JP7522647B2 - 硬化性組成物、硬化物、及び化合物 - Google Patents
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Description
重合性複素環化合物(A)が、下記式(A1):
トリアジン環に結合している-NH-基は、それぞれ、RA1、RA2、及びRA3中の芳香環に結合し、
式(A2)中、Ra1及びRa2は、それぞれ独立に、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基、又はハロゲン原子であり、
n1及びn2は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
Ra3及びRa4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のハロゲン化アルキル基、又はフェニル基であり、
Ra3とRa4とは互いに結合して環を形成してもよく、
RA4がラジカル重合性基含有基か、カチオン重合性基含有基であり、
RA2、及びRA3がともに式(A2)で表される基である場合、RA2、及びRA3は、ともにラジカル重合性基含有基を有するか、又はともにカチオン重合性基含有基を有する。)
で表される化合物である、硬化性組成物である。
トリアジン環に結合している-NH-基は、それぞれ、RA1、RA2、及びRA3中の芳香環に結合し、
式(A2)中、Ra1及びRa2は、それぞれ独立に、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基、又はハロゲン原子であり、
n1及びn2は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
Ra3及びRa4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のハロゲン化アルキル基、又はフェニル基であり、
Ra3とRa4とは互いに結合して環を形成してもよく、
RA4がラジカル重合性基含有基か、カチオン重合性基含有基であり、
RA2、及びRA3がともに式(A2)で表される基である場合、RA2、及びRA3は、ともにラジカル重合性基含有基を有するか、又はともにカチオン重合性基含有基を有する。)
で表される化合物である。
硬化性組成物は、後述する式(A1)で表される化合物である重合性複素環化合物(A)と、開始剤(C)とを含む。硬化性組成物が式(A1)で表される化合物を含むことにより、硬化性組成物を硬化させることにより、高屈折率を示し、荒れや亀裂のような欠陥がない表面を有する硬化物を形成できる。
また、硬化性組成物が式(A1)で表される化合物を含むことにより、硬化性組成物の硬化物は耐熱性にも優れる。
また、硬化性組成物が式(A1)で表される化合物を含むことにより、硬化性組成物の硬化物は特定波長の光線透過率にも優れる。
RA2、及びRA3の少なくとも1つは下記式(A2):
トリアジン環に結合している-NH-基は、それぞれ、RA1、RA2、及びRA3中の芳香環に結合する。
式(A2)中、Ra1及びRa2は、それぞれ独立に、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基、又はハロゲン原子である。
n1及びn2は、それぞれ独立に0以上4以下の整数である。
Ra3及びRa4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のハロゲン化アルキル基、又はフェニル基である。
Ra3とRa4とは互いに結合して環を形成してもよい。
RA4は、ラジカル重合性基含有基か、カチオン重合性基含有基である。
RA2、及びRA3がともに式(A2)で表される基である場合、RA2、及びRA3は、ともにラジカル重合性基含有基を有するか、又はともにカチオン重合性基含有基を有する。
芳香環含有基が、式(A2)で表される基以外の基である場合、芳香環含有基は、上記の所定の要件を満たす限りにおいて特に限定されない。
置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。
1価の有機基としては、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、脂肪族アシル基、脂肪族アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルチオ基、及び脂肪族アシルチオ基等が挙げられる。
また、後述するラジカル重合性基含有基、及びカチオン重合性基含有基も1価の有機基として好ましい。
キノリニル基、及びイソキノリニル基が複数の置換基を有する場合、当該複数の置換基は互いに異なっていてもよい。
