説明

新規増感剤およびそれを用いた重合性組成物、およびそれを用いた重合物の製造方法

【課題】硬化後の着色を抑えることが可能な、新規な増感剤の提供。
【解決手段】下記一般式で表れる増感剤(A)。


式中、R1〜R10は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルケニル基、アルキル基、アミノ基などを表す。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、成形樹脂、注型樹脂、光造形用樹脂、封止剤、歯科用重合レジン、印刷インキ、印刷ニス、塗料、印刷版用感光性樹脂、印刷用カラープルーフ、カラーフィルター用レジスト、ブラックマトリクス用レジスト、液晶用フォトスペーサー、リアプロジェクション用スクリーン材料、光ファイバー、プラズマディスプレー用リブ材、ドライフィルムレジスト、プリント基板用レジスト、ソルダーレジスト、半導体用フォトレジスト、マイクロエレクトロニクス用レジスト、マイクロマシン用部品製造用レジスト、エッチング用レジスト、マイクロレンズアレー、絶縁材、ホログラム材料、光学スイッチ、導波路用材料、オーバーコート剤、粉末コーティング、接着剤、粘着剤、離型剤、光記録媒体、粘接着剤、剥離コート剤、マイクロカプセルを用いた画像記録材料のための組成物、各種デバイスなどの分野において、良好な物性を持った重合物を得るための新規な増感剤およびそれを用いた重合性組成物に関する。さらに詳しくは組み合わされた構造を有するベンゾフェノン誘導体に関するものである。
【背景技術】
【0002】
UV光の照射によって、アクリレート等を含む重合性組成物を硬化させるために光重合開始剤が使用されており、更に短時間に、かつ高硬度な皮膜を得るために増感剤が使用されている。これら光重合開始剤、増感剤は広い分野で用いられており、市販の光重合開始剤、増感剤については、フォトポリマー懇話会編、「感光材料リストブック」、55〜72頁、1996年(ぶんしん出版)、「最新UV硬化実用便覧」、1〜50頁、2005年(技術情報協会)等にまとめられている。
【0003】
種々の増感剤の中においても、特にベンゾフェノン誘導体は、開始剤の感度を高める増感剤として提案されている。ベンゾフェノン誘導体としてより具体的には、例えば、特公昭49−11936号明細書記載のアミノフェニルケトンと活性メチル又はアミノ化合物、特公昭48−38403号明細書記載のベンゾフェノンと4−N,N−ジメチルアミノベンゾフェノンなどが挙げられる。さらに開始剤などとの組み合わせによる効果は、米国特許3,682,641号明細書中に記載のミヒラーズケトンとベンゾフェノン、特開昭59−78339号明細書記載のミヒラーズケトンとベンゾフェノンとトリハロメチル基含有化合物の組み合わせ等、に示されている。
【0004】
しかしながらこれらのベンゾフェノン誘導体を増感剤として使用した場合に、硬化後に増感剤由来による黄変などの着色問題や、増感剤や増感剤が分解することによる揮発成分の由来の汚染(現場や硬化物そのもの)問題などが起こってしまう。さらに近年求められる生産性の向上において、重合性組成物の更なる感度向上が望まれているが、例えば増感剤の添加量を増やすことにより、感度においては所望のレベルに達することが可能な場合もあるが、前述した黄変性が起因して、硬化物の着色が問題となってくる場合がある。このように増感剤には種々の特性が求められているが、すべてを満たすような増感剤は未だ見出されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許第3,558,309号明細書
【特許文献2】米国特許第4,255,513号明細書
【特許文献3】特開平7−140,658号公報
【特許文献4】米国特許第5,019,482号明細書
【特許文献5】特開昭62−184,056号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】European polymer Journal, 1970, 6, 933−943
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、良好な硬化物を得るための、高感度かつ硬化後の黄変が抑えうる重合性組成物の提供、さらにはそれを実施可能にしうるベンゾフェノン誘導体を新規な増感剤として提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、上記の諸問題点を考慮し解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明に至った。すなわち本発明は、下記一般式(1)で表される増感剤に関する。
【0009】
一般式(1)
【化1】

【0010】
(式中、R1〜R10は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルキルオキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換の複素環オキシ基、置換もしくは未置換のアルキルスルファニル基、置換もしくは未置換のアリールスルファニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルフィニル基、置換もしくは未置換のアリールスルフィニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルホニル基、置換もしくは未置換のアリールスルホニル基、置換もしくは未置換のアシル基、置換もしくは未置換のアシルオキシ基、置換もしくは未置換のアミノ基、置換もしくは未置換のホスフィノイル基、置換もしくは未置換のカルバモイル基、または、置換もしくは未置換のスルファモイル基を表す。
ただし、R1〜R5の少なくとも一つは下記一般式(2)で表される置換基であり、R6〜R10の少なくとも一つは電子供与性置換基である。)
【0011】
一般式(2)
【化2】

【0012】
(式中、R11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルキルオキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換の複素環オキシ基、置換もしくは未置換のアルキルスルファニル基、置換もしくは未置換のアリールスルファニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルフィニル基、置換もしくは未置換のアリールスルフィニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルホニル基、置換もしくは未置換のアリールスルホニル基、置換もしくは未置換のアシル基、置換もしくは未置換のアシルオキシ基、置換もしくは未置換のアミノ基、置換もしくは未置換のホスフィノイル基、置換もしくは未置換のカルバモイル基、または、置換もしくは未置換のスルファモイル基を表す。)
【0013】
また、本発明は、上記記載の増感剤(A)とラジカル重合開始剤(B)とラジカル重合成化合物(C)とを含んでなる重合性組成物に関する。
【0014】
また、本発明は、上記記載の重合性組成物を光照射することにより重合させてなる、重合物の製造方法に関する。
【発明の効果】
【0015】
本発明の増感剤は、ベンゾフェノンが有する二つのフェニル基に対して、それぞれカルバゾール基および電子供与性置換基が少なくとも一つ導入した特異的な構造を有することにより、従来公知のベンゾフェノン誘導体と比較すると、ラジカル重合開始剤との組み合わせにより発生したラジカルによる重合反応、架橋反応などをより短時間に確実に重合性組成物を硬化させることが可能となり、さらには硬化後に起こる着色を抑制することが可能となる。
【0016】
また、本発明の増感剤(A)を用いることで、良好な特性を持った重合性組成物を提供することができる。例えば、成形樹脂、注型樹脂、光造形用樹脂、封止剤、歯科用重合レジン、印刷インキ、印刷ニス、インクジェットインキ、塗料、印刷版用感光性樹脂、印刷用カラープルーフ、カラーフィルター用レジスト、ブラックマトリクス用レジスト、液晶用フォトスペーサー、リアプロジェクション用スクリーン材料、光ファイバー、プラズマディスプレー用リブ材、ドライフィルムレジスト、プリント基板用レジスト、ソルダーレジスト、半導体用フォトレジスト、マイクロエレクトロニクス用レジスト、マイクロマシン用部品製造用レジスト、エッチングレジスト、マイクロレンズアレー、絶縁材、ホログラム材料、光学スイッチ、導波路用材料、オーバーコート剤、粉末コーティング、接着剤、粘着剤、離型剤、光記録媒体、粘接着剤、剥離コート剤等の分野において実用的なオリゴマーやポリマーを工業的に提供し、良好な特性を持った硬化物を得るための、増感剤およびそれを用いた重合性組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、詳細にわたって本発明の実施形態を説明する。
【0018】
まず初めに、本発明の増感剤(A)が有する構造について説明する。本発明の増感剤は、一般式(1)に表されるように、少なくとも一つのカルバゾールが置換したフェニル基と、少なくとも一つの電子供与性置換基置換したフェニル基をクロモフォアにもつ、ジフェニルケトン(ベンゾフェノン)構造を有していることが特徴である。また、この構造を有することにより、本発明の増感剤は250nmから450nmの波長領域の光照射に対して、非常に効率的に光を吸収することが可能となっている。その結果、本発明の増感剤とラジカル重合開始剤との組み合わせにより得られる重合性組成物は、多量のラジカルを効率的に発生する高感度な材料として機能することが可能となっている。
【0019】
ここで挙げる電子供与性置換基とは、一般的な電子供与性置換基と同義であり、より具体的には、アルキル基、アルケニル基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、複素環基、複素環オキシ基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アシルオキシ基、またはアミノ基などが挙げられる。
【0020】
一般式(1)
【化3】


【0021】
一般式中、R1〜R10は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルキルオキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換の複素環オキシ基、置換もしくは未置換のアルキルスルファニル基、置換もしくは未置換のアリールスルファニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルフィニル基、置換もしくは未置換のアリールスルフィニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルホニル基、置換もしくは未置換のアリールスルホニル基、置換もしくは未置換のアシル基、置換もしくは未置換のアシルオキシ基、置換もしくは未置換のアミノ基、置換もしくは未置換のホスフィノイル基、置換もしくは未置換のカルバモイル基、または置換もしくは未置換のスルファモイル基を表す。
【0022】
1〜R10における置換もしくは未置換のアルケニル基としては、炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルケニル基が挙げられる。それらは構造中に複数の炭素−炭素二重結合を有していてもよい。具体例としては、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、イソプロペニル基、イソブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、4−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、1,3−ブタジエニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロペンタジエニル基等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0023】
1〜R10における置換もしくは未置換のアルキル基としては、炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキル基、または炭素数2から18であり1個以上のエーテル結合(−O−)を含む直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキル基が挙げられる。炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、tert−オクチル基、ネオペンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、4−デシルシクロヘキシル基等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、炭素数2から18であり1個以上のエーテル結合を含む直鎖状、分岐鎖状アルキル基の具体例としては、−CH2−O−CH3、−CH2−CH2−O−CH2−CH3、−CH2−CH2−CH2−O−CH2−CH3、−(CH2−CH2−O)n−CH3(ここでnは1から8の整数である)、−(CH2−CH2−CH2−O)m−CH3(ここでmは1から5の整数である)、−CH2−CH(CH3)−O−CH2−CH3、−CH2−CH(OCH3)2等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0024】
炭素数2から18であり1個以上のエーテル結合を含む単環状または縮合多環状アルキル基の具体例としては、以下のようなものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【化4】




【0025】
1〜R10における置換もしくは未置換のアルキルオキシ基としては、炭素原子数1〜18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキルオキシ基、または炭素数2から18であり1個以上のエーテル結合を含む直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキルオキシ基が挙げられる。炭素原子数1〜18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキルオキシ基の具体例としては、メチルオキシ基、エチルオキシ基、プロピルオキシ基、ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、イソプロピルオキシ基、イソブチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、sec−ブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基、sec−ペンチルオキシ基、tert−ペンチルオキシ基、tert−オクチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、シクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、アダマンチルオキシ基、ノルボルニルオキシ基、ボロニルオキシ基、4−デシルシクロヘキシルオキシ基等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、炭素数2から18であり1個以上のエーテル結合を含む直鎖状、分岐鎖状アルキルオキシ基の具体例としては、−O−CH2−O−CH3、−O−CH2−CH2−O−CH2−CH3、−O−CH2−CH2−CH2−O−CH2−CH3、−O−(CH2−CH2−O)n−CH3(ここでnは1から8の整数である)、−O−(CH2−CH2−CH2−O)m−CH3(ここでmは1から5の整数である)、−O−CH2−CH(CH3)−O−CH2−CH3、−O−CH2−CH(OCH3)2等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0026】
炭素数2から18であり1個以上のエーテル結合を含む単環状または縮合多環状アルキルオキシ基の具体例としては、以下のようなものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0027】
【化5】




