以下、本発明を詳細に記述する。
(光ラジカル重合性組成物)
本発明の光ラジカル重合性組成物は、ラジカル重合性化合物、光ラジカル重合開始剤及び光ラジカル重合増感剤を含有する光ラジカル重合性組成物であって、光ラジカル重合開始剤が一般式(1)で表されるベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤であり、光ラジカル重合増感剤が一般式(2)で表されるエステル基を有する9,10-ビス(アルコキシカルボニルアルキレンオキシ)アントラセン化合物である。以下、各成分について説明する。
(ベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤)
本発明に用いられるベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤は、下記一般式(1)で表される。
一般式(1)において、R5からR14はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1から10のアルキル基、炭素数1から10のアルコキシ基、炭素数1から10のアシル基、炭素数1から10のアシルオキシ基、炭素数5から12のアリール基、炭素数5から12のアリールオキシ基、水酸基、ビニル基、炭素数1から10のアルキル基を有するアルキルカルボニル基、炭素数6から15のアリール基を有するアリールカルボニル基、ヒドロキシカルボニル基、炭素数1から10のアルキル基を有するアルキルオキシカルボニル基、炭素数6から15のアリール基を有するアリールオキシカルボニル基、炭素数1から10のアルキル基を有するアルキルチオ基、フェニルチオ基、炭素数1から10のアルキル基を有するアルキルフェニルチオ基、炭素数6から20のアリール基を有するアリールフェニールチオ基、炭素数1から10のアルキル基を有するモノアルキルアミノ基、炭素数1から10のアルキル基を有するジアルキルアミノ基、ヒドロキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基又はハロゲン原子を表す。
一般式(1)中、R5乃至R14で表される炭素数1から10のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、n-アミル基、i-アミル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、n-ノニル基、n-デシル基、シクロヘキシル基等の直鎖状、分枝鎖状又は環状のアルキル基を挙げることができる。炭素数5から12のアリール基としては置換基を有しても良いフェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられる。
炭素数1から10のアルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等の直鎖状、分枝鎖状又は環状のアルコキシ基を挙げることができる。炭素数5から12のアリールオキシ基としては置換基を有しても良いフェニルオキシ基、トリルオキシ基、ナフチルオキシ基等が挙げられる。
炭素数1から10のアルキル基を有するアルキルカルボニル基としては、アセチル基、プロピオニル基、n-ブタノイル基、iso-ブタノイル基、n-ペンタノイル基、n-ヘキサノイル基、n-ヘプタノイル基、n-オクタノイル基、2-エチルヘキサノイル基、n-ノナノイル基、n-デカノイル基等が挙げられる。また、炭素数6から15のアリール基を有するアリールカルボニル基としては、ベンゾイル基、ナフトイル基等が挙げられる。
炭素数1から10のアルキル基を有するアルキルオキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロピルオキシカルボニル基、イソプロピルオキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基、i-ブトキシカルボニル基、sec-ブトキシカルボニル基、tert-ブトキシカルボニル基、n-ペンチルオキシカルボニル基、2,2-ジメチルプロピルオキシカルボニル基、シクロペンチルオキシカルボニル基、n-ヘキシルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル基、n-ヘプチルオキシカルボニル基、2-メチルペンチルオキシカルボニル基、n-オクチルオキシカルボニル基、2-エチルヘキシルオキシカルボニル基、n-ノニルオキシカルボニル基、n-デシルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル基等の直鎖状、分枝鎖状又は環状のアルキルオキシカルボニル基を挙げることができる。炭素数6から15のアリール基を有するアリールオキシカルボニル基としては、例えば、フェノキシカルボニル基、1-ナフチルオキシカルボニル基、2-ナフチルオキシカルボニル基等を挙げることができる。R2とR3が互いに結合して環を形成する例としては、シクロヘキサン環などが挙げられる。
炭素数1から10のアルキル基を有するアルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、n-プロピルチオ基、i-プロピルチオ基、n-ブチルチオ基、i-ブチルチオ基、n-アミルチオ基、i-アミルチオ基、n-ヘキシルチオ基、n-ヘプチルチオ基、n-オクチルチオ基、2-エチルヘキシルチオ基、n-ノニルチオ基、n-デシルチオ基、シクロヘキシルチオ基等を挙げることができる。
炭素数1から10のアルキル基を有するアルキルフェニルチオ基としては、4-メチルフェニルチオ基、3-メチルフェニルチオ基、2-メチルフェニルチオ基、4-エチルフェニルチオ基、3-エチルフェニルチオ基、4-プロピルフェニルチオ基、4-ブチルフェニルチオ基、4-ヘキシルフェニルチオ基、4-シクロヘキシルチオ基等を挙げることができる。
炭素数6から20のアリール基を有するアリールフェニールチオ基としては、4-フェニルフェニルチオ基、3-フェニルフェニルチオ基、4-メチルフェニルフェニルチオ基、4-[2-メチル-2-(4-メチルフェニルスルホニル)プロパン-1-オン]フェニルチオ基等を挙げることができる。