2-置換ベンゾチアゾリル基が置換基を有する場合、置換基の数は、所望する効果が損なわれない限りにおいて特に限定されない。2-置換ベンゾチアゾリル基が置換基を有する場合、置換基の数は、1又は2が好ましく、1がより好ましい。
2-置換ベンゾチアゾリル基が複数の置換基を有する場合、当該複数の置換基は互いに異なっていてもよい。
これらの基が置換基を有する場合、当該置換基は、キノリニル基、及びイソキノリニル基が有してもよい置換基と同様である。これらの基が複数の置換基を有する場合、当該複数の置換基は互いに異なっていてもよい。
芳香環含有基におけるラジカル重合性基含有基、又はカチオン重合性基含有基の結合位置は特に限定されない。
式(A2)中、Ra1及びRa2は、それぞれ独立に、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基、又はハロゲン原子である。
n1及びn2は、それぞれ独立に0以上4以下の整数である。
Ra3及びRa4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のハロゲン化アルキル基、又はフェニル基である。
Ra3とRa4とは互いに結合して環を形成してもよい。
RA4は、ラジカル重合性基含有基か、カチオン重合性基含有基である。
RA2、及びRA3がともに式(A2)で表される基である場合、RA2、及びRA3は、ともにラジカル重合性基含有基を有するか、又はともにカチオン重合性基含有基を有する。
Ra1、及びRa2としての炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n-ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、及びtert-ブチルオキシ基が挙げられる。
Ra1、及びRa2としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。
Ra3、及びRa4としての、炭素原子数1以上4以下のハロゲン化アルキル基の具体例は、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、ブロモメチル基、ジブロモメチル基、トリブロモメチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、3,3,3-トリフルオロエチル、ペンタフルオロエチル基、及びヘプタフルオロプロピル基等が挙げられる。
カチオン重合性基としては、典型的には、エポキシ基含有基、オキセタニル基含有基、ビニルオキシ基含有基等が挙げられる。これらの中では、エポキシ基含有基、及びビニルオキシ基含有基が好ましい。エポキシ基含有基としては、脂環式エポキシ基含有基や、グリシジル基が好ましい。なお、脂環式エポキシ基とは、脂肪族環式基において隣接する環構成原子としての2つの炭素原子が酸素原子を介して結合している脂肪族環式基である。つまり、脂環式エポキシ基は、脂肪族環上に、2つの炭素原子と1つの酸素原子とからなる3員環を含むエポキシ基を有する。
-(A01)na-R01・・・(A-I)
-(A01)na-R02-A02-R01・・・(A-II)
A01は、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-CO-S-、-O-CO-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、又は-NH-である。
A02は、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-CO-S-、-O-CO-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、又は-NH-である。
naは、0又は1である。
-O-R03、
-S-R03、
-O-CH2CH2-O-R03、
-O-CH2CH2CH2-O-R03、
-O-CH2CH2CH2CH2-O-R03、
-CO-O-CH2CH2-O-R03、
-CO-O-CH2CH2CH2-O-R03、
-CO-O-CH2CH2CH2CH2-O-R03、
-O-CH2CH2-NH-R03、
-O-CH2CH2CH2-NH-R03、
-O-CH2CH2CH2CH2-NH-R03、
-CO-O-CH2CH2-NH-R03、
-CO-O-CH2CH2CH2-NH-R03、
-CO-O-CH2CH2CH2CH2-R03、
-NH-R03、
-NH-CH2CH2-O-R03、
-NH-CH2CH2CH2-O-R03、
-NH-CH2CH2CH2CH2-O-R03、
-CO-NH-CH2CH2-O-R03、
-CO-NH-CH2CH2CH2-O-R03、
-CO-NH-CH2CH2CH2CH2-O-R03、
-NH-CH2CH2-NH-R03、
-NH-CH2CH2CH2-NH-R03、
