マイクロ波重合性組成物
【課題】イオン液体のブリードアウトを抑え、マイクロ波重合性組成物の経時での物性の悪化を低減させた硬化物を提供する。
【解決手段】イオン液体（Ａ）と重合性化合物（Ｄ）を含有するマイクロ波重合性組成物であって、イオン液体（Ａ）のカチオン（ａ１）が、好ましくは１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム、１，２，３−トリメチルイミダゾリウム、１，２，３−トリメチルテトラヒドロピリミジニウムであることを特徴とするマイクロ波重合性組成物（Ｘ）；該組成物（Ｘ）を硬化してなる硬化物；該組成物（Ｘ）にマイクロ波を照射する重合性化合物（Ｄ）の重合方法である。
【解決手段】イオン液体（Ａ）と重合性化合物（Ｄ）を含有するマイクロ波重合性組成物であって、イオン液体（Ａ）のカチオン（ａ１）が、好ましくは１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム、１，２，３−トリメチルイミダゾリウム、１，２，３−トリメチルテトラヒドロピリミジニウムであることを特徴とするマイクロ波重合性組成物（Ｘ）；該組成物（Ｘ）を硬化してなる硬化物；該組成物（Ｘ）にマイクロ波を照射する重合性化合物（Ｄ）の重合方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波重合性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、接着剤、粘着剤、塗料、コーティング剤、レジスト材料、成形材料には大量の有機溶剤を含む樹脂溶液が使われてきたが、地球環境または作業環境への関心の高まりとともに、大量の有機溶剤を飛散する樹脂溶液の使用を制限する様になってきている。それらに対処する一つの方法として、熱、紫外線、電子線硬化性樹脂組成物等の樹脂素材の開発が進められてきた。これら硬化性樹脂組成物に代表される無溶剤型樹脂組成物は、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、またはエステルアクリレート等の反応性オリゴマー及び、各種のビニル、アクリレート系モノマー等の低粘度単量体を主成分として構成されており、硬化物の硬度、耐溶剤性、強靱性、機械特性は使用する反応性オリゴマー、低粘度単量体の配合により調整され、通常は揮発性の有機溶剤等は使用されない。
【０００３】
硬化を行うにあたっては、熱硬化性樹脂の場合、オーブン、電気炉などによる加熱であるため、熱伝導効率が低いため、熱が伝わりにくく、樹脂が硬化するまでに長時間を要する。また、加熱機器によっては、硬化に使用される熱量は、全体の加熱に要する熱量の１０％にも達していない場合が多く、とても効率のよい方法とはいえない。
紫外線硬化型の場合、紫外線照射装置が比較的安価で市場に流通している点と、熱硬化型と比較して、硬化速度、エネルギー的に大きな優位性があることから、コーティング材料、レジスト材料などの硬化には、専らこの樹脂が使用されている。しかしながら、紫外線硬化の場合、紫外線の透過深度が非常に浅いため、薄膜の形成しかできず、また薄膜であっても着色剤、顔料などの紫外線を通さない物質が樹脂に含まれていると、使用することができないため、透明かつ薄膜でないものは紫外線硬化樹脂は一般的に使用することができない。
【０００４】
電子線硬化型の場合、装置が高価であったり、照射強度の調節により、紫外線硬化型よりは厚膜で樹脂組成物を硬化させることができるが、表面近傍の樹脂が劣化したりと、均一な硬化物を得ることが難しい。
【０００５】
そこでこれら従来の硬化方式の欠点を解決するために、近年マイクロ波を用いた化学反応が注目されており、マイクロ波を用いたポリイミド前駆体のイミド環化（例えば、特許文献１および２参照）など、マイクロ波を吸収して樹脂を硬化させる検討が行われている。
また、イオン液体を重合性化合物に添加することでマイクロ波吸収効率が上がるため、反応速度を速くできることが知られている（非特許文献１）。
添加されるイオン液体としてはカチオンがイミダゾリウムであるイオン液体が使用されている。
【特許文献１】特開平４−３０５１４８
【特許文献２】特開平５−０４０３３９
【非特許文献１】Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ （２００７）、２８、４５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１のようにイオン液体を重合性化合物に添加することで、反応速度は速くなり反応率も一般的な熱重合と比較して反応率も上昇する。しかしながら、イオン液体を添加し重合して得られた硬化物は、アルカリに対する耐性が弱く、アルカリ条件下での使用により、硬化物の機械的物性は経時で悪化していくという問題があった。すなわち、本発明の目的は、アルカリ耐性をマイクロ波硬化物に付与することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は鋭意研究した結果、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、イオン液体（Ａ）と重合性化合物（Ｄ）を含有するマイクロ波重合性組成物であって、イオン液体（Ａ）のカチオン（ａ１）が、一般式（１）又は一般式（２）で示される環状カチオンであることを特徴とするマイクロ波重合性組成物（Ｘ）；
【化１】
【化２】
［一般式（１）又は一般式（２）において、Ｒ１、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれ水酸基、アミノ基、ビニル基、グリシジル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基及びアルデヒド基からなる群より選ばれる少なくとも１種の基を有していてもよい炭素数１〜１０（官能基の炭素数は含まない）の炭化水素基、又はエーテル結合を有する炭素数１〜２０の炭化水素基である。
Ｒ２は、水酸基で置換されていてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基または水素原子である。Ｑは炭素数２〜２０の２価の飽和炭化水素基である。］
該組成物（Ｘ）を硬化してなる硬化物；該組成物（Ｘ）にマイクロ波を照射する重合性化合物（Ｄ）の重合方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のマイクロ波重合性組成物を用いれば、アルカリ耐性が高い樹脂硬化物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明において、イオン液体（Ａ）とは、一般的に１００℃以下で液体である塩をいい、カチオン（ａ１）とアニオン（ａ２）からなり、カチオン（ａ１）としては、下記の一般式（１）又は一般式（２）で示される環状カチオンであるものをいう。このカチオンは２位の炭素との反応により、水酸化物イオンを分子内に取り込み、アルカリ環境下で硬化物内に進入してくる水酸化物イオンを消費することで、その濃度を急激に低下させる。このような特徴は、他のイオン液体にも見られるが、カチオン（ａ１）は、特にこの作用が優れている。この作用により、硬化物のアルカリ耐性を飛躍的に上昇させることが可能となる。
【００１０】
【化１】
【００１１】
【化２】
【００１２】
一般式（１）又は一般式（２）において、Ｒ１、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれ水酸基、アミノ基、ビニル基、グリシジル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基及びアルデヒド基からなる群より選ばれる少なくとも１種の基を有していてもよい炭素数１〜２０（官能基の炭素数は含まない）の炭化水素基、又はエーテル結合を有する炭素数１〜２０の炭化水素基である。Ｒ２は、水酸基で置換されていてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基または水素原子である。Ｑは炭素数２〜２０の2価の飽和炭化水素基である。
炭素数１〜２０の炭化水素基としては、炭素数１〜２０のアルキル基、及び芳香族基含有の炭素数６〜２０の炭化水素基が挙げられる。炭素数１〜２０のアルキル基としてはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ヘキシル、２−エチルヘキシル、ラウリル、ステアリル等、水酸基で置換された炭素数１〜２０の炭化水素基としてはヒドロキシエチル、２−ヒドロキシプロピル、１−ヒドロキシヘキシル、１−ヒドロキシラウリル等のヒドロキシアルキル基が挙げられる。芳香族基含有の炭素数６〜２０の炭化水素基としては、例えばフェニル基、ベンジル基が挙げられる。好ましくは、炭素数が１〜４の炭化水素基である。特に好ましくは炭素数が１〜３の炭化水素基である。Ｑは炭素数２〜２０の２価の飽和炭化水素基であり、カチオン（ａ１）が５員環(例えばＱがエチレン基等)、または６員環(例えばＱがプロピレン基等)になるものが好ましい。
【００１３】
カチオン（ａ１）の好適な例を挙げると、イミダゾリニウム基（ａ１１）、テトラヒドロピリミジニウム基（ａ１２）等である。
イミダゾリニウムカチオン（ａ１１）の具体例としては、例えば、１，２，３−トリメチルイミダゾリニウム、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム、１，３，４−トリメチル−２−エチルイミダゾリニウム、１，３−ジメチル−２，４−ジエチルイミダゾリニウム、１，２−ジメチル−３，４−ジエチルイミダゾリニウム、１−メチル−２，３，４−トリエチルイミダゾリニウム、１，２，３，４−テトラエチルイミダゾリニウム、１，３−ジメチル−２−エチルイミダゾリニウム、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム、１，２，３−トリエチルイミダゾリニウム、１，１−ジメチル−２−ヘプチルイミダゾリニウム、１，１−ジメチル−２−（−２’ヘプチル）イミダゾリニウム、１，１−ジメチル−２−（−３’ヘプチル）イミダゾリニウム、１，１−ジメチル−２−（−４’ヘプチル）イミダゾリニウム、１，１−ジメチル−２−ドデシルイミダゾリニウム、１，１−ジメチルイミダゾリニウム、１，１，２−トリメチルイミダゾリニウム、１，１，２，４−テトラメチルイミダゾリニウム、１，１，２，５−テトラメチルイミダゾリニウム、１，１，２，４，５−ペンタメチルイミダゾリニウムなどが挙げられる。
テトラヒドロピリミジニウム基（ａ１２）の具体例としては、例えば、１，２，３−トリメチルテトラヒドロピリミジニウム、１，２，３，４−テトラメチルテトラヒドロピリミジニウム、１，２−ジメチル−３−メトキシエチルテトラヒドロピリミジニウムなどが挙げられる。
これらのうちで好ましいのは、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム、１，２，３−トリメチルイミダゾリニウム、１，２，３−トリメチルテトラヒドロピリミジニウム基である。
【００１４】
本発明におけるアニオン（ａ２）としては、公知のアニオンが使用でき、例えば下記に例示するような酸からプロトンを除いたアニオンである。アニオンは２種以上の混合物であってもよい。
【００１５】
（１）カルボン酸
モノカルボン酸｛Ｃ１〜３０の脂肪族モノカルボン酸［飽和モノカルボン酸（ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸など）および不飽和モノカルボン酸（アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸など）］および芳香族モノカルボン酸［安息香酸、ケイ皮酸、ナフトエ酸など］｝；
ポリカルボン酸（２〜４価のポリカルボン酸）｛脂肪族ポリカルボン酸［飽和ポリカルボン酸（シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸など）；