【0028】
1〜R10における置換もしくは未置換のアリール基としては、炭素数6から24の単環または縮合多環アリール基が挙げられる。具体例としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アンスリル基、9−アンスリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、5−ナフタセニル基、1−インデニル基、2−アズレニル基、1−アセナフチル基、2−フルオレニル基、9−フルオレニル基、3−ペリレニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,3−キシリル基、2,5−キシリル基、メシチル基、p−クメニル基、p−ドデシルフェニル基、p−シクロヘキシルフェニル基、4−ビフェニル基、o−フルオロフェニル基、m−クロロフェニル基、p−ブロモフェニル基、p−ヒドロキシフェニル基、m−カルボキシフェニル基、o−メルカプトフェニル基、p−シアノフェニル基、m−ニトロフェニル基、m−アジドフェニル基等が挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0029】
1〜R10における置換もしくは未置換のアリールオキシ基としては、炭素数4〜18の単環または縮合多環アリールオキシ基が挙げられる。具体例としては、フェノキシ基、1ーナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、9−アンスリルオキシ基、9−フェナントリルオキシ基、1−ピレニルオキシ基、5−ナフタセニルオキシ基、1−インデニルオキシ基、2−アズレニルオキシ基、1−アセナフチルオキシ基、9−フルオレニルオキシ基等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0030】
1〜R10における置換もしくは未置換の複素環基としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子を含む、炭素原子数4〜24の芳香族あるいは脂肪族の複素環基が挙げられる。具体例としては、2−チエニル基、2−ベンゾチエニル基、ナフト[2,3−b]チエニル基、3−チアントレニル基、2−チアンスレニル基、2−フリル基、2−ベンゾフリル基、ピラニル基、イソベンゾフラニル基、クロメニル基、キサンテニル基、フェノキサチイニル基、2H−ピロリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、インドリジニル基、イソインドリル基、3H−インドリル基、2−インドリル基、3−インドリル基、1H−インダゾリル基、プリニル基、4H−キノリジニル基、イソキノリル基、キノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサニリル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、プテリジニル基、4aH−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、β−カルボリニル基、フェナントリジニル基、2−アクリジニル基、ペリミジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェナルサジニル基、イソチアゾリル基、フェノチアジニル基、イソキサゾリル基、フラザニル基、3−フェニキサジニル基、イソクロマニル基、クロマニル基、ピロリジニル基、ピロリニル基、イミダゾリジニル基、イミダゾリニル基、ピラゾリジニル基、ピラゾリニル基、ピペリジル基、ピペラジニル基、インドリニル基、イソインドリニル基、キヌクリジニル基、モルホリニル基、チオキサントリル基、4−キノリニル基、4−イソキノリル基、3−フェノチアジニル基、2−フェノキサチイニル基、3−クマリニル基等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0031】
1〜R10における置換もしくは未置換の複素環オキシ基としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子を含む、炭素数4〜18の単環状または縮合多環状複素環オキシ基が挙げられる。具体例としては、2−フラニルオキシ基、2−チエニルオキシ基、2−インドリルオキシ基、3−インドリルオキシ基、2−ベンゾフリルオキシ基、2−ベンゾチエニルオキシ基、2−カルバゾリルオキシ基、3−カルバゾリルオキシ基、4−カルバゾリルオキシ基、9−アクリジニルオキシ基等が挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0032】
1〜R10における置換もしくは未置換のアルキルスルファニル基としては、炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキルチオ基が挙げられる。具体例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、デシルチオ基、ドデシルチオ基、オクタデシルチオ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0033】
1〜R10における置換もしくは未置換のアリールスルファニル基としては、炭素数6〜18の単環状または縮合多環状アリールチオ基が挙げられる。具体例としては、フェニルチオ基、1−ナフチルチオ基、2−ナフチルチオ基、9−アンスリルチオ基、9−フェナントリルチオ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0034】
1〜R10における置換基もしくは未置換のアルキルスルフィニル基としては、炭素数1〜20のアルキルスルフィニル基が好ましい。具体例としては、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、プロピルスルフィニル基、イソプロピルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、ヘキシルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、オクチルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、デカノイルスルフィニル基、ドデカノイルスルフィニル基、オクタデカノイルスルフィニル基、シアノメチルスルフィニル基、メチルオキシメチルスルフィニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0035】
1〜R10における置換もしくは未置換のアリールスルフィニル基としては、炭素数6〜30のアリールスルフィニル基が好ましい。具体例としては、フェニルスルフィニル基、1−ナフチルスルフィニル基、2−ナフチルスルフィニル基、2−クロロフェニルスルフィニル基、2−メチルフェニルスルフィニル基、2−メチルオキシフェニルスルフィニル基、2−ブチルオキシフェニルスルフィニル基、3−クロロフェニルスルフィニル基、3−トリフルオロメチルフェニルスルフィニル基、3−シアノフェニルスルフィニル基、3−ニトロフェニルスルフィニル基、4−フルオロフェニルスルフィニル基、4−シアノフェニルスルフィニル基、4−メチルオキシフェニルスルフィニル基、4−メチルスルファニルフェニルスルフィニル基、4−フェニルスルファニルフェニルスルフィニル基、4−ジメチルアミノフェニルスルフィニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0036】
1〜R10における置換もしくは未置換のアルキルスルホニル基としては、炭素数1〜20のアルキルスルホニル基が好ましい。具体例としては、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、ブチルスルホニル基、ヘキシルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、オクチルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、デカノイルスルホニル基、ドデカノイルスルホニル基、オクタデカノイルスルホニル基、シアノメチルスルホニル基、メチルオキシメチルスルホニル基等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【0037】
1〜R10における置換もしくは未置換のアリールスルホニル基としては、炭素数6〜30のアリールスルホニル基が好ましい。具体例としては、フェニルスルホニル基、1−ナフチルスルホニル基、2−ナフチルスルホニル基、2−クロロフェニルスルホニル基、2−メチルフェニルスルホニル基、2−メチルオキシフェニルスルホニル基、2−ブチルオキシフェニルスルホニル基、3−クロロフェニルスルホニル基、3−トリフルオロメチルフェニルスルホニル基、3−シアノフェニルスルホニル基、3−ニトロフェニルスルホニル基、4−フルオロフェニルスルホニル基、4−シアノフェニルスルホニル基、4−メチルオキシフェニルスルホニル基、4−メチルスルファニルフェニルスルホニル基、4−フェニルスルファニルフェニルスルホニル基、4−ジメチルアミノフェニルスルホニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0038】
1〜R10における置換もしくは未置換のアシル基としては、水素原子または炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状の脂肪族が結合したカルボニル基、炭素数2から20のアルキルオキシ基が置換したカルボニル基、炭素数6から18の単環状あるいは縮合多環状アリール基が結合したカルボニル基、炭素数6から18の単環状あるいは縮合多環状のアリールオキシ基が置換したカルボニル基、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子を含む、炭素数4〜18の単環または縮合多環状の複素環基が結合したカルボニル基が挙げられる。具体例としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、ラウロイル基、ミリストイル基、パルミトイル基、ステアロイル基、シクロペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、クロトノイル基、イソクロトノイル基、オレオイル基、シンナモイル基ベンゾイル基、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、プロピルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、デシルオキシカルボニル基、オクタデシルオキシカルボニル基、トリフルオロメチルオキシカルボニル基、ベンゾイル基、トルオイル基、1−ナフトイル基、2−ナフトイル基、9−アンスリルカルボニル基、フェニルオキシカルボニル基、4−メチルフェニルオキシカルボニル基、3−ニトロフェニルオキシカルボニル基、4−ジメチルアミノフェニルオキシカルボニル基、2−メチルスルファニルフェニルオキシカルボニル基、1−ナフトイルオキシカルボニル基、2−ナフトイルオキシカルボニル基、9−アンスルリルオキシカルボニル基、3−フロイル基、2−テノイル基、ニコチノイル基、イソニコチノイル基等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0039】
1〜R10における置換もしくは未置換のアシルオキシ基としては、炭素数2〜20のアシルオキシ基が挙げられる。具体例としては、アセチルオキシ基、プロパノイルオキシ基、ブタノイルオキシ基、ペンタノイルオキシ基、トリフルオロメチルカルボニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、1−ナフチルカルボニルオキシ基、2−ナフチルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
【0040】
1〜R10における置換もしくは未置換のアミノ基としては、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ジアリールアミノ基、アルキルアリールアミノ基、ベンジルアミノ基、ジベンジルアミノ基等が挙げられる。
【0041】
ここで、アルキルアミノ基としては、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ基、オクチルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ基、ドデシルアミノ基、オクタデシルアミノ基、イソプロピルアミノ基、イソブチルアミノ基、イソペンチルアミノ基、sec−ブチルアミノ基、tert−ブチルアミノ基、sec−ペンチルアミノ基、tert−ペンチルアミノ基、tert−オクチルアミノ基、ネオペンチルアミノ基、シクロプロピルアミノ基、シクロブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、シクロヘプチルアミノ基、シクロオクチルアミノ基、シクロドデシルアミノ基、1−アダマンタミノ基、2−アダマンタミノ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0042】
ジアルキルアミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジペンチルアミノ基、ジヘキシルアミノ基、ジヘプチルアミノ基、ジオクチルアミノ基、ジノニルアミノ基、ジデシルアミノ基、ジドデシルアミノ基、ジオクタデシルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジイソブチルアミノ基、ジイソペンチルアミノ基、メチルエチルアミノ基、メチルプロピルアミノ基、メチルブチルアミノ基、メチルイソブチルアミノ基、シクロプロピルアミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、ピペラジノ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0043】
アリールアミノ基としては、アニリノ基、1−ナフチルアミノ基、2−ナフチルアミノ基、o−トルイジノ基、m−トルイジノ基、p−トルイジノ基、2−ビフェニルアミノ基、3−ビフェニルアミノ基、4−ビフェニルアミノ基、1−フルオレンアミノ基、2−フルオレンアミノ基、2−チアゾールアミノ基、p−ターフェニルアミノ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0044】
ジアリールアミノ基としては、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、N−フェニル−1−ナフチルアミノ基、N−フェニル−2−ナフチルアミノ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0045】
アルキルアリールアミノ基としては、N−メチルアニリノ基、N−メチル−2−ピリジノ基、N−エチルアニリノ基、N−プロピルアニリノ基、N−ブチルアニリノ基、N−イソプロピル、N−ペンチルアニリノ基、N−エチルアニリノ基、N−メチル−1−ナフチルアミノ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0046】
ここで、R1〜R10における置換もしくは未置換のアミノ基は、N上の置換基を介してベンゾフェノンの中心骨格と一体となって環をなして良い。そのような構造として具体的には以下に挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【化6】

