フッ素系界面活性剤及びそれを用いた感光性組成物
【課題】 水溶性に優れ、コーティング用組成物、特に薄膜コーティングであるレジスト組成物として用いた際に、優れた塗布性を発現するフッ素系界面活性剤、特には、パーフルオロアルキル基中の炭素数が短いものからなる、前述の性能を有するフッ素系界面活性剤、及びこれを用いた感光性組成物を提供すること。
【解決手段】 下記一般式（１）
−［ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］ｎ−ＯＣＦ３・・・・・（１）
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す。）
で表されるフッ素化ポリオキシプロピレン鎖を有する化合物（Ａ）からなることを特徴とするフッ素系界面活性剤、及びこれを用いた感光性組成物。
【解決手段】 下記一般式（１）
−［ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］ｎ−ＯＣＦ３・・・・・（１）
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す。）
で表されるフッ素化ポリオキシプロピレン鎖を有する化合物（Ａ）からなることを特徴とするフッ素系界面活性剤、及びこれを用いた感光性組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、親水性に優れ、コーティング用組成物、特に感光性組成物として用いた際に、優れた塗布性を発現するフッ素系界面活性剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フッ素系界面活性剤は含フッ素基に由来する表面張力低下能が高いことから、均質塗布性が要求されるコーティング分野において広く使用されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、コーティング組成物を均質に塗工するためには、撥水撥油性の高い含フッ素基をある一定量添加しなければならず、常に使用する樹脂との配合に注意を払わなければならない、もしくは含フッ素基と組み合わせる材料が制約されるなどの問題がこれまでは存在した。そのため、従来の優れた均質塗工性を有しつつも、親水性、親油性のどちらの組成物にも馴染み易いフッ素系界面活性剤を開発することが求められている。特に、近年の環境保護の観点からは、有機溶剤排出量がより少ない、水性材料への開発要求が高く、該材料への応用範囲が広い点から親水性を有するフッ素系界面活性剤の開発への要求はより高いものとなっている。
【０００３】
一方、近年、フッ素化された炭素数が７以上のパーフルオロアルキル基を有する化合物が、細胞間コミュニケーションの阻害を引き起こすため、細胞株を用いた試験管内試験において、発がん性に関与すると考えられている。この阻害は官能基ではなく、フッ素化された炭素数の長さより決まり、長いものほど阻害力が高いことが判明し（非特許文献１参照。）、フッ素化された炭素数が長いものを含むフッ素系界面活性剤の使用が敬遠されるようになってきた。一方、一般的にパーフルオロアルキル基の炭素数が少ない化合物からなるフッ素系界面活性剤は、十分な界面活性効果が得られていない。従って、従来から使用されているフッ素系界面活性剤と同等以上の界面活性効果を有し、パーフルオロアルキル基の炭素数が短いフッ素系界面活性剤が強く求められている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３０１５４号公報（第４〜２２頁）
【非特許文献１】Ｂｅｗｄ．Ｕｐｈａｍ，ｅｔ．ａｌ．”Ｉｎｈｉｂｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇａｐ Ｊｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｒｃｅｌｌｕｌａｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｂｙ Ｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ Ｆａｔｔｙ Ａｃｉｄｓ ｉｓ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｏｎ Ｔｈｅ Ｃｈａｉｎ Ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ Ｔｈｅ Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ Ｔａｉｌ”，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃａｎｃｅｒ”（米国）１９９８，ｖｏｌ．７８，ｐ．４９１−４９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような実情に鑑み、本発明の課題は、親水性に優れ、コーティング用組成物、特に薄膜コーティングである感光性組成物として用いた際に、優れた塗布性を発現するフッ素系界面活性剤、特には、パーフルオロアルキル基中の炭素数が短いものからなる、前述の性能を有するフッ素系界面活性剤、及びこれを用いた感光性組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、鋭意検討した結果、特定の構造を有する含フッ素化合物が親水性に優れ、且つ該化合物をフッ素系界面活性剤として用いると、塗布性に優れる組成物が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
即ち本発明は、下記一般式（１）
−［ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］ｎ−ＯＣＦ３・・・・・（１）
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す。）
で表されるフッ素化ポリオキシプロピレン鎖を有する化合物（Ａ）からなることを特徴とするフッ素系界面活性剤、及びそれを含有する感光性組成物を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、親水性に優れるフッ素系界面活性剤を得ることができる。該活性剤は水性塗料用組成物へも好適に用いることができ、優れた塗布性を発現し、又、得られる塗膜には、フッ素原子由来の撥水撥油性や防汚性等の優れた機能を付与することも可能である。特に薄膜コーティングであるレジスト組成物は親水性を有するフェノールノボラック樹脂を使用しているため、従来のフッ素系界面活性剤よりも優れた塗布性を発現させることが可能である。
【０００９】
又、本発明のフッ素系界面活性剤は、エーテル結合で炭素数３のパーフルオロアルキル基が連結された構造を有するものであり、安全性が疑問視されている炭素数７以上のパーフルオロアルキル基を有する化合物とは全く異なるものであって、安全性への懸念が低い化合物であることが期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のフッ素系界面活性剤は、下記一般式（１）
−［ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］ｎ−ＯＣＦ３・・・・・（１）
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す。）
で表されるフッ素化ポリオキシプロピレン鎖を有する化合物（Ａ）からなることを特徴とする。
【００１１】
前記一般式（１）で表されるフッ素化ポリオキシプロピレン鎖は、フッ素化された炭素数が３であって、それがエーテル結合を介して連結されていることから、従来の炭素結合によってのみ連結されたパーフルオロアルキル基と比較した場合に、エーテル結合部位が他の組成物との親媒性を高めるため、幅の広い設計が可能となり、より親水性の高い基と組み合わせることによって、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物（Ａ）も高い親水性、ひいては水溶性を有することになる。更に、該鎖の末端も、炭素数１の短いトリフルオロメチル基がエーテル酸素に結合しているため、炭素数の大きいパーフルオロアルキル基が結合しているものと比較すると、得られる化合物の親水性（水溶性）を阻害することがなく、最も好ましい形である。
【００１２】
又、前記一般式（１）中の繰り返し単位数であるｎとしては、１〜１０の整数であるが、得られる化合物の親水性と界面活性能とのバランスに優れる点からは、１〜４であることが好ましい。尚、本発明のフッ素系界面活性剤は、化合物（Ａ）の１分子中に前記一般式（１）で表される鎖を１個以上有するものであれば良く、複数の該鎖を有するものであっても、又、繰り返し単位数の異なる鎖を複数有する化合物からなるものであってもよく、更には、異なる構造を有する前記化合物（Ａ）を２種以上混合して用いても良い。
【００１３】
本発明で用いる化合物（Ａ）としては、前記一般式（１）で表される構造を容易に分子内に導入させることが出来、又、得られるフッ素系界面活性剤の用途、目的とする性能のレベル等によって、構造の設計が容易である点、更には原料の工業的入手が容易である点を鑑みると、少なくとも一つの上記一般式（１）で示される鎖と少なくとも一つの重合可能なエチレン性不飽和結合とを有する単量体を用いた重合体であることが好ましく、下記一般式（２）
【００１４】
【化１】
〔式中、Ｒ１は水素原子又はメチル基であり、Ｘは−Ｏ−又は−ＮＲ２−（但し、Ｒ２は水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基である。）であり、Ｙは（ｒ＋１）価の連結基であり、ｐは０〜８の整数であり、ｑは１〜１０の整数であり、ｒは１〜６の整数である。〕
で表される単量体（ａ１）と、その他の単量体（ａ２）との共重合体であることが好ましい。
【００１５】
前記一般式（２）で表される単量体（ａ１）の製造方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、アクリル酸又はメタクリル酸と、１Ｈ，１Ｈ−２，５−ジ（トリフルオロメチル）−３，６−ジオキサウンデカフルオロノナノール等の、前記一般式（１）で表される鎖を有するアルコール又はアミン化合物とのエステル化やアミド化等により合成する方法が挙げられる。
【００１６】
前記一般式（２）で表される単量体（ａ１）としては、例えば、下記構造式（ａ１−１）〜（ａ１−１５）で表されるものを挙げることができる。
【００１７】
【化２】
【００１８】
【化３】
【００１９】
【化４】
【００２０】
【化５】
【００２１】
これらの中でも、工業的入手が容易な原料からの合成が可能である点、及び得られる共重合体の水溶性に優れる点から、前記構造式（ａ１−１）、（ａ１−６）、（ａ１−７）、（ａ１−８）で表されるものを用いることが好ましい。又、これらの単量体としては、１種のみで用いても、２種以上を混合して用いても良い。
【００２２】
前記その他の単量体（ａ２）としては、前述の単量体（ａ１）と共重合可能な単量体であれば良く、特に限定されるものではない。
【００２３】
その他の単量体（ａ２）の具体的な例示は、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ２ｎｄ ｅｄ．， Ｊ． Ｂｒａｎｄｒｕｐ， ＷｉｌｅｙＩｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ （１９７５） Ｃｈａｐｔｅｒ ２， Ｐａｇｅ １〜４８３に記載されている。
【００２４】
例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を少なくとも１個有する化合物等が挙げられ、アクリル酸エステル類としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、クロルエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ベンジルアクリレート、メトキシベンジルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等、メタクリル酸エステル類としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、クロルエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメタクリレート、ベンジルメタクリレート、メトキシベンジルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート等、アクリルアミド類としては、アクリルアミド、Ｎ−アルキルアクリルアミド（アルキル基としては炭素数１〜３のもの、例えばメチル基、エチル基、プロピル基）、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアクリルアミド（アルキル基としては炭素数１〜３のもの）、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−２−アセトアミドエチル−Ｎ−アセチルアクリルアミド等、メタクリルアミド類としては、メタクリルアミド、Ｎ−アルキルメタクリルアミド（アルキル基としては炭素数１〜３のもの、例えばメチル基、エチル基、プロピル基）、Ｎ，Ｎ−ジアルキルメタクリルアミド（アルキル基としては炭素数１〜３のもの）、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−２−アセトアミドエチル−Ｎ−アセチルメタクリルアミド等、アリル化合物としては、アリルエステル類（例えば酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸アリル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステアリン酸アリル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳酸アリルなど）、アリルオキシエタノール等、ビニルエーテル類としては、アルキルビニルエーテル（例えばヘキシルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、１−メチル−２，２−ジメチルプロピルビニルエーテル、２−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエーテル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチルアミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフルフリルビニルエーテル等、ビニルエステル類：ビニルビチレート、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテート、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビニルカプロエート、ビニルクロルアセテート、ビニルジクロルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブトキシアセテート、ビニルラクテート、ビニル−β−フェニルブチレート、ビニルシクロヘキシルカルボキシレート等、イタコン酸ジアルキル類としては、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル等、フマール酸のジアルキルエステル類又はモノアルキルエステル類としては、ジブチルフマレート等、その他、クロトン酸、イタコン酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、マレイロニトリル、スチレン等も挙げられる。