不飽和ポリカルボン酸（マレイン酸、フマール酸、イタコン酸など）］；
芳香族ポリカルボン酸［フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリト酸など］；
脂肪族オキシカルボン酸［グリコール酸、乳酸、酒石酸など］；
芳香族オキシカルボン酸［サリチル酸、マンデル酸など］；
Ｓ含有ポリカルボン酸［チオジプロピオン酸］；および
その他のポリカルボン酸［シクロブテン−１，２−ジカルボン酸、シクロペンテン−１，２−ジカルボン酸、フラン−２，３−ジカルボン酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプタ−２−エン−２，３−ジカルボン酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプタ−２，５−ジエン−２，３−ジカルボン酸］など｝
（２）無機強酸：
フッ酸、塩酸、硫酸、燐酸、ＨＣｌＯ4、ＨＢＦ4、ＨＰＦ6、ＨＡｓＦ6、ＨＳｂＦ6、フルオロスルホン酸等；
（３）ハロゲン原子含有アルキル基置換無機強酸（アルキル基の炭素数１〜３０）：ＨＢＦn（ＣＦ3）4-n（ｎは０〜３の整数）、ＨＰＦn（ＣＦ3）6-n（ｎは０〜５の整数）、トリフルオロメタンスルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ヘプタフルオロプロパンスルホン酸、トリクロロメタンスルホン酸、ペンタクロロプロパンスルホン酸、ヘプタクロロブタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、ペンタフルオロプロピオン酸、ペンタフルオロブタン酸、トリクロロ酢酸、ペンタクロロプロピオン酸およびヘプタクロロブタン酸等；
（４）ハロゲン原子含有スルホニルイミド（炭素数１〜３０）：
ビス（フルオロメチルスルホニル）イミド、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドおよびビス（フルオロスルホニル）イミド等；
（５）ハロゲン原子含有スルホニルメチド（炭素数３〜３０）：
トリス（トリフルオロメチルスルホニル）メチド等；
（６）ハロゲン原子含有カルボン酸アミド（炭素数２〜３０）：
ビス（トリフルオロアセト）アミド等；
（７）ニトリル基含有イミド：
ＨＮ（ＣＮ）2等；
（８）ニトリル含有メチド：
ＨＣ（ＣＮ）3等；
（９）炭素数１〜３０のハロゲン原子含有アルキルアミン：
ＨＮ（ＣＦ3）2等
（１０）チオシアン酸等；が挙げられる。
【００１６】
これらのうちで好ましいものは、（３）ハロゲン原子含有アルキル基置換無機強酸および（４）ハロゲン原子含有スルホニルイミドであり、さらに好ましいのは（４）ハロゲン原子含有スルホニルイミド、特に好ましいのはビス（フルオロスルホニル）イミドおよびビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドである。
【００１７】
本発明におけるイオン液体（Ａ）の好ましい具体例としては、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとフタル酸アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとテトラフルオロボレートアニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとビス（フルオロスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとビス（フルオロメチルスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとＢＦ4アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとＢＦ3（ＣＦ3）アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとＢＦ2（ＣＦ3）2アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとＢＦ3（Ｃ2Ｆ5）アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとＢＦ3（Ｃ4Ｆ9）アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとＮ（ＣＮ）2アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとＣ（ＣＮ）3アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとトリフルオロメタンスルホン酸アニオンからなるイオン液体、１，２，３−トリメチルイミダゾリニウムカチオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１−エチル−３−ブチルイミダゾリニウムカチオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１−（２，２，２−トリフルオロエチル）−３−メチルイミダゾリニウムカチオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１−メトキシエチル−３−メチルイミダゾリニウムカチオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２−ジメチル−３−エチルイミダゾリニウムカチオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２，３−トリメチルテトラヒドロピリミジニウムとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルテトラヒドロピリミジニウムとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２−ジメチル−３−メトキシエチルテトラヒドロピリミジニウムとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２，３−トリメチルテトラヒドロピリミジニウムとフタル酸アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルテトラヒドロピリミジニウムとフタル酸アニオンからなるイオン液体、１，２−ジメチル−３−メトキシエチルテトラヒドロピリミジニウムとフタル酸アニオンからなるイオン液体が挙げられる。
これらのなかで、特に好ましいものは１，２，３−トリメチルイミダゾリニウムカチオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとフタル酸アニオンからなるイオン液体である。
【００１８】
本発明に用いられる重合性化合物（Ｄ）としては、付加重合性化合物、重付加性化合物、重縮合系化合物、開環重合性化合物などである。
【００１９】
付加重合性化合物の単官能性の重合性化合物（Ｄ）としてはオレフィン類（エチレン、プロピレン、ブテン-1、イソブテン、4-メチルペンテン-1、オクテンなど）；芳香族ビニ ル炭化水素またはその置換体（スチレン、α-メチルスチレン、t-ブチルスチレン、ジメチルスチレン、アセトキシスチレン、ビニルトルエンなど）；（メタ）アクリル酸およびそのアルキルエステル（アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチルなど）；ビニルエーテル（メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテルなど）；ビニルアルコール誘導体（酢酸ビニル、酪酸ビニルなど）；（メタ）アクリロニトリル；（メタ）アクリルアミドおよびそのＮ置換誘導体；エチレンのハロゲン置換化合物（塩化ビニル、塩化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデンなど）；1,2-ジ置換不飽和ポリカルボン酸またはその誘導体（無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸およびそのエステル化合物など）；多官能性の重合性化合物（Ｄ）としては、ジエン類（ブタジエン、イソプレンなど）；多官能アクリレート（エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、グリセリンジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、１，１０−デカンジオールジアクリレート、３−メチル−１，５−ペンタンジオールジアクリレート、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオールジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物のジアクリレート、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物のジアクリレート、トリメチロールプロパンアクリル酸安息香酸エステル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、２−アクリロイロキシエチルアシッドホスフェート）などが挙げられる。
【００２０】
重付加性化合物の重合性化合物（Ｄ）としては、例えば重合によりポリウレタンを生成するような、活性水素含有化合物として、例えば低分子量ジオール［エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオールなど］；ポリエーテルジオール［上記に例示した低分子量ジオールのアルキレンオキシド（エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドなど）付加物、アルキレンオキシドの開環重合物（ポリテトラメチレングリコールなど）］；ポリエステルジオール［脂肪族ジカルボン酸（アジピン酸、マレイン酸、二量化リノレイン酸など）または芳香族ジカルボン酸（フタル酸、テレフタル酸など）と上記に例示した低分子量ジオールとの縮合ポリエステルジオール、ε-カプロラクトンの開環重合によるポリラクトン ジオールなど］；低分子量ジアミン（イソホロンジアミン、4,4'-ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4'-ジアミノ-3,3'-ジメチルジシクロヘキシルメタンなど）が挙げられる。また、ジイソシアネートとしては、例えば芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）、脂環式ジイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、ジイソシアネートメチルシクロヘキサンなど）、脂肪族ジイソシアネート（ヘキサメチレンジイソシアネートなど）などが挙げられる。３官能以上の活性水素含有化合物（トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどの多価アルコール；ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどの多価アミ ン；トリエタノールアミンなどのアミノアルコールなど）および／または３官能以上のポリイソシアネート［トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス（イソシアネートフェニル）チオフォスフェート、トリメチロールプロパンとヘキサメチレンジイソシアネートの１対３付加物、ヘキサメチレンジイソシアネートの環状３量体など］との組合せ などが挙げられる。
【００２１】
