を加え、６０℃で１時間攪拌した後、セライト５４５（昭和化学社製）をしきつめた濾紙を通してろ過した。酸化剤の還元−活性炭吸着−ろ過処理を５回繰り返して行い、無色透明の生成物を１１５部得た。得られた生成物を同様に分析した結果、Ｃ７８．７％、Ｈ１０．３％、Ｏ１１．０％であり、エポキシ当量が１７１ｇ／ｅｑであった。これらの結果より、実施例２で得られた生成物は、目的のエポキシ樹脂（Ａ−４）であることを確認した。
【００８９】
【表１】
【００９０】
比較例に用いたエポキシ樹脂は以下の通りである。
［比較例１］
「ＥＰＩＣＬＯＮ ８５０」：
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ（株）製：エポキシ当量１８７ｇ／ｅｑ）
［比較例２］
下記「ＳＲ−１６ＨＬ」と上記「ＥＰＩＣＬＯＮ８５０」を重量比２０：８０で混合したもの
「ＳＲ−１６ＨＬ」：
１，６ヘキサンジオールジグリシジルエーテル（阪本薬品工業（株）製：エポキシ当量１２５ｇ／ｅｑ）
［比較例３］
「セロキサイド２０２１」：
３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート；脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学工業（株）製：エポキシ当量１３０ｇ／ｅｑ）
［比較例４］
「セロキサイド２０８１」：
３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートとε−カプロラクトンの付加物；可とう性脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学工業（株）製：エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ）
【００９１】
実施例および比較例における物性の測定は下記方法でおこなった。
＜エポキシ当量の測定方法＞
エポキシ当量は、ＪＩＳ Ｋ−７２３６に従って測定した。
＜全塩素含量の測定方法＞
全塩素含量は、ＪＩＳ Ｋ７２４３−３に従って測定した。
【００９２】
＜開環物（Ｇ）の含量の測定方法＞
エポキシ樹脂製造中にエポキシ基が開環する場合がある。反応系中の水によって生成するジオール（Ｇ１）や、過酢酸などの有機過酸化物から副生した有機酸によって生成する有機酸付加物（Ｇ２）などである。これらの開環物は、水酸基を有しており、硬化物の耐湿性を低下させ、吸湿後の電気特性などに悪影響を与えるため、含有量が少ないほど好ましい。
開環物含量は、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）における、開環物（Ｇ）とエポキシ樹脂（Ａ）のピークの比より求めた。
開環物の含量（％）＝ＰＧ×１００／（ＰＥ＋ＰＧ）
ただし、ＰＥのＧＣのピーク強度、
ＰＧはジオール（Ｇ１）と有機酸付加物（Ｇ２）のＧＣのピーク強度の合計を表す。
【００９３】
ＧＣ装置と分析条件は下記の通りである。
機器：島津製作所製 ＧＣ−２０１４
検出器：ＦＩＤ
カラム：キャピラリカラム Ｒｔｘ−５（長さ３０ｍ、内径０．２５ｍｍ ＩＤ、液相
の膜厚：０．２５μＭ、Ｒｅｓｔｅｋ社製）
サンプル注入量：１．０μＬ
ＩＮＪ温度：２００℃
キャリアーガスＨｅ圧力：１２９ｋＰａ
キャリアーガスＨｅ全流量：２３．０ｍＬ／ｍｉｎ
キャリアーガスＨｅカラム流量：１．８ｍＬ／ｍｉｎ
線速度：３７．８ｃｍ／ｓｅｃ
スプリット比：１０．０
ＤＥＴ温度：３００℃
メイクアップガスＨｅ圧力：１０．０ｋＰａ
Ｈ２圧力：６０ｋＰａ
Ａｉｒ圧力：５０ｋＰａ
カラム温度：５０℃〜１０℃／ｍｉｎ昇温；最高到達温度３００℃、保持時間５分
【００９４】
＜粘度の測定方法＞
ＪＩＳＫ７１１７−２に従い、エポキシ樹脂を２５℃に保持した後、Ｂ型回転粘度計を用いて粘度を測定した。
【００９５】
＜硬化性の評価方法＞
硬化性は、硬化剤の種類と硬化条件を変えて、加熱乾燥後の表面タックで評価した。
下記の３種類の酸無水物硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤を、それぞれ当量のエポキシ樹脂と配合した後、合計１０ｇ秤量し、その中に硬化促進剤として「２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ」（イミダゾール系触媒；四国化成社製）を１ｇ加え、混合後、直径３ｃｍのシリコン製カップに入れ、それぞれ下記条件で乾燥器に静置した。