【００２５】
前記、その他の単量体（ａ２）としては、得られる共重合体の親水性に優れる点からは、親水性の単量体を用いる事が好ましく、コーティング組成物中のフッ素系界面活性剤として用いた際の、該組成物中のその他の成分との相溶性に優れる点、得られる塗膜表面の撥水撥油性や防汚性等のフッ素原子由来の性能を発現させるために好適な分子形状を取りやすい点等の観点から、特にポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）を含むことが好ましい。
【００２６】
前記ポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）としては、分子中にエチレン性不飽和基とポリオキシアルキレン鎖とを含む化合物であれば特に制限はない。エチレン性不飽和基としては、原料の入手性、各種コーティング組成物中の配合物に対する相溶性、そのような相溶性を制御することの容易性、或いは重合反応性の観点から（メタ）アクリルエステル基及びその類縁基を含有するものが適している。
【００２７】
前記ポリオキシアルキレン鎖は（ＯＲ）ｘで表されるものを挙げることができ、Ｒは２〜４の炭素原子を有するアルキレン鎖であり、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ（ＣＨ３）−であることが好ましい。ｘは正の整数であり、好ましくは２〜５０の整数であり、さらに好ましくは３〜３０の整数である。前記のポリオキシアルキレン鎖中のオキシアルキレン単位はポリ（オキシプロピレン）におけるように同一のオキシアルキレン単位のみで構成されてもよく、また、オキシプロピレン単位とオキシエチレン単位とが連結したもののように、異なる２種以上のオキシアルキレン単位が規則的または不規則に連結したものであっても良い。
【００２８】
ポリオキシアルキレン鎖の末端に結合する原子又は基は、水素原子であっても他の任意の基であっても良いが、水素原子、アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０）、アリル基（好ましくは炭素数１〜２０）、アリール基（例えば炭素数６〜１０）であることが好ましい。アリール基は、アルキル基（例えば炭素数１〜１０）、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。又、ポリオキシアルキレン鎖は１つまたはそれ以上の連鎖結合（例えば−ＣＯＮＨ−Ｐｈ−ＮＨＣＯ−、−Ｓ−など：Ｐｈはフェニレン基を表す）で連結されていても良い。更に分岐鎖状のオキシアルキレン単位を供するため、連鎖結合部位に３またはそれ以上の原子価を有することもできる。
【００２９】
ポリオキシアルキレン鎖部分の分子量としては、連鎖結合部を含め２５０〜３０００であることが好ましい。
【００３０】
前記ポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）としては、例えば、下記一般式（３）
【００３１】
【化６】
〔式中、Ｘ’は、酸素原子又は−ＮＲ４−（Ｒ４は水素原子、置換基を有してもよい炭素数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基、置換基を有してもよい炭素数６〜１２のアリール基、または置換基を有してもよい炭素数６〜２４のアラルキル基である。）であり、Ｙ’は置換基を有してもよい炭素数１〜５のアルキレン鎖であり、Ｒ２は水素原子又はメチル基であり、Ｒ３は水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基、置換基を有してもよい炭素数６〜１２のアリール基、又は置換基を有してもよい炭素数６〜２４のアラルキル基であり、ｍは２〜１００の整数である。〕
で表される単量体を挙げることができる。
【００３２】
前記一般式（３）中の各基における置換基としては、例えば、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、アルキル基（好ましくは炭素数１〜１２のアルキル基）、アリール基（好ましくは炭素数６〜１２のアリール基）、スルホ基、カルボキシル基等が挙げられる。又、前記一般式（３）中のＹ’としては、炭素数２〜４の直鎖又は分岐状のアルキレン鎖であることが好ましく、ｍとしては、２〜５０であることが好ましく、特に、３〜３０の整数であることが好ましい。
【００３３】
前記ポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）の具体例として挙げられる、ポリオキシアルキレンアクリレート、又は、ポリオキシアルキレンメタクリレートは、市販のヒドロキシポリ（オキシアルキレン）材料、例えば商品名”プルロニック”［Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（旭電化工業株式会社製）、アデカポリエーテル（旭電化工業株式会社製）”カルボワックス［Ｃａｒｂｏｗａｘ（グリコ・プロダクス）］、”トリトン”［Ｔｏｒｉｔｏｎ（ローム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ製））、Ｐ．Ｅ．Ｇ（第一工業製薬株式会社製）として販売されているものを種々の方法でアクリル酸、メタクリル酸、アクリルクロリド、メタクリルクロリドまたは無水アクリル酸等と反応させることによって製造することができ、又、種々の製法で得られるポリオキシアルキレンジアクリレート等を用いることもできる。
【００３４】
市販品の単量体としては、例えば、日本油脂株式会社製の水酸基末端ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートとしてブレンマーＰＥ−９０、ブレンマーＰＥ−２００、ブレンマーＰＥ−３５０、ブレンマーＡＥ−９０、ブレンマーＡＥ−２００、ブレンマーＡＥ−４００、ブレンマーＰＰ−１０００、ブレンマーＰＰ−５００、ブレンマーＰＰ−８００、ブレンマーＡＰ−１５０、ブレンマーＡＰ−４００、ブレンマーＡＰ−５５０、ブレンマーＡＰ−８００、ブレンマー５０ＰＥＰ−３００、ブレンマー７０ＰＥＰ−３５０Ｂ、ブレンマーＡＥＰシリーズ、ブレンマー５５ＰＥＴ−４００、ブレンマー３０ＰＥＴ−８００、ブレンマー５５ＰＥＴ−８００、ブレンマーＡＥＴシリーズ、ブレンマー３０ＰＰＴ−８００、ブレンマー５０ＰＰＴ−８００、ブレンマー７０ＰＰＴ−８００、ブレンマーＡＰＴシリーズ、ブレンマー１０ＰＰＢ−５００Ｂ、ブレンマー１０ＡＰＢ−５００Ｂなどがあげられる。同様に日本油脂株式会社製のアルキル末端ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートとしてブレンマーＰＭＥ−１００、ブレンマーＰＭＥ−２００、ブレンマーＰＭＥ−４００、ブレンマーＰＭＥ−１０００、ブレンマーＰＭＥ−４０００、ブレンマーＡＭＥ−４００、ブレンマー５０ＰＯＥＰ−８００Ｂ、ブレンマー５０ＡＯＥＰ−８００Ｂ、ブレンマーＰＬＥ−２００、ブレンマーＡＬＥ−２００、ブレンマーＡＬＥ−８００、ブレンマーＰＳＥ−４００、ブレンマーＰＳＥ−１３００、ブレンマーＡＳＥＰシリーズ、ブレンマーＰＫＥＰシリーズ、ブレンマーＡＫＥＰシリーズ、ブレンマーＡＮＥ−３００、ブレンマーＡＮＥ−１３００、ブレンマーＰＮＥＰシリーズ、ブレンマーＰＮＰＥシリーズ、ブレンマー４３ＡＮＥＰ−５００、ブレンマー７０ＡＮＥＰ−５５０など、また共栄社化学株式会社製ライトエステルＭＣ、ライトエステル１３０ＭＡ、ライトエステル０４１ＭＡ、ライトアクリレートＢＯ−Ａ、ライトアクリレートＥＣ−Ａ、ライトアクリレートＭＴＧ−Ａ、ライトアクリレート１３０Ａ、ライトアクリレートＤＰＭ−Ａ、ライトアクリレートＰ−２００Ａ、ライトアクリレートＮＰ−４ＥＡ、ライトアクリレートＮＰ−８ＥＡなどがあげられる。これらのポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）としては、１種類だけを用いても構わないし、２種類以上を併用しても良い。
【００３５】
本発明の化合物（Ａ）として好ましいものは、前述の前記一般式（２）で表される単量体（ａ１）と、その他の単量体（ａ２）として、ポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）とそれ以外の単量体の３種以上の単量体を共重合させて得られる共重合体である。特に得られる化合物（Ａ）をフッ素系界面活性剤として用いた時の親水性、水溶性に優れる点からは、ポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）として、ポリオキシエチレン鎖及び／又はポリオキシプロピレン鎖を含有するものであることが好ましい。
【００３６】
前記共重合体を合成する際に、用いる単量体類の使用割合としては、特に限定されるものではないが、得られる化合物（Ａ）の界面活性能と水溶性とのバランスに優れる点から、単量体類１００重量部中、前記単量体（ａ１）が５〜９０重量部含まれていることが好ましく、特に１０〜６０重量部含まれていることが好ましく、１０〜４０重量部含まれていることが最も好ましい。又、ポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）が１０〜９５重量部含まれることが好ましく、特に６０〜９０重量部含まれていることが好ましい。
【００３７】
又、前記共重合体の重量平均分子量としては、３０００〜５０，０００であることが好ましく、３，０００〜３０，０００であることがより好ましく、特に泡立ち性の現象を気にする用途に対しては３，０００〜１０，０００であることが最も好ましい。共重合体としては、ブロック、ランダム、グラフトの何れの共重合体でもよいが、好ましくは、ランダム共重合体である。
【００３８】
前記共重合体の製造方法には何ら制限はなく、種々の方法、即ちラジカル重合法、カチオン重合法、アニオン重合法等の重合機構に基づき、溶液重合法、塊状重合法、更にエマルジョン重合法等により製造できるが、特にラジカル重合法が簡便であり、工業的に好ましい。例えば先にあげた単量体（ａ１）とその他の単量体（ａ２）の混合物を有機溶媒中、汎用のラジカル重合開始剤を添加し、重合させることにより製造できる。用いる単量体の重合性等に応じ、反応容器に単量体類と開始剤とを滴下しながら重合する滴下重合法なども、均一な組成の共重合体を得るために有効である。
【００３９】
前記重合開始剤としては、種々のものを使用することができ、例えば過酸化ベンゾイル、過酸化ジアシル等の過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、フェニルアゾトリフェニルメタン等のアゾ化合物、Ｍｎ（ａｃａｃ）３等の金属キレート化合物、リビングラジカル重合を引き起こす遷移金属触媒等が挙げられる。更に必要に応じて、ラウリルメルカプタン、２−メルカプトエタノール、エチルチオグリコール酸、オクチルチオグリコール酸等の連鎖移動剤や、更にγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のカップリング基含有チオール化合物を連鎖移動剤等の添加剤を使用することができる。
【００４０】
また光増感剤や光開始剤の存在下での光重合あるいは放射線や熱をエネルギー源とする重合によっても本発明で用いる化合物（Ａ）のランダムもしくはブロック共重合体を得ることができる。
【００４１】
重合は、溶剤の存在下又は非存在下のいずれでも実施できるが、作業性の点から溶剤存在下の場合の方が好ましい。溶剤としては、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル類、２−オキシプロピオン酸メチル、２−オキシプロピオン酸エチル、２−オキシプロピオン酸プロピル、２−オキシプロピオン酸ブチル、２−メトキシプロピオン酸メチル、２−メトキシプロピオン酸エチル、２−メトキシプロピオン酸プロピル、２−メトキシプロピオン酸ブチル等のモノカルボン酸エステル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン等の極性溶剤、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール、エチルセロソルブアセテート等のエーテル類、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコール類及びそのエステル類、１，１，１−トリクロルエタン、クロロホルム等のハロゲン系溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族類、更にパーフルオロオクタン、パーフルオロトリ−ｎ−ブチルアミン等のフッ素化イナートリキッド類等が挙げられ、単独でも、２種以上を混合して用いても良い。