エポキシ化合物としては、フェノールエーテル系グリシジル化合物（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦなどのジグリシジルエーテル類など）；エーテル系グリシジル化合物（ジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、ポリアリルグリシジルエーテルなど）；
エステル系グリシジル化合物［グリシジル（メタ）アクリレートとエチレン性不飽和単量体（アクリロニトリルなど）との共重合体など］；グリシジルアミン類（パラアミノフェノールのグリシジルエーテルなど）、非グリシジル型エポキシ化合物（エポキシ化ポリオレフィン、エポキシ化大豆油など）などを挙げることができる。
エポキシ硬化剤としては、ポリアミン類および（無水）ポリカルボン酸などを挙げることができる。
ポリアミン類としては、例えば脂肪族ポリアミン類（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミンなどのアルキレンジアミン類、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどのポリアルキレンポリアミン類、アルキルアミノプロピルアミン、アミノエチルエタノールアミンなどのアルキルまたはヒドロキシアルキルアミン類、キシリレンジアミンなどの芳香環含有脂肪族アミン類、ポリオキシプロピレンポリアミンなどのポリエーテルポリアミン類など）；脂環または複素環含有脂肪族ポリアミン類（N-アミノエチルピペラジン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；芳香族ポリアミン類（フェニレンジアミン、トルエンジアミン、ジアミノジフェニルメタンなど）；ポリアミドポリアミン類（上記ポリアミン類とダイマー酸との縮合物）；ベンゾグアナミンおよび／またはアルキルグアナミンおよびその変性物；およびジシアンジアミドなどを挙げることができる。
【００２２】
重縮合性化合物としては、例えば重合によりポリエステルを生成するような、脂肪族ジカルボン 酸エステル類の重合体（ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペートなど）；ポリカーボネート；並びにこれらの２種以上の共エステル化物やこれら重合体を構成する化合物とアルキレンオキシド（ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなど）、３官能以上の低分子架橋剤（トリメチロールプロパン、グリセリン、トリメリット酸など）との共重縮合物が挙げられる。
ポリアミド系としては、6-ナイロン、6,6-ナイロン、6,10-ナイロン、11-ナイロン、12-ナイロン、4,6-ナイロン等およびこれらの２種以上の共アミド化物やこれら重合体を構成する化合物とポリエステルを構成する化合物もしくはアルキレンオキシド（ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなど）、３官能以上の低分子架橋剤（トリメリット酸など）との共重縮合物が挙げられる。
ポリイミド系としてはピロメリット酸と1,4-ジアミノベンゼンとの重縮合物；これらポリイミドを構成する化合物と上記ポリアミドを構成する化合物との共重縮合物、すなわちポリアミドイミドなどが挙げられる。これら、分子内に２つ以下の官能基を持つもの以外に、３つ以上の官能基をもつ、重合により、架橋構造を形成するような、重合性化合物も含まれる。例えば、３官能以上の活性水素含有化合物（トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどの多価アルコール；ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどの多価アミ ン；トリエタノールアミンなどのアミノアルコールなど）、トリメリット酸、および／または３官能以上のポリイソシアネート［トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス（イソシアネートフェニル）チオフォスフェート、トリメチロールプロパンとヘキサメチレンジイソシアネートの１対３付加物、ヘキサメチレンジイソシアネートの環状３量体など］との組合せ などが挙げられる。
【００２３】
開環重合性化合物としては、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類、εーカプロラクタム、エナントラクタム、ラウリルラクタム等のラクタム類などが挙げられる。
【００２４】
本発明のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）において、組成物（Ｘ）の重量に対して、イオン液体（Ａ）の含有量は０．１〜２５重量％であることが好ましい。イオン液体（Ａ）は少量でもマイクロ波吸収による発熱性が高く、０．１重量％以上の添加で、十分にマイクロ波硬化組成物の温度を上昇させることができる。またイオン液体（Ａ）が２５重量％以下であれば、イオン液体によるマイクロ波照射時の発熱性が非常に高く、重合性化合物（Ｄ）の濃度も高いため重合反応をより速やかに完了させることができる。
【００２５】
本発明のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）には、必要によりイオン液体（Ａ）と重合性化合物（Ｄ）以外の添加物（Ｅ）を含有してもよい。添加物（Ｅ）の添加量は組成物（Ｘ）の重量に対して０〜２０重量％である。
添加物（Ｅ）としては、重合開始剤、触媒などの重合反応に直接関与するもの、他に溶剤、顔料、着色剤、可塑剤、酸化防止剤、耐光安定剤などが挙げられる。
【００２６】
重合開始剤としては、過酸化物及びアゾ化合物が挙げられる。
過酸化物としては、無機過酸化物（例えば、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウムなど）、および有機過酸化物（例えば、過酸化ベンゾイル、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、ラウリルパーオキシドなど）などが挙げられる。アゾ化合物としては、アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、アゾビスシアノ吉草酸およびその塩（例えば塩酸塩など）、およびアゾビス（２−アミジノプロパン）ハイドロクロライドなどが挙げられる。好ましいものは有機過酸化物である。重合開始剤の使用量（重量％）としては、モノマーの合計重量に基づいて、通常、０．０００１〜２０％が好ましく、さらに好ましくは０．００１〜１５％、特に好ましくは０．００５〜１０％である。反応温度および反応時間は、ラジカル重合開始剤の種類により適宜決定される。
【００２７】
本発明のマイクロ波重合性組成物（Ｄ）をマイクロ波照射により重合する方法は例えば以下の方法が挙げられる。
【００２８】
（１）本発明のマイクロ波重合性組成物を配合する工程
本発明のマイクロ波重合性組成物は必須成分であるイオン液体、重合性化合物の他に、開始剤、触媒、顔料、着色剤、可塑剤、酸化防止剤、耐光安定剤等を添加することができる。混合方法としては、イオン液体、重合性化合物を均一溶解後、添加剤を添加、混合していけばよい。混合の際の温度は、粘度が高い場合、加熱して粘度を下げることもできるが、この場合、開始剤、触媒等は入れない方が好ましい。開始剤、触媒を添加する際は、重合が開始しない条件であることを確認してから添加したほうがよい。可能であれば、開始剤、触媒は、マイクロ波照射を行う直前に添加するのが最も好ましい。
（２）−１ 本発明のマイクロ波重合性組成物を塗布する工程
本発明に係るマイクロ波重合性組成物を基材上に塗布する方法としては、例えば、塗付、スプレー法、スピンコート、スクリーン印刷、グラビア印刷、凹板印刷、フレキソ印刷、バーコート法による方法等が挙げられるが、特に限定されない。
本発明のマイクロ波重合性組成物の利用方法は多様に考えられるが、例えば基板の表面コートに使用する場合、コーティング膜の精度にも影響されるが、塗布法が低コストであり、簡便である。本発明のマイクロ波重合性組成物用いて塗膜を形成させる際に使用する基材は、高温、例えば２００℃以上の温度での熱処理で変形、溶融、劣化等の損傷を受けてしまう素材であっても、使用することができる。なぜならば、温度上昇する部分が、マイクロ波硬化組成物に限られ、基材が熱伝導により昇温する前に、反応が完結してしまうからである。よって、本発明に係る本発明のマイクロ波重合性組成物を用いれば、より広い範囲の基材の中から選ぶことができ、高い密着性を有する被膜を形成させることができる。本発明に係るマイクロ波重合性組成物を適用する基材としては、例えば、熱にガラス、セラミックなどの基材をはじめ、高温をかけると変形または分解するおそれのある高分子系の基体（例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂等）が挙げられる。
【００２９】
本発明のマイクロ波重合性組成物と基材との濡れ性が悪い場合には、使用するイオン液体の組成を調整することにより、濡れ性を向上させればよい。本発明のマイクロ波重合性組成物は重合性化合物を代えることなく、イオン液体により、溶解性パラメーター（ＳＰ値）を調整することができる。
【００３０】
（２）−２ 本発明のマイクロ波重合性組成物を鋳型に注入する工程
本発明に係るマイクロ波重合性組成物は液状であるため、様々な鋳型内に注入、あるいは展開し、硬化させることができる。注入する方法は特に限定されないが、従来から知られる重力注型法、トップゲート方式、アンダーゲート方式、真空注型法などが挙げられる。
【００３１】
（３）マイクロ波照射工程
本発明のマイクロ波重合性組成物を基材に塗布、または鋳型内に注入した後、これをマイクロ波照射装置内にセットする。マイクロ波照射の強度は装置によるが、家庭用の電子レンジと同じ５００Ｗ程度の照射でも、マイクロ波硬化組成物は十分に硬化することができる。硬化が可能な照射強度としては、３０〜３０００Ｗが好ましく、１００〜１５００Ｗが特に好ましい。照射強度を上げればその分、硬化速度は速くなるが、温度制御が困難になり、過昇温させてしまうので注意を要する。硬化に必要な時間は、マイクロ波硬化組成物の組成にもよるが、５秒〜１０分である。照射時の雰囲気、温度は特に限定されないので、照射装置内の雰囲気管理等は特に必要としない。
【００３２】
実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
以下、部は重量部とする。
【００３３】
製造例１
＜ウレタンプレポリマーの合成＞
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（５０部）と、ポリオキシテトラメチレングリコール（分子量１０００）（１００部）と、触媒としてジブチルチンジラウレート（０．０１部）を攪拌装置、温度計、窒素導入管を備えた、ガラス製４つ口フラスコに入れ、８０℃に加熱して、４時間反応させることで、ウレタンプレポリマー（Ｐ）を得た。イソシアネート基含量は５．６％であった。
【００３４】
製造例２
＜１、２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム系イオン液体の合成＞