-NH-CH2CH2CH2CH2-NH-R03、
-CO-NH-CH2CH2-NH-R03、
-CO-NH-CH2CH2CH2-NH-R03、及び、
-CO-NH-CH2CH2CH2CH2-NH-R03で表される基が挙げられる。これらの基におけるR03は、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。
-(A01)na-R04・・・(A3)
-(A01)na-R02-R05・・・(A4)
-(A01)na-R02-(CO)nb-A03-R04・・・(A5)
-(A01)na-R02-(CO)nb-A03-R07-R05・・・(A6)
-(A01)na-R02-O-R06・・・(A7)
-(A01)na-R02-(CO)nb-A03-R07-O-R06・・・(A8)
A01は、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-CO-S-、-O-CO-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、又は-NH-である。
A03は、-O-又は-NH-である。
nbは0又は1である。
-R08、
-O-CH2CH2-R08、
-O-CH2CH2CH2-R08、
-O-CH2CH2CH2CH2-R08、
-CO-O-CH2CH2-R08、
-CO-O-CH2CH2CH2-R08、
-CO-O-CH2CH2CH2CH2-R08、
-NH-CH2CH2-R08、
-NH-CH2CH2CH2-R08、
-NH-CH2CH2CH2CH2-R08、
-CO-NH-CH2CH2-R08、
-CO-NH-CH2CH2CH2-R08、及び、
-CO-NH-CH2CH2CH2CH2-R08で表される基が挙げられる。これらの基におけるR08は、ビニルオキシ基、グリシジルオキシ基、グリシジルチオ基、エポキシシクロペンチル基、エポキシシクロヘキシル基、又はエポキシシクロヘプチル基である。
YAは、キノリン-3-イル基、フェニル基、4-シアノフェニル基、3-シアノフェニル基、2-シアノフェニル基、3,4-ジシアノフェニル基、4-ニトロフェニル基、4-メトキシフェニル基、4-フェニルチオフェニル基、4-フェニルスルホニルフェニル基、4-ヨードフェニル基、ベンゾチアゾール-2-イル基、2-メルカプトベンゾチアゾール-5-イル基、4-フェニルフェニル基、4-(4-ニトロフェニル)フェニル基、4-(4-シアノフェニル)フェニル基、ナフタレン-1-イル基、及び4-(4-フェニルフェニル)フェニル基からなる群より選択される基である。
水酸基、メルカプト基、カルボキシ基、又はアミノ基等の官能基と、重合性基を有する化合物との反応としては、エーテル結合、カルボン酸エステル結合、カルボン酸アミド結合、及びチオエーテル結合を生成させる周知の反応を採用できる。
-O-CH2-CHOH-CH2-O-CO-CH=CH2
上記の反応は一例であり、ラジカル重合性基含有基、又はカチオン重合性基含有基は、種々の反応を組み合わせて実施することにより形成され得る。
式(A1)で表される化合物を製造する際に、ハロゲン化シアヌルと、RA1-NH2、RA2-NH2、及びRA3-NH2で表される芳香族アミン等の芳香族アミン類とを反応させる際の温度は特に限定されない。典型的には、反応温度は、0℃以上150℃以下が好ましい。
硬化性組成物は、重合性複素環化合物(A)とともに、重合性複素環化合物と重合し得る重合性化合物(B)を含んでいてもよい。
ラジカル重合性基としては、重合性複素環化合物(A)について前述した通りである。ラジカル重合性基を有する重合性化合物(B)としては、(メタ)アクリレート化合物や(メタ)アクリルアミド化合物等の1以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が好ましく、1以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート化合物がより好ましい。
これらの、ビニルエーテル化合物は、2種以上組み合わせて用いられてもよい。