【００４２】
本発明のフッ素系界面活性剤を塗料用組成物、コーティング用組成物等の組成物に添加して使用する場合には、用途に応じて１種類だけを用いても構わないし、２種類以上を同時に用いても構わない。また、組成物中の配合物との相溶性向上等の目的により、種々の炭化水素系、その他のフッ素系、シリコーン系等の界面活性剤を併用することも可能である。
【００４３】
本発明のフッ素系界面活性剤を用いれば、高速、高剪断力を伴う塗工方法においても、優れたレベリング性を発現させると共に、水溶性を有するため、水溶性組成物などへのコーティング組成物を提供することが可能である。この様なコーティング組成物としては特に制限は無いが、有用なコーティング組成物として、例えば各種塗料用組成物、感光性組成物等が挙げられる。
【００４４】
感光性組成物は光によって反応する組成物であり、例えばＵＶ硬化、電子線硬化、フォトレジスト樹脂などが存在する。中でも、フォトレジスト樹脂は半導体を始めとするＩＴ製品に広く使用されている有用なものである。該用途は非常に薄膜で均質な塗工を必要とするため、表面張力低下能に優れるフッ素系界面活性剤が多く使用されている。
【００４５】
例えば、半導体素子フォトリソグラフィーにおいては、レジスト組成物を高剪断力の伴うスピンコーティング等によって、厚さが１〜２μｍ程度になる様にシリコンウエハーに塗布するのが一般的である。この際、塗布膜厚が振れたり、一般に“ストリエーションと称される縞状の塗布ムラが発生したりすると、パターンの直線性や再現性が低下し、目的とする精度を有するレジストパターンが得られないという問題が生じる。半導体素子の高集積化に伴って、レジストパターンの微細化が進む現在、塗布膜厚の振れやストリエーションの発生を抑えることが重要な課題になっている。
【００４６】
また近年、半導体素子の生産性向上等の観点からシリコンウエハーが６インチから８インチヘと大口径化、もしくはそれ以上への大口径化が進んでいるが、この大口径化に伴って、前記塗布膜厚の振れやストリエーションの発生の抑制が、極めて大きな課題となっている。このような問題点に鑑み、高度なレベリング性という観点からは、本発明のフッ素系界面活性剤は各種レジスト組成物、特にフォトレジスト組成物に用いることが有用である。
【００４７】
フォトレジスト組成物は、本発明のフッ素系界面活性剤と種々のフォトレジスト剤とから成るものである。前記フォトレジスト剤としては、例えば、キノンジアジド系感光性化合物及びアルカリ可溶性樹脂を有機溶媒に溶解してなるフォトレジスト組成物（１）、光酸発生剤、架橋剤及びアルカリ可溶性樹脂を有機溶媒に溶解してなるフォトレジスト組成物（２）、光酸発生剤、アルカリ可溶性樹脂及び必要に応じて溶解抑止剤を有機溶媒に溶解してなるフォトレジスト組成物（３）、等が挙げられる。
【００４８】
フォトレジスト組成物（１）について説明する。アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレンもしくはその誘導体、スチレン−無水マレイン酸共重合体等が挙げられ、好ましくはノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン若しくはその誘導体が用いられ、特に好ましくはノボラック樹脂が用いられる。
【００４９】
ノボラック樹脂としては、フェノール、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、３−エチルフェノール、２，５−キシレノール、３，５−キシレノール等のアルキルフェニール類、２−メトキシフェノール、４−メトキシフェノール、４−フェノキシフェノール等のアルコキシまたはアリールオキシフェノール類、α−ナフトール、β−ナフトール、３−メチル−α−ナフトール等のナフトール類、１，３−ジヒドロキシベンゼン、１，３−ジヒドロキシ−２−メチルベンゼン、１，２，３−トリヒドロキシベンゼン、１，２，３−トリヒドロキシ−５−メチルベンゼン、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン等のポリヒドロキシベンゼン類等のヒドロキシ芳香族化合物と、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、パラアルデヒド等の脂肪族アルデヒド類、ベンズアルデヒド等の芳香族アルデヒド類、アセトン等のアルキルケトン類等のカルボニル化合物とを、例えば塩酸、硫酸、しゅう酸等を触媒として、混合加熱し重縮合させ製造することができる。中でも、ヒドロキシ芳香族化合物として、アルキルフェノール類の１種以上とカルボニル化合物の重縮合で得られるノボラック樹脂が好ましい。更に好ましく用いられるノボラック樹脂は、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、２，５−キシレノール及び３，５−キシレノールの内の一種以上と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、パラアルデヒドのいずれか一種以上とを、塩酸、しゅう酸等を触媒として、混合加熱し重縮合して製造されたものが挙げられる。特に好ましくは、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール及び２，５−キシレノールと、ホルムアルデヒド単独又はホルムアルデヒド及びアセトアルデヒド若しくはパラアルデヒドとを塩酸、しゅう酸等を触媒として、混合加熱し重縮合して製造されたものが挙げられ、これらとの組み合わせにおいて特に解像力の向上が顕著である。
【００５０】
前記ノボラック樹脂のポリスチレン換算重量平均分子量（以下単に分子量という）としては、耐熱性と感度とのバランスの観点から３０，０００以下が好ましく、特に好ましくは２０，０００以下であり、一方、２，５００以上が好ましく、特に好ましくは３，０００以上である。
【００５１】
ポリヒドロキシスチレンもしくはその誘導体としては、４−ヒドロキシスチレン、３−メチル−４−ヒドロキシスチレン、３−クロロ−４−ヒドロキシスチレン等のヒドロキシスチレン誘導体を種々の方法に準じて重合することにより製造することができる。尚、上述のアルカリ可溶性樹脂は、必要に応じ、更に、水素等により還元し、短波長領域の吸光を低くしたものを用いても良い。又、上述のアルカリ可溶性樹脂を製造するための原料芳香族化合物モノマーは本発明に悪影響を与えない限りハロゲン原子、ニトロ基、エステル基等の置換基を有していても良い。
【００５２】
キノンジアジド系感光性化合物としては、オルトキノンジアジド基を含む化合物が挙げられる。オルトキノンジアジド基を含む化合物としては、オルトキノンジアジド基をその構造中に含む種々の化合物が挙げられ、具体的には１，２−ベンゾキノンジアジド−４−スルホン酸、１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホンン酸、１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸等のエステルもしくはアミド等が好適である。更に具体的にはグリセリン、ペンタエリスリトール等のポリヒドロキジアルキル化合物；前記アルカリ可溶性樹脂の記載において例示したヒドロキシ芳香族化合物とカルボニル化合物との重縮合物であるノボラック樹脂、ビスフェノールＡ、没食子酸エステル、ケルセチン、モリン、ポリヒドロキシベンゾフェノン等のポリヒドロキシ芳香族化合物の１，２−ベンゾキノンジアジド−４−スルホン酸エステル、１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸エステル、１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸エステル又はそれらのアミド等が用いられる。尚、ポリヒドロキシベンゾフェノンとしては、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，２’，４’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，３’，４’，５’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン等のトリ〜ヘキサヒドロキシベンゾフェノン等が挙げられる。
【００５３】
また、１，２−キノンジアジド基を含む化合物としては、例えば特開平２−２６９３５１号合や特開平３−４８２４９号各広報に記載されている様なフェノール性水酸基を持った化合物のナフトキノンジアジドスルホン酸エステルも好ましく用いることができる。
【００５４】
これらの１，２−キノンジアジド基を含む化合物は、単独で用いても、二種以上を混合して用いてもよい。中でも、分子量が６００〜２２００程度のノボラック樹脂又はポリヒドロキシベンゾフェノンの１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸エステルが好ましく用いられる。特に好ましく用いられる１，２−キノンジアジド化合物としては、ｍ−クレゾールとホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドのいずれか単独もしくは両方とを重縮合して製造されたノボラック樹脂や２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，２’，４’−ペンタヒドロキシベンゾフェノンの１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸エステルが挙げられる。これらの感光剤の水酸基のエステル化による置換率の好適な範囲は、感光剤の種類により様々であるが、上記ノボラック樹脂のエステル化物については２５〜７０モル％が好ましく、ポリヒドロキシベンゾフェノンのエステル化物については５０〜９５モル％が好ましい。
【００５５】
次に、フォトレジスト組成物（２）について説明すると、アルカリ可溶性樹脂としては、フォトレジスト組成物（１）において例示したと同様のものが挙げられるが、ポリヒドロキシスチレンもしくはその誘導体が好ましく、ポリヒドロキシスチレン誘導体としては、ヒドロキシスチレンと、これ以外の他のモノマー類を共重合成分として含有する共重合ポリマーが挙げられる。
【００５６】
共重合成分である他のモノマーとしては、アクリル酸、アクリル酸エチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、クロトン酸、クロトン酸エチル、桂皮酸、桂皮酸エチル等のアクリル酸誘導体、スチレン、スチルベン、ビニルシクロヘキサン等のスチレン誘導体、マレイン酸、マレイン酸ジメチル、メチルマレイン酸、メチルマレイン酸ジメチル等のマレイン酸誘導体、メチルビニルケトン等のビニルケトン類、メチルビニルエーテル等のビニルエーテル類が挙げられる。
【００５７】
上述のポリヒドロキシスチレン及びその誘導体の分子量としては、通常１，０００〜２０，０００程度、好ましくは２，０００〜１０，０００程度である。また、光酸発生剤としては、ポリハロゲン化炭化水素を含む化合物、具体的にはヘキサクロロエタン、ヘキサクロロアセトン、１，２，３，４，５，６−ヘキサクロロシクロヘキサノン、四臭化炭素、ヨードホルム、１，１，２，２−テトラブロモエタン、１，２，３，４−テトラブロモブタン等のポリハロゲン化炭化水素基を含む炭化水素があげられる。又、これらのポリハロゲン化炭化水素基は、例えば、トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、ビス（トリブロモメチル）ベンゼン、トリブロモメチルフェニルスルホン等のように、トリアジン、ベンゼン等の置換基として、あるいはスルホン化合物の構成基として含有されていても良い。また、ジフェニルヨードニウムクロライド等のジアリルヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムブロマイド、ニトロベンジルトシレート等のトリアリール、スルホニウム塩等のオニウム塩を、ポリハロゲン化炭化水素基を持つ化合物として用いることも出来る。
【００５８】
又、架橋剤としては、例えばヘキサメトキシジメチル化メラミン等のアルコキシジメチル化メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラヒドロキシメチルサクシナミド等のアルコキシメチル化サクシナミド、Ｎ，Ｎ’−ジメトキシメチル尿素、テトラメトキシメチル尿素等のアルコキシメチル化尿素、２，４，６−トリヒドロキシメチル化フェノール等の、ヒドロキシメチル基、メトキシメチル基、又はエトキシエチル基等の架橋性基を一分子中に２個以上有する化合物等が挙げられる。
【００５９】
次に、フォトレジスト組成物（３）について説明すると、アルカリ可溶性樹脂としては、フォトレジスト組成物（１）及び（２）において例示したものと同様の物が挙げられ、該アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ可溶性を与える官能基の一部がｔ−ブトキシカルボニル基、ｔ−アミルオキシカルボニル基、ｔ−ブチル基、ｔ−アミル基、ｔ−ヘキシル基、アリル基、等の酸に対して不安定な基で置換されていてもよい。
【００６０】
光酸発生剤としては、上記フォトレジスト組成物（２）において例示したと同様のものが挙げられる。また、溶解抑止剤としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、ビフェノール、カテコール、フロログリシノール、ピロガロール等のフェノール化合物の水酸基をｔ−ブトキシカルボニル基等で保護したもの等が挙げられる。
【００６１】