【0047】
1〜R10における置換もしくは未置換のホスフィノイル基としては、炭素数2から50のホスフィノイル基が挙げられる。具体例としては、ジメチルホスフィノイル基、ジエチルホスフィノイル基、ジプロピルホスフィノイル基、ジフェニルホスフィノイル基、ジメトキシホスフィノイル基、ジエトキシホスフィノイル基、ジベンゾイルホスフィノイル基、ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)ホスフィノイル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0048】
1〜R10における置換もしくは未置換のカルバモイル基としては、炭素数1から30のカルバモイル基が挙げられる。具体例としては、N−メチルカルバモイル基、N−エチルカルバモイル基、N−プロピルカルバモイル基、N−ブチルカルバモイル基、N−ヘキシルカルバモイル基、N−シクロヘキシルカルバモイル基、N−オクチルカルバモイル基、N−デシルカルバモイル基、N−オクタデシルカルバモイル基、N−フェニルカルバモイル基、N−2−メチルフェニルカルバモイル基、N−2−クロロフェニルカルバモイル基、N−2−イソプロポキシフェニルカルバモイル基、N−2−(2−エチルヘキシル)フェニルカルバモイル基、N−3−クロロフェニルカルバモイル基、N−3−ニトロフェニルカルバモイル基、N−3−シアノフェニルカルバモイル基、N−4−メトキシフェニルカルバモイル基、N−4−シアノフェニルカルバモイル基、N−4−メチルスルファニルフェニルカルバモイル基、N−4−フェニルスルファニルフェニルカルバモイル基、N−メチル−N−フェニルカルバモイル基、N、N−ジメチルカルバモイル基、N、N−ジブチルカルバモイル基、N、N−ジフェニルカルバモイル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0049】
1〜R10における置換もしくは未置換のスルファモイル基としては、炭素数0から30のスルファモイル基が挙げられる。具体例としては、スルファモイル基、N−アルキルスルファモイル基、N−アリールスルファモイル基、N、N−ジアルキルスルファモイル基、N、N−ジアリールスルファモイル基、N−アルキル−N−アリールスルファモオイル基等が挙げられる。より具体的には、N−メチルスルファモイル基、N−エチルスルファモイル基、N−プロピルスルファモイル基、N−ブチルスルファモイル基、N−ヘキシルスルファモイル基、N−シクロヘキシルスルファモイル基、N−オクチルスルファモイル基、N−2−エチルヘキシルスルファモイル基、N−デシルスルファモイル基、N−オクタデシルスルファモイル基、N−フェニルスルファモイル基、N−2−メチルフェニルスルファモイル基、N−2−クロロフェニルスルファモイル基、N−2−メトキシフェニルスルファモイル基、N−2−イソプロポキシフェニルスルファモイル基、N−3−クロロフェニルスルファモイル基、N−3−ニトロフェニルスルファモイル基、N−3−シアノフェニルスルファモイル基、N−4−メトキシフェニルスルファモイル基、N−4−シアノフェニルスルファモイル基、N−4−ジメチルアミノフェニルスルファモイル基、N−4−メチルスルファニルフェニルスルファモイル基、N−4−フェニルスルファニルフェニルスルファモイル基、N−メチル−N−フェニルスルファモイル基、N,N−ジメチルスルファモイル基、N,N−ジブチルスルファモイル基、N,N−ジフェニルスルファモイル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0050】
ここで、R1〜R5の少なくとも一つは下記一般式(2)で表される置換基であり、R6〜R10の少なくとも一つは電子供与性置換基である。
【0051】
一般式(2)
【化7】

【0052】
一般式中、R11〜R18は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルキルオキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換の複素環オキシ基、置換もしくは未置換のアルキルスルファニル基、置換もしくは未置換のアリールスルファニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルフィニル基、置換もしくは未置換のアリールスルフィニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルホニル基、置換もしくは未置換のアリールスルホニル基、置換もしくは未置換のアシル基、置換もしくは未置換のアシルオキシ基、置換もしくは未置換のアミノ基、置換もしくは未置換のホスフィノイル基、置換もしくは未置換のカルバモイル基、または置換もしくは未置換のスルファモイル基を表す。
【0053】
11〜R18における置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルキルオキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換の複素環オキシ基、置換もしくは未置換のアルキルスルファニル基、置換もしくは未置換のアリールスルファニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルフィニル基、置換もしくは未置換のアリールスルフィニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルホニル基、置換もしくは未置換のアリールスルホニル基、置換もしくは未置換のアシル基、置換もしくは未置換のアシルオキシ基、置換もしくは未置換のアミノ基、置換もしくは未置換のホスフィノイル基、置換もしくは未置換のカルバモイル基、および、置換もしくは未置換のスルファモイル基は、それぞれ、前述したR1〜R10における置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルキルオキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換の複素環オキシ基、置換もしくは未置換のアルキルスルファニル基、置換もしくは未置換のアリールスルファニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルフィニル基、置換もしくは未置換のアリールスルフィニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルホニル基、置換もしくは未置換のアリールスルホニル基、置換もしくは未置換のアシル基、置換もしくは未置換のアシルオキシ基、置換もしくは未置換のアミノ基、置換もしくは未置換のホスフィノイル基、置換もしくは未置換のカルバモイル基、および、置換もしくは未置換のスルファモイル基と同義である。
【0054】
合成面からは、R13またはR17に置換されているのが望ましい。
【0055】
ここで、電子供与性置換基は、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルキルオキシ基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換の複素環オキシ基、置換もしくは未置換のアルキルスルファニル基、置換もしくは未置換のアリールスルファニル基、置換もしくは未置換のアシルオキシ基、および、置換もしくは未置換のアミノ基が挙げられ、これらは、上述したR1〜R18における、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルキルオキシ基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換の複素環オキシ基、置換もしくは未置換のアルキルスルファニル基、置換もしくは未置換のアリールスルファニル基、置換もしくは未置換のアシルオキシ基、および、置換もしくは未置換のアミノ基と同義である。
【0056】
また、上述の置換もしくは未置換の複素環基については、複素環含有のヘテロ原子から複素環を介して、ベンゾフェノンのフェニル基へ電子供与性置換基として作用しうるため、本発明の増感剤において電子供与性置換基とみなす。また、複素環のうち、窒素原子を有する置換基が、窒素原子を介して、ベンゾフェノンのフェニル基へ直接結合している場合においても、電子供与性置換基としてみなす。具体的には、ピロール基、インドール基、またはカルバゾール基のN位で置換したものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0057】
前述したR1〜R18における置換基の水素原子はさらに他の置換基で置換されていても良い。
【0058】
そのような置換基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基、メトキシ基、エトキシ基、tert−ブトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基、p−トリルオキシ基等のアリールオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基等のアシル基、メチルスルファニル基、tert−ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基、フェニルスルファニル基、p−トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基、メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基等のアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基等のジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、p−トリルアミノ基等のアリールアミノ基、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ドデシル基等のアルキル基、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基等のアリール基、フリル基、チエニル基等の複素環基等の他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、p−トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、ホスホノ基、トリメチルアンモニウミル基、ジメチルスルホニウミル基、トリフェニルフェナシルホスホニウミル基等が挙げられる。
【0059】
以上述べた本発明の増感剤の具体例を以下に示すが、本発明の増感剤の構造はそれらに限定されるものではない。
【0060】
【化8】