指蝕により表面にタックがないものは○、一部でもタックがあるものは×とし、結果を表２に記載した。
【００９６】
（１）酸無水物硬化剤
「リカシッドＭＨ」（メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、新日本理化（株）製：酸無水物当量１６８ｇ／ｅｑ）を用い、１２０℃×３時間、１５０℃×３時間で硬化させる。
（２）アミン硬化剤
「ラロミンＣ２６０」（ＢＡＳＦ社製：活性水素当量５７ｇ／ｅｑ）、１１０℃×４時間、１５０℃×４時間。
（３）フェノール硬化剤
「レヂトップＰＳＭ−４３２４」（群栄化学工業（株）製；水酸基当量１０５ｇ／ｅｑ）、１６０℃×１時間。
【００９７】
実施例１〜４および比較例１〜４のエポキシ樹脂の分析結果および３種類の硬化剤に対する硬化性を表２に示す。
【００９８】
【表２】
【００９９】
実施例５〜８および比較例５〜８
表３記載の配合成分と部数（重量部）で配合し、遠心混練が可能な脱泡機を用いて混練、脱泡し、エポキシ樹脂組成物を得た。
得られたエポキシ樹脂組成物は、それぞれ前記の評価試験に必要な大きさの試験片が得られるように注型した。円型のものは必要直径を有するシリコーン型に注型し、厚みを均一にするものは、ガラス板とスペーサーから構成される成形型に注型した。１２０℃×３時間、さらに１６０℃×５時間かけて加熱硬化させ、エポキシ樹脂硬化物からなる試験片を得た。
【０１００】
【表３】
【０１０１】
表３中の硬化剤と硬化促進剤は以下の通りである。
【０１０２】
＜硬化剤＞
リカシッドＭＨ ：表２中の酸無水物系硬化剤と同じ
＜硬化促進剤＞
Ｕ−ＣＡＴ １８Ｘ：アミン系硬化促進剤（サンアプロ社製）
【０１０３】
硬化物の物性の測定および性能評価は下記方法でおこなった。
得られた硬化物の物性および試験結果を表４に示す。
【０１０４】
【表４】
【０１０５】
＜ガラス転移点（Ｔｇ）の測定方法＞
ガラス転移温度の測定方法は、熱機械分析装置（ＴＭＡ）を用いた。
測定サンプルは、２５℃において（長さ）１８ｍｍ×（巾）２ｍｍ×（厚さ）０．２ｍｍの大きさの硬化樹脂を使用した。その硬化物の長さと幅はノギスにて測定し、厚さは膜厚計にて測定し、それぞれ０．００１ｍｍの桁まで測定した。
ＳＩＩ社製のＴＭＡ／ＳＳ６０００を使用して、測定サンプルに１０ｍＮの荷重をかけ、測定セル内を３０℃で３０分間保持した後、測定セル温度を３０℃から２００℃まで１０℃／ｍｉｎで昇温した。得られたＴＭＡ曲線の変曲点前後に接線を引き、この接線の交点をＴｇとした。
【０１０６】
＜耐ハンダリフロー性の評価方法＞
（１）シリコーン製の直径３０ｍｍの円筒形の型に、内径３ｍｍ、外径１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの真鍮製のワッシャーを入れる。
（２）実施例および比較例記載のエポキシ樹脂組成物を、深さ３ｍｍになるように上記のシリコーン型に流し入れ、１２０℃×３時間、１５０℃×３時間で硬化させる。硬化後シリコーン型から硬化物を取り出し、これをワッシャー入りの試験片とした。
（３）１０個の試験片を高温恒湿器中に、３０℃、７０％ＲＨで１６８時間静置する。
（４）試験片を高温恒湿機から取り出し、１００℃に余熱しておいた はんだリフロー試験機（日本アントム社製ＵＮＩ−６１１６Ｇ）に入れ、５０℃／分で２３０℃まで昇温し、２３０℃で１分加熱する。
（５）上記の熱サイクルを２回繰り返す。
（６）１０サンプル中、剥がれやクラックが入っているサンプル数で評価した。
すべての１０サンプルで剥がれもクラックが入っていないものを○、１０サンプル中１サンプルでも剥がれかクラックが入ったものを×とした。
【０１０７】
＜接着性の評価方法＞
接着性の評価は、はく離強度を測定して比較した。
１００ｍｍ×２５ｍｍ×２ｍｍの寸法のアルミニウム板（ＪＩＳ Ａ１０５０）を２枚用意し、ＪＩＳ Ｋ６８５０に準拠して、それぞれの金属片の端部から１２．５ｍｍ×２５ｍｍの部分にエポキシ樹脂組成物を塗布し、２枚の金属片のエポキシ樹脂組成物を塗布した箇所を重ね合わせて接合して試験片を作成する。
この試験片について、５０ｍｍ／分の速度で引張りせん断試験を行い、剥離強度（ＭＰａ）を測定した。
【０１０８】
＜耐水性の評価方法＞
本発明の耐水性は下記の煮沸吸水率で評価した。ＪＩＳ−６９１１に準じ、直径５０ｍｍのシリコーン製の型を用いて直径５０±１ｍｍ、厚さ３±０．２ｍｍの円形に成形した試験片を用い、煮沸吸水率（％）を測定した。
煮沸吸水率（％）＝（Ｗ２−Ｗ１）×１００／Ｗ１
ただし、Ｗ１：煮沸前の硬化物の重量（ｇ）、Ｗ２：煮沸後の硬化物の重量（ｇ）