フォトレジスト組成物を溶解して塗布液を作成するための有機溶媒としては、例えば乳酸メチル、乳酸エチル、グリコール酸エチル等のグリコール酸エステル誘導体類、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルエステル誘導体類、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等のケトンエステル類、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等のアルコキシカルボン酸エステル類、アセチルアセトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン等ケトン誘導体類、ジアセトンアルコールメチルエーテル等のケトンエーテル誘導体類、アセトール、ジアセトンアルコール等のケトンアルコール誘導体類、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド誘導体類、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル誘導体類等が挙げられる。又、必要に応じてキシレン、酢酸ブチル等を添加した混合溶媒を用いることもできる。中でも、保存安定性、膜の均一性、安全性、取扱いの容易さ等を勘案する３−メトキシプロピオン酸メチル、乳酸メチルもしくは乳酸エチルを主成分として含む混合溶媒が好ましく用いられ、特に好ましくは３−メトキシプロピオン酸メチルもしくは乳酸エチルとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートもしくは酢酸ブチルとの混合溶媒が用いられる。更に、レジスト組成物には、基板よりの乱反射光の影響を少なくするために吸光性材料を、又、感度向上のための増感剤等をさらに添加することもできる。
【００６２】
また本発明において、本発明のフッ素系界面活性剤の配合割合としては、レジスト組成物を基板に塗布する際の必要膜厚と塗布条件や、使用する溶剤の種類に応じて適宜調整が可能であるが、通常アルカリ可溶性樹脂１００重量部に対し０．０００１〜５重量部であり、好ましくは０．０００５〜１重量部である。
【００６３】
フォトレジスト組成物において、フッ素系界面活性剤の存在は極めて重要であり、該フッ素系界面活性剤が欠落すると、優れた塗布性、ストリエーションの発生防止、液中パーティクルの発生防止、泡の抱き込みの低減化、現像時の現像液の塗れ性向上に伴う優れた現像性を発現する上で支障を来すことになる。
【００６４】
本発明のレジスト組成物には必要に応じてその他の界面活性剤、種々の保存安定剤、顔料、染料、蛍光剤、発色剤、可塑剤、増粘剤、チクソ剤、樹脂溶解抑制剤、シランカップリング剤等の密着性強化剤等を添加することが可能である。
【００６５】
レジスト組成物の塗布方法としては、スピンコーティング、ロールコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティング、ブレードコーティング、カーテンコーティング、グラビアコーティング等、種々の塗布方法を広く使用することが可能である。
【００６６】
この他にもコーティング組成物である塗料用に対しても用いることができる。従来、塗料用組成物には、コーティング時のレベリング性を向上させるため、各種レベリング剤が使用されており、中でも表面張力低下能が低くレベリング効果の高いフッ素系界面活性剤が好適に用いられている。本発明のフッ素系界面活性剤を塗料用組成物に添加する割合の配合量としては、適用される系、目的とする物性、塗工方法、コスト等により異なるが、塗料用組成物１００重量部に対して０．０００１〜２０重量部用いることが好ましく、より好ましくは０．００１〜１０重量部、更に好ましくは０．０１〜７重量部である。
【００６７】
適用される塗料用組成物としては、特に制限はなく、天然樹脂を使った塗料、例えば石油樹脂塗料、セラック塗料、ロジン系塗料、セルロース系塗料、ゴム系塗料、漆、カシュー樹脂塗料、油性ピヒクル塗料等、また、合成樹脂を使った塗料、例えばフェノール樹脂塗料、アルキッド樹脂塗料、不飽和ポリエステル樹脂塗料、アミノ樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、ビニル樹脂塗料、アクリル樹脂塗料、ポリウレタン樹脂塗料、シリコーン樹脂塗料、フッ素樹脂塗料等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００６８】
これらの塗料は水系、溶剤系、非水分散系、粉体系等の何れの形態でも適用でき、溶剤若しくは分散媒にも特に制限はない。溶剤、分散媒の具体例としては、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の極性溶剤、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール等のエーテル類、１，１，１−トリクロルエタン、クロロホルム等のハロゲン系溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族類、更にパーフルオロメタン、パーフルオロトリ−ｎ−ブチルアミン等のフッ素化イナートリキッド類が挙げられる。これらの中でも、本発明のフッ素系界面活性剤は親水性に優れる点から、前記塗料も水性材料であることが好ましく、溶剤としても、親水性有機溶剤であることが好ましい。
【００６９】
また、これら塗料中には必要に応じて、顔料、染料、カーボン等の着色剤、シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム等の無機粉末、高級脂肪酸、ポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（テトラフルオロエチレン）、ポリエチレン等の有機微粉末、更に耐光性向上剤、耐候性向上剤、耐熱性向上剤、酸化防止剤、増粘剤、沈降防止剤等の各種充填剤を適宜添加することが可能である。
【００７０】
更に、塗工方法についても特に限定されるものではなく、例えばロールコーター、静電塗装、バーコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、ディピング塗布、スプレー塗布等の方法が挙げられ、特に本発明のフッ素系界面活性剤の効果が顕著に現れる点からは、薄膜コーティング用の塗装方法が好ましい。
【００７１】
本発明のフッ素系界面活性剤は、さらにはハロゲン化写真感光材料の製造、平版印刷版の製造、カラーフィルター用材料等の液晶関連製品の製造、ＰＳ版の製造、その他のフォトファブリケーション製造等に不可欠な単層、あるいは多層コーティング組成物に用いられる各種樹脂レベリング剤として添加することもできる。添加することによりピンホール、ゆず肌、塗りムラ、ハジキ等の無い優れた平滑性を発現する。
【００７２】
また更にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の汎用プラスチックからＰＰＳ、ＰＢＴ等のエンジニアリングプラスチック、更には熱可塑性エラストマーの基礎物性を低下させずに得られた成形物の表面にこれまでにない非粘着性、低摩擦性、撥水撥油性、防汚性等の性能を発現させる樹脂改質剤としても使用することが可能である。
【００７３】
また、親水性を有するため、製剤化にあたっては水を溶媒として用いることが出来、有機溶剤なしの組成物をも作成することができる。従って、頭髪用化粧料、皮膚化粧料、爪用化粧料等の化粧料に配合できるほか、水性ペイントや金属、ガラス、繊維などの表面処理剤として使用することも可能である。この様に水溶性であって、且つ、乾燥、被膜形成後は疎水性と可塑性の被膜を形成することができる。また、被膜に対し高いレベルの撥水性を長期問に与えることができる。
【実施例】
【００７４】
以下本発明を実施例に基づいて更に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００７５】
合成例１
攪拌装置、コンデンサー、温度計を備えたガラスフラスコに単量体（ａ１−１）１９重量部、分子量１１００のエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体を側鎖に持つモノアクリレート化合物８１重量部、そしてイソプロピルアルコール（以下、ＩＰＡと略す）４００重量部を仕込み、窒素ガス気流中、還流下で重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル（以下、ＡＩＢＮと略す）０．７重量部と、連鎖移動剤としてラウリルメルカプタン１０重量部を添加した後、７０℃にて７時間加熱し重合を行った。この共重合体のゲルパーミエーショングラフ（以後ＧＰＣと略す）によるポリスチレン換算分子量はＭｗ＝６，２００であった。この共重合体をフッ素系界面活性剤１とする。
【００７６】
合成例２
合成例１で用いた単量体（ａ１−１）を下記構造式（４）
Ｃ８Ｆ１７ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２・・・・（４）
で示されるフッ素化アルキル基含有アクリレートに置き換えた以外は、合成例１と同様にしてフッ素系界面活性剤２を得た。ＧＰＣによるこの共重合体の重量平均分子量（ポリスチレン換算）はＭｗ＝６，８００であった。
【００７７】
合成例３
攪拌装置、コンデンサー、温度計を備えたガラスフラスコに単量体（ａ１−１）２１重量部、シリコーン鎖含有エチレン性不飽和単量体（チッソ株式会社製、サイラプレーンＴＭ−０７０１）１２重量部、分子量１１００のエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体を側鎖に持つモノアクリレート化合物５５重量部、テトラエチレングリコールの両末端がメタクリレート化された化合物（新中村化学工業株式会社製、ＮＫエステル４Ｇ）４重量部、メチルメタクリレート８重量部、そしてＩＰＡ３５０重量部を仕込み、窒素ガス気流中、還流下で重合開始剤としてＡＩＢＮを１重量部と連鎖移動剤としてラウリルメルカプタン１０重量部を添加した後、７０℃にて８時間還流し重合を完成させた。ＧＰＣによるこの共重合体の重量平均分子量（ポリスチレン換算）はＭｗ＝６，５００であった。
【００７８】
合成例４
合成例３で用いた単量体（ａ１−１）を前記構造式（４）で示されるフッ素化アルキル基含有アクリレートに置き換えた以外は、合成例３と同様にしてフッ素系界面活性剤４を得た。ＧＰＣによるこの高分子化合物の重量平均分子量（ポリスチレン換算）はＭｗ＝６，５００であった。
【００７９】
参考例１
合成例１〜４で示した分子量１１００のエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体を側鎖に持つモノアクリレート化合物は、次のようにして合成した。トルエン溶液６０重量部下、プルロニック化合物（旭電化工業株式会社製、アデカプルロニックＬ３１）１００重量部、アクリル酸４．６重量部、硫酸６．４重量部、メトキノン０．２重量部を添加して還流下１２時間反応させ、酸を水洗除去によって除いた後、脱溶剤を行って目的物を得た。
【００８０】
実施例１及び比較例１
合成例１〜２で得られたフッ素系界面活性剤１及び２を用いて、以下のような評価を実施し、その結果を表１に記載する。
【００８１】
＜試験方法及び評価基準＞
水溶性：水に対して、得られたフッ素系界面活性剤を溶液重量に対して０．１重量％、１．０重量％、５．０重量％、１０重量％添加して、析出物の有無を目視により観察することによって、水への溶解性を調べた。
○： 析出物が生じない。
×： 析出物が生じる。
【００８２】
【表１】
【００８３】
実施例２及び比較例２
＜フェノールノボラック樹脂溶液の調製方法と塗膜作成方法＞
フェノライトＫＡ−１０５Ｌ（大日本インキ化学工業株式会社製）１２５重量部をプロピレングリコールモノエチルアセテート３７５重量部に溶解して樹脂溶液を調製し、これに合成例３及び４で得られたフッ素系界面活性剤を、該樹脂溶液中の固形分に対して０．４重量％の濃度になる様に添加し、１μｍのＰＴＦＥ製フィルターで精密濾過して組成物を調製した。この組成物を縦、横１０×１０ｃｍのＣｒ基板上に回転数３０００ｒｐｍでスピンコーティングした後、ホットプレート上にて９０秒間加熱して溶媒を除去し、膜厚が１．５μｍのレジスト膜を有する塗膜基板を得た。得られた塗膜の外観を目視にて評価した結果を表２に示す。
【００８４】
＜試験方法及び評価基準＞
ストリエーション：ナトリウムランプを使用して、ストリエーションの発生状況を目視にて観察した。
○： ストリエーションの発生が認められないもの。
△： ストリエーションの発生がやや認められるもの。
×： ストリエーションの発生が顕著に認められるもの。
【００８５】
モヤムラ：ナトリウムランプを使用して、モヤムラの発生状況を目視にて観察した。
モヤムラとは、塗布した基板表面に現れる波状の塗布ムラのことである。
○： モヤムラの発生が認められないもの。
△： モヤムラの発生がやや認められるもの。
×： モヤムラの発生が顕著に認められるもの。
【００８６】
チャック跡：ナトリウムランプを使用して、チャック跡の発生状況を目視にて観察した。
○： チャック跡の発生が認められないもの。
△： チャック跡の発生がやや認められるもの。
×： チャック跡の発生が顕著に認められるもの。
【００８７】
【表２】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、親水性に優れ、コーティング用組成物、特に感光性組成物として用いた際に、優れた塗布性を発現するフッ素系界面活性剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フッ素系界面活性剤は含フッ素基に由来する表面張力低下能が高いことから、均質塗布性が要求されるコーティング分野において広く使用されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、コーティング組成物を均質に塗工するためには、撥水撥油性の高い含フッ素基をある一定量添加しなければならず、常に使用する樹脂との配合に注意を払わなければならない、もしくは含フッ素基と組み合わせる材料が制約されるなどの問題がこれまでは存在した。そのため、従来の優れた均質塗工性を有しつつも、親水性、親油性のどちらの組成物にも馴染み易いフッ素系界面活性剤を開発することが求められている。特に、近年の環境保護の観点からは、有機溶剤排出量がより少ない、水性材料への開発要求が高く、該材料への応用範囲が広い点から親水性を有するフッ素系界面活性剤の開発への要求はより高いものとなっている。