炭素数1から10のアルキル基を有するモノアルキルアミノ基としては、メチルアミノ基、エチルチオ基、n-プロピルチオ基、i-プロピルチオ基、n-ブチルアミノ基、i-ブチルアミノ基、n-アミルアミノ基、i-アミルアミノ基、n-ヘキシルアミノ基、n-ヘプチルアミノ基、n-オクチルアミノ基、2-エチルヘキシルアミノ基、n-ノニルアミノ基、n-デシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基等を挙げることができる。
炭素数1から10のアルキル基を有するジアルキルアミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルチオ基、ビス(n-プロピル)チオ基、ビス(i-プロピル)チオ基、ビス(n-ブチル)アミノ基、ビス(i-ブチル)アミノ基、ビス(n-アミル)アミノ基、ビス(i-アミル)アミノ基、ビス(n-ヘキシル)アミノ基、ビス(n-ヘプチル)アミノ基、ビス(n-オクチル)アミノ基、ビス(2-エチルヘキシル)アミノ基、ビス(n-ノニル)アミノ基、ビス(n-デシル)アミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基等を挙げることができる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、よう素原子を挙げることができる。
ベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤の例としては種々の化合物が知られているが、その中でもベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4-メトキシベンゾフェノン、4-ヒドロキシベンゾフェノン、4,4’- ジヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-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、3,3’-ジメチル-4-メトキシベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、3,3,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’-ジフェノキシベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルスルフィド、1-[4-(4-ベンゾイルフェニルスルファニル)フェニル]-2-メチル-2-(4-メチルフェニルスルホニル)プロパン-1-オン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン及びフルオレノンからなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましいなどが挙げられる。また、上記ベンゾフェノン化合物を主鎖や末端、側鎖に含む鎖状高分子化合物、分岐型高分子化合物又は樹状高分子化合物であってもよい。ベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤の市販品としては、ケンブリッジインターナショナル製のChemcure-BP(Benzophenone)、Chemcure-64(4-chloroBenzophenone)、Chemcure-65(Methyl-2-benzoylbenzoate)、Chemcure-PBP(4-phenylBenzophenone)、Chemcure-BMS(4-(4’-methylphenylthio)-benzophenone)、Esacure1001M、Chemcure-MEK(4,4’-Bis(diethylamino)Benzophenone(Michler’s EthylKetone))等が挙げられる。
ベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤としては、生体に対する毒性の懸念および着色の問題から、アルキルアミノ基が置換したベンゾフェノン化合物は用途によっては、好ましくない。例示した化合物では、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが挙げられる。また、ベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤には、光吸収領域が最大でも350nm付近程度までしかないものが多く、350nmより長波長の光で重合硬化させようとすると重合が進行しなかったり、十分でなかったりする場合があるという問題があるが、本発明の特定の構造を有する9,10-ビス(アルコキシカルボニルアルキレンオキシ)アントラセン化合物を用いることにより、350nm以上の波長、例えば、LED光源が発する365nm、385nm、395nm、405nmというような長波長の光によっても、極めて高速でラジカル重合性化合物を重合させることができるということが特徴である。すなわち、350nmより長波長域に十分な強度で吸収を持たないベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤に用いるのが効果的であるといえる。その意味で、例示したこれらの化合物の中でも、紫外および可視領域の吸収スペクトルにおける吸収極大波長が350nmから420nmの範囲にないベンゾフェノン化合物が好ましく、化合物名を例示すれば、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-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、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、2,4-ジクロロベンゾフェノン、2,4’-ジクロロベンゾフェノン、4,4’-ジクロロベンゾフェノン又は4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルスルフィドなどが好ましい。