【0061】
【化9】

【0062】
【化10】

【0063】
【化11】

【0064】
【化12】

【0065】
【化13】

【0066】
【化14】

【0067】
【化15】

【0068】
【化16】

【0069】
【化17】

【0070】
【化18】

【0071】
【化19】

【0072】
【化20】

【0073】
【化21】

【0074】
【化22】

【0075】
本発明の増感剤(A)は広義でケトン化合物であり、一般的にケトン化合物は入手容易な化合物である。また合成においても、莫大な数の合成法が報告されている。本発明の増感剤(A)の合成法においても、特に限定されず、従来公知の化学反応、後処理方法、精製方法および分析方法を適宜、組み合わせることにより、容易に合成して構造確認することが可能である。例えば、日本化学会編、第5版、実験科学講座、第15巻、261項(丸善)記載の種々の方法で容易に得ることができる。また例えば、ベンゾフェノン誘導体を得る方法として、特開平6−211758記載の方法でも合成することが可能である。
【0076】
本発明の増感剤(A)は、少なくとも一つのカルバゾールが置換したフェニル基と、少なくとも一つの電子供与性置換基が置換したフェニル基を、クロモフォアにもつジフェニルケトン(ベンゾフェノン)構造を有することが特徴である。その結果、従来公知のベンゾフェノン誘導体と比較すると、ラジカル重合開始剤との組み合わせにより発生したラジカルによる重合反応、架橋反応などをより短時間に確実に重合性組成物を硬化させることが可能となり、さらには硬化後に起こる着色を抑制することが可能となる。以下に本発明のラジカル重合開始剤の利用方法について記述する。
【0077】
本発明の増感剤(A)とラジカル重合開始剤(B)とラジカル重合性化合物(C)とを含む組成物は、エネルギー線照射により、迅速かつ確実に硬化し、良好な特性を有する硬化物を得ることが可能な重合性組成物として使用することができる。
【0078】
ここで、本発明の増感剤(A)の使用量は、ラジカル重合性化合物(C)100重量部に対して、0.01から200重量部の範囲で含有されるのが好ましく、さらに好ましくは0.1〜100重量部の範囲で含有されるのが好ましい。
【0079】
ラジカル重合開始剤(B)について説明する。本発明のラジカル重合開始剤としては、従来公知の重合開始剤を用いることが可能であり、より具体的には、特公昭59−1281号公報、特公昭61−9621号公報ならびに特開昭60−60104号公報記載のトリアジン誘導体、特開昭59−1504号公報ならびに特開昭61−243807号公報記載の有機過酸化物、特公昭43−23684号公報、特公昭44−6413号公報、特公昭47−1604号公報ならびにUSP第3567453号明細書記載のジアゾニウム化合物公報、USP第2848328号明細書、USP第2852379号明細書ならびにUSP第2940853号明細書記載の有機アジド化合物、特公昭36−22062号公報、特公昭37−13109号公報、特公昭38−18015号公報ならびに特公昭45−9610号公報記載のオルト−キノンジアジド類、特公昭55−39162号公報、特開昭59−140203号公報ならびに「マクロモレキュルス(MACROMOLECULES)」、第10巻、第1307頁(1977年)記載のヨードニウム化合物をはじめとする各種オニウム化合物、特開昭59−142205号公報記載のアゾ化合物、特開平1−54440号公報、ヨーロッパ特許第109851号明細書、ヨーロッパ特許第126712号明細書、「ジャーナル・オブ・イメージング・サイエンス(J.IMAG.SCI.)」、第30巻、第174頁(1986年)記載の金属アレン錯体、特開昭61−151197号公報記載のチタノセン類、「コーディネーション・ケミストリー・レビュー(COORDINATION CHEMISTRY REVIEW)」、第84巻、第85〜第277頁(1988年)ならびに特開平2−182701号公報記載のルテニウム等の遷移金属を含有する遷移金属錯体、特開平3−209477号公報記載のアルミナート錯体、特開平2−157760号公報記載のホウ酸塩化合物、特開昭55−127550号公報ならびに特開昭60−202437号公報記載の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体、四臭化炭素や特開昭59−107344号公報記載の有機ハロゲン化合物、特開平5−255347号公報記載のスルホニウム錯体またはオキソスルホニウム錯体、特開昭54−99185号公報、特開昭63−264560号公報ならびに特開平10−29977記載のアミノケトン化合物、特開2001−264530号公報、特開2001−261761号公報、特開2000−80068号公報、特開2001−233842号公報、特表2004−534797号公報、特開2006−342166、特開2008−094770、特開2009−40762、特開2010−15025、特開2010−189279、特開2010−189280公報、特表2010−526846、特表2010−527338、特表2010−527339、USP3558309号明細書(1971年)、USP4202697号明細書(1980年)ならびに特開昭61−24558号公報記載のオキシムエステル化合物等があげられる。
【0080】
これらは単独または複数の組み合わせで使用することが可能であり、硬化物に求める特性に応じて、任意に混合使用が可能であり、これらのラジカル重合開始剤を用いる場合の使用量は、ラジカル重合性化合物(C)100重量部に対して0.01から200重量部の範囲で含有されるのが好ましく、さらに好ましくは0.1〜100重量部の範囲で含有されるのが好ましい。
【0081】
ここで、本発明の重合性組成物における増感剤(A)とラジカル重合開始剤(B)との使用量関係は、ラジカル重合開始剤(B)100重量部に対して、増感剤(A)が10〜100重量部の範囲が好ましく、さらに好ましくは20〜80重量部の範囲が好ましい。
【0082】
本発明の重合性組成物に用いるラジカル重合性化合物(C)について説明する。本発明におけるラジカル重合性化合物(C)とは、分子中にラジカル重合可能な骨格を少なくとも一つ以上を有する化合物を意味する。また、これらは、いずれも常温、常圧で液体ないし固体のモノマー、オリゴマーないしポリマーの化学形態を持つものである。
【0083】
このようなラジカル重合性化合物(C)の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸およびそれらの塩、エステル、酸アミドや酸無水物が挙げられ、さらには、ウレタンアクリレート、アクリロニトリル、スチレン誘導体、種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、不飽和ポリウレタン等があげられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下に、本発明におけるラジカル重合性化合物(C)の具体例を挙げる。
【0084】
アクリレート類の例:
単官能アルキルアクリレート類の例:
メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、イソアミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート。
【0085】
単官能含ヒドロキシアクリレート類の例:
2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−クロロプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−アリルオキシプロピルアクリレート、2−アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート。
【0086】
単官能含ハロゲンアクリレート類の例:
2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレート、1H−ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルアクリレート、1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、2,6−ジブロモ−4−ブチルフェニルアクリレート、2,4,6−トリブロモフェノキシエチルアクリレート、2,4,6−トリブロモフェノール3EO付加アクリレート。
【0087】
単官能含エーテル基アクリレート類の例:
2−メトキシエチルアクリレート、1,3−ブチレングリコールメチルエーテルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコール#400アクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、メトキシトリプロピレングリコールアクリレート、メトキシポリプロピレングリコールアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、クレジルポリエチレングリコールアクリレート、p−ノニルフェノキシエチルアクリレート、p−ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、グリシジルアクリレート。
【0088】
単官能含カルボキシルアクリレート類の例:
β−カルボキシエチルアクリレート、コハク酸モノアクリロイルオキシエチルエステル、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート、2−アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート。
【0089】
その他の単官能アクリレート類の例:
N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレート、モルホリノエチルアクリレート、トリメチルシロキシエチルアクリレート、ジフェニル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート、2−アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、カプロラクトン変性−2−アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート。
【0090】
二官能アクリレート類の例:
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、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、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチ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#200ジアクリレート、ポリエチレングリコール#300ジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600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、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラプロピ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#400ジアクリレート、ポリプロピレングリコール#700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、ネオペンチルグリコールPO変性ジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプロラクトン付加物ジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールビス(2−ヒドロキシ−3−アクリロイルオキシプロピル)エーテル、ビス(4−アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノベンゾエート、ビスフェノールAジアクリレート、EO変性ビスフェノールAジアクリレート、PO変性ビスフェノールAジアクリレート、水素化ビスフェノールAジアクリレート、EO変性水素化ビスフェノールAジアクリレート、PO変性水素化ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールFジアクリレート、EO変性ビスフェノールFジアクリレート、PO変性ビスフェノールFジアクリレート、EO変性テトラブロモビスフェノールAジアクリレート、トリシクロデカンジメチロールジアクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジアクリレート。
【0091】
三官能アクリレート類の例:
グリセリンPO変性トリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート、イソシアヌル酸EO変性ε−カプロラクトン変性トリアクリレート、1,3,5−トリアクリロイルヘキサヒドロ−s−トリアジン、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレートトリプロピオネート。
【0092】
四官能以上のアクリレート類の例:
ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートモノプロピオネート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルテトラアクリレート、トリス(アクリロイルオキシ)ホスフェート。
【0093】
メタクリレート類の例:
単官能アルキルメタクリレート類の例:
メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、2−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート。
【0094】
単官能含ヒドロキシメタクリレート類の例:
2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−クロロプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−アリルオキシプロピルメタクリレート、2−メタクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート。
【0095】
単官能含ハロゲンメタクリレート類の例:
2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、1H−ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタクリレート、1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、2,6−ジブロモ−4−ブチルフェニルメタクリレート、2,4,6−トリブロモフェノキシエチルメタクリレート、2,4,6−トリブロモフェノール3EO付加メタクリレート。
【0096】
単官能含エーテル基メタクリレート類の例:
2−メトキシエチルメタクリレート、1,3−ブチレングリコールメチルエーテルメタクリレート、ブトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコール#400メタクリレート、メトキシジプロピレングリコールメタクリレート、メトキシトリプロピレングリコールメタクリレート、メトキシポリプロピレングリコールメタクリレート、エトキシジエチレングリコールメタクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、フェノキシジエチレングリコールメタクリレート、フェノキシポリエチレングリコールメタクリレート、クレジルポリエチレングリコールメタクリレート、p−ノニルフェノキシエチルメタクリレート、p−ノニルフェノキシポリエチレングリコールメタクリレート、グリシジルメタクリレート。
【0097】
単官能含カルボキシルメタクリレート類の例:
β−カルボキシエチルメタクリレート、コハク酸モノメタクリロイルオキシエチルエステル、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノメタクリレート、2−メタクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2−メタクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2−メタクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2−メタクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート。
【0098】
その他の単官能メタクリレート類の例:
ジメチルアミノメチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、モルホリノエチルメタクリレート、トリメチルシロキシエチルメタクリレート、ジフェニル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェート、2−メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、カプロラクトン変性−2−メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート等。
【0099】
二官能メタクリレート類の例:
1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコール#200ジメタクリレート、ポリエチレングリコール#300ジメタクリレート、ポリエチレングリコール#400ジメタクリレート、ポリエチレングリコール#600ジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、テトラプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコール#400ジメタクリレート、ポリプロピレングリコール#700ジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールPO変性ジメタクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジメタクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプロラクトン付加物ジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールビス(2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシプロピル)エーテル、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレートモノステアレート、ペンタエリスリトールジメタクリレートモノベンゾエート、2,2−ビス(4−メタクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、ビスフェノールAジメタクリレート、EO変性ビスフェノールAジメタクリレート、PO変性ビスフェノールAジメタクリレート、水素化ビスフェノールAジメタクリレート、EO変性水素化ビスフェノールAジメタクリレート、PO変性水素化ビスフェノールAジメタクリレート、ビスフェノールFジメタクリレート、EO変性ビスフェノールFジメタクリレート、PO変性ビスフェノールFジメタクリレート、EO変性テトラブロモビスフェノールAジメタクリレート、トリシクロデカンジメチロールジメタクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジメタクリレート。
【0100】
三官能メタクリレート類の例:
グリセリンPO変性トリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリメタクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリメタクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリメタクリレート、イソシアヌル酸EO変性ε−カプロラクトン変性トリメタクリレート、1,3,5−トリメタクリロイルヘキサヒドロ−s−トリアジン、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールトリメタクリレートトリプロピオネート。
【0101】
四官能以上のメタクリレート類の例:
ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレートモノプロピオネート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、オリゴエステルテトラメタクリレート、トリス(メタクリロイルオキシ)ホスフェート。
【0102】
アリレート類の例:
アリルグリシジルエーテル、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート、イソシアヌル酸トリアリレート。
【0103】
酸アミド類の例:
アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、メタクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、ジアセトンメタクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、メタクリロイルモルホリン。
【0104】
スチレン類の例:
スチレン、p−ヒドロキシスチレン、p−クロロスチレン、p−ブロモスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−t−ブトキシスチレン、p−t−ブトキシカルボニルスチレン、p−t−ブトキシカルボニルオキシスチレン、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン。
【0105】
他のビニル化合物の例:
酢酸ビニル、モノクロロ酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバル酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル、アジピン酸ジビニル、メタクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニル、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルピロリドン等。
【0106】