エポキシ化合物の例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、及びビフェニル型エポキシ樹脂等の2官能エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、及びビスフェノールADノボラック型エポキシ樹脂等のノボラックエポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂のエポキシ化物等の環式脂肪族エポキシ樹脂;ナフタレン型フェノール樹脂のエポキシ化物等の芳香族エポキシ樹脂;ダイマー酸グリシジルエステル、及びトリグリシジルエステル等のグリシジルエステル型エポキシ樹脂;テトラグリシジルアミノジフェニルメタン、トリグリシジル-p-アミノフェノール、テトラグリシジルメタキシリレンジアミン、及びテトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサン等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂;トリグリシジルイソシアヌレート等の複素環式エポキシ樹脂;フロログリシノールトリグリシジルエーテル、トリヒドロキシビフェニルトリグリシジルエーテル、トリヒドロキシフェニルメタントリグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、2-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-2-[4-[1,1-ビス[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]エチル]フェニル]プロパン、及び1,3-ビス[4-[1-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-1-[4-[1-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-1-メチルエチル]フェニル]エチル]フェノキシ]-2-プロパノール等の3官能型エポキシ樹脂;テトラヒドロキシフェニルエタンテトラグリシジルエーテル、テトラグリシジルベンゾフェノン、ビスレゾルシノールテトラグリシジルエーテル、及びテトラグリシドキシビフェニル等の4官能型エポキシ樹脂;2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物が挙げられる。2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物は、EHPE-3150(ダイセル社製)として市販される。
オリゴマー又はポリマー型の多官能エポキシ化合物の典型的な例としては、フェノールノボラック型エポキシ化合物、臭素化フェノールノボラック型エポキシ化合物、オルソクレゾールノボラック型エポキシ化合物、キシレノールノボラック型エポキシ化合物、ナフトールノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールAノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールADノボラック型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂のエポキシ化物、ナフタレン型フェノール樹脂のエポキシ化物等が挙げられる。
-L-Ca (b1-IIa)
(式(b1-IIa)中、Lは直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、アリーレン基、-O-、-C(=O)-、-NH-及びこれらの組み合わせからなる基であり、Caはオキシラニル基(エポキシ基)である。式(b1-IIa)中、LとCaとが結合して環状構造を形成していてもよい。)
上記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等の炭素原子数が1以上18以下である(好ましくは炭素原子数1以上6以下、特に好ましくは炭素原子数1以上3以下)直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を挙げることができる。
シロキサン化合物が分子内に有するエポキシ基の数は2個以上であり、硬化膜を形成する際の架橋反応性に優れる点から2個以上6個以下が好ましく、特に好ましくは2個以上4個以下である。
重合性複素環化合物(A)又は、重合性複素間化合物(A)と硬化性化合物(B)とを硬化させるために、硬化性組成物は、開始剤(C)を含むの。重合性複素環化合物(A)、及び硬化性化合物(B)が、ラジカル重合性基を有する場合、開始剤(C)として、ラジカル重合開始剤(C1)が使用される。重合性複素環化合物(A)、及び硬化性化合物(B)が、カチオン重合性基を有する場合、開始剤(C)として、カチオン重合開始剤(C2)が使用される。開始剤(C)は、熱開始剤であっても光開始剤であってもよい。硬化性組成物の位置選択的な硬化を行うことができたり、硬化性組成物の成分の熱による劣化、揮発、昇華等の懸念が無い点等から、開始剤(C)としては光開始剤が好ましい。
開始剤(C)としては、特に限定されず、従来公知の種々の重合開始剤を用いることができる。
オキシムエステル化合物としては、下記式(c1)で表される部分構造を有する化合物が好ましい。
n1は、0、又は1であり、
Rc2は、一価の有機基であり、