ガラス製オートクレーブに１，２−ジアミノプロパン（８００部）（和光純薬製）と酢酸エチル（９００部）（和光純薬製）を入れ、１５０℃で２０時間反応を行い、１００℃まで冷却した後、蒸留装置を取り付けた後、２００℃で蒸留を行ない、２，４−ジメチルイミダゾリンを７００部得た。これにエタノール（７５０部）を入れ、ジメチルカーボネート（１１１０部）（宇部興産製）を２０℃で３０分かけて滴下した。さらに５０℃で１０時間熟成を行った。反応物を減圧脱溶剤により生成したメタノールを除去し、１、２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムとメチルカーボネートの塩（Ｃ−１）を１０００部得た。塩（Ｃ−１）（１００部）をメタノール（１００部）に溶解し、これにトリフルオロメタンスルホニルイミド（１５０部）（関東化学社製）を０．５時間かけて２０℃で滴下を行い、減圧脱溶剤により、１、２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体（Ｉ−１）を得た。塩（Ｃ−１）（１００部）をメタノール（１００部）に溶解し、これにフタル酸（８７部）を０．５時間かけて２０℃で少量ずつ添加し、減圧脱溶剤により、１、２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムとフタル酸アニオンからなるイオン液体（Ｉ−２）を得た。
【００３５】
製造例３
＜１、２，３−トリメチルイミダゾリニウム系イオン液体の合成＞
ガラス製オートクレーブにエチレンジアミン（５８２部）（和光純薬製）と酢酸エチル（９００部）を入れ、１５０℃で２０時間反応を行い、１００℃まで冷却した後、蒸留装置を取り付けた後、２００℃で蒸留を行ない、２−メチルイミダゾリンを７００部得た。これにエタノール（７５０部）を入れ、ジメチルカーボネート（１１１０部）を２０℃で３０分かけて滴下した。さらに５０℃で１０時間熟成を行った。反応物を減圧脱溶剤により生成したメタノールを除去し、１、２，３−テトラメチルイミダゾリニウムとメチルカーボネートの塩（Ｃ−２）を１０００部得た。塩（Ｃ−２）（９２部）をメタノール（１００部）に溶解し、これにトリフルオロメタンスルホンイミド（１５０部）を０．５時間かけて２０℃で滴下を行い、減圧脱溶剤により、１、２，３−トリメチルイミダゾリニウムとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体（Ｉ−３）を得た。塩（Ｃ−２）（９２部）をメタノール（１００部）に溶解し、これにフタル酸（８７部）を０．５時間かけて２０℃で少量ずつ添加し、減圧脱溶剤により、１、２，３−トリメチルイミダゾリニウムとフタル酸アニオンからなるイオン液体（Ｉ−４）を得た。
【００３６】
＜実施例１＞
製造例１で合成したウレタンプレポリマー（Ｐ）（１００部）、１，４−ブタンジオール（７部）（和光純薬製）、イオン液体（Ｉ−３）（３３部）を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ−１）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、２４重量％であった。
【００３７】
＜実施例２＞
分子内のアクリレート基数が２で、分子量が約９００のエポキシアクリレートEBECRYL 3105（ダイセル・サイテック社製）（７０部）、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（１２．４部）（新中村化学工業社製）、過酸化ベンゾイル（２．５部）（和光純薬製）、イオン液体（Ｉ−２）（０．１部）を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ−２）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、０．１重量％であった。
【００３８】
＜実施例３＞
分子内のアクリレート基数が２で、分子量が１５００のウレタンアクリレートＥＢＥＣＲＹＬ２７０（ダイセル・サイテック社製）（７０部）、トリメチロールプロパントリアクリレート（１５部）（新中村化学工業社製）、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（１０部）、過酸化ベンゾイル（２．５部）、イオン液体（Ｉ−１）（２．５部）を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ−３）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、２．５重量％であった。
【００３９】
＜実施例４＞
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（油化シェルエポキシ）（１００部）と、エピキュア１１３（４，４’−メチレンビス（２−メチルシクロヘキサン）アミン）（油化シェルエポキシ）（３０部）と、イオン液体（Ｉ−４）(１０部)を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ−４）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、７．１重量％であった。
【００４０】
＜比較例１＞
製造例１で合成したウレタンプレポリマー（Ｐ）（１００部）、１，４−ブタンジオール（７部）、１-ブチル−３−メチルイミダゾリウムとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体（３３部）（関東化学社製）を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ’−１）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、２４重量％であった。
【００４１】
＜比較例２＞
分子内のアクリレート基数が２で、分子量が約９００のエポキシアクリレートEBECRYL 3105（７０部）、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（１２．４部）、過酸化ベンゾイル（２．５部）、１-エチル−３−メチルイミダゾリウムと４フッ化ホウ素酸アニオンからなるイオン液体（０．１部）を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ’−２）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、０．１重量％であった。
【００４２】
＜比較例３＞
分子内のアクリレート基数が２で、分子量が１５００のウレタンアクリレートＥＢＥＣＲＹＬ２７０（７０部）、トリメチロールプロパントリアクリレート（１５部）、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（１０部）、過酸化ベンゾイル（２．５部）、１-エチル-３-メチルイミダゾリウムと臭化物イオンからなるイオン液体（２．５部）を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ’−３）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、２．５重量％であった。
【００４３】
＜比較例４＞
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（油化シェルエポキシ）（１００部）と、エピキュア１１３（４，４’−メチレンビス（２−メチルシクロヘキサン）アミン）（油化シェルエポキシ）（３０部）と、１-エチル−３−メチルイミダゾリウムと４フッ化ホウ素酸アニオンからなるイオン液体(１０部)を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ’−４）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、７．１重量％であった。
【００４４】
＜マイクロ波照射による硬化試験＞
マイクロ波重合性組成物（Ｘ−１）〜（Ｘ−４）、及び（Ｘ’−１）〜（Ｘ’−４）を、１００×１００×１０ｍｍのテフロン製の容器に、２ｍｍの膜厚になるように展開した後、マイクロ波照射装置μリアクター（四国計測工業製）内に入れ、５００Ｗの条件で１２０秒間マイクロ波照射を行ない、マイクロ波重合性組成物の硬化を行った。
厚さ２．０ｍｍのシートが得られた。このシートについて、以下の試験方法で強度試験の測定を行なった。その結果を表１に示した。
【００４５】
＜硬化物強度試験＞
引張破断点強度および引張破断点伸び
ＪＩＳ Ｋ６３０１（１９９５年改正）に従い、引張速度２００ｍｍ／分で引張試験（オートグラフＡＧ−５００Ｎ／５０Ｎ ＩＳ、島津製作所製）を行なって測定した。
【００４６】
＜耐アルカリ試験＞
ＪＩＳ Ａ１１９３（２００５年制定）に基づいてアルカリ溶液Ａを調整した。アルカリ溶液浸漬後、引張強度の確認を行った。硬化物強度試験で使用したのと同様の試験片をＪＩＳ Ａ１１９３に従い、溶液Ａに６０℃で28日間漬けた後、強度試験を行った。これらの結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
上述のように、ウレタン系、アクリレート系、エポキシ系樹脂同士を比較すると、本発明のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）は、従来からあるイオン液体を使用したマイクロ波重合性組成物と比較して、耐アルカリ試験後の物性の低下が小さいことが分る。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のマイクロ波重合性組成物は、接着剤、コーティング剤、塗料、レジスト材料、ポリマー製の各種成形物、レンズ、フィルム等の各種光学成形材料など、これまでオーブン、電気炉などによる加熱、またはUV硬化、電子線硬化などの方法により固化定着を行っていたものを、マイクロ波照射により強力に固化定着させることができるようになるため、省エネ、被接着体への熱履歴低減できる点、実用的な強度を持つ点、アルカリ耐性が非常に高い点からも極めて有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波重合性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、接着剤、粘着剤、塗料、コーティング剤、レジスト材料、成形材料には大量の有機溶剤を含む樹脂溶液が使われてきたが、地球環境または作業環境への関心の高まりとともに、大量の有機溶剤を飛散する樹脂溶液の使用を制限する様になってきている。それらに対処する一つの方法として、熱、紫外線、電子線硬化性樹脂組成物等の樹脂素材の開発が進められてきた。これら硬化性樹脂組成物に代表される無溶剤型樹脂組成物は、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、またはエステルアクリレート等の反応性オリゴマー及び、各種のビニル、アクリレート系モノマー等の低粘度単量体を主成分として構成されており、硬化物の硬度、耐溶剤性、強靱性、機械特性は使用する反応性オリゴマー、低粘度単量体の配合により調整され、通常は揮発性の有機溶剤等は使用されない。
【０００３】
硬化を行うにあたっては、熱硬化性樹脂の場合、オーブン、電気炉などによる加熱であるため、熱伝導効率が低いため、熱が伝わりにくく、樹脂が硬化するまでに長時間を要する。また、加熱機器によっては、硬化に使用される熱量は、全体の加熱に要する熱量の１０％にも達していない場合が多く、とても効率のよい方法とはいえない。
紫外線硬化型の場合、紫外線照射装置が比較的安価で市場に流通している点と、熱硬化型と比較して、硬化速度、エネルギー的に大きな優位性があることから、コーティング材料、レジスト材料などの硬化には、専らこの樹脂が使用されている。しかしながら、紫外線硬化の場合、紫外線の透過深度が非常に浅いため、薄膜の形成しかできず、また薄膜であっても着色剤、顔料などの紫外線を通さない物質が樹脂に含まれていると、使用することができないため、透明かつ薄膜でないものは紫外線硬化樹脂は一般的に使用することができない。
【０００４】
電子線硬化型の場合、装置が高価であったり、照射強度の調節により、紫外線硬化型よりは厚膜で樹脂組成物を硬化させることができるが、表面近傍の樹脂が劣化したりと、均一な硬化物を得ることが難しい。
【０００５】