上記のラジカル重合性化合物(C)は、以下に示すメーカーの市販品として、容易に入手することができる。例えば、共栄社油脂化学工業(株)社製の「ライトアクリレート」、「ライトエステル」、「エポキシエステル」、「ウレタンアクリレート」および「高機能性オリゴマー」シリーズ、新中村化学(株)社製の「NKエステル」および「NKオリゴ」シリーズ、日立化成工業(株)社製の「ファンクリル」シリーズ、東亞合成化学(株)社製の「アロニックスM」シリーズ、大八化学工業(株)社製の「機能性モノマー」シリーズ、大阪有機化学工業(株)社製の「特殊アクリルモノマー」シリーズ、三菱レイヨン(株)社製の「アクリエステル」および「ダイヤビームオリゴマー」シリーズ、日本化薬(株)社製の「カヤラッド」および「カヤマー」シリーズ、(株)日本触媒社製の「アクリル酸/メタクリル酸エステルモノマー」シリーズ、日本合成化学工業(株)社製の「NICHIGO−UV紫光ウレタンアクリレートオリゴマー」シリーズ、信越酢酸ビニル(株)社製の「カルボン酸ビニルエステルモノマー」シリーズ、(株)興人社製の「機能性モノマー」シリーズ等が挙げられる。
【0107】
また以下に示す環状化合物もラジカル重合性化合物(C)として挙げられる。
三員環化合物の例:
ジャーナル・オブ・ポリマー・サイエンス・ポリマー・ケミストリー・エディション(J.Polym.Sci.Polym.Chem.Ed.)、第17巻、3169頁(1979年)記載のビニルシクロプロパン類、マクロモレキュラー・ケミー・ラピッド・コミュニケーション(Makromol.Chem.Rapid Commun.)、第5巻、63頁(1984年)記載の1−フェニル−2−ビニルシクロプロパン類、ジャーナル・オブ・ポリマー・サイエンス・ポリマー・ケミストリー・エディション(J.Polym.Sci.Polym.Chem.Ed.)、第23巻、1931頁(1985年)およびジャーナル・オブ・ポリマー・サイエンス・ポリマー・レター・エディション(J.Polym.Sci.Polym.Lett.Ed.)、第21巻、4331頁(1983年)記載の2−フェニル−3−ビニルオキシラン類、日本化学会第50春期年会講演予稿集、1564頁(1985年)記載の2,3−ジビニルオキシラン類。
【0108】
環状ケテンアセタール類の例:
ジャーナル・オブ・ポリマー・サイエンス・ポリマー・ケミストリー・エディション(J.Polym.Sci.Polym.Chem.Ed.)、第20巻、3021頁(1982年)およびジャーナル・オブ・ポリマー・サイエンス・ポリマー・レター・エディション(J.Polym.Sci.Polym.Lett.Ed.)、第21巻、373頁(1983年)記載の2−メチレン−1,3−ジオキセパン、ポリマー・プレプレプリント(Polym.Preprints)、第34巻、152頁(1985年)記載のジオキソラン類、ジャーナル・オブ・ポリマー・サイエンス・ポリマー・レター・エディション(J.Polym.Sci.Polym.Lett.Ed.)、第20巻、361頁(1982年)、マクロモレキュラー・ケミー(Makromol.Chem.)、第183巻、1913頁(1982年)およびマクロモレキュラー・ケミー(Makromol.Chem.)、第186巻、1543頁(1985年)記載の2−メチレン−4−フェニル−1,3−ジオキセパン、マクロモレキュルズ(Macromolecules)、第15巻、1711頁(1982年)記載の4,7−ジメチル−2−メチレン−1,3−ジオキセパン、ポリマー・プレプレプリント(Polym.Preprints)、第34巻、154頁(1985年)記載の5,6−ベンゾ−2−メチレン−1,3−ジオセパン。
【0109】
さらに、ラジカル重合性化合物(C)は、以下に示す文献に記載のものも挙げることができる。例えば、山下晋三ら編、「架橋剤ハンドブック」、(1981年、大成社)や加藤清視編、「UV・EB硬化ハンドブック(原料編)」、(1985年、高分子刊行会)、ラドテック研究会編、赤松清編、「新・感光性樹脂の実際技術」、(1987年、シーエムシー)、遠藤剛編、「熱硬化性高分子の精密化」、(1986年、シーエムシー)、滝山榮一郎著、「ポリエステル樹脂ハンドブック」、(1988年、日刊工業新聞社)、ラドテック研究会編、「UV・EB硬化技術の応用と市場」、(2002年、シーエムシー)が挙げられる。
【0110】
本発明のラジカル重合性化合物(C)は、ただ一種のみ用いても、所望とする特性を向上するために任意の比率で二種以上混合したものを用いても構わない。
【0111】
本発明の重合性組成物には、上記モノマー以外にオリゴマー、プレポリマーと呼ばれるものを使用できる。具体的には、ダイセルUCB社製「Ebecryl230、244、245、270、280/15IB、284、285、4830、4835、4858、4883、8402、8803、8800、254、264、265、294/35HD、1259、1264、4866、9260、8210、1290.1290K、5129、2000、2001、2002、2100、KRM7222、KRM7735、4842、210、215、4827、4849、6700、6700−20T、204、205、6602、220、4450、770、IRR567、81、84、83、80、657、800、805、808、810、812、1657、1810、IRR302、450、670、830、835、870、1830、1870、2870、IRR267、813、IRR483、811、436、438、446、505、524、525、554W、584、586、745、767、1701、1755、740/40TP、600、601、604、605、607、608、609、600/25TO、616、645、648、860、1606、1608、1629、1940、2958、2959、3200、3201、3404、3411、3412、3415、3500、3502、3600、3603、3604、3605、3608、3700、3700−20H、3700−20T、3700−25R、3701、3701−20T、3703、3702、RDX63182、6040、IRR419」、サートマー社製「CN104、CN120、CN124、CN136、CN151、CN2270、CN2271E、CN435、CN454、CN970、CN971、CN972、CN9782、CN981、CN9893、CN991」、BASF社製「Laromer EA81、LR8713、LR8765、LR8986、PE56F、PE44F、LR8800、PE46T、LR8907、PO43F、PO77F、PE55F、LR8967、LR8981、LR8982、LR8992、LR9004、LR8956、LR8985、LR8987、UP35D、UA19T、LR9005、PO83F、PO33F、PO84F、PO94F、LR8863、LR8869、LR8889、LR8997、LR8996、LR9013、LR9019、PO9026V、PE9027V」、コグニス社製「フォトマー3005、3015、3016、3072、3982、3215、5010、5429、5430、5432、5662、5806、5930、6008、6010、6019、6184、6210、6217、6230、6891、6892、6893−20R、6363、6572、3660」、根上工業社製「アートレジンUN−9000HP、9000PEP、9200A、7600、5200、1003、1255、3320HA、3320HB、3320HC、3320HS、901T、1200TPK、6060PTM、6060P」、日本合成化学社製「紫光 UV−6630B、7000B、7510B、7461TE、3000B、3200B、3210EA、3310B、3500BA、3520TL、3700B、6100B、6640B、1400B、1700B、6300B、7550B、7605B、7610B、7620EA、7630B、7640B、2000B、2010B、2250EA、2750B」、日本化薬社製「カヤラッドR−280、R−146、R131、R−205、EX2320,R190、R130、R−300,C−0011、TCR−1234、ZFR−1122、UX−2201,UX−2301,UX3204、UX−3301、UX−4101,UX−6101、UX−7101、MAX−5101、MAX−5100,MAX−3510、UX−4101」等が挙げられる。
【0112】
また本発明の重合性組成物には、樹脂を使用することができる。ここで樹脂とは、分子中にラジカル重合可能な骨格を有しない樹脂を意味する。また、これらは、いずれも常温、常圧で液体ないし固体の化学形態を持つものである。
【0113】
分子中にラジカル重合可能な骨格を有しない樹脂としては、例えば、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース誘導体(例えば、エチルセルロース、酢酸セルロース、ニトロセルロース)、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、ポリアマイド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ブタジエンーアクリルニトリル共重合体のような合成ゴム等が挙げられる。これらの樹脂は、その中の1種または2種以上を用いることができる。
【0114】
さらに本発明の重合性組成物は、いわゆるアルカリ現像型のフォトレジスト材料として画像形成用に用いる等の目的のために、下記に示すカルボキシル基含有ポリマー(E)を添加して用いても良い。カルボキシル基含有ポリマー(E)はアルカリ水溶液に対する溶解性を有するため、本発明の重合性組成物を用いて作成した膜を部分的に硬化すれば、アルカリ水溶液に対する溶解度の違いから、いわゆるネガ型レジストのパターンを形成することが可能である。ここでカルボキシル基含有ポリマー(E)とは、(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸との共重合体、(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸とこれらと共重合し得るビニルモノマーとの共重合体が挙げられる。これらの共重合体は単独であるいは2種以上混合しても差し支えない。
【0115】
ここで、アクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸−t−ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル等のアクリル酸の炭素数1〜18のアルキルエステル類、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸ヒドロキシブチル等の水酸基含有アクリル酸エステル類、アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル等の窒素含有アクリル酸エステル類、アクリル酸グリシジル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、アクリル酸モルホリル、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸シクロへキシル等のその他アクリル酸エステル類を挙げることが出来るが、これらに限定されるものではない。
【0116】
メタアクリル酸エステルとしては、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸−n−プロピル、メタアクリル酸イソプロピル、メタアクリル酸−n−ブチル、メタアクリル酸−t−ブチル、メタアクリル酸−2−エチルヘキシル等のメタアクリル酸の炭素数1〜18のアルキルエステル類、メタアクリル酸ヒドロキシエチル、メタアクリル酸ヒドロキシプロピル、メタアクリル酸ヒドロキシブチル等の水酸基含有メタアクリル酸エステル類、メタアクリル酸ジメチルアミノエチル、メタアクリル酸ジエチルアミノエチル等の窒素含有メタアクリル酸エステル類、メタアクリル酸グリシジル、メタアクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタアクリル酸モルホリル、メタアクリル酸イソボルニル、メタアクリル酸シクロへキシル等のその他メタアクリル酸エステル類を挙げることが出来るが、これらに限定されるものではない。
【0117】
(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸とこれらと共重合し得るビニルモノマーとしては、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレート、テトラヒドリフルフリルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、アクリルアミド、スチレン等が挙げられる。
【0118】
本発明の重合性組成物は、成膜性を高めるため有機高分子重合体等のバインダーと混合し、ガラス板やアルミニウム板、その他の金属板、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレン等のポリマーフィルムに塗布して使用することが可能である。
【0119】
さらに本発明の重合性組成物と混合して使用可能なバインダーとしては、ポリアクリレート類、ポリ−α−アルキルアクリレート類、ポリアミド類、ポリビニルアセタール類、ポリホルムアルデヒド類、ポリウレタン類、ポリカーボネート類、ポリスチレン類、ポリビニルエステル類等の重合体、共重合体が挙げられ、さらに具体的には、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセテート、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂その他、赤松清監修、「新・感光性樹脂の実際技術」、(シーエムシー、1987年)や「10188の化学商品」、657〜767頁(化学工業日報社、1988年)記載の業界公知の有機高分子重合体が挙げられる。
【0120】
また、本発明の重合性組成物は他の増感剤を用いなくとも十分な感度を有しているが、さらなる感度向上や、硬化後の膜特性を向上させる目的で、他の増感剤を併用することが可能である。
【0121】
本発明の重合性組成物と混合して併用可能な増感剤としては、ベンゾフェノン誘導体、カルコン誘導体やジベンザルアセトン等に代表される不飽和ケトン誘導体、ベンジルやカンファーキノンなどに代表される1,2−ジケトン誘導体、ベンゾイン誘導体、フルオレン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、キサンテン誘導体、チオキサンテン誘導体、キサントン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン誘導体、ケトクマリン誘導体、シアニン誘導体、メロシアニン誘導体、オキソノ−ル誘導体等のポリメチン色素、アクリジン誘導体、アジン誘導体、チアジン誘導体、オキサジン誘導体、インドリン誘導体、アズレン誘導体、アズレニウム誘導体、スクアリリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、テトラフェニルポルフィリン誘導体、トリアリールメタン誘導体、テトラベンゾポルフィリン誘導体、テトラピラジノポルフィラジン誘導体、フタロシアニン誘導体、テトラアザポルフィラジン誘導体、テトラキノキサリロポルフィラジン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、サブフタロシアニン誘導体、ピリリウム誘導体、チオピリリウム誘導体、テトラフィリン誘導体、アヌレン誘導体、スピロピラン誘導体、スピロオキサジン誘導体、チオスピロピラン誘導体、金属アレーン錯体、有機ルテニウム錯体などが挙げられ、その他さらに具体例には大河原信ら編、「色素ハンドブック」(1986年、講談社)、大河原信ら編、「機能性色素の化学」(1981年、シーエムシー)、池森忠三朗ら編、「特殊機能材料」(1986年、シーエムシー)に記載の色素および増感剤が挙げられるがこれらに限定されるものではなく、その他、紫外から近赤外域にかけての光に対して吸収を示す色素や増感剤が挙げられ、これらは必要に応じて任意の比率で二種以上用いてもかまわない。上記、増感剤の中でチオキサントン誘導体としては、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン等を挙げることができ、ベンゾフェノン類としては、ベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4,4’−ジメチルベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等を挙げることができ、クマリン類としては、クマリン1、クマリン338、クマリン102等を挙げることができ、ケトクマリン類としては、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0122】
本発明の増感剤(A)と併用可能な増感剤の使用量は、増感剤(A)100重量部に対して、0.01〜100重量部の範囲が好ましく、さらに0.1〜50重量部の範囲がより好ましい。
【0123】
本発明の重合性組成物は、粘度調整をはじめとする塗工適正の向上等を目的として、必要に応じて溶媒を添加して使用することも可能である。本発明の重合性組成物に添加して使用することのできる溶媒は特に限定されず、本発明の重合性組成物と均一に混合することのできる溶媒であればいかなるものも使用可能である。例えば、アルコール系、ケトン系、エステル系、芳香族系、炭化水素系、ハロゲン化炭化水素系などの公知の溶媒等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0124】
また、本発明の重合性組成物は保存時の重合を防止する目的で重合防止剤を添加することが可能である。
【0125】
本発明の重合性組成物に添加可能な重合防止剤の具体例としては、p−メトキシフェノール、ハイドロキノン、アルキル置換ハイドロキノン、カテコール、tert−ブチルカテコール、フェノチアジン等を挙げることができ、これらの重合防止剤は、ラジカル重合性化合物(B)100重量部に対して0.001から5重量部の範囲で添加されるのが好ましい。
【0126】
また、本発明の重合性組成物はさらに重合を促進する目的で、アミンやチオール、ジスルフィドなどに代表される重合促進剤や連鎖移動触媒を添加することが可能である。
【0127】
本発明の重合性組成物に添加可能な重合促進剤や連鎖移動触媒の具体例としては、例えば、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノアセトフェノン、N−フェニルグリシン、N,N−ジエチルアニリン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、オクチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、シクロへキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ベンジルジメチルアミン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、ピリジン、フェニルジエタノールアミン、アクリル酸 2−(ジメチルアミノ)エチル等のアミン類、USP第4414312号明細書や特開昭64−13144号公報記載のチオール類、特開平2−291561号公報記載のジスルフィド類、USP第3558322号明細書や特開昭64−17048号公報記載のチオン類、特開平2−291560号公報記載のO−アシルチオヒドロキサメートやN−アルコキシピリジンチオン類が挙げられる。
【0128】
本発明の重合性組成物には、基材への濡れ性を向上させる目的で、表面調整剤を加えることができる。表面調整剤の具体例としては、ビックケミー社製「BYK−300、302、306、307、310、315、320、322、323、325、330、331、333、337、340、344、370、375、377、350、352、354、355、356、358N、361N、357、390、392、UV3500、UV3510、UV3570」テゴケミー社製「Tegorad−2100,2200、2250、2500、2700」等が挙げられる。これら表面調整剤は、一種または必要に応じて二種以上用いてもよい。
【0129】
本発明における併用してもよい表面調整剤は、重合性組成物中に0〜5.0重量%の範囲で用いられる。
【0130】
本発明の重合性組成物はさらに目的に応じて、染料、有機および無機顔料、顔料分散剤、ホスフィン、ホスホネート、ホスファイト等の酸素除去剤や還元剤、カブリ防止剤、退色防止剤、ハレーション防止剤、蛍光増白剤、界面活性剤、着色剤、増量剤、可塑剤、難燃剤、酸化防止剤、色素前駆体、紫外線吸収剤、発砲剤、防カビ剤、帯電防止剤、磁性体、樹脂型分散剤等の分散剤シランカップリング剤や4級アンモニウムクロライド等の貯蔵安定剤、可塑剤、表面張力調整剤、スリッピング剤、アンチブロッキング剤、光安定化剤、レベリング剤、消泡剤、赤外吸収剤、界面活性剤、チキソトロピー剤、抗菌剤、シリカ等の微粒子やその他種々の特性を付与する添加剤、希釈溶剤等と混合して使用しても良い。
【0131】
本発明の重合性組成物は重合反応に際して、紫外線や可視光線、近赤外線等、電子線等によるエネルギーの付与により重合し、目的とする重合物を得ることが可能であるが、エネルギーの付与をする光源として、250nmから450nmの波長領域に発光の主波長を有する光源が好ましい。250nmから450nmの波長領域に発光の主波長を有する光源の例としては、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、水銀キセノンランプ、メタルハライドランプ、ハイパワーメタルハライドランプ、キセノンランプ、パルス発光キセノンランプ、重水素ランプ、蛍光灯、Nd−YAG3倍波レーザー、He−Cdレーザー、窒素レーザー、Xe−Clエキシマレーザー、Xe−Fエキシマレーザー、半導体励起固体レーザーなどの各種光源が挙げられる。なお本明細書でいう、紫外線や可視光、近赤外線等の定義は久保亮五ら編「岩波理化学辞典第4版」(1987年、岩波)によった。
【0132】
故に、バインダーその他とともに基板上に塗布して各種インキ、インクジェットインキ、オーバーコートニス、各種刷版材料、フォトレジスト、電子写真、ダイレクト刷版材料、光ファイバー、ホログラム材料等の感光材料やマイクロカプセル等の各種記録媒体、さらには接着剤、粘着剤、粘接着剤、剥離コート剤、封止剤および各種塗料に応用することが可能である。
【0133】
さらに本発明の重合性組成物は、水銀ランプ・ハライドランプの置き換えとして、近年検討が盛んに実施されているLEDランプ光源を使用した際にも、非常に良好に重合し、目的とする重合物を得ることが可能である。一般に入手可能なLEDランプとしては、365nm、375nm、385nmなどの発光波長を有するものが挙げられ、水銀ランプ・ハライドランプよりも狭い発光波長を有することを特徴とする。そのため、重合性組成物として、よりシビアな光源への対応が求められる。例えば硬化性という点においては、増感剤を多量に使用することにより、対応が可能であるが、その場合に黄変性が問題になる。したがって感度と低黄変性の両立が、LED光源対応の重合性組成物に求められている。本発明の増感剤は、高感度かつ低黄変を有する増感剤であるため、本発明の増感剤を使用することにより、LED光源に非常にマッチングし、良好な重合物を与える重合性組成物を提供することが可能である。
【0134】
したがって、本発明の増感剤を使用した重合性組成物を使用することにより、上記LED光源代替などを含めた、今後求められるプロセスの変化に対して、充分に対応可能なる。
【実施例】
【0135】
以下、実施例にて本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例のみに、なんら限定されるものではない。尚、以下の実施例における表中の数字は重量%を表す。
【0136】
実施例に先だって、実施例に用いた本発明の光重合開始剤を表1に示す。
【0137】
表1
【表1】