Rc3は、水素原子、置換基を有してもよい炭素原子数1以上20以下の脂肪族炭化水素基、又は置換基を有してもよいアリール基であり、
*は結合手である。)
式(c1)で表される部分構造を有する化合物は、式(c1)で表される部分構造を1つ又は2つ有することが好ましい。
n1は、0、又は1であり、
Rc2は、一価の有機基であり、
Rc3は、水素原子、置換基を有してもよい炭素原子数1以上20以下の脂肪族炭化水素基、又は置換基を有してもよいアリール基である。)
n2は、0以上3以下の整数であり、
n2が2又は3の場合、複数のRc5は同一でも異なっていてもよく、複数のRc5は互いに結合して環を形成してもよい。
*は結合手である。)
Rc6とRc7とは互いに結合して環を形成してもよく、
Rc7とフルオレン骨格中のベンゼン環とが互いに結合して環を形成してもよく、
Rc8は、ニトロ基、又は1価の有機基、であり、
n3は、0以上4以下の整数であり、
*は結合手である。)
Rc4の好適な例としては、炭素原子数1以上20以下の置換基を有してもよいアルキル基、炭素原子数3以上20以下の置換基を有してもよいシクロアルキル基、炭素原子数2以上20以下の置換基を有してもよい飽和脂肪族アシル基、炭素原子数2以上20以下の置換基を有してもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよいフェノキシカルボニル基、置換基を有してもよい炭素原子数7以上20以下のフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよいナフトキシカルボニル基、置換基を有してもよい炭素原子数11以上20以下のナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、及び置換基を有してもよいヘテロシクリルカルボニル基等が挙げられる。
Rc4がヘテロシクリル基である場合、当該ヘテロシクリル基が有していてもよい置換基としては、水酸基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。
また、硬化性組成物中での式(c3)で表される化合物の溶解性が良好である点から、n-オクチル基、及び2-エチルヘキシル基が好ましく、2-エチルヘキシル基がより好ましい。
Rc5として好適な1価の有機基の例としては、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、飽和脂肪族アシル基、アルコキシカルボニル基、飽和脂肪族アシルオキシ基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいフェノキシ基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよいフェノキシカルボニル基、置換基を有してもよいベンゾイルオキシ基、置換基を有してもよいフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトキシ基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよいナフトキシカルボニル基、置換基を有してもよいナフトイルオキシ基、置換基を有してもよいナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、置換基を有してもよいヘテロシクリルカルボニル基、1、2の有機基で置換されたアミノ基、モルホリン-1-イル基、ピペラジン-1-イル基、ハロゲン、ニトロ基、シアノ基、HX2C-又はH2XC-で表される基を含む置換基(ただし、Xは、各々独立に、ハロゲン原子である)等が挙げられる。
Rc5がヘテロシクリルカルボニル基である場合、ヘテロシクリルカルボニル基に含まれるヘテロシクリル基は、Rc5がヘテロシクリル基である場合と同様である。
Rc8が1価の有機基である場合の好適な例としては、式(c3)中のRc5としての1価の有機基の好適な例と同様の基が挙げられる。
式(c5)におけるRc9が1価の有機基である場合、本発明の目的を阻害しない範囲で、種々の有機基から選択できる。有機基としては、炭素原子含有基が好ましく、1以上の炭素原子、並びにH、O、S、Se、N、B、P、Si、及びハロゲン原子からなる群より選択される1以上の原子からなる基がより好ましい。炭素原子含有基の炭素原子数は特に限定されず、1以上50以下が好ましく、1以上20以下がより好ましい。
式(c5)においてRc9が有機基である場合の好適な例としては、式(c3)中のRc5としての1価の有機基と同様の基が挙げられる。
Rc2としての1価の有機基の好適な例としては、式(c3)中のRc5としての1価の有機基と同様の基が挙げられる。これらの基の具体例は、式(c3)中のRc5について説明した基と同様である。