【０００３】
一方、近年、フッ素化された炭素数が７以上のパーフルオロアルキル基を有する化合物が、細胞間コミュニケーションの阻害を引き起こすため、細胞株を用いた試験管内試験において、発がん性に関与すると考えられている。この阻害は官能基ではなく、フッ素化された炭素数の長さより決まり、長いものほど阻害力が高いことが判明し（非特許文献１参照。）、フッ素化された炭素数が長いものを含むフッ素系界面活性剤の使用が敬遠されるようになってきた。一方、一般的にパーフルオロアルキル基の炭素数が少ない化合物からなるフッ素系界面活性剤は、十分な界面活性効果が得られていない。従って、従来から使用されているフッ素系界面活性剤と同等以上の界面活性効果を有し、パーフルオロアルキル基の炭素数が短いフッ素系界面活性剤が強く求められている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３０１５４号公報（第４〜２２頁）
【非特許文献１】Ｂｅｗｄ．Ｕｐｈａｍ，ｅｔ．ａｌ．”Ｉｎｈｉｂｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇａｐ Ｊｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｒｃｅｌｌｕｌａｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｂｙ Ｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ Ｆａｔｔｙ Ａｃｉｄｓ ｉｓ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｏｎ Ｔｈｅ Ｃｈａｉｎ Ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ Ｔｈｅ Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ Ｔａｉｌ”，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃａｎｃｅｒ”（米国）１９９８，ｖｏｌ．７８，ｐ．４９１−４９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような実情に鑑み、本発明の課題は、親水性に優れ、コーティング用組成物、特に薄膜コーティングである感光性組成物として用いた際に、優れた塗布性を発現するフッ素系界面活性剤、特には、パーフルオロアルキル基中の炭素数が短いものからなる、前述の性能を有するフッ素系界面活性剤、及びこれを用いた感光性組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、鋭意検討した結果、特定の構造を有する含フッ素化合物が親水性に優れ、且つ該化合物をフッ素系界面活性剤として用いると、塗布性に優れる組成物が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
即ち本発明は、下記一般式（１）
−［ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］ｎ−ＯＣＦ３・・・・・（１）
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す。）
で表されるフッ素化ポリオキシプロピレン鎖を有する化合物（Ａ）からなることを特徴とするフッ素系界面活性剤、及びそれを含有する感光性組成物を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、親水性に優れるフッ素系界面活性剤を得ることができる。該活性剤は水性塗料用組成物へも好適に用いることができ、優れた塗布性を発現し、又、得られる塗膜には、フッ素原子由来の撥水撥油性や防汚性等の優れた機能を付与することも可能である。特に薄膜コーティングであるレジスト組成物は親水性を有するフェノールノボラック樹脂を使用しているため、従来のフッ素系界面活性剤よりも優れた塗布性を発現させることが可能である。
【０００９】
又、本発明のフッ素系界面活性剤は、エーテル結合で炭素数３のパーフルオロアルキル基が連結された構造を有するものであり、安全性が疑問視されている炭素数７以上のパーフルオロアルキル基を有する化合物とは全く異なるものであって、安全性への懸念が低い化合物であることが期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のフッ素系界面活性剤は、下記一般式（１）
−［ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］ｎ−ＯＣＦ３・・・・・（１）
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す。）
で表されるフッ素化ポリオキシプロピレン鎖を有する化合物（Ａ）からなることを特徴とする。
【００１１】
前記一般式（１）で表されるフッ素化ポリオキシプロピレン鎖は、フッ素化された炭素数が３であって、それがエーテル結合を介して連結されていることから、従来の炭素結合によってのみ連結されたパーフルオロアルキル基と比較した場合に、エーテル結合部位が他の組成物との親媒性を高めるため、幅の広い設計が可能となり、より親水性の高い基と組み合わせることによって、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物（Ａ）も高い親水性、ひいては水溶性を有することになる。更に、該鎖の末端も、炭素数１の短いトリフルオロメチル基がエーテル酸素に結合しているため、炭素数の大きいパーフルオロアルキル基が結合しているものと比較すると、得られる化合物の親水性（水溶性）を阻害することがなく、最も好ましい形である。
【００１２】
又、前記一般式（１）中の繰り返し単位数であるｎとしては、１〜１０の整数であるが、得られる化合物の親水性と界面活性能とのバランスに優れる点からは、１〜４であることが好ましい。尚、本発明のフッ素系界面活性剤は、化合物（Ａ）の１分子中に前記一般式（１）で表される鎖を１個以上有するものであれば良く、複数の該鎖を有するものであっても、又、繰り返し単位数の異なる鎖を複数有する化合物からなるものであってもよく、更には、異なる構造を有する前記化合物（Ａ）を２種以上混合して用いても良い。
【００１３】
本発明で用いる化合物（Ａ）としては、前記一般式（１）で表される構造を容易に分子内に導入させることが出来、又、得られるフッ素系界面活性剤の用途、目的とする性能のレベル等によって、構造の設計が容易である点、更には原料の工業的入手が容易である点を鑑みると、少なくとも一つの上記一般式（１）で示される鎖と少なくとも一つの重合可能なエチレン性不飽和結合とを有する単量体を用いた重合体であることが好ましく、下記一般式（２）
【００１４】
【化１】
〔式中、Ｒ１は水素原子又はメチル基であり、Ｘは−Ｏ−又は−ＮＲ２−（但し、Ｒ２は水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基である。）であり、Ｙは（ｒ＋１）価の連結基であり、ｐは０〜８の整数であり、ｑは１〜１０の整数であり、ｒは１〜６の整数である。〕
で表される単量体（ａ１）と、その他の単量体（ａ２）との共重合体であることが好ましい。
【００１５】
前記一般式（２）で表される単量体（ａ１）の製造方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、アクリル酸又はメタクリル酸と、１Ｈ，１Ｈ−２，５−ジ（トリフルオロメチル）−３，６−ジオキサウンデカフルオロノナノール等の、前記一般式（１）で表される鎖を有するアルコール又はアミン化合物とのエステル化やアミド化等により合成する方法が挙げられる。
【００１６】
前記一般式（２）で表される単量体（ａ１）としては、例えば、下記構造式（ａ１−１）〜（ａ１−１５）で表されるものを挙げることができる。
【００１７】
【化２】
【００１８】
【化３】
【００１９】
【化４】
【００２０】
【化５】
【００２１】
これらの中でも、工業的入手が容易な原料からの合成が可能である点、及び得られる共重合体の水溶性に優れる点から、前記構造式（ａ１−１）、（ａ１−６）、（ａ１−７）、（ａ１−８）で表されるものを用いることが好ましい。又、これらの単量体としては、１種のみで用いても、２種以上を混合して用いても良い。
【００２２】
前記その他の単量体（ａ２）としては、前述の単量体（ａ１）と共重合可能な単量体であれば良く、特に限定されるものではない。
【００２３】
その他の単量体（ａ２）の具体的な例示は、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ２ｎｄ ｅｄ．， Ｊ． Ｂｒａｎｄｒｕｐ， ＷｉｌｅｙＩｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ （１９７５） Ｃｈａｐｔｅｒ ２， Ｐａｇｅ １〜４８３に記載されている。
【００２４】
例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を少なくとも１個有する化合物等が挙げられ、アクリル酸エステル類としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、クロルエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ベンジルアクリレート、メトキシベンジルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等、メタクリル酸エステル類としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、クロルエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメタクリレート、ベンジルメタクリレート、メトキシベンジルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート等、アクリルアミド類としては、アクリルアミド、Ｎ−アルキルアクリルアミド（アルキル基としては炭素数１〜３のもの、例えばメチル基、エチル基、プロピル基）、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアクリルアミド（アルキル基としては炭素数１〜３のもの）、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−２−アセトアミドエチル−Ｎ−アセチルアクリルアミド等、メタクリルアミド類としては、メタクリルアミド、Ｎ−アルキルメタクリルアミド（アルキル基としては炭素数１〜３のもの、例えばメチル基、エチル基、プロピル基）、Ｎ，Ｎ−ジアルキルメタクリルアミド（アルキル基としては炭素数１〜３のもの）、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−２−アセトアミドエチル−Ｎ−アセチルメタクリルアミド等、アリル化合物としては、アリルエステル類（例えば酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸アリル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステアリン酸アリル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳酸アリルなど）、アリルオキシエタノール等、ビニルエーテル類としては、アルキルビニルエーテル（例えばヘキシルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、１−メチル−２，２−ジメチルプロピルビニルエーテル、２−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエーテル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチルアミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフルフリルビニルエーテル等、ビニルエステル類：ビニルビチレート、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテート、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビニルカプロエート、ビニルクロルアセテート、ビニルジクロルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブトキシアセテート、ビニルラクテート、ビニル−β−フェニルブチレート、ビニルシクロヘキシルカルボキシレート等、イタコン酸ジアルキル類としては、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル等、フマール酸のジアルキルエステル類又はモノアルキルエステル類としては、ジブチルフマレート等、その他、クロトン酸、イタコン酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、マレイロニトリル、スチレン等も挙げられる。
【００２５】
前記、その他の単量体（ａ２）としては、得られる共重合体の親水性に優れる点からは、親水性の単量体を用いる事が好ましく、コーティング組成物中のフッ素系界面活性剤として用いた際の、該組成物中のその他の成分との相溶性に優れる点、得られる塗膜表面の撥水撥油性や防汚性等のフッ素原子由来の性能を発現させるために好適な分子形状を取りやすい点等の観点から、特にポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）を含むことが好ましい。
【００２６】
前記ポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）としては、分子中にエチレン性不飽和基とポリオキシアルキレン鎖とを含む化合物であれば特に制限はない。エチレン性不飽和基としては、原料の入手性、各種コーティング組成物中の配合物に対する相溶性、そのような相溶性を制御することの容易性、或いは重合反応性の観点から（メタ）アクリルエステル基及びその類縁基を含有するものが適している。