【0138】
【表1】

【0139】
【表1】

【0140】
次に、本発明の増感剤について合成を記す。
【0141】
合成例(1)
増感剤(10):化合物(10)の合成
【0142】
アニソール20.0g(185mmol)、塩化アルミニウム49.3g(370mmol)、クロロホルム200mlを、氷浴下で攪拌した。次に4−ブロモベンゾイルクロリド48.7g(222mmol)のクロロホルム100ml溶液を、2時間かけて滴下した。滴下終了後、氷浴を外し、室温下で2時間攪拌した。反応液を氷水中へ注ぎ、分層後の有機層をさらにイオン交換水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、乾燥剤をろ別した後、エバポレータを使用し、クロロホルムを溜去することにより、4−ブロモ−4’−メトキシベンゾフェノンを得た。特に精製することなく次工程を実施した。
【0143】
次に、4−ブロモ−4’−メトキシベンゾフェノン、カルバゾール34.0g(203mmol)、炭酸カリウム30.7g(222mmol)、銅粉4.7g(74mmol)をジメチルアセトアミド400ml中で混合し、反応液を180℃で12時間攪拌した。反応液をグラスフィルターにセライトろ過し、銅粉および炭酸カリウムを取り除いた後に、イオン交換水1000ml中へ注ぐことにより、固体が析出した。固体をろ別した後、クロロホルム/ヘキサン=1/1を展開溶媒とするシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、化合物(10)を63.2g得た(収率90.5%)。
【0144】
合成例(2)
増感剤(12):化合物(12)の合成
化合物(10)30.0g(79mmol)、塩化アルミニウム21.2g(159mmol)、クロロホルム300mlを、氷浴下で攪拌した。次にアセチルクロリド7.5g(95mmol)のクロロホルム200ml溶液を、2時間かけて滴下した。滴下終了後、氷浴を外し、室温下で2時間攪拌する。反応液を氷水中へ注ぎ、分層後の有機層をさらにイオン交換水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、乾燥剤をろ別した後、エバポレータを使用し、クロロホルムを溜去した。残留物をクロロホルム/ヘキサン=1/1を展開溶媒とするシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、化合物(12)を31.7g得た(収率95.1%)。
【0145】
合成例(3)
増感剤(72):化合物(72)の合成
窒素雰囲気下、酢酸パラジウム1.3g(6mmol)、t−ブチルホスフィン3.6g(18mmol)、キシレン800mlを室温下、20分攪拌した。続いて、2,4’ジクロロベンゾフェノン50.0g(199mmol)、カルバゾール69.9g(418mmol)、t−ブトキシナトリウム59.3g(617mmol)を加えた後、60℃で8時間加熱攪拌を実施した。反応液を室温まで放冷し、水を注ぎ、分層後の有機層をさらにイオン交換水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、乾燥剤をろ別した後、エバポレータを使用しキシレンを溜去した。残留物をクロロホルム/ヘキサン=2/3を展開溶媒とするシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、化合物(72)を98.5g得た(収率96.5%)。
【0146】
合成例(4)
増感剤(85):化合物(85)の合成
合成例(3)の2,4’ジクロロベンゾフェノンを、4,4’ジクロロベンゾフェノンに置き換えた以外は同様にして化合物(85)を87.2g得た(収率85.4%)。
【0147】
合成例(5)
増感剤(144):化合物(144)の合成
窒素雰囲気下、酢酸パラジウム1.3g(6mmol)、ターシャリーブチルホスフィン3.6g(18mmol)、キシレン800mlを室温下、20分攪拌した。続いて、4,4’ジクロロベンゾフェノン50.0g(199mmol)、1―ブトキシカルバゾール52.3g(219mmol)、炭酸カリウム82.6g(199mmol)を加えた後、90℃で6時間加熱攪拌を実施した。次に、カルバゾール36.6g(219mmol)を加えた後に、90℃で6時間加熱攪拌をした後、反応液を室温まで放冷し、水を注ぎ、分層後の有機層をさらにイオン交換水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、乾燥剤をろ別した後、エバポレータを使用しキシレンを溜去した。残留物をクロロホルム/ヘキサン=1/1を展開溶媒とするシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、化合物(144)を102.6g得た(収率88.1%)
【0148】
上述の合成例(1)〜(5)の方法を応用することにより、また、上記以外でも既存の反応を適宜使用することにより、本発明の増感剤である化合物(1)〜(238)を得ることができた。
【0149】
上述の合成例で合成した本発明の光重合開始剤である化合物(1)〜化合物(238)の元素分析(C,H,N)(パーキンエルマー社製2400・CHN)の結果を表2として示した
【0150】
表2
【表2】

【0151】
【表2】

【0152】
【表2】

【0153】
【表2】

【0154】
次に、本実施例および比較例に使用したラジカル重合開始剤、また比較例に使用した増感剤について表3に示す。
【0155】
表3
【表3】

【0156】
【表3】

【0157】
【表3】

【0158】
次に、得られた一般式(1)で表される本発明の増感剤(A)として、以下の通り重合性組成物に加え、重合物の硬化性を調べた。
【0159】
[硬化性試験1:高圧水銀灯光源〕
<1〜2官能モノマー使用系>
実施例1〜16、33〜41、43〜44、50、59、63〜66、68〜69、71、73、75〜77、82、85、91、94〜95、99、102、104、106〜108、110、116、119〜120、122、126、129〜130、132、136〜137、140、145〜146、148、151、153〜154、156〜158、164、168、172、175、177、179、182〜183、185、191〜192、194、198、200〜202、206〜207、209〜211、214、216〜217、219、221、224、231、234〜235、238
比較例1、3〜4、6、11、14、16〜17、22、24〜25、27、32、36、39、41、44、46、49、53、57、59、61、63
増感剤(A)4重量部、ラジカル重合開始剤(B)6量部、ラジカル重合性化合物(C)として表4に示すモノマーを100重量部、樹脂としてポリメチルメタクリレート50重量部と、溶剤としてシクロヘキサノン325重量部配合して、重合性組成物を得た。この重合性組成物を、バーコータ(♯3)を用いてペットフィルム上に塗工した後、オーブン中40℃で10分間乾燥した。塗工物をベルトコンベア式の紫外線照射装置(高圧水銀灯160W/cm1灯)を用いて、コンベアスピード40m/分で紫外線照射を1回実施した。照射した後の硬化物の表面を綿布で擦って、皮膜に傷がつくかどうかで判定を実施した。その結果を表5に示す。
【0160】
<3官能以上モノマー使用系>
実施例17〜34、42、45〜49、51〜58、60〜62、67、70、72、74、78〜81、83〜84、86〜90、92〜93、96〜98、100〜101、103、105、109、111〜115、117〜118、121、123〜125、127〜128、131、133〜135、138〜139、141〜144、147、149〜150、152、155、159〜163、165〜167、169〜171、173〜174、176、178、180〜181、184、186〜190、193、195〜197、199、203〜205、208、212〜213、215、218、220、222〜223、225〜230、232〜233、236〜237
比較例2、5、7〜10、12〜13、15、18〜21、23、26、28〜31、33〜35、37〜38、40、42〜43、45、47〜48、50〜52、54〜56、58、60、62、64
増感剤(A)4重量部、ラジカル重合開始剤(B)6量部、ラジカル重合性化合物(C)として表4に示すモノマーを100重量部配合して、重合性組成物を得た。この重合性組成物を、バーコータ(♯3)を用いてペットフィルム上に塗工した後、塗工物をベルトコンベア式の紫外線照射装置(高圧水銀灯160W/cm1灯)を用いて、コンベアスピード40m/分で紫外線照射を1回実施した。照射後の硬化物の表面を綿布で擦って、皮膜に傷がつくかどうかで判定を実施した。その結果を表5に示す
【0161】
判定方法
◎:まったく傷がつかない
○:ほんのかすかに傷がつく
△:傷がつく
×:大きく傷がつく
【0162】
表4
【表4】

【0163】
表5
【表5】

【0164】
【表5】

【0165】
【表5】

【0166】
【表5】

【0167】
【表5】

【0168】
【表5】

【0169】
【表5】

【0170】
【表5】

【0171】
【表5】

【0172】
【表5】

【0173】
【表5】

【0174】
本発明の増感剤を使用した重合性組成物は、一般に使用されている増感剤を用いた重合性組成物と比較して、高い硬化性を有していることが明らかとなった。
【0175】
[硬化性試験2:LED光源〕
実施例239〜476、比較例65〜128
実施例1〜238、比較例1〜64における光照射装置を、高圧水銀灯からLEDランプ(パナソニック電子株式会社製高出力UV−LED照射装置 中心波長385nm)に置き換え、コンベアスピード50m/分で照射を2回実施した以外は、同様にして硬化性を確認した結果を表6に示す。
【0176】
表6
【表6】