また、Rc2としてはシクロアルキルアルキル基、芳香環上に置換基を有していてもよいフェノキシアルキル基、芳香環上に置換基を有していてもよいフェニルチオアルキル基、も好ましい。フェノキシアルキル基、及びフェニルチオアルキル基が有していてもよい置換基は、式(c3)中のRc5に含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基がさらに置換基を有する場合の置換基と同様である。
n5は0以上4以下の整数であり、
Rc10及びRc11がベンゼン環上の隣接する位置に存在する場合、Rc10とRc11とが互いに結合して環を形成してもよく、
Rc12は、1価の有機基であり、
n6は1以下8以下の整数であり、
n7は1以上5以下の整数であり、
n8は0以上(n7+3)以下の整数である。)
上記式(c7)中、n7は0以上4以下の整数であり、0又は1であるのが好ましく、0であるのがより好ましい。
上記式(c8)中、n8は1以上8以下の整数であり、1以上5以下の整数が好ましく、1以上3以下の整数がより好ましく、1又は2が特に好ましい。
硬化性組成物における開始剤(C)の含有量は、後述する溶媒(S)の質量を除いた硬化性組成物の質量を100質量部としたときに、0.01質量部以上20質量部以下が好ましく、0.1質量部以上15質量部以下がより好ましく、1質量部以上10質量部以下がさらに好ましい。
硬化性組成物は、必要に応じて、上記の成分以外のその他成分として各種の添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、増感剤、硬化促進剤、充填剤、分散剤、シランカップリング剤等の密着促進剤、酸化防止剤、凝集防止剤、熱重合禁止剤、消泡剤、界面活性剤等が挙げられる。
充填剤としては、硬化物の屈折率の高さの点から、酸化チタン粒子や酸化ジルコニウム粒子等の金属酸化物粒子が好ましい。
これらの添加剤の使用量は、硬化性組成物においてこれらの添加剤が使用される量を勘案して適宜定められる。
硬化性組成物は、典型的には、塗布性の調整の目的等で溶媒(S)を含むのが好ましい。溶媒(S)としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール-n-プロピルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチ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等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン等のケトン類;2-ヒドロキシプロピオン酸メチル、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル等の乳酸アルキルエステル類;2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エ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、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2-ヒドロキシ-3-メチルブタン酸メチル、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルプロピオネート、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、蟻酸n-ペンチル、酢酸イソペンチル、プロピオン酸n-ブチル、酪酸エチル、酪酸n-プロピル、酪酸イソプロピル、酪酸n-ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸n-プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2-オキソブタン酸エチル等の他のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド類等が挙げられる。
以上説明した硬化性組成物を、所望する形状に成形した後、開始剤(C)の種類に応じて硬化性組成物に対して露光、又は加熱を行うことにより硬化物を製造できる。成形方法としては特に限定されず、硬化物の形状に応じて適宜選択される。成形方法としては、例えば、塗布や、型への注型等が挙げられる。
以下、硬化物の製造方法の代表例として、硬化膜の製造方法について説明する。
加熱条件としては、例えば、80℃以上280℃以下が好ましく、120℃以上230℃以下がより好ましい。加熱時間は、例えば、5分以上12時間以下が好ましく、10分以上6時間以下がより好ましく、30分以上1時間以上が特に好ましい。