そこでこれら従来の硬化方式の欠点を解決するために、近年マイクロ波を用いた化学反応が注目されており、マイクロ波を用いたポリイミド前駆体のイミド環化（例えば、特許文献１および２参照）など、マイクロ波を吸収して樹脂を硬化させる検討が行われている。
また、イオン液体を重合性化合物に添加することでマイクロ波吸収効率が上がるため、反応速度を速くできることが知られている（非特許文献１）。
添加されるイオン液体としてはカチオンがイミダゾリウムであるイオン液体が使用されている。
【特許文献１】特開平４−３０５１４８
【特許文献２】特開平５−０４０３３９
【非特許文献１】Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ （２００７）、２８、４５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１のようにイオン液体を重合性化合物に添加することで、反応速度は速くなり反応率も一般的な熱重合と比較して反応率も上昇する。しかしながら、イオン液体を添加し重合して得られた硬化物は、アルカリに対する耐性が弱く、アルカリ条件下での使用により、硬化物の機械的物性は経時で悪化していくという問題があった。すなわち、本発明の目的は、アルカリ耐性をマイクロ波硬化物に付与することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は鋭意研究した結果、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、イオン液体（Ａ）と重合性化合物（Ｄ）を含有するマイクロ波重合性組成物であって、イオン液体（Ａ）のカチオン（ａ１）が、一般式（１）又は一般式（２）で示される環状カチオンであることを特徴とするマイクロ波重合性組成物（Ｘ）；
【化１】
【化２】
［一般式（１）又は一般式（２）において、Ｒ１、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれ水酸基、アミノ基、ビニル基、グリシジル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基及びアルデヒド基からなる群より選ばれる少なくとも１種の基を有していてもよい炭素数１〜１０（官能基の炭素数は含まない）の炭化水素基、又はエーテル結合を有する炭素数１〜２０の炭化水素基である。
Ｒ２は、水酸基で置換されていてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基または水素原子である。Ｑは炭素数２〜２０の２価の飽和炭化水素基である。］
該組成物（Ｘ）を硬化してなる硬化物；該組成物（Ｘ）にマイクロ波を照射する重合性化合物（Ｄ）の重合方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のマイクロ波重合性組成物を用いれば、アルカリ耐性が高い樹脂硬化物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明において、イオン液体（Ａ）とは、一般的に１００℃以下で液体である塩をいい、カチオン（ａ１）とアニオン（ａ２）からなり、カチオン（ａ１）としては、下記の一般式（１）又は一般式（２）で示される環状カチオンであるものをいう。このカチオンは２位の炭素との反応により、水酸化物イオンを分子内に取り込み、アルカリ環境下で硬化物内に進入してくる水酸化物イオンを消費することで、その濃度を急激に低下させる。このような特徴は、他のイオン液体にも見られるが、カチオン（ａ１）は、特にこの作用が優れている。この作用により、硬化物のアルカリ耐性を飛躍的に上昇させることが可能となる。
【００１０】
【化１】
【００１１】
【化２】
【００１２】
一般式（１）又は一般式（２）において、Ｒ１、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれ水酸基、アミノ基、ビニル基、グリシジル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基及びアルデヒド基からなる群より選ばれる少なくとも１種の基を有していてもよい炭素数１〜２０（官能基の炭素数は含まない）の炭化水素基、又はエーテル結合を有する炭素数１〜２０の炭化水素基である。Ｒ２は、水酸基で置換されていてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基または水素原子である。Ｑは炭素数２〜２０の2価の飽和炭化水素基である。
炭素数１〜２０の炭化水素基としては、炭素数１〜２０のアルキル基、及び芳香族基含有の炭素数６〜２０の炭化水素基が挙げられる。炭素数１〜２０のアルキル基としてはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ヘキシル、２−エチルヘキシル、ラウリル、ステアリル等、水酸基で置換された炭素数１〜２０の炭化水素基としてはヒドロキシエチル、２−ヒドロキシプロピル、１−ヒドロキシヘキシル、１−ヒドロキシラウリル等のヒドロキシアルキル基が挙げられる。芳香族基含有の炭素数６〜２０の炭化水素基としては、例えばフェニル基、ベンジル基が挙げられる。好ましくは、炭素数が１〜４の炭化水素基である。特に好ましくは炭素数が１〜３の炭化水素基である。Ｑは炭素数２〜２０の２価の飽和炭化水素基であり、カチオン（ａ１）が５員環(例えばＱがエチレン基等)、または６員環(例えばＱがプロピレン基等)になるものが好ましい。
【００１３】
カチオン（ａ１）の好適な例を挙げると、イミダゾリニウム基（ａ１１）、テトラヒドロピリミジニウム基（ａ１２）等である。
イミダゾリニウムカチオン（ａ１１）の具体例としては、例えば、１，２，３−トリメチルイミダゾリニウム、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム、１，３，４−トリメチル−２−エチルイミダゾリニウム、１，３−ジメチル−２，４−ジエチルイミダゾリニウム、１，２−ジメチル−３，４−ジエチルイミダゾリニウム、１−メチル−２，３，４−トリエチルイミダゾリニウム、１，２，３，４−テトラエチルイミダゾリニウム、１，３−ジメチル−２−エチルイミダゾリニウム、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム、１，２，３−トリエチルイミダゾリニウム、１，１−ジメチル−２−ヘプチルイミダゾリニウム、１，１−ジメチル−２−（−２’ヘプチル）イミダゾリニウム、１，１−ジメチル−２−（−３’ヘプチル）イミダゾリニウム、１，１−ジメチル−２−（−４’ヘプチル）イミダゾリニウム、１，１−ジメチル−２−ドデシルイミダゾリニウム、１，１−ジメチルイミダゾリニウム、１，１，２−トリメチルイミダゾリニウム、１，１，２，４−テトラメチルイミダゾリニウム、１，１，２，５−テトラメチルイミダゾリニウム、１，１，２，４，５−ペンタメチルイミダゾリニウムなどが挙げられる。
テトラヒドロピリミジニウム基（ａ１２）の具体例としては、例えば、１，２，３−トリメチルテトラヒドロピリミジニウム、１，２，３，４−テトラメチルテトラヒドロピリミジニウム、１，２−ジメチル−３−メトキシエチルテトラヒドロピリミジニウムなどが挙げられる。
これらのうちで好ましいのは、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム、１，２，３−トリメチルイミダゾリニウム、１，２，３−トリメチルテトラヒドロピリミジニウム基である。
【００１４】
本発明におけるアニオン（ａ２）としては、公知のアニオンが使用でき、例えば下記に例示するような酸からプロトンを除いたアニオンである。アニオンは２種以上の混合物であってもよい。
【００１５】
（１）カルボン酸
モノカルボン酸｛Ｃ１〜３０の脂肪族モノカルボン酸［飽和モノカルボン酸（ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸など）および不飽和モノカルボン酸（アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸など）］および芳香族モノカルボン酸［安息香酸、ケイ皮酸、ナフトエ酸など］｝；
ポリカルボン酸（２〜４価のポリカルボン酸）｛脂肪族ポリカルボン酸［飽和ポリカルボン酸（シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸など）；
不飽和ポリカルボン酸（マレイン酸、フマール酸、イタコン酸など）］；
芳香族ポリカルボン酸［フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリト酸など］；
脂肪族オキシカルボン酸［グリコール酸、乳酸、酒石酸など］；
芳香族オキシカルボン酸［サリチル酸、マンデル酸など］；
Ｓ含有ポリカルボン酸［チオジプロピオン酸］；および
その他のポリカルボン酸［シクロブテン−１，２−ジカルボン酸、シクロペンテン−１，２−ジカルボン酸、フラン−２，３−ジカルボン酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプタ−２−エン−２，３−ジカルボン酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプタ−２，５−ジエン−２，３−ジカルボン酸］など｝
（２）無機強酸：
フッ酸、塩酸、硫酸、燐酸、ＨＣｌＯ4、ＨＢＦ4、ＨＰＦ6、ＨＡｓＦ6、ＨＳｂＦ6、フルオロスルホン酸等；
（３）ハロゲン原子含有アルキル基置換無機強酸（アルキル基の炭素数１〜３０）：ＨＢＦn（ＣＦ3）4-n（ｎは０〜３の整数）、ＨＰＦn（ＣＦ3）6-n（ｎは０〜５の整数）、トリフルオロメタンスルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ヘプタフルオロプロパンスルホン酸、トリクロロメタンスルホン酸、ペンタクロロプロパンスルホン酸、ヘプタクロロブタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、ペンタフルオロプロピオン酸、ペンタフルオロブタン酸、トリクロロ酢酸、ペンタクロロプロピオン酸およびヘプタクロロブタン酸等；
（４）ハロゲン原子含有スルホニルイミド（炭素数１〜３０）：
ビス（フルオロメチルスルホニル）イミド、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドおよびビス（フルオロスルホニル）イミド等；
（５）ハロゲン原子含有スルホニルメチド（炭素数３〜３０）：
トリス（トリフルオロメチルスルホニル）メチド等；
（６）ハロゲン原子含有カルボン酸アミド（炭素数２〜３０）：
ビス（トリフルオロアセト）アミド等；
（７）ニトリル基含有イミド：
ＨＮ（ＣＮ）2等；
（８）ニトリル含有メチド：
ＨＣ（ＣＮ）3等；
（９）炭素数１〜３０のハロゲン原子含有アルキルアミン：
ＨＮ（ＣＦ3）2等
（１０）チオシアン酸等；が挙げられる。
【００１６】
これらのうちで好ましいものは、（３）ハロゲン原子含有アルキル基置換無機強酸および（４）ハロゲン原子含有スルホニルイミドであり、さらに好ましいのは（４）ハロゲン原子含有スルホニルイミド、特に好ましいのはビス（フルオロスルホニル）イミドおよびビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドである。
【００１７】