【０１０９】
＜体積固有抵抗値の測定方法＞
２枚のガラス板（大きさ：１５０ｍｍ×２００ｍｍ）の間にスペーサーを用いて、４ｍｍの隙間を形成し、成形型とした。
これにエポキシ樹脂配合物を注型して１２０℃×３時間、さらに１６０℃×５時間かけて硬化させた。成形型より硬化物を取り出し、試験片とした。
体積固有抵抗値は、この試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ６９１１に基づいて測定した。
【０１１０】
＜吸湿後の体積固有抵抗値の評価方法＞
上記と同様にして作成したサンプルを、プレッシャークッカー試験機（平山製作所社製）に入れ、１２１℃、１００％ＲＨ、０．２ＭＰａで７２時間後の体積固有抵抗値を測定した。
【０１１１】
＜促進試験後の耐光性の評価方法＞
２０ｍｍ×４０ｍｍ×１ｍｍの試験片を、ピーク波長が３４０ｎｍの紫外蛍光ランプを光源とする岩崎製の促進耐光試験機に入れる前後の耐光性を評価した。
まず、促進照射前の全光線透過率（％）をＪＩＳ Ｋ７３６１（１９９７）に準拠して測定した後、促進試験のため、５５℃においてエポキシ樹脂試験片に紫外線を３００時間照射する。照射後、全光線透過率を測定した。
紫外線照射後の透過率保持率を初期の全光線透過率と比較することで耐光性の評価を行った。
透過率保持率（％）＝紫外線照射後の全光線透過率×１００／初期の全光線透過率（％）
【０１１２】
＜耐クラック性の評価方法＞
（１）直径３０ｍｍの円筒形のシリコーン製の型に、内径３ｍｍ、外径１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの真鍮製のワッシャーを入れる。
（２）実施例および比較例記載のエポキシ樹脂組成物を、深さ３ｍｍになるように上記のシリコーン製の型に流し入れ、１２０℃×３時間、１５０℃×３時間で硬化させる。硬化後シリコーン型から硬化物を取り出し、これをワッシャー入りの試験片とした。
（３）１０個の試験片を気相式熱衝撃試験機ＷＩＮＴＥＣＨ（エタック社製）に入れ、−４０℃×１５分に冷却後、１５０℃×１５分に昇温する。
（４）上記の熱サイクルを５０回繰り返す。
（５）１０サンプル中、剥がれやクラックが入っているサンプル数で評価した。
すべての１０サンプルで剥がれもクラックが入っていないものを○、１０サンプル中１サンプルでも剥がれかクラックが入ったものを×とした。
【０１１３】
実施例１〜４の本発明のエポキシ樹脂は、表２のように、過酸化物価、金属含量および開環物の含有量がいずれも低く、全塩素含量が０ｐｐｍである。一方、比較例のエポキシ樹脂はこれらのいずれかの不純物含量が高い。
なお、実施例１〜４のうち、実施例１と実施例２のエポキシ樹脂は、特に好ましい製造方法で得られたものでは、着色が少なく、金属含量や開環物も特に少なく、かつ製造直後の過酸化物価だけでなく、１ヶ月経過後の過酸化物価も低い。
また、実施例１〜４のエポキシ樹脂は、比較例１および２のエポキシ樹脂に比べ、色数および粘度が低い。また、比較例３と４はアミン硬化剤とフェノール硬化剤に対してはタックが残る問題点があるのに対して、実施例１〜４のエポキシ樹脂は代表的な硬化剤系すべてにおいて反応できる点において硬化性が優れている。
さらに、表４からわかるように、実施例５〜８の硬化物は全ての評価項目において優れている。一方、例えば、比較例５は耐光性と耐クラック性で劣り、比較例６はガラス転移点、耐ハンダリフロー性、耐水性および耐光性で劣り、比較例７は耐ハンダリフロー性、接着性、耐水性および耐クラック性で劣り、比較例８はガラス転移点、耐ハンダリフロー性、接着性、耐水性および耐クラック性等で劣っている。また、実施例５〜８のいずれの硬化物も、比較例５〜８の硬化物に比べて吸湿後体積固有抵抗値において優れている。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明のエポキシ樹脂は、低粘度で、着色が少なく、硬化性に優れたエポキシ樹脂であり、耐熱性、光線透過率、耐光性、接着性、耐クラック性、透明性および耐水性が優れており、さらに、ハロゲン、金属、過酸化物およびエポキシ開環物等の不純物が少ないことから、光学素子用封止剤、クリヤー塗料、光学部品接着剤、半導体封止剤、アンダーフィル剤、電子、電気部品用接着剤、液晶用シール剤、光ファイバー、コーティング剤および光造形用などの樹脂原料などに有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（Ａ）。
【化１】