また、上記の方法によれば、光線透過率の高い硬化物を形成することができる。硬化物の光線透過率としては、膜厚1μの硬化膜についての波長460nmの光線透過率として、88%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、94%以上が特に好ましい。
容量300mLの反応容器に、3-アミノキノリン3.91g(0.027mol)、及び酢酸200mLを加えた。反応溶液内を窒素雰囲気に置換した後、室温で、反応容器内に塩化シアヌル5.00g(0.027mol)を加えた。その後、3-アミノキノリンと、塩化シアヌルとを室温で2時間反応させた。次いで、反応溶液内に、2-(4-アミノフェニル)-2-(4-ヒドロキシフェニル)プロパン13.60g(0.060mol)を加えて、反応容器の内容物を110℃で3時間撹拌した。撹拌終了後、反応液に、水200mLを加えて、生成物を析出させた。析出物をろ過により回収した後にエタノールで洗浄した。洗浄後の析出物を乾燥させることにより、下記構造の中間体を14.4g得た。
1H-NMR(CDCl3):1.72(s、12H)、5.74(dd、2H)、6.10(dd、2H)、6.24(dd、2H)、7.07-7.42(m、19H)、7.77(d、1H)、7.96(d、1H)、8.18(s、1H)、8.81(s、1H)、8.91(s、2H)
3-アミノキノリンを4-シアノアニリンに変えることの他は、実施例1と同様にして、下記構造の化合物A-2を得た。
1H-NMR(CDCl3):1.72(s、12H)、5.74(dd、2H)、6.10(dd、2H)、6.24(dd、2H)、7.14-7.48(m、20H)、8.82(s、1H)、8.90(s、2H)
3-アミノキノリンを2-メルカプト-6-アミノベンゾチアゾールに変えることの他は、実施例1と同様にして、下記構造の化合物A-3を得た。
1H-NMR(CDCl3):1.72(s、12H)、5.74(dd、2H)、6.10(dd、2H)、6.24(dd、2H)、7.11-7.61(m、19H)、8.91(s、2H)、9.43(s、1H)、13.2(s、1H)
3-アミノキノリンを4-(4-シアノフェニル)アニリンに変えることの他は、実施例1と同様にして、下記構造の化合物A-4を得た。
1H-NMR(CDCl3):1.72(s、12H)、5.74(dd、2H)、6.10(dd、2H)、6.24(dd、2H)、7.17-7.84(m、24H)、8.82(s、1H)、8.90(s、2H)
3-アミノキノリンを4-(4-フェニルフェニル)アニリンに変えることの他は、実施例1と同様にして、下記構造の化合物A-5を得た。
1H-NMR(CDCl3):1.72(s、12H)、5.74(dd、2H)、6.10(dd、2H)、6.24(dd、2H)、7.14-7.75(m、29H)、8.90(s、3H)
容量300mLの反応容器に、2-(4-アミノフェニル)-2-(4-ヒドロキシフェニル)プロパン6.19g(0.027mol)、及び酢酸200mLを加えた。反応溶液内を窒素雰囲気に置換した後、室温で、反応容器内に塩化シアヌル5.00g(0.027mol)を加えて、反応容器の内容物を室温で1時間撹拌した。その後、4-シアノアニリン7.05g(0.060mol)を加え、反応容器の内容物を110℃で3時間撹拌した。撹拌終了後、反応液に、水200mLを加えて、生成物を析出させた。析出物をろ過により回収した後、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、下記構造の化合物中間体を11.6g得た。
1H-NMR(CDCl3):1.72(s、6H)、5.74(dd、1H)、6.10(dd、1H)、6.24(dd、1H)、7.07-7.47(m、16H)、8.81(s、1H)、8.91(s、2H)
実施例7~12において、重合性複素環化合物として、実施例1~6で得た、化合物A-1~A-6を用いた。比較例1、及び比較例2において、重合性複素環化合物として、下記構造の化合物A-7、及び化合物A-8を用いた。
得られた硬化性組成物を用いて、以下の方法に従い、硬化物の屈折率の測定、硬化物の光線透過率の測定、硬化物の耐熱性の評価、及び硬化物の表面外観の評価を行った。これらの測定結果、及び評価結果を表1に記す。
ガラス基板上に、硬化性組成物をスピンコーターを用いて塗布した後、硬化生物からなる膜を110℃で2分間加熱して、膜厚1μmの硬化膜が形成される厚さの塗布膜を得た。得られた塗布膜に対して、高圧水銀灯を用いて積算露光量が100mJ/cm2となるように露光を行った。露光後の塗布膜を、110℃で2分間加熱して、膜厚1μmの硬化膜を得た。
得られた硬化膜に対して、Metricon社製プリズムカプラーを用いて屈折率の測定を行い、波長550nmにおける硬化膜の屈折率の値を求めた。