本発明におけるイオン液体（Ａ）の好ましい具体例としては、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとフタル酸アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとテトラフルオロボレートアニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとビス（フルオロスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとビス（フルオロメチルスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとＢＦ4アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとＢＦ3（ＣＦ3）アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとＢＦ2（ＣＦ3）2アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとＢＦ3（Ｃ2Ｆ5）アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとＢＦ3（Ｃ4Ｆ9）アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとＮ（ＣＮ）2アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとＣ（ＣＮ）3アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとトリフルオロメタンスルホン酸アニオンからなるイオン液体、１，２，３−トリメチルイミダゾリニウムカチオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１−エチル−３−ブチルイミダゾリニウムカチオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１−（２，２，２−トリフルオロエチル）−３−メチルイミダゾリニウムカチオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１−メトキシエチル−３−メチルイミダゾリニウムカチオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２−ジメチル−３−エチルイミダゾリニウムカチオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２，３−トリメチルテトラヒドロピリミジニウムとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルテトラヒドロピリミジニウムとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２−ジメチル−３−メトキシエチルテトラヒドロピリミジニウムとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２，３−トリメチルテトラヒドロピリミジニウムとフタル酸アニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルテトラヒドロピリミジニウムとフタル酸アニオンからなるイオン液体、１，２−ジメチル−３−メトキシエチルテトラヒドロピリミジニウムとフタル酸アニオンからなるイオン液体が挙げられる。
これらのなかで、特に好ましいものは１，２，３−トリメチルイミダゾリニウムカチオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムカチオンとフタル酸アニオンからなるイオン液体である。
【００１８】
本発明に用いられる重合性化合物（Ｄ）としては、付加重合性化合物、重付加性化合物、重縮合系化合物、開環重合性化合物などである。
【００１９】
付加重合性化合物の単官能性の重合性化合物（Ｄ）としてはオレフィン類（エチレン、プロピレン、ブテン-1、イソブテン、4-メチルペンテン-1、オクテンなど）；芳香族ビニ ル炭化水素またはその置換体（スチレン、α-メチルスチレン、t-ブチルスチレン、ジメチルスチレン、アセトキシスチレン、ビニルトルエンなど）；（メタ）アクリル酸およびそのアルキルエステル（アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチルなど）；ビニルエーテル（メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテルなど）；ビニルアルコール誘導体（酢酸ビニル、酪酸ビニルなど）；（メタ）アクリロニトリル；（メタ）アクリルアミドおよびそのＮ置換誘導体；エチレンのハロゲン置換化合物（塩化ビニル、塩化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデンなど）；1,2-ジ置換不飽和ポリカルボン酸またはその誘導体（無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸およびそのエステル化合物など）；多官能性の重合性化合物（Ｄ）としては、ジエン類（ブタジエン、イソプレンなど）；多官能アクリレート（エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、グリセリンジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、１，１０−デカンジオールジアクリレート、３−メチル−１，５−ペンタンジオールジアクリレート、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオールジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物のジアクリレート、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物のジアクリレート、トリメチロールプロパンアクリル酸安息香酸エステル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、２−アクリロイロキシエチルアシッドホスフェート）などが挙げられる。
【００２０】
重付加性化合物の重合性化合物（Ｄ）としては、例えば重合によりポリウレタンを生成するような、活性水素含有化合物として、例えば低分子量ジオール［エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオールなど］；ポリエーテルジオール［上記に例示した低分子量ジオールのアルキレンオキシド（エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドなど）付加物、アルキレンオキシドの開環重合物（ポリテトラメチレングリコールなど）］；ポリエステルジオール［脂肪族ジカルボン酸（アジピン酸、マレイン酸、二量化リノレイン酸など）または芳香族ジカルボン酸（フタル酸、テレフタル酸など）と上記に例示した低分子量ジオールとの縮合ポリエステルジオール、ε-カプロラクトンの開環重合によるポリラクトン ジオールなど］；低分子量ジアミン（イソホロンジアミン、4,4'-ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4'-ジアミノ-3,3'-ジメチルジシクロヘキシルメタンなど）が挙げられる。また、ジイソシアネートとしては、例えば芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）、脂環式ジイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、ジイソシアネートメチルシクロヘキサンなど）、脂肪族ジイソシアネート（ヘキサメチレンジイソシアネートなど）などが挙げられる。３官能以上の活性水素含有化合物（トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどの多価アルコール；ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどの多価アミ ン；トリエタノールアミンなどのアミノアルコールなど）および／または３官能以上のポリイソシアネート［トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス（イソシアネートフェニル）チオフォスフェート、トリメチロールプロパンとヘキサメチレンジイソシアネートの１対３付加物、ヘキサメチレンジイソシアネートの環状３量体など］との組合せ などが挙げられる。
【００２１】
エポキシ化合物としては、フェノールエーテル系グリシジル化合物（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦなどのジグリシジルエーテル類など）；エーテル系グリシジル化合物（ジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、ポリアリルグリシジルエーテルなど）；
エステル系グリシジル化合物［グリシジル（メタ）アクリレートとエチレン性不飽和単量体（アクリロニトリルなど）との共重合体など］；グリシジルアミン類（パラアミノフェノールのグリシジルエーテルなど）、非グリシジル型エポキシ化合物（エポキシ化ポリオレフィン、エポキシ化大豆油など）などを挙げることができる。
エポキシ硬化剤としては、ポリアミン類および（無水）ポリカルボン酸などを挙げることができる。
ポリアミン類としては、例えば脂肪族ポリアミン類（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミンなどのアルキレンジアミン類、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどのポリアルキレンポリアミン類、アルキルアミノプロピルアミン、アミノエチルエタノールアミンなどのアルキルまたはヒドロキシアルキルアミン類、キシリレンジアミンなどの芳香環含有脂肪族アミン類、ポリオキシプロピレンポリアミンなどのポリエーテルポリアミン類など）；脂環または複素環含有脂肪族ポリアミン類（N-アミノエチルピペラジン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；芳香族ポリアミン類（フェニレンジアミン、トルエンジアミン、ジアミノジフェニルメタンなど）；ポリアミドポリアミン類（上記ポリアミン類とダイマー酸との縮合物）；ベンゾグアナミンおよび／またはアルキルグアナミンおよびその変性物；およびジシアンジアミドなどを挙げることができる。
【００２２】
重縮合性化合物としては、例えば重合によりポリエステルを生成するような、脂肪族ジカルボン 酸エステル類の重合体（ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペートなど）；ポリカーボネート；並びにこれらの２種以上の共エステル化物やこれら重合体を構成する化合物とアルキレンオキシド（ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなど）、３官能以上の低分子架橋剤（トリメチロールプロパン、グリセリン、トリメリット酸など）との共重縮合物が挙げられる。
ポリアミド系としては、6-ナイロン、6,6-ナイロン、6,10-ナイロン、11-ナイロン、12-ナイロン、4,6-ナイロン等およびこれらの２種以上の共アミド化物やこれら重合体を構成する化合物とポリエステルを構成する化合物もしくはアルキレンオキシド（ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなど）、３官能以上の低分子架橋剤（トリメリット酸など）との共重縮合物が挙げられる。