【００２７】
前記ポリオキシアルキレン鎖は（ＯＲ）ｘで表されるものを挙げることができ、Ｒは２〜４の炭素原子を有するアルキレン鎖であり、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ（ＣＨ３）−であることが好ましい。ｘは正の整数であり、好ましくは２〜５０の整数であり、さらに好ましくは３〜３０の整数である。前記のポリオキシアルキレン鎖中のオキシアルキレン単位はポリ（オキシプロピレン）におけるように同一のオキシアルキレン単位のみで構成されてもよく、また、オキシプロピレン単位とオキシエチレン単位とが連結したもののように、異なる２種以上のオキシアルキレン単位が規則的または不規則に連結したものであっても良い。
【００２８】
ポリオキシアルキレン鎖の末端に結合する原子又は基は、水素原子であっても他の任意の基であっても良いが、水素原子、アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０）、アリル基（好ましくは炭素数１〜２０）、アリール基（例えば炭素数６〜１０）であることが好ましい。アリール基は、アルキル基（例えば炭素数１〜１０）、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。又、ポリオキシアルキレン鎖は１つまたはそれ以上の連鎖結合（例えば−ＣＯＮＨ−Ｐｈ−ＮＨＣＯ−、−Ｓ−など：Ｐｈはフェニレン基を表す）で連結されていても良い。更に分岐鎖状のオキシアルキレン単位を供するため、連鎖結合部位に３またはそれ以上の原子価を有することもできる。
【００２９】
ポリオキシアルキレン鎖部分の分子量としては、連鎖結合部を含め２５０〜３０００であることが好ましい。
【００３０】
前記ポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）としては、例えば、下記一般式（３）
【００３１】
【化６】
〔式中、Ｘ’は、酸素原子又は−ＮＲ４−（Ｒ４は水素原子、置換基を有してもよい炭素数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基、置換基を有してもよい炭素数６〜１２のアリール基、または置換基を有してもよい炭素数６〜２４のアラルキル基である。）であり、Ｙ’は置換基を有してもよい炭素数１〜５のアルキレン鎖であり、Ｒ２は水素原子又はメチル基であり、Ｒ３は水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基、置換基を有してもよい炭素数６〜１２のアリール基、又は置換基を有してもよい炭素数６〜２４のアラルキル基であり、ｍは２〜１００の整数である。〕
で表される単量体を挙げることができる。
【００３２】
前記一般式（３）中の各基における置換基としては、例えば、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、アルキル基（好ましくは炭素数１〜１２のアルキル基）、アリール基（好ましくは炭素数６〜１２のアリール基）、スルホ基、カルボキシル基等が挙げられる。又、前記一般式（３）中のＹ’としては、炭素数２〜４の直鎖又は分岐状のアルキレン鎖であることが好ましく、ｍとしては、２〜５０であることが好ましく、特に、３〜３０の整数であることが好ましい。
【００３３】
前記ポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）の具体例として挙げられる、ポリオキシアルキレンアクリレート、又は、ポリオキシアルキレンメタクリレートは、市販のヒドロキシポリ（オキシアルキレン）材料、例えば商品名”プルロニック”［Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（旭電化工業株式会社製）、アデカポリエーテル（旭電化工業株式会社製）”カルボワックス［Ｃａｒｂｏｗａｘ（グリコ・プロダクス）］、”トリトン”［Ｔｏｒｉｔｏｎ（ローム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ製））、Ｐ．Ｅ．Ｇ（第一工業製薬株式会社製）として販売されているものを種々の方法でアクリル酸、メタクリル酸、アクリルクロリド、メタクリルクロリドまたは無水アクリル酸等と反応させることによって製造することができ、又、種々の製法で得られるポリオキシアルキレンジアクリレート等を用いることもできる。
【００３４】
市販品の単量体としては、例えば、日本油脂株式会社製の水酸基末端ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートとしてブレンマーＰＥ−９０、ブレンマーＰＥ−２００、ブレンマーＰＥ−３５０、ブレンマーＡＥ−９０、ブレンマーＡＥ−２００、ブレンマーＡＥ−４００、ブレンマーＰＰ−１０００、ブレンマーＰＰ−５００、ブレンマーＰＰ−８００、ブレンマーＡＰ−１５０、ブレンマーＡＰ−４００、ブレンマーＡＰ−５５０、ブレンマーＡＰ−８００、ブレンマー５０ＰＥＰ−３００、ブレンマー７０ＰＥＰ−３５０Ｂ、ブレンマーＡＥＰシリーズ、ブレンマー５５ＰＥＴ−４００、ブレンマー３０ＰＥＴ−８００、ブレンマー５５ＰＥＴ−８００、ブレンマーＡＥＴシリーズ、ブレンマー３０ＰＰＴ−８００、ブレンマー５０ＰＰＴ−８００、ブレンマー７０ＰＰＴ−８００、ブレンマーＡＰＴシリーズ、ブレンマー１０ＰＰＢ−５００Ｂ、ブレンマー１０ＡＰＢ−５００Ｂなどがあげられる。同様に日本油脂株式会社製のアルキル末端ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートとしてブレンマーＰＭＥ−１００、ブレンマーＰＭＥ−２００、ブレンマーＰＭＥ−４００、ブレンマーＰＭＥ−１０００、ブレンマーＰＭＥ−４０００、ブレンマーＡＭＥ−４００、ブレンマー５０ＰＯＥＰ−８００Ｂ、ブレンマー５０ＡＯＥＰ−８００Ｂ、ブレンマーＰＬＥ−２００、ブレンマーＡＬＥ−２００、ブレンマーＡＬＥ−８００、ブレンマーＰＳＥ−４００、ブレンマーＰＳＥ−１３００、ブレンマーＡＳＥＰシリーズ、ブレンマーＰＫＥＰシリーズ、ブレンマーＡＫＥＰシリーズ、ブレンマーＡＮＥ−３００、ブレンマーＡＮＥ−１３００、ブレンマーＰＮＥＰシリーズ、ブレンマーＰＮＰＥシリーズ、ブレンマー４３ＡＮＥＰ−５００、ブレンマー７０ＡＮＥＰ−５５０など、また共栄社化学株式会社製ライトエステルＭＣ、ライトエステル１３０ＭＡ、ライトエステル０４１ＭＡ、ライトアクリレートＢＯ−Ａ、ライトアクリレートＥＣ−Ａ、ライトアクリレートＭＴＧ−Ａ、ライトアクリレート１３０Ａ、ライトアクリレートＤＰＭ−Ａ、ライトアクリレートＰ−２００Ａ、ライトアクリレートＮＰ−４ＥＡ、ライトアクリレートＮＰ−８ＥＡなどがあげられる。これらのポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）としては、１種類だけを用いても構わないし、２種類以上を併用しても良い。
【００３５】
本発明の化合物（Ａ）として好ましいものは、前述の前記一般式（２）で表される単量体（ａ１）と、その他の単量体（ａ２）として、ポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）とそれ以外の単量体の３種以上の単量体を共重合させて得られる共重合体である。特に得られる化合物（Ａ）をフッ素系界面活性剤として用いた時の親水性、水溶性に優れる点からは、ポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）として、ポリオキシエチレン鎖及び／又はポリオキシプロピレン鎖を含有するものであることが好ましい。
【００３６】
前記共重合体を合成する際に、用いる単量体類の使用割合としては、特に限定されるものではないが、得られる化合物（Ａ）の界面活性能と水溶性とのバランスに優れる点から、単量体類１００重量部中、前記単量体（ａ１）が５〜９０重量部含まれていることが好ましく、特に１０〜６０重量部含まれていることが好ましく、１０〜４０重量部含まれていることが最も好ましい。又、ポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）が１０〜９５重量部含まれることが好ましく、特に６０〜９０重量部含まれていることが好ましい。
【００３７】
又、前記共重合体の重量平均分子量としては、３０００〜５０，０００であることが好ましく、３，０００〜３０，０００であることがより好ましく、特に泡立ち性の現象を気にする用途に対しては３，０００〜１０，０００であることが最も好ましい。共重合体としては、ブロック、ランダム、グラフトの何れの共重合体でもよいが、好ましくは、ランダム共重合体である。
【００３８】
前記共重合体の製造方法には何ら制限はなく、種々の方法、即ちラジカル重合法、カチオン重合法、アニオン重合法等の重合機構に基づき、溶液重合法、塊状重合法、更にエマルジョン重合法等により製造できるが、特にラジカル重合法が簡便であり、工業的に好ましい。例えば先にあげた単量体（ａ１）とその他の単量体（ａ２）の混合物を有機溶媒中、汎用のラジカル重合開始剤を添加し、重合させることにより製造できる。用いる単量体の重合性等に応じ、反応容器に単量体類と開始剤とを滴下しながら重合する滴下重合法なども、均一な組成の共重合体を得るために有効である。
【００３９】
前記重合開始剤としては、種々のものを使用することができ、例えば過酸化ベンゾイル、過酸化ジアシル等の過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、フェニルアゾトリフェニルメタン等のアゾ化合物、Ｍｎ（ａｃａｃ）３等の金属キレート化合物、リビングラジカル重合を引き起こす遷移金属触媒等が挙げられる。更に必要に応じて、ラウリルメルカプタン、２−メルカプトエタノール、エチルチオグリコール酸、オクチルチオグリコール酸等の連鎖移動剤や、更にγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のカップリング基含有チオール化合物を連鎖移動剤等の添加剤を使用することができる。
【００４０】
また光増感剤や光開始剤の存在下での光重合あるいは放射線や熱をエネルギー源とする重合によっても本発明で用いる化合物（Ａ）のランダムもしくはブロック共重合体を得ることができる。
【００４１】
重合は、溶剤の存在下又は非存在下のいずれでも実施できるが、作業性の点から溶剤存在下の場合の方が好ましい。溶剤としては、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル類、２−オキシプロピオン酸メチル、２−オキシプロピオン酸エチル、２−オキシプロピオン酸プロピル、２−オキシプロピオン酸ブチル、２−メトキシプロピオン酸メチル、２−メトキシプロピオン酸エチル、２−メトキシプロピオン酸プロピル、２−メトキシプロピオン酸ブチル等のモノカルボン酸エステル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン等の極性溶剤、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール、エチルセロソルブアセテート等のエーテル類、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコール類及びそのエステル類、１，１，１−トリクロルエタン、クロロホルム等のハロゲン系溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族類、更にパーフルオロオクタン、パーフルオロトリ−ｎ−ブチルアミン等のフッ素化イナートリキッド類等が挙げられ、単独でも、２種以上を混合して用いても良い。
【００４２】
本発明のフッ素系界面活性剤を塗料用組成物、コーティング用組成物等の組成物に添加して使用する場合には、用途に応じて１種類だけを用いても構わないし、２種類以上を同時に用いても構わない。また、組成物中の配合物との相溶性向上等の目的により、種々の炭化水素系、その他のフッ素系、シリコーン系等の界面活性剤を併用することも可能である。
【００４３】
本発明のフッ素系界面活性剤を用いれば、高速、高剪断力を伴う塗工方法においても、優れたレベリング性を発現させると共に、水溶性を有するため、水溶性組成物などへのコーティング組成物を提供することが可能である。この様なコーティング組成物としては特に制限は無いが、有用なコーティング組成物として、例えば各種塗料用組成物、感光性組成物等が挙げられる。
【００４４】
感光性組成物は光によって反応する組成物であり、例えばＵＶ硬化、電子線硬化、フォトレジスト樹脂などが存在する。中でも、フォトレジスト樹脂は半導体を始めとするＩＴ製品に広く使用されている有用なものである。該用途は非常に薄膜で均質な塗工を必要とするため、表面張力低下能に優れるフッ素系界面活性剤が多く使用されている。
【００４５】
例えば、半導体素子フォトリソグラフィーにおいては、レジスト組成物を高剪断力の伴うスピンコーティング等によって、厚さが１〜２μｍ程度になる様にシリコンウエハーに塗布するのが一般的である。この際、塗布膜厚が振れたり、一般に“ストリエーションと称される縞状の塗布ムラが発生したりすると、パターンの直線性や再現性が低下し、目的とする精度を有するレジストパターンが得られないという問題が生じる。半導体素子の高集積化に伴って、レジストパターンの微細化が進む現在、塗布膜厚の振れやストリエーションの発生を抑えることが重要な課題になっている。
【００４６】
また近年、半導体素子の生産性向上等の観点からシリコンウエハーが６インチから８インチヘと大口径化、もしくはそれ以上への大口径化が進んでいるが、この大口径化に伴って、前記塗布膜厚の振れやストリエーションの発生の抑制が、極めて大きな課題となっている。このような問題点に鑑み、高度なレベリング性という観点からは、本発明のフッ素系界面活性剤は各種レジスト組成物、特にフォトレジスト組成物に用いることが有用である。
【００４７】