屈折率の測定と同様にして形成された膜厚1μmの硬化膜に対して、大塚電子社製マルチチャンネル分光器(MCPD-3000)を用いて光線透過率の測定を行い、波長460nmの光線の透過率を求めた。
屈折率の測定と同様にして形成された硬化膜の表面を光学顕微鏡により観察した。光学顕微鏡による観察結果に基づき、以下の基準に従い、硬化物の表面外観を評価した。
〇:表面に荒れや亀裂が観察されない。
×:表面に荒れや亀裂が観察される。
屈折率の測定と同様にして形成された硬化膜の任意の位置における膜厚T0を、μm単位で小数点以下3位の桁まで測定した。次いで、硬化膜を、200℃30分間加熱した。加熱後、膜厚T0を測定した位置と同じ位置において、硬化膜の膜厚T1を測定した。T0及びT1の測定値に基づいて、下記式に従って膜厚変化率を求めた。
膜厚変化率(%)=│(T1-T0)/T0×100│
求められた膜厚変化率から、以下の基準に従って、硬化物の耐熱性を評価した。
◎:膜厚変化率が1%未満である。
〇:膜厚変化率が1%以上3%未満である。
×:膜厚変化率が3%以上である。
他方、表1によれば、硬化性組成物が重合性複素環化合物を含んでいても、重合性複素環化合物の構造が式(A1)で表される構造に該当しない場合、硬化物について、高い屈折率と良好な表面外観とを両立できないことが分かる。
Claims (8)
- 重合性複素環化合物(A)と、開始剤(C)、
前記重合性複素環化合物(A)が、下記式(A1):
(式(A1)中、RA1、RA2、及びRA3は、それぞれ芳香環含有基であり、RA2、及びRA3の少なくとも1つが下記式(A2):
で表される基であり、
トリアジン環に結合している-NH-基は、それぞれ、RA1、RA2、及びRA3中の芳香環に結合し、
式(A2)中、Ra1及びRa2は、それぞれ独立に、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基、又はハロゲン原子であり、
n1及びn2は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
Ra3及びRa4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のハロゲン化アルキル基、又はフェニル基であり、
Ra3とRa4とは互いに結合して環を形成してもよく、
RA4がラジカル重合性基含有基か、カチオン重合性基含有基であり、
RA2、及びRA3がともに式(A2)で表される基である場合、RA2、及びRA3は、ともにラジカル重合性基含有基を有するか、又はともにカチオン重合性基含有基を有する。)
で表される化合物である、硬化性組成物。 - 前記重合性複素環化合物(A)と重合し得る、前記重合性複素環化合物(A)以外の重合性化合物(B)を含み、
前記RA4がラジカル重合性基含有基である場合、前記重合性化合物(B)がラジカル重合性基を有し、
前記RA4がカチオン重合性基含有基である場合、前記重合性化合物(B)がカチオン重合性基を有する、請求項1に記載の硬化性組成物。 - 前記RA4が、ラジカル重合性含有基であり、前記ラジカル重合性基含有基が(メタ)アクリロイル基を有する、請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の硬化性組成物の硬化物。
- 波長550nmの光線の屈折率が1.63以上である、請求項4に記載の硬化物。
- 下記式(A1):
(式(A1)中、RA1、RA2、及びRA3は、それぞれ芳香環含有基であり、RA2、及びRA3の少なくとも1つが下記式(A2):
で表される基であり、
トリアジン環に結合している-NH-基は、それぞれ、RA1、RA2、及びRA3中の芳香環に結合し、
式(A2)中、Ra1及びRa2は、それぞれ独立に、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基、又はハロゲン原子であり、
n1及びn2は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
Ra3及びRa4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のハロゲン化アルキル基、又はフェニル基であり、
Ra3とRa4とは互いに結合して環を形成してもよく、
RA4がラジカル重合性基含有基か、カチオン重合性基含有基であり、
RA2、及びRA3がともに式(A2)で表される基である場合、RA2、及びRA3は、ともにラジカル重合性基含有基を有するか、又はともにカチオン重合性基含有基を有する。)
で表される化合物 - 前記RA4が、ラジカル重合性含有基である、請求項6に記載の化合物。
- 前記ラジカル重合性基含有基が(メタ)アクリロイル基を有する、請求項6又は7に記載の化合物。
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