ポリイミド系としてはピロメリット酸と1,4-ジアミノベンゼンとの重縮合物；これらポリイミドを構成する化合物と上記ポリアミドを構成する化合物との共重縮合物、すなわちポリアミドイミドなどが挙げられる。これら、分子内に２つ以下の官能基を持つもの以外に、３つ以上の官能基をもつ、重合により、架橋構造を形成するような、重合性化合物も含まれる。例えば、３官能以上の活性水素含有化合物（トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどの多価アルコール；ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどの多価アミ ン；トリエタノールアミンなどのアミノアルコールなど）、トリメリット酸、および／または３官能以上のポリイソシアネート［トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス（イソシアネートフェニル）チオフォスフェート、トリメチロールプロパンとヘキサメチレンジイソシアネートの１対３付加物、ヘキサメチレンジイソシアネートの環状３量体など］との組合せ などが挙げられる。
【００２３】
開環重合性化合物としては、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類、εーカプロラクタム、エナントラクタム、ラウリルラクタム等のラクタム類などが挙げられる。
【００２４】
本発明のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）において、組成物（Ｘ）の重量に対して、イオン液体（Ａ）の含有量は０．１〜２５重量％であることが好ましい。イオン液体（Ａ）は少量でもマイクロ波吸収による発熱性が高く、０．１重量％以上の添加で、十分にマイクロ波硬化組成物の温度を上昇させることができる。またイオン液体（Ａ）が２５重量％以下であれば、イオン液体によるマイクロ波照射時の発熱性が非常に高く、重合性化合物（Ｄ）の濃度も高いため重合反応をより速やかに完了させることができる。
【００２５】
本発明のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）には、必要によりイオン液体（Ａ）と重合性化合物（Ｄ）以外の添加物（Ｅ）を含有してもよい。添加物（Ｅ）の添加量は組成物（Ｘ）の重量に対して０〜２０重量％である。
添加物（Ｅ）としては、重合開始剤、触媒などの重合反応に直接関与するもの、他に溶剤、顔料、着色剤、可塑剤、酸化防止剤、耐光安定剤などが挙げられる。
【００２６】
重合開始剤としては、過酸化物及びアゾ化合物が挙げられる。
過酸化物としては、無機過酸化物（例えば、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウムなど）、および有機過酸化物（例えば、過酸化ベンゾイル、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、ラウリルパーオキシドなど）などが挙げられる。アゾ化合物としては、アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、アゾビスシアノ吉草酸およびその塩（例えば塩酸塩など）、およびアゾビス（２−アミジノプロパン）ハイドロクロライドなどが挙げられる。好ましいものは有機過酸化物である。重合開始剤の使用量（重量％）としては、モノマーの合計重量に基づいて、通常、０．０００１〜２０％が好ましく、さらに好ましくは０．００１〜１５％、特に好ましくは０．００５〜１０％である。反応温度および反応時間は、ラジカル重合開始剤の種類により適宜決定される。
【００２７】
本発明のマイクロ波重合性組成物（Ｄ）をマイクロ波照射により重合する方法は例えば以下の方法が挙げられる。
【００２８】
（１）本発明のマイクロ波重合性組成物を配合する工程
本発明のマイクロ波重合性組成物は必須成分であるイオン液体、重合性化合物の他に、開始剤、触媒、顔料、着色剤、可塑剤、酸化防止剤、耐光安定剤等を添加することができる。混合方法としては、イオン液体、重合性化合物を均一溶解後、添加剤を添加、混合していけばよい。混合の際の温度は、粘度が高い場合、加熱して粘度を下げることもできるが、この場合、開始剤、触媒等は入れない方が好ましい。開始剤、触媒を添加する際は、重合が開始しない条件であることを確認してから添加したほうがよい。可能であれば、開始剤、触媒は、マイクロ波照射を行う直前に添加するのが最も好ましい。
（２）−１ 本発明のマイクロ波重合性組成物を塗布する工程
本発明に係るマイクロ波重合性組成物を基材上に塗布する方法としては、例えば、塗付、スプレー法、スピンコート、スクリーン印刷、グラビア印刷、凹板印刷、フレキソ印刷、バーコート法による方法等が挙げられるが、特に限定されない。
本発明のマイクロ波重合性組成物の利用方法は多様に考えられるが、例えば基板の表面コートに使用する場合、コーティング膜の精度にも影響されるが、塗布法が低コストであり、簡便である。本発明のマイクロ波重合性組成物用いて塗膜を形成させる際に使用する基材は、高温、例えば２００℃以上の温度での熱処理で変形、溶融、劣化等の損傷を受けてしまう素材であっても、使用することができる。なぜならば、温度上昇する部分が、マイクロ波硬化組成物に限られ、基材が熱伝導により昇温する前に、反応が完結してしまうからである。よって、本発明に係る本発明のマイクロ波重合性組成物を用いれば、より広い範囲の基材の中から選ぶことができ、高い密着性を有する被膜を形成させることができる。本発明に係るマイクロ波重合性組成物を適用する基材としては、例えば、熱にガラス、セラミックなどの基材をはじめ、高温をかけると変形または分解するおそれのある高分子系の基体（例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂等）が挙げられる。
【００２９】
本発明のマイクロ波重合性組成物と基材との濡れ性が悪い場合には、使用するイオン液体の組成を調整することにより、濡れ性を向上させればよい。本発明のマイクロ波重合性組成物は重合性化合物を代えることなく、イオン液体により、溶解性パラメーター（ＳＰ値）を調整することができる。
【００３０】
（２）−２ 本発明のマイクロ波重合性組成物を鋳型に注入する工程
本発明に係るマイクロ波重合性組成物は液状であるため、様々な鋳型内に注入、あるいは展開し、硬化させることができる。注入する方法は特に限定されないが、従来から知られる重力注型法、トップゲート方式、アンダーゲート方式、真空注型法などが挙げられる。
【００３１】
（３）マイクロ波照射工程
本発明のマイクロ波重合性組成物を基材に塗布、または鋳型内に注入した後、これをマイクロ波照射装置内にセットする。マイクロ波照射の強度は装置によるが、家庭用の電子レンジと同じ５００Ｗ程度の照射でも、マイクロ波硬化組成物は十分に硬化することができる。硬化が可能な照射強度としては、３０〜３０００Ｗが好ましく、１００〜１５００Ｗが特に好ましい。照射強度を上げればその分、硬化速度は速くなるが、温度制御が困難になり、過昇温させてしまうので注意を要する。硬化に必要な時間は、マイクロ波硬化組成物の組成にもよるが、５秒〜１０分である。照射時の雰囲気、温度は特に限定されないので、照射装置内の雰囲気管理等は特に必要としない。
【００３２】
実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
以下、部は重量部とする。
【００３３】
製造例１
＜ウレタンプレポリマーの合成＞
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（５０部）と、ポリオキシテトラメチレングリコール（分子量１０００）（１００部）と、触媒としてジブチルチンジラウレート（０．０１部）を攪拌装置、温度計、窒素導入管を備えた、ガラス製４つ口フラスコに入れ、８０℃に加熱して、４時間反応させることで、ウレタンプレポリマー（Ｐ）を得た。イソシアネート基含量は５．６％であった。
【００３４】
製造例２
＜１、２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム系イオン液体の合成＞
ガラス製オートクレーブに１，２−ジアミノプロパン（８００部）（和光純薬製）と酢酸エチル（９００部）（和光純薬製）を入れ、１５０℃で２０時間反応を行い、１００℃まで冷却した後、蒸留装置を取り付けた後、２００℃で蒸留を行ない、２，４−ジメチルイミダゾリンを７００部得た。これにエタノール（７５０部）を入れ、ジメチルカーボネート（１１１０部）（宇部興産製）を２０℃で３０分かけて滴下した。さらに５０℃で１０時間熟成を行った。反応物を減圧脱溶剤により生成したメタノールを除去し、１、２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムとメチルカーボネートの塩（Ｃ−１）を１０００部得た。塩（Ｃ−１）（１００部）をメタノール（１００部）に溶解し、これにトリフルオロメタンスルホニルイミド（１５０部）（関東化学社製）を０．５時間かけて２０℃で滴下を行い、減圧脱溶剤により、１、２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体（Ｉ−１）を得た。塩（Ｃ−１）（１００部）をメタノール（１００部）に溶解し、これにフタル酸（８７部）を０．５時間かけて２０℃で少量ずつ添加し、減圧脱溶剤により、１、２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムとフタル酸アニオンからなるイオン液体（Ｉ−２）を得た。
【００３５】
製造例３
＜１、２，３−トリメチルイミダゾリニウム系イオン液体の合成＞
ガラス製オートクレーブにエチレンジアミン（５８２部）（和光純薬製）と酢酸エチル（９００部）を入れ、１５０℃で２０時間反応を行い、１００℃まで冷却した後、蒸留装置を取り付けた後、２００℃で蒸留を行ない、２−メチルイミダゾリンを７００部得た。これにエタノール（７５０部）を入れ、ジメチルカーボネート（１１１０部）を２０℃で３０分かけて滴下した。さらに５０℃で１０時間熟成を行った。反応物を減圧脱溶剤により生成したメタノールを除去し、１、２，３−テトラメチルイミダゾリニウムとメチルカーボネートの塩（Ｃ−２）を１０００部得た。塩（Ｃ−２）（９２部）をメタノール（１００部）に溶解し、これにトリフルオロメタンスルホンイミド（１５０部）を０．５時間かけて２０℃で滴下を行い、減圧脱溶剤により、１、２，３−トリメチルイミダゾリニウムとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体（Ｉ−３）を得た。塩（Ｃ−２）（９２部）をメタノール（１００部）に溶解し、これにフタル酸（８７部）を０．５時間かけて２０℃で少量ずつ添加し、減圧脱溶剤により、１、２，３−トリメチルイミダゾリニウムとフタル酸アニオンからなるイオン液体（Ｉ−４）を得た。
【００３６】
＜実施例１＞
製造例１で合成したウレタンプレポリマー（Ｐ）（１００部）、１，４−ブタンジオール（７部）（和光純薬製）、イオン液体（Ｉ−３）（３３部）を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ−１）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、２４重量％であった。
【００３７】
＜実施例２＞
分子内のアクリレート基数が２で、分子量が約９００のエポキシアクリレートEBECRYL 3105（ダイセル・サイテック社製）（７０部）、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（１２．４部）（新中村化学工業社製）、過酸化ベンゾイル（２．５部）（和光純薬製）、イオン液体（Ｉ−２）（０．１部）を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ−２）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、０．１重量％であった。
【００３８】
＜実施例３＞