フォトレジスト組成物は、本発明のフッ素系界面活性剤と種々のフォトレジスト剤とから成るものである。前記フォトレジスト剤としては、例えば、キノンジアジド系感光性化合物及びアルカリ可溶性樹脂を有機溶媒に溶解してなるフォトレジスト組成物（１）、光酸発生剤、架橋剤及びアルカリ可溶性樹脂を有機溶媒に溶解してなるフォトレジスト組成物（２）、光酸発生剤、アルカリ可溶性樹脂及び必要に応じて溶解抑止剤を有機溶媒に溶解してなるフォトレジスト組成物（３）、等が挙げられる。
【００４８】
フォトレジスト組成物（１）について説明する。アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレンもしくはその誘導体、スチレン−無水マレイン酸共重合体等が挙げられ、好ましくはノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン若しくはその誘導体が用いられ、特に好ましくはノボラック樹脂が用いられる。
【００４９】
ノボラック樹脂としては、フェノール、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、３−エチルフェノール、２，５−キシレノール、３，５−キシレノール等のアルキルフェニール類、２−メトキシフェノール、４−メトキシフェノール、４−フェノキシフェノール等のアルコキシまたはアリールオキシフェノール類、α−ナフトール、β−ナフトール、３−メチル−α−ナフトール等のナフトール類、１，３−ジヒドロキシベンゼン、１，３−ジヒドロキシ−２−メチルベンゼン、１，２，３−トリヒドロキシベンゼン、１，２，３−トリヒドロキシ−５−メチルベンゼン、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン等のポリヒドロキシベンゼン類等のヒドロキシ芳香族化合物と、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、パラアルデヒド等の脂肪族アルデヒド類、ベンズアルデヒド等の芳香族アルデヒド類、アセトン等のアルキルケトン類等のカルボニル化合物とを、例えば塩酸、硫酸、しゅう酸等を触媒として、混合加熱し重縮合させ製造することができる。中でも、ヒドロキシ芳香族化合物として、アルキルフェノール類の１種以上とカルボニル化合物の重縮合で得られるノボラック樹脂が好ましい。更に好ましく用いられるノボラック樹脂は、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、２，５−キシレノール及び３，５−キシレノールの内の一種以上と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、パラアルデヒドのいずれか一種以上とを、塩酸、しゅう酸等を触媒として、混合加熱し重縮合して製造されたものが挙げられる。特に好ましくは、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール及び２，５−キシレノールと、ホルムアルデヒド単独又はホルムアルデヒド及びアセトアルデヒド若しくはパラアルデヒドとを塩酸、しゅう酸等を触媒として、混合加熱し重縮合して製造されたものが挙げられ、これらとの組み合わせにおいて特に解像力の向上が顕著である。
【００５０】
前記ノボラック樹脂のポリスチレン換算重量平均分子量（以下単に分子量という）としては、耐熱性と感度とのバランスの観点から３０，０００以下が好ましく、特に好ましくは２０，０００以下であり、一方、２，５００以上が好ましく、特に好ましくは３，０００以上である。
【００５１】
ポリヒドロキシスチレンもしくはその誘導体としては、４−ヒドロキシスチレン、３−メチル−４−ヒドロキシスチレン、３−クロロ−４−ヒドロキシスチレン等のヒドロキシスチレン誘導体を種々の方法に準じて重合することにより製造することができる。尚、上述のアルカリ可溶性樹脂は、必要に応じ、更に、水素等により還元し、短波長領域の吸光を低くしたものを用いても良い。又、上述のアルカリ可溶性樹脂を製造するための原料芳香族化合物モノマーは本発明に悪影響を与えない限りハロゲン原子、ニトロ基、エステル基等の置換基を有していても良い。
【００５２】
キノンジアジド系感光性化合物としては、オルトキノンジアジド基を含む化合物が挙げられる。オルトキノンジアジド基を含む化合物としては、オルトキノンジアジド基をその構造中に含む種々の化合物が挙げられ、具体的には１，２−ベンゾキノンジアジド−４−スルホン酸、１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホンン酸、１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸等のエステルもしくはアミド等が好適である。更に具体的にはグリセリン、ペンタエリスリトール等のポリヒドロキジアルキル化合物；前記アルカリ可溶性樹脂の記載において例示したヒドロキシ芳香族化合物とカルボニル化合物との重縮合物であるノボラック樹脂、ビスフェノールＡ、没食子酸エステル、ケルセチン、モリン、ポリヒドロキシベンゾフェノン等のポリヒドロキシ芳香族化合物の１，２−ベンゾキノンジアジド−４−スルホン酸エステル、１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸エステル、１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸エステル又はそれらのアミド等が用いられる。尚、ポリヒドロキシベンゾフェノンとしては、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，２’，４’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，３’，４’，５’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン等のトリ〜ヘキサヒドロキシベンゾフェノン等が挙げられる。
【００５３】
また、１，２−キノンジアジド基を含む化合物としては、例えば特開平２−２６９３５１号合や特開平３−４８２４９号各広報に記載されている様なフェノール性水酸基を持った化合物のナフトキノンジアジドスルホン酸エステルも好ましく用いることができる。
【００５４】
これらの１，２−キノンジアジド基を含む化合物は、単独で用いても、二種以上を混合して用いてもよい。中でも、分子量が６００〜２２００程度のノボラック樹脂又はポリヒドロキシベンゾフェノンの１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸エステルが好ましく用いられる。特に好ましく用いられる１，２−キノンジアジド化合物としては、ｍ−クレゾールとホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドのいずれか単独もしくは両方とを重縮合して製造されたノボラック樹脂や２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，２’，４’−ペンタヒドロキシベンゾフェノンの１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸エステルが挙げられる。これらの感光剤の水酸基のエステル化による置換率の好適な範囲は、感光剤の種類により様々であるが、上記ノボラック樹脂のエステル化物については２５〜７０モル％が好ましく、ポリヒドロキシベンゾフェノンのエステル化物については５０〜９５モル％が好ましい。
【００５５】
次に、フォトレジスト組成物（２）について説明すると、アルカリ可溶性樹脂としては、フォトレジスト組成物（１）において例示したと同様のものが挙げられるが、ポリヒドロキシスチレンもしくはその誘導体が好ましく、ポリヒドロキシスチレン誘導体としては、ヒドロキシスチレンと、これ以外の他のモノマー類を共重合成分として含有する共重合ポリマーが挙げられる。
【００５６】
共重合成分である他のモノマーとしては、アクリル酸、アクリル酸エチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、クロトン酸、クロトン酸エチル、桂皮酸、桂皮酸エチル等のアクリル酸誘導体、スチレン、スチルベン、ビニルシクロヘキサン等のスチレン誘導体、マレイン酸、マレイン酸ジメチル、メチルマレイン酸、メチルマレイン酸ジメチル等のマレイン酸誘導体、メチルビニルケトン等のビニルケトン類、メチルビニルエーテル等のビニルエーテル類が挙げられる。
【００５７】
上述のポリヒドロキシスチレン及びその誘導体の分子量としては、通常１，０００〜２０，０００程度、好ましくは２，０００〜１０，０００程度である。また、光酸発生剤としては、ポリハロゲン化炭化水素を含む化合物、具体的にはヘキサクロロエタン、ヘキサクロロアセトン、１，２，３，４，５，６−ヘキサクロロシクロヘキサノン、四臭化炭素、ヨードホルム、１，１，２，２−テトラブロモエタン、１，２，３，４−テトラブロモブタン等のポリハロゲン化炭化水素基を含む炭化水素があげられる。又、これらのポリハロゲン化炭化水素基は、例えば、トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、ビス（トリブロモメチル）ベンゼン、トリブロモメチルフェニルスルホン等のように、トリアジン、ベンゼン等の置換基として、あるいはスルホン化合物の構成基として含有されていても良い。また、ジフェニルヨードニウムクロライド等のジアリルヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムブロマイド、ニトロベンジルトシレート等のトリアリール、スルホニウム塩等のオニウム塩を、ポリハロゲン化炭化水素基を持つ化合物として用いることも出来る。
【００５８】
又、架橋剤としては、例えばヘキサメトキシジメチル化メラミン等のアルコキシジメチル化メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラヒドロキシメチルサクシナミド等のアルコキシメチル化サクシナミド、Ｎ，Ｎ’−ジメトキシメチル尿素、テトラメトキシメチル尿素等のアルコキシメチル化尿素、２，４，６−トリヒドロキシメチル化フェノール等の、ヒドロキシメチル基、メトキシメチル基、又はエトキシエチル基等の架橋性基を一分子中に２個以上有する化合物等が挙げられる。
【００５９】
次に、フォトレジスト組成物（３）について説明すると、アルカリ可溶性樹脂としては、フォトレジスト組成物（１）及び（２）において例示したものと同様の物が挙げられ、該アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ可溶性を与える官能基の一部がｔ−ブトキシカルボニル基、ｔ−アミルオキシカルボニル基、ｔ−ブチル基、ｔ−アミル基、ｔ−ヘキシル基、アリル基、等の酸に対して不安定な基で置換されていてもよい。
【００６０】
光酸発生剤としては、上記フォトレジスト組成物（２）において例示したと同様のものが挙げられる。また、溶解抑止剤としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、ビフェノール、カテコール、フロログリシノール、ピロガロール等のフェノール化合物の水酸基をｔ−ブトキシカルボニル基等で保護したもの等が挙げられる。
【００６１】
フォトレジスト組成物を溶解して塗布液を作成するための有機溶媒としては、例えば乳酸メチル、乳酸エチル、グリコール酸エチル等のグリコール酸エステル誘導体類、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルエステル誘導体類、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等のケトンエステル類、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等のアルコキシカルボン酸エステル類、アセチルアセトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン等ケトン誘導体類、ジアセトンアルコールメチルエーテル等のケトンエーテル誘導体類、アセトール、ジアセトンアルコール等のケトンアルコール誘導体類、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド誘導体類、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル誘導体類等が挙げられる。又、必要に応じてキシレン、酢酸ブチル等を添加した混合溶媒を用いることもできる。中でも、保存安定性、膜の均一性、安全性、取扱いの容易さ等を勘案する３−メトキシプロピオン酸メチル、乳酸メチルもしくは乳酸エチルを主成分として含む混合溶媒が好ましく用いられ、特に好ましくは３−メトキシプロピオン酸メチルもしくは乳酸エチルとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートもしくは酢酸ブチルとの混合溶媒が用いられる。更に、レジスト組成物には、基板よりの乱反射光の影響を少なくするために吸光性材料を、又、感度向上のための増感剤等をさらに添加することもできる。
【００６２】
また本発明において、本発明のフッ素系界面活性剤の配合割合としては、レジスト組成物を基板に塗布する際の必要膜厚と塗布条件や、使用する溶剤の種類に応じて適宜調整が可能であるが、通常アルカリ可溶性樹脂１００重量部に対し０．０００１〜５重量部であり、好ましくは０．０００５〜１重量部である。
【００６３】
フォトレジスト組成物において、フッ素系界面活性剤の存在は極めて重要であり、該フッ素系界面活性剤が欠落すると、優れた塗布性、ストリエーションの発生防止、液中パーティクルの発生防止、泡の抱き込みの低減化、現像時の現像液の塗れ性向上に伴う優れた現像性を発現する上で支障を来すことになる。
【００６４】
本発明のレジスト組成物には必要に応じてその他の界面活性剤、種々の保存安定剤、顔料、染料、蛍光剤、発色剤、可塑剤、増粘剤、チクソ剤、樹脂溶解抑制剤、シランカップリング剤等の密着性強化剤等を添加することが可能である。
【００６５】
レジスト組成物の塗布方法としては、スピンコーティング、ロールコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティング、ブレードコーティング、カーテンコーティング、グラビアコーティング等、種々の塗布方法を広く使用することが可能である。