［式中、R1は炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキレン基を表す。］
【請求項２】
過酸化物価が３０ｍｅｑ／ｋｇ以下である請求項１記載のエポキシ樹脂（Ａ）。
【請求項３】
金属含量が２０ｐｐｍ以下である請求項１または２記載のエポキシ樹脂。
【請求項４】
ハーゼン色数（ＡＰＨＡ）が５０以下である請求項１〜３いずれか記載のエポキシ樹脂。
【請求項５】
タングステン化合物（Ｄ）と相間移動触媒（Ｅ）の存在下で、下記一般式（２）で表される不飽和化合物（Ｂ）を過酸化水素（Ｃ）で酸化反応させて得られる請求項１〜４のいずれか記載のエポキシ樹脂。
【化２】
［式中、R1は炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキレン基を表す。］
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか記載のエポキシ樹脂（Ａ）、並びに硬化剤（Ｈ１）および／または硬化触媒（Ｈ２）を含有するエポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
請求項６記載のエポキシ樹脂組成物を硬化させて得られるエポキシ樹脂硬化物。
【請求項８】
全光線透過率が８０％以上である請求項７記載のエポキシ樹脂硬化物。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか記載のエポキシ樹脂を含有する塗料。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれか記載のエポキシ樹脂を含有する接着剤。
【請求項１１】
請求項６記載のエポキシ樹脂組成物から得られる成形体。
【請求項１】
下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（Ａ）。
【化１】
［式中、R1は炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキレン基を表す。］
【請求項２】
過酸化物価が３０ｍｅｑ／ｋｇ以下である請求項１記載のエポキシ樹脂（Ａ）。
【請求項３】
金属含量が２０ｐｐｍ以下である請求項１または２記載のエポキシ樹脂。
【請求項４】
ハーゼン色数（ＡＰＨＡ）が５０以下である請求項１〜３いずれか記載のエポキシ樹脂。
【請求項５】
タングステン化合物（Ｄ）と相間移動触媒（Ｅ）の存在下で、下記一般式（２）で表される不飽和化合物（Ｂ）を過酸化水素（Ｃ）で酸化反応させて得られる請求項１〜４のいずれか記載のエポキシ樹脂。
【化２】
［式中、R1は炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルキレン基を表す。］
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか記載のエポキシ樹脂（Ａ）、並びに硬化剤（Ｈ１）および／または硬化触媒（Ｈ２）を含有するエポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
請求項６記載のエポキシ樹脂組成物を硬化させて得られるエポキシ樹脂硬化物。
【請求項８】
全光線透過率が８０％以上である請求項７記載のエポキシ樹脂硬化物。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか記載のエポキシ樹脂を含有する塗料。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれか記載のエポキシ樹脂を含有する接着剤。
【請求項１１】
請求項６記載のエポキシ樹脂組成物から得られる成形体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−６５４５（Ｐ２０１１−６５４５Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４９９７２（Ｐ２００９−１４９９７２）
【出願日】平成２１年６月２４日（２００９．６．２４）
【出願人】（０００００２２８８）三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２４日（２００９．６．２４）
【出願人】（０００００２２８８）三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Ｆターム（参考）】
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