分子内のアクリレート基数が２で、分子量が１５００のウレタンアクリレートＥＢＥＣＲＹＬ２７０（ダイセル・サイテック社製）（７０部）、トリメチロールプロパントリアクリレート（１５部）（新中村化学工業社製）、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（１０部）、過酸化ベンゾイル（２．５部）、イオン液体（Ｉ−１）（２．５部）を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ−３）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、２．５重量％であった。
【００３９】
＜実施例４＞
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（油化シェルエポキシ）（１００部）と、エピキュア１１３（４，４’−メチレンビス（２−メチルシクロヘキサン）アミン）（油化シェルエポキシ）（３０部）と、イオン液体（Ｉ−４）(１０部)を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ−４）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、７．１重量％であった。
【００４０】
＜比較例１＞
製造例１で合成したウレタンプレポリマー（Ｐ）（１００部）、１，４−ブタンジオール（７部）、１-ブチル−３−メチルイミダゾリウムとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンからなるイオン液体（３３部）（関東化学社製）を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ’−１）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、２４重量％であった。
【００４１】
＜比較例２＞
分子内のアクリレート基数が２で、分子量が約９００のエポキシアクリレートEBECRYL 3105（７０部）、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（１２．４部）、過酸化ベンゾイル（２．５部）、１-エチル−３−メチルイミダゾリウムと４フッ化ホウ素酸アニオンからなるイオン液体（０．１部）を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ’−２）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、０．１重量％であった。
【００４２】
＜比較例３＞
分子内のアクリレート基数が２で、分子量が１５００のウレタンアクリレートＥＢＥＣＲＹＬ２７０（７０部）、トリメチロールプロパントリアクリレート（１５部）、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（１０部）、過酸化ベンゾイル（２．５部）、１-エチル-３-メチルイミダゾリウムと臭化物イオンからなるイオン液体（２．５部）を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ’−３）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、２．５重量％であった。
【００４３】
＜比較例４＞
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（油化シェルエポキシ）（１００部）と、エピキュア１１３（４，４’−メチレンビス（２−メチルシクロヘキサン）アミン）（油化シェルエポキシ）（３０部）と、１-エチル−３−メチルイミダゾリウムと４フッ化ホウ素酸アニオンからなるイオン液体(１０部)を５００ｍｌの４つ口フラスコに入れ、スリーワンモーター（アズワン社製）を用いて１５０ｒｐｍで３０℃で1時間混合することで、マイクロ波重合性組成物（Ｘ’−４）を得た。イオン液体（Ａ）の含有量はマイクロ波重合性組成物（Ｘ）の重量に対して、７．１重量％であった。
【００４４】
＜マイクロ波照射による硬化試験＞
マイクロ波重合性組成物（Ｘ−１）〜（Ｘ−４）、及び（Ｘ’−１）〜（Ｘ’−４）を、１００×１００×１０ｍｍのテフロン製の容器に、２ｍｍの膜厚になるように展開した後、マイクロ波照射装置μリアクター（四国計測工業製）内に入れ、５００Ｗの条件で１２０秒間マイクロ波照射を行ない、マイクロ波重合性組成物の硬化を行った。
厚さ２．０ｍｍのシートが得られた。このシートについて、以下の試験方法で強度試験の測定を行なった。その結果を表１に示した。
【００４５】
＜硬化物強度試験＞
引張破断点強度および引張破断点伸び
ＪＩＳ Ｋ６３０１（１９９５年改正）に従い、引張速度２００ｍｍ／分で引張試験（オートグラフＡＧ−５００Ｎ／５０Ｎ ＩＳ、島津製作所製）を行なって測定した。
【００４６】
＜耐アルカリ試験＞
ＪＩＳ Ａ１１９３（２００５年制定）に基づいてアルカリ溶液Ａを調整した。アルカリ溶液浸漬後、引張強度の確認を行った。硬化物強度試験で使用したのと同様の試験片をＪＩＳ Ａ１１９３に従い、溶液Ａに６０℃で28日間漬けた後、強度試験を行った。これらの結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
上述のように、ウレタン系、アクリレート系、エポキシ系樹脂同士を比較すると、本発明のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）は、従来からあるイオン液体を使用したマイクロ波重合性組成物と比較して、耐アルカリ試験後の物性の低下が小さいことが分る。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のマイクロ波重合性組成物は、接着剤、コーティング剤、塗料、レジスト材料、ポリマー製の各種成形物、レンズ、フィルム等の各種光学成形材料など、これまでオーブン、電気炉などによる加熱、またはUV硬化、電子線硬化などの方法により固化定着を行っていたものを、マイクロ波照射により強力に固化定着させることができるようになるため、省エネ、被接着体への熱履歴低減できる点、実用的な強度を持つ点、アルカリ耐性が非常に高い点からも極めて有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン液体（Ａ）と重合性化合物（Ｄ）を含有するマイクロ波重合性組成物であって、イオン液体（Ａ）のカチオン（ａ１）が、一般式（１）又は一般式（２）で示される環状カチオンであることを特徴とするマイクロ波重合性組成物（Ｘ）。
【化１】
【化２】
［一般式（１）又は一般式（２）において、Ｒ１、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれ水酸基、アミノ基、ビニル基、グリシジル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基及びアルデヒド基からなる群より選ばれる少なくとも１種の基を有していてもよい炭素数１〜１０（官能基の炭素数は含まない）の炭化水素基、又はエーテル結合を有する炭素数１〜２０の炭化水素基である。
Ｒ２は、水酸基で置換されていてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基または水素原子である。Ｑは炭素数２〜２０の２価の飽和炭化水素基である。］
【請求項２】
カチオン（ａ１）がイミダゾリニウムカチオン（ａ１1）である請求項１に記載のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）。
【請求項３】
イミダゾリニウムカチオン（ａ１1）が１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムである請求項２に記載のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）。
【請求項４】
イミダゾリニウムカチオン（ａ１1）が１，２，３−トリメチルイミダゾリニウムである請求項２に記載のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）。
【請求項５】
組成物（Ｘ）の重量に対して、イオン液体（Ａ）の含有量が０．１〜２５重量％である請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）にマイクロ波を照射することを特徴とする重合性化合物（Ｄ）の重合方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の組成物（Ｘ）を硬化してなることを特徴とする硬化物。
【請求項１】
イオン液体（Ａ）と重合性化合物（Ｄ）を含有するマイクロ波重合性組成物であって、イオン液体（Ａ）のカチオン（ａ１）が、一般式（１）又は一般式（２）で示される環状カチオンであることを特徴とするマイクロ波重合性組成物（Ｘ）。
【化１】
【化２】
［一般式（１）又は一般式（２）において、Ｒ１、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれ水酸基、アミノ基、ビニル基、グリシジル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基及びアルデヒド基からなる群より選ばれる少なくとも１種の基を有していてもよい炭素数１〜１０（官能基の炭素数は含まない）の炭化水素基、又はエーテル結合を有する炭素数１〜２０の炭化水素基である。
Ｒ２は、水酸基で置換されていてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基または水素原子である。Ｑは炭素数２〜２０の２価の飽和炭化水素基である。］
【請求項２】
カチオン（ａ１）がイミダゾリニウムカチオン（ａ１1）である請求項１に記載のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）。
【請求項３】
イミダゾリニウムカチオン（ａ１1）が１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムである請求項２に記載のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）。
【請求項４】
イミダゾリニウムカチオン（ａ１1）が１，２，３−トリメチルイミダゾリニウムである請求項２に記載のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）。
【請求項５】
組成物（Ｘ）の重量に対して、イオン液体（Ａ）の含有量が０．１〜２５重量％である請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のマイクロ波重合性組成物（Ｘ）にマイクロ波を照射することを特徴とする重合性化合物（Ｄ）の重合方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の組成物（Ｘ）を硬化してなることを特徴とする硬化物。
【公開番号】特開２００９−１６７３６２（Ｐ２００９−１６７３６２Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９９７４（Ｐ２００８−９９７４）
【出願日】平成２０年１月２１日（２００８．１．２１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【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２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２１日（２００８．１．２１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【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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