【0177】
【表6】

【0178】
【表6】

【0179】
【表6】

【0180】
【表6】

【0181】
【表6】

【0182】
【表6】

【0183】
【表6】

【0184】
【表6】

【0185】
【表6】

【0186】
【表6】

【0187】
[黄変性試験]
高圧水銀灯:実施例477〜714、比較例129〜192
LEDランプ:実施例715〜952、比較例193〜256
硬化性試験で調整した重合性組成物を使用し、硬化性試験と同様に塗工物を作製した。この塗工物を紫外線照射装置(高圧水銀灯160W/cm1灯またはLEDランプ)を用いて完全に硬化させ、10人のパネラーが塗工物における硬化前後の黄変性を判定した。判定は1(不良)〜5(良好)の五段階で評価を行った。高圧水銀灯を使用した結果を表7に示し、LEDランプを使用した結果を表8に示す。
【0188】
表7
【表7】

【0189】
【表7】

【0190】
【表7】

【0191】
【表7】

【0192】
【表7】

【0193】
【表7】

【0194】
表8
【表8】

【0195】
【表8】

【0196】
【表8】

【0197】
【表8】

【0198】
【表8】

【0199】
【表8】

【0200】
本発明の増感剤を用いた重合性組成物は、一般的に使用されている増感剤を用いた重合性組成物と比較して優れた低黄変性を有していることが明らかとなった。
【0201】
上記の硬化性試験と黄変性試験の結果に示されるように、本発明の増感剤は、一般に使用されているラジカル重合開始剤とのどの組み合わせにおいても、また種々の重合性化合物中においても、高い硬化性と低黄変性を示すことが明らかとなった。したがって本発明の増感剤は、非常に幅広い選択性を有しており、種々の用途に使用可能な増感剤であることが示された。
【0202】
<インクジェットインキ実施例>
【0203】
まず、顔料と顔料分散剤とモノマーとからなるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック顔料分散体を作成した。このうちシアン顔料分散体の配合を表9に示す。この分散体は有機溶剤中に顔料および分散剤を投入し、ハイスピードミキサー等で均一になるまで攪拌後、得られたミルベースを横型サンドミルで約1時間分散して作製した。
【0204】
表9
【表9】

【0205】
(1)硬化性:実施例953〜962、比較例257〜260
顔料分散体、モノマー、樹脂、ラジカル重合開始剤、増感剤とを混合してイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックインキを得た。このうちシアンインクジェットインキの配合を表10に示し、使用した光重合開始剤および増感剤を表11に示す。このインクジェットインキをUV−IJプリンターにてPETに印字した。この塗工物を、パナソニック電工株式会社製高出力UV−LED照射装置(中心波長385nm)を搭載したベルトコンベア式露光装置にて、コンベアスピード20m/分にて露光(1パス150mJ/cm2;UV−A領域)した後、綿布で擦って皮膜に傷がつかないパス回数で判定した。その結果を表11に示す。尚、ベルトコンベア式露光装置のパス回数で数字が小さい程硬化性が良い。
【0206】
表10
【表10】

【0207】
表11
【表11】

【0208】
本発明の重合性組成物を用いたインクジェットインキ(実施例953〜962)は、本発明の従来公知の増感剤を用いた光重合性組成物(比較例257〜260)と比較して高い硬化性を有していることが明らかとなった。
【0209】
(2)黄変性: 実施例963〜972、比較例261〜264
上記硬化性試験で作成した塗工物の色相を、10人のパネラーが相対的に判定し、1(不良)〜5(良好)の五段階で評価した。その結果を表12に示す。
【0210】
表12
【表12】

【0211】
本発明の重合性組成物を用いたインクジェットインキ(実施例963〜972)は、本発明の従来公知の増感剤を用いた光重合性組成物(比較例261〜264)と比較して黄変性に優れることが明らかとなった。
【0212】
本発明の光重合性組成物は、高硬化性、低黄変性を両立したインクジェットインキに利用できることが明らかとなった。
<カラーフィルター用レジスト用途>
【0213】
まず、実施例及び比較例で用いたアクリル樹脂溶液の調整について説明する。樹脂の分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
[アクリル樹脂溶液の調整]
反応容器にシクロヘキサノン370重量部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら80℃に加熱して、同温度でメタクリル酸20.0重量部、メチルメタクリレート10.0重量部、n−ブチルメタクリレート55.0重量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート15.0重量部、2,2‘−アゾビスイソブチロニトリル4.0重量部の混合物を1時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに80℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル1.0重量部をシクロヘキサノン50.0重量部に溶解させたものを添加し、さらに80℃で1時間反応を続けて、アクリル樹脂溶液を得た。
室温まで冷却した後、アクリル樹脂溶液約2.0gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成したアクリル樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにシクロヘキサノンを添加した。得られたアクリル樹脂の重量平均分子量は、40,000であった。
【0214】
[青色顔料分散体の調整]
下記の組成の混合物を均一に攪拌混合した後、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250MKII」)で2時間分散した後、5μmのフィルタでろ過し、青色顔料分散体を作製した。
ε型銅フタロシアニン顔料(C.I.Pigment Blue15:6) 11.0重量部
(BASF製「ヘリオゲンブルーL−6700F」)
下記構造のフタロシアニン系顔料誘導体 1.0重量部
アクリル樹脂溶液 40.0重量部
シクロヘキサノン 48.0重量部
【0215】
【化23】



【0216】
〔青色重合成組成物〕
実施例973
青色顔料分散体を53.33重量部、アクリル樹脂溶液を14.79重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)を4.17重量部、増感剤(A)として化合物(26)を0.72重量部、ラジカル重合開始剤(B)として化合物(241)を2.20重量部、シクロヘキサノン25重量部の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過することにより、本発明の青色重合性組成物を得た。
【0217】
〔青色重合成組成物〕
実施例974〜977、比較例265
増感剤(A)としての化合物(26)と、ラジカル重合開始剤(B)としての化合物(241)を、表13に示す化合物に置き換えた以外は、実施例と同様にして、表13に示す青色重合性組成物をそれぞれ得た。
【0218】
表13
【表13】

【0219】
[フィルタセグメントのパタ−ン形成]
得られた着色重合性組成物をスピンコート法により10cm×10cmのガラス基板にポストベーク後の膜厚が、1.8μmとなるよう塗工した後、クリーンオーブン中で、70℃で15分間プリベークした。次いで、この基板を室温に冷却後、超高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して紫外線を露光した。その後、この基板を23℃の炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー現像した後、イオン交換水で洗浄し、風乾した。その後、クリーンオーブン中で、230℃で30分間ポストベークを行い、基板上にストライプ状のフィルタセグメントを形成した。
【0220】
[評価]
実施例978〜982、比較例266
得られた着色重合性組成物の感度および上記方法により形成されたフィルタセグメントのパタ−ン形状を下記の方法で評価した。結果を表14に示す。
【0221】
(感度)
形成されたフィルタセグメントのパタ−ンがフォトマスクの画像寸法とおりに仕上がる照射露光量をもってレジストの感度とした。評価のランクは次の通りである。
○:100mJ/cm2未満
△:100mJ/cm2以上300mJ/cm2未満
×:300mJ/cm2以上
【0222】
(パタ−ン形状)
形成されたフィルタセグメントのパタ−ンの形状を、(1)パタ−ンの直線性、(2)パタ−ンの断面形状により評価した。
【0223】
(1)については、光学顕微鏡により観察して評価を行った。評価のランクは次の通りである。
○:直線性良好
△:部分的に直線性不良
×:直線性不良
【0224】
(2)については、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察して評価を行った。評価のランクは次の通りである。
○:順テーパー形状。
△:ノンテーパー形状。
×:逆テーパー形状。
【0225】
表14
【表14】

【0226】
表14に示すように、本発明の重合性組成物を用いた着色重合性組成物(実施例978〜982)は、非常に高感度であり、得られたパタ−ンの直線性および断面形状も良好であったのに対し、本発明の重合性組成物を用いていない着色重合成組成物(比較例266)は、感度が悪く、パタ−ンの直線性および断面形状において良好となるものは得られなかった。
【0227】
<印刷インキ用途>
【0228】
ワニス(樹脂、モノマー等の混合物)の製造
ダップトートDT170(東都化成(株)製ジアリルフタレート樹脂)16.7重量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート54.5重量部、トリメチロールプロパンののエチレンオキサイド付加物トリアクリレート28.8重量部を混合し加熱溶融して作製した。
【0229】
インキの製造
実施例983
ワニス66.0重量部と、顔料(C.I.Pigment Blue 15−4)22.0重量部と、増感剤(A)2.4重量部とラジカル重合開始剤(B)7.6重量部と4−(ジメチルアミノ)安息香酸エチル2.0重量部とを混合して、3本ロールで練肉してインキを得た。インキの配合を表15に示す。
【0230】
実施例984〜987、比較例267〜272
実施例983の増感剤(A)とラジカル重合開始剤(B)とを表記載のものに置き換えた以外は、実施例と同様にしてインキを作製した。インキの配合を表15に示す。
【0231】
表15
【表15】

【0232】
得られたインキを、RIテスター(印刷インキ業界で一般的に使用されている簡便印刷機で紙にインキを均一に印刷出来る)でOKトップコート(57.5kg/A全、王子製紙製)に印刷した。
【0233】
印刷インキの性能評価は以下のようにして行った。実施例および比較例のインキ性能評価について結果を表16に記す。
【0234】
<表面硬化性の評価>
パナソニック電工株式会社製UV−LED照射装置を使用し、パナソニック電工株式会社製高出力UV−LED照射装置(中心波長385nm)を搭載したベルトコンベア式露光装置にて、コンベア速度(m/分)を変化させながら紫外線を照射し、表面を指で触ってタックの有無を確認し、タックがない最速のコンベア速度を「表面硬化性」とし、下記評価基準に基づいて判断を行った。ここでコンベア速度の速いもの、すなわち、照射光量が少ないものほど表面硬化性が良好なるものであると判断出来る。
(評価基準)
○:10m/分以上
×:10m/分未満
【0235】
<耐スクラッチ性の評価>
表面硬化性と同様に、パナソニック電工株式会社製高出力UV−LED照射装置(中心波長385nm)を搭載したベルトコンベア式露光装置にて、コンベア速度(m/分)を変化させながら紫外線を照射し、綿布のこすりで判断した。ここで、紫外線の照射量が十分でない場合は、最悪、塗膜がなくなり(評価基準1)から照射量が十分である場合の最良のこすれなし(評価基準5)まで評価し、実用性により以下のように判断した。
【0236】
(評価基準)
○:(5:こすれなし、または、4:表層こすれ)
△:(3:中間層こすれ、または、2:底部こすれ)。
×:(1:塗膜なし)
【0237】
<黄変性>
表面硬化性と同様に、パナソニック電工株式会社製高出力UV−LED照射装置(中心波長385nm)を搭載したベルトコンベア式露光装置にて、コンベア速度10m/分で紫外線を照射した後、塗工物の色相を10人のパネラーが相対的に判定し、1(不良)〜5(良好)の五段階で評価した。
【0238】
表16
【表16】

【0239】
表16に示すように、本発明の重合性組成物を用いた光硬化型インキ(実施例988〜992)は、非常に高感度であり、表面硬化性、耐スクラッチ性、黄変性全てが良好であったのに対し、本発明の重合性組成物を用いていない光硬化型インキ(比較例273〜278)は、硬化性が不十分であり、かつ黄変性も劣る結果であった。
<印刷ニス用途>
【0240】
ワニス(樹脂、モノマー等の混合物)の製造
ダップトートDT170(東都化成(株)製ジアリルフタレート樹脂)10重量部、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート89.9重量部、ハイドロキノン0.10重量部を混合し加熱溶融して作製した。
【0241】
ニスの製造
実施例993
ワニス96.0重量部と、増感剤(A)2.0重量部とラジカル重合開始剤(B)6.0重量部とを混合してニスを得た。その配合を表17に示す。
【0242】
実施例994〜995、比較例279〜283
実施例の増感剤(A)とラジカル重合開始剤(B)とを表記載のものに置き換えた以外は、実施例と同様にしてニスを作製した。その配合を表17に示す。
【0243】
表17
【表17】