【００６６】
この他にもコーティング組成物である塗料用に対しても用いることができる。従来、塗料用組成物には、コーティング時のレベリング性を向上させるため、各種レベリング剤が使用されており、中でも表面張力低下能が低くレベリング効果の高いフッ素系界面活性剤が好適に用いられている。本発明のフッ素系界面活性剤を塗料用組成物に添加する割合の配合量としては、適用される系、目的とする物性、塗工方法、コスト等により異なるが、塗料用組成物１００重量部に対して０．０００１〜２０重量部用いることが好ましく、より好ましくは０．００１〜１０重量部、更に好ましくは０．０１〜７重量部である。
【００６７】
適用される塗料用組成物としては、特に制限はなく、天然樹脂を使った塗料、例えば石油樹脂塗料、セラック塗料、ロジン系塗料、セルロース系塗料、ゴム系塗料、漆、カシュー樹脂塗料、油性ピヒクル塗料等、また、合成樹脂を使った塗料、例えばフェノール樹脂塗料、アルキッド樹脂塗料、不飽和ポリエステル樹脂塗料、アミノ樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、ビニル樹脂塗料、アクリル樹脂塗料、ポリウレタン樹脂塗料、シリコーン樹脂塗料、フッ素樹脂塗料等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００６８】
これらの塗料は水系、溶剤系、非水分散系、粉体系等の何れの形態でも適用でき、溶剤若しくは分散媒にも特に制限はない。溶剤、分散媒の具体例としては、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の極性溶剤、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール等のエーテル類、１，１，１−トリクロルエタン、クロロホルム等のハロゲン系溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族類、更にパーフルオロメタン、パーフルオロトリ−ｎ−ブチルアミン等のフッ素化イナートリキッド類が挙げられる。これらの中でも、本発明のフッ素系界面活性剤は親水性に優れる点から、前記塗料も水性材料であることが好ましく、溶剤としても、親水性有機溶剤であることが好ましい。
【００６９】
また、これら塗料中には必要に応じて、顔料、染料、カーボン等の着色剤、シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム等の無機粉末、高級脂肪酸、ポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（テトラフルオロエチレン）、ポリエチレン等の有機微粉末、更に耐光性向上剤、耐候性向上剤、耐熱性向上剤、酸化防止剤、増粘剤、沈降防止剤等の各種充填剤を適宜添加することが可能である。
【００７０】
更に、塗工方法についても特に限定されるものではなく、例えばロールコーター、静電塗装、バーコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、ディピング塗布、スプレー塗布等の方法が挙げられ、特に本発明のフッ素系界面活性剤の効果が顕著に現れる点からは、薄膜コーティング用の塗装方法が好ましい。
【００７１】
本発明のフッ素系界面活性剤は、さらにはハロゲン化写真感光材料の製造、平版印刷版の製造、カラーフィルター用材料等の液晶関連製品の製造、ＰＳ版の製造、その他のフォトファブリケーション製造等に不可欠な単層、あるいは多層コーティング組成物に用いられる各種樹脂レベリング剤として添加することもできる。添加することによりピンホール、ゆず肌、塗りムラ、ハジキ等の無い優れた平滑性を発現する。
【００７２】
また更にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の汎用プラスチックからＰＰＳ、ＰＢＴ等のエンジニアリングプラスチック、更には熱可塑性エラストマーの基礎物性を低下させずに得られた成形物の表面にこれまでにない非粘着性、低摩擦性、撥水撥油性、防汚性等の性能を発現させる樹脂改質剤としても使用することが可能である。
【００７３】
また、親水性を有するため、製剤化にあたっては水を溶媒として用いることが出来、有機溶剤なしの組成物をも作成することができる。従って、頭髪用化粧料、皮膚化粧料、爪用化粧料等の化粧料に配合できるほか、水性ペイントや金属、ガラス、繊維などの表面処理剤として使用することも可能である。この様に水溶性であって、且つ、乾燥、被膜形成後は疎水性と可塑性の被膜を形成することができる。また、被膜に対し高いレベルの撥水性を長期問に与えることができる。
【実施例】
【００７４】
以下本発明を実施例に基づいて更に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００７５】
合成例１
攪拌装置、コンデンサー、温度計を備えたガラスフラスコに単量体（ａ１−１）１９重量部、分子量１１００のエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体を側鎖に持つモノアクリレート化合物８１重量部、そしてイソプロピルアルコール（以下、ＩＰＡと略す）４００重量部を仕込み、窒素ガス気流中、還流下で重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル（以下、ＡＩＢＮと略す）０．７重量部と、連鎖移動剤としてラウリルメルカプタン１０重量部を添加した後、７０℃にて７時間加熱し重合を行った。この共重合体のゲルパーミエーショングラフ（以後ＧＰＣと略す）によるポリスチレン換算分子量はＭｗ＝６，２００であった。この共重合体をフッ素系界面活性剤１とする。
【００７６】
合成例２
合成例１で用いた単量体（ａ１−１）を下記構造式（４）
Ｃ８Ｆ１７ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２・・・・（４）
で示されるフッ素化アルキル基含有アクリレートに置き換えた以外は、合成例１と同様にしてフッ素系界面活性剤２を得た。ＧＰＣによるこの共重合体の重量平均分子量（ポリスチレン換算）はＭｗ＝６，８００であった。
【００７７】
合成例３
攪拌装置、コンデンサー、温度計を備えたガラスフラスコに単量体（ａ１−１）２１重量部、シリコーン鎖含有エチレン性不飽和単量体（チッソ株式会社製、サイラプレーンＴＭ−０７０１）１２重量部、分子量１１００のエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体を側鎖に持つモノアクリレート化合物５５重量部、テトラエチレングリコールの両末端がメタクリレート化された化合物（新中村化学工業株式会社製、ＮＫエステル４Ｇ）４重量部、メチルメタクリレート８重量部、そしてＩＰＡ３５０重量部を仕込み、窒素ガス気流中、還流下で重合開始剤としてＡＩＢＮを１重量部と連鎖移動剤としてラウリルメルカプタン１０重量部を添加した後、７０℃にて８時間還流し重合を完成させた。ＧＰＣによるこの共重合体の重量平均分子量（ポリスチレン換算）はＭｗ＝６，５００であった。
【００７８】
合成例４
合成例３で用いた単量体（ａ１−１）を前記構造式（４）で示されるフッ素化アルキル基含有アクリレートに置き換えた以外は、合成例３と同様にしてフッ素系界面活性剤４を得た。ＧＰＣによるこの高分子化合物の重量平均分子量（ポリスチレン換算）はＭｗ＝６，５００であった。
【００７９】
参考例１
合成例１〜４で示した分子量１１００のエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体を側鎖に持つモノアクリレート化合物は、次のようにして合成した。トルエン溶液６０重量部下、プルロニック化合物（旭電化工業株式会社製、アデカプルロニックＬ３１）１００重量部、アクリル酸４．６重量部、硫酸６．４重量部、メトキノン０．２重量部を添加して還流下１２時間反応させ、酸を水洗除去によって除いた後、脱溶剤を行って目的物を得た。
【００８０】
実施例１及び比較例１
合成例１〜２で得られたフッ素系界面活性剤１及び２を用いて、以下のような評価を実施し、その結果を表１に記載する。
【００８１】
＜試験方法及び評価基準＞
水溶性：水に対して、得られたフッ素系界面活性剤を溶液重量に対して０．１重量％、１．０重量％、５．０重量％、１０重量％添加して、析出物の有無を目視により観察することによって、水への溶解性を調べた。
○： 析出物が生じない。
×： 析出物が生じる。
【００８２】
【表１】
【００８３】
実施例２及び比較例２
＜フェノールノボラック樹脂溶液の調製方法と塗膜作成方法＞
フェノライトＫＡ−１０５Ｌ（大日本インキ化学工業株式会社製）１２５重量部をプロピレングリコールモノエチルアセテート３７５重量部に溶解して樹脂溶液を調製し、これに合成例３及び４で得られたフッ素系界面活性剤を、該樹脂溶液中の固形分に対して０．４重量％の濃度になる様に添加し、１μｍのＰＴＦＥ製フィルターで精密濾過して組成物を調製した。この組成物を縦、横１０×１０ｃｍのＣｒ基板上に回転数３０００ｒｐｍでスピンコーティングした後、ホットプレート上にて９０秒間加熱して溶媒を除去し、膜厚が１．５μｍのレジスト膜を有する塗膜基板を得た。得られた塗膜の外観を目視にて評価した結果を表２に示す。
【００８４】
＜試験方法及び評価基準＞
ストリエーション：ナトリウムランプを使用して、ストリエーションの発生状況を目視にて観察した。
○： ストリエーションの発生が認められないもの。
△： ストリエーションの発生がやや認められるもの。
×： ストリエーションの発生が顕著に認められるもの。
【００８５】
モヤムラ：ナトリウムランプを使用して、モヤムラの発生状況を目視にて観察した。
モヤムラとは、塗布した基板表面に現れる波状の塗布ムラのことである。
○： モヤムラの発生が認められないもの。
△： モヤムラの発生がやや認められるもの。
×： モヤムラの発生が顕著に認められるもの。
【００８６】
チャック跡：ナトリウムランプを使用して、チャック跡の発生状況を目視にて観察した。
○： チャック跡の発生が認められないもの。
△： チャック跡の発生がやや認められるもの。
×： チャック跡の発生が顕著に認められるもの。
【００８７】
【表２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）
−［ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］ｎ−ＯＣＦ３・・・・・（１）
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す。）
で表されるフッ素化ポリオキシプロピレン鎖を有する化合物（Ａ）からなることを特徴とするフッ素系界面活性剤。
【請求項２】
前記化合物（Ａ）が下記一般式（２）
【化１】
〔式中、Ｒ１は水素原子又はメチル基であり、Ｘは−Ｏ−又は−ＮＲ２−（但し、Ｒ２は水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基である。）であり、Ｙは（ｒ＋１）価の連結基であり、ｐは０〜８の整数であり、ｑは１〜１０の整数であり、ｒは１〜６の整数である。〕
で表される単量体（ａ１）と、その他の単量体（ａ２）との共重合体である請求項１記載のフッ素系界面活性剤
【請求項３】
その他の単量体（ａ２）がポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）を含む請求項３記載のフッ素系界面活性剤。
【請求項４】
共重合体の重量平均分子量が３，０００〜５０，０００である請求項２又は３に記載のフッ素系界面活性剤。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載のフッ素系界面活性剤を含有することを特徴とする感光性組成物。
【請求項１】
下記一般式（１）
−［ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］ｎ−ＯＣＦ３・・・・・（１）
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す。）
で表されるフッ素化ポリオキシプロピレン鎖を有する化合物（Ａ）からなることを特徴とするフッ素系界面活性剤。
【請求項２】
前記化合物（Ａ）が下記一般式（２）
【化１】
〔式中、Ｒ１は水素原子又はメチル基であり、Ｘは−Ｏ−又は−ＮＲ２−（但し、Ｒ２は水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基である。）であり、Ｙは（ｒ＋１）価の連結基であり、ｐは０〜８の整数であり、ｑは１〜１０の整数であり、ｒは１〜６の整数である。〕
で表される単量体（ａ１）と、その他の単量体（ａ２）との共重合体である請求項１記載のフッ素系界面活性剤
【請求項３】
その他の単量体（ａ２）がポリオキシアルキレン鎖含有エチレン性不飽和単量体（ｘ１）を含む請求項３記載のフッ素系界面活性剤。
【請求項４】
共重合体の重量平均分子量が３，０００〜５０，０００である請求項２又は３に記載のフッ素系界面活性剤。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載のフッ素系界面活性剤を含有することを特徴とする感光性組成物。
【公開番号】特開２００７−２６９９７８（Ｐ２００７−２６９９７８Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９７４５５（Ｐ２００６−９７４５５）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００００２８８６）大日本インキ化学工業株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００００２８８６）大日本インキ化学工業株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
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