【0244】
印刷ニスの性能評価は以下のようにして行った。実施例および比較例のニス性能評価について結果を表18に記す。
【0245】
(1)硬化性:実施例996〜998、比較例284〜288
得られた印刷ニスをバーコーター#2でOKトップコート(57.5kg/A全、王子製紙製)に塗工し、この塗工物を、パナソニック電工株式会社製高出力UV−LED照射装置(中心波長385nm)を搭載したベルトコンベア式露光装置にて、コンベアスピード50m/分にて露光(1パス80mJ/cm2;UV−A領域)した後、綿布で擦って皮膜に傷がつかないパス回数で判定した。尚、ベルトコンベア式露光装置のパス回数で数字が小さい程硬化性が良い。
【0246】
(2)黄変性:
上記硬化性試験で得られた硬化物の色相を10人のパネラーが相対的に判定し、1(不良)〜5(良好)の五段階で評価した。
【0247】
表18
【表18】

【0248】
表18に示すように、本発明の重合性組成物を用いた印刷ニス(実施例996〜998)は、非常に高感度であり、かつ黄変性が良好であったのに対し、本発明の重合性組成物を用いていない印刷ニス(比較例284〜288)は、硬化性と低黄変性を両立できるものはなかった。
<オーバーコート用途>
【0249】
(ラジカル重合性化合物の合成)
攪拌翼、温度計、還流冷却器、ガス導入管を備えたフラスコに、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油(水酸基:3個、エチレンオキサイドの単位数10個、商品名:「EMALEX HC−10」、日本エマルジョン社製)69.0重量部を仕込み、温度70℃、空気を吹き込みながら、2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート(商品名:「カレンズAOI」、昭和電工社製)21.2重量部を滴下し、滴下終了後3時間撹拌を維持した。反応終了後、室温に冷却し、ラジカル重合性化合物(C−1)を得た。
なお、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油由来の水酸基と2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート由来のイソシアネート基のモル比は、水酸基:イソシアネート基(2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート由来)=3モル:3モルであり、ラジカル重合性化合物(C−1)のアクリロイル基の平均個数は3個である。
【0250】
(実施例999)
ペンタエリスリトールトリアクリレート(商品名:「アロニックスM305」東亜合成社製)100重量部に対し、上記で合成したラジカル重合性化合物(C−1)5重量部、増感剤(A)を2.4重量部、ラジカル重合開始剤(B)7.6重量部、トルエン115重量部を混合し、不揮発分50%の硬化性組成物(コーティング用組成物または塗液ともいう。)を得た。
この組成物を、厚さ約100μmの表面易接着処理ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:「コスモシャインA4100」東洋紡社製)の易接着処理面にバーコーターを用いて塗布し、熱風オーブンで溶剤を除去した後、パナソニック電工株式会社製高出力UV−LED照射装置(中心波長385nm)にて、600mJ/cm2(UV−A領域)照射し、塗膜を重合硬化させ、乾燥膜厚約6μmのコート層を有する硬化塗膜付き基材を得た。
【0251】
実施例1000,1001、比較例289、290
実施例999の増感剤(A)とラジカル重合開始剤(B)とを表記載のものに置き換えた以外は、実施例と同様にしてニスを作製した。その配合を表19に示す。
【0252】
(実施例1002)
実施例999のコーティング用樹脂組成物に、さらに微粒子としてD50粒子径の4μmのシリカ(商品名:「Nipsil SS50−B」東ソーシリカ社製)を4部加えて塗液を調製した以外は、実施例999と同様にして、硬化塗膜付き基材を得た。
【0253】
表19
【表19】

【0254】
実施例999〜1002および比較例287〜288の硬化塗膜付き基材について、以下の物性評価を行い、結果を表20にまとめた。
【0255】
(鉛筆硬度)
硬化塗膜付き基材の硬化塗膜面に対して、クレメンス型引掻き硬度試験機(型式:HA−301テスター産業社製)を用いてJISK5400に準拠し、荷重750gにて測定した。
【0256】
(耐擦傷性)
#0000のスチールウールを装着した1平方センチメートルの角形パッドを硬化塗膜付き基材の硬化塗膜面上に置き、荷重500gで10回往復させた後、外観を目視で評価し、傷の本数を測定した。
【0257】
(ヘイズ値・全光線透過率)
Haze Meter(型式:NDH2000、日本電色社製)を用いて硬化塗膜付き基材のヘイズ値(Hz)を測定した。
【0258】
表20
【表20】

【0259】
表20に示すように、本発明の重合性組成物を用いた硬化塗膜付き基材(実施例1003〜1006)は、鉛筆硬度、耐擦傷性、透明性共に優れている事が確認出来た。一方、本発明の重合性組成物を用いていない硬化塗膜付き基材(比較例291〜292)は、十分な硬化性が得られないことが確認出来た。
<オーバーコート用途>
【0260】
[実施例1007〜1010、比較例293〜294]
攪拌羽根を有する混合機にエチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(エチレンオキサイド付加量3モル;Miramer M3130、MIWON社製)90重量部を添加し、攪拌しながらアミノ基を有するシリコーン樹脂A(シンエツシリコーンKP366、信越化学工業社製)1重量部、未処理シリカA(サイリシア350、富士シリシア化学社製)4重量部を添加し、全て添加した後に30分間攪拌混合しアミノ基を有するシリコーン樹脂のシリカへの吸着を促した。得られた処理物に対してアミノ基を有しないシリコーンA(サイラプレーンFM0721、チッソ社製)1重量部、アミノ基を有しないシリコーンB(シンエツシリコーンKF96−100CS、信越化学工業社製)3重量部、アミノ基を有する分散剤(DISPERBYK−168、ビックケミー・ジャパン社製)1重量部を攪拌しながら添加し、最後に30分攪拌混合した。次に表21記載の増感剤(A)とラジカル重合開始剤(B)とを加えた後に、酢酸エチルにて20%希釈後、50μm厚のコロナ処理PETにバーコーター#4で塗工、80℃で30秒乾燥後、パナソニック電工株式会社製高出力UV−LED照射装置(中心波長385nm)にて、600mJ/cm2(UV−A領域)照射し、塗膜を重合硬化させて塗工物を得た。
【0261】
表21
【表21】

【0262】
実施例及び比較例で得られた塗工物について、下記の方法で耐汚染性、耐セロハンテープ剥離性、及び耐溶剤性を評価した。評価結果を表22に記す。
【0263】
(耐汚染性評価)
塗工物作成で得られた塗工物の塗膜面に対して油性マジックで筆記し、4時間放置。その後拭き取りを行い、後残りの状況を評価した。
評価基準は、◎:乾拭きにて後残りなし
○:メタノールにて拭き取り後、後残りなし
△:メタノールにて拭き取り後、僅かに後残りあり
×:メタノールにて拭き取り後、後残りあり
実用レベルは〇以上である。
【0264】
(セロハンテープ剥離性評価)
塗工物作成で得られた塗工物の塗膜面にニチバン社製セロハンテープ(24mm幅)を貼り付け剥離の抵抗感を評価した。
評価基準 ◎:ほとんど抵抗がない
〇:やや抵抗があるがスムーズに剥がれる
△:抵抗がありなかなか剥がれない
×:剥がれない、もしくは基材から剥がれる
実用レベルは〇以上である
【0265】
(耐溶剤性評価)
塗工物作成で得られた塗工物の塗膜面をメチルエチルケトンを含浸させた脱脂綿で荷重1kgで100往復擦り、塗膜面の変化を評価した。
評価基準 ◎:変化なし
〇:僅かに外観・光沢変化あり
△:明らかに外観・光沢変化あり
×:塗膜面に穴があく
実用レベルは〇以上である。
【0266】
表22
【表22】

【0267】
表22に示すように、本発明の重合性組成物を用いた塗工物(実施例1011〜1014)は、耐汚染性、耐セロハンテープ剥離性、及び耐溶剤性共に優れている事が確認出来た。一方、本発明の重合性組成物を用いていない塗工物(比較例295〜296)は、十分な硬化性が得られないことが確認出来た。
【産業上の利用可能性】
【0268】
本発明は、新規な増感剤およびそれを用いた重合性組成物およびそれを光照射することにより得られる重合物に関するものである。本発明の増感剤は、エネルギー線の照射に対して、非常に高感度な増感剤として機能し、併用するラジカル重合開始剤の性能を飛躍的に引き出すことが可能である。従って本発明の増感剤を用いた重合性組成物は、従来より用いられてきたエネルギー線の照射により発生するラジカルを触媒とした重合、架橋反応などを迅速かつ確実に進行させることができ、その結果として各種用途のエネルギー線に対する高感度化、あるいは反応が十分進行することによる各種用途の特性向上等が期待できる。
【0269】
さらに、本発明の増感剤を用いた重合性組成物を使用することで、低黄変性を実現することができ、種々の用途において、使用制限されることがない。本発明により、高感度化や特性向上が期待できる用途の例としては、重合あるいは架橋反応を利用した成形樹脂、注型樹脂、光造形用樹脂、封止剤、歯科用重合レジン、印刷インキ、印刷ニス、塗料、印刷版用感光性樹脂、印刷用カラープルーフ、カラーフィルター用レジスト、ブラックマトリクス用レジスト、液晶用フォトスペーサー、リアプロジェクション用スクリーン材料、光ファイバー、プラズマディスプレー用リブ材、ドライフィルムレジスト、プリント基板用レジスト、ソルダーレジスト、半導体用フォトレジスト、マイクロエレクトロニクス用レジスト、マイクロマシン用部品製造用レジスト、エッチング用レジスト、マイクロレンズアレー、絶縁材、ホログラム材料、光学スイッチ、導波路用材料、オーバーコート剤、粉末コーティング、接着剤、粘着剤、離型剤、光記録媒体、粘接着剤、剥離コート剤、マイクロカプセルを用いた画像記録材料のための組成物、各種デバイスなどが挙げられる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(1)で表される増感剤(A)。
一般式(1)
【化1】

(式中、R1〜R10は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルキルオキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換の複素環オキシ基、置換もしくは未置換のアルキルスルファニル基、置換もしくは未置換のアリールスルファニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルフィニル基、置換もしくは未置換のアリールスルフィニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルホニル基、置換もしくは未置換のアリールスルホニル基、置換もしくは未置換のアシル基、置換もしくは未置換のアシルオキシ基、置換もしくは未置換のアミノ基、置換もしくは未置換のホスフィノイル基、置換もしくは未置換のカルバモイル基、または置換もしくは未置換のスルファモイル基を表す。
ただし、R1〜R5の少なくとも一つは下記一般式(2)で表される置換基であり、R6〜R10の少なくとも一つは電子供与性置換基である。)
一般式(2)
【化2】

(式中、R11〜R18は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルキルオキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換の複素環オキシ基、置換もしくは未置換のアルキルスルファニル基、置換もしくは未置換のアリールスルファニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルフィニル基、置換もしくは未置換のアリールスルフィニル基、置換もしくは未置換のアルキルスルホニル基、置換もしくは未置換のアリールスルホニル基、置換もしくは未置換のアシル基、置換もしくは未置換のアシルオキシ基、置換もしくは未置換のアミノ基、置換もしくは未置換のホスフィノイル基、置換もしくは未置換のカルバモイル基、または置換もしくは未置換のスルファモイル基を表す。)
【請求項2】
請求項1記載の増感剤(A)とラジカル重合開始剤(B)とラジカル重合成化合物(C)とを含んでなる重合性組成物。
【請求項3】
請求項2記載の重合性組成物を光照射することにより重合させてなる、重合物の製造方法。

【公開番号】特開2013−1713(P2013−1713A)
【公開日】平成25年1月7日(2013.1.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−130588(P2011−130588)
【出願日】平成23年6月10日(2011.6.10)
【出願人】(000222118)東洋インキSCホールディングス株式会社 (2,229)
【Fターム(参考)】