そして更に言えば、本発明の光ラジカル重合増感剤である一般式(2)で表されるエステル基を有する9,10-ビス(アルコキシカルボニルアルキレンオキシ)アントラセン化合物は、生体に対する活性が高く安全性に懸念が抱かれることが多い窒素原子や硫黄原子等を含有していないことから、その組み合わせとして用いられるベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤もそれらの元素を含まない、炭素原子、酸素原子及び水素原子のみからなる化合物が好ましい。その意味で、一般式(1)で表されるベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤におけるR5からR14がそれぞれ独立に水素原子、炭素数1から10のアルキル基、炭素数1から10のアルコキシ基、炭素数1から10のアシル基、炭素数1から10のアシルオキシ基、炭素数5から12のアリール基、炭素数5から12のアリールオキシ基、水酸基、ビニル基、炭素数1から10のアルキル基を有するアルキルカルボニル基、炭素数6から15のアリール基を有するアリールカルボニル基、ヒドロキシカルボニル基、炭素数1から10のアルキル基を有するアルキルオキシカルボニル基、炭素数6から15のアリール基を有するアリールオキシカルボニル基、ヒドロキシ基、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基であることが好ましい。具体的には、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-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、2,4,6-トリメチルベンゾフェノンが特に好ましい。また、一般式(2)で表されるエステル基を有する9,10-ビス(アルコキシカルボニルアルキレンオキシ)アントラセン化合物は、基本的には、炭素原子、酸素原子、水素原子のみから構成されているが、一般式(2)におけるX、Yが水素原子又は炭素数1から8のアルキル基であることが更に好ましい。
本発明における光ラジカル重合性組成物において、光ラジカル重合開始剤としてタイプIIに属するベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤を用いている。タイプIIの光ラジカル重合開始剤としては、チオキサントン系光ラジカル重合開始剤も知られており、よく用いられている。ベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤は長波長の光での活性が低いが、重合硬化物の着色度が低く、かつ重合物と基材との密着性が高いという特徴を持つ。一方、チオキサントン系光ラジカル重合開始剤は、長波長の光での活性が高いが、着色が激しいという欠点を有する。本発明は、タイプIIの光ラジカル重合開始剤の中でも、着色の問題が少ないベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤に特異的に作用し、長波長域の光の照射において、極めて高速でラジカル重合性化合物を重合させることができるという特徴を有する。
ベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤と分子内開裂型の光ラジカル重合開始剤との違いは、ベンゾフェノン骨格が分解しないということである。例えば、分子内開裂型(タイプI)の開始剤である1 -ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとタイプIIの開始剤であるベンゾフェノンを比較すると、ともにケトン基を有し、光照射により励起され、励起種からラジカル種を生成し、ラジカル重合を開始させる能力を有するが、1 -ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンはアルキルフェノン構造を持ち、ケトン基の一方がフェニル基で他方がアルキル基であるために、ケトン基とアルキル基の間の結合が紫外線照射で与えられるエネルギーにより開裂が可能となり、ホモリティクに開裂してラジカルを生成する。一方、両方が芳香環であるベンゾフェノンではケトン基と芳香環の結合エネルギーが大きいため、吸収する紫外線のエネルギーでは開裂は起こらない。そのため、ベンゾフェノンでは励起状態が安定であり、周辺に存在する他の分子から水素を引き抜いてラジカル種を生成し、そのラジカル種が重合反応を開始する。ベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤は、一重項励起状態から速やかに項間交差を起こして三重項励起状態に遷移することが知られており、その効率が高いことが知られている。
このタイプIIに特有の水素引き抜き反応は、開始剤周辺にある分子から水素原子を引抜きラジカル開始種とする反応であるが、ラジカル重合性組成物が塗布された基材がポリエチレン等のポリマーからできている場合はその基材表面の水素原子を引き抜いて、ラジカル開始種を生成する反応も起こる。この反応がこのタイプIIの開始剤を用いた重合硬化物と基材の密着性が高くなる要因となっている。この分子内開裂型開始剤にはない特殊な性質を持つベンゾフェノン系光ラジカル重合性開始剤をレジストやインク分野で近年よく用いられる395nmや405nmのLED光源で高速で硬化可能としたのが本発明である。
(エステル基を有する9,10-ビス(アルコキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン化合物)
次に本発明に用いるエステル基を有する9,10-ビス(アルコキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン化合物について説明する。本発明に用いるエステル基を有する9,10-ビス(アルコキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン化合物は、下記一般式(2)の化合物である。
一般式(2)において、Aは炭素数1から20のアルキレン基を表し、該アルキレン基はアルキル基によって分岐していてもよい。R1及びR2はそれぞれ独立に炭素数1から20のアルキル基を表し、該アルキル基は、アルキル基によって分岐していてもよく、シクロアルキル基でもシクロアルキルアルキル基でもよく、ヒドロキシ基で置換されていてもよく、炭素原子の一部が酸素原子によって置き換わっていてもよい(但し、過酸化物を形成する場合は除く)。X、Yは同一であっても異なってもよく、水素原子、炭素数1から8のアルキル基又はハロゲン原子を表す。
一般式(2)において、Aで表される炭素数1から20のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基、ノナデシレン基、イコシレン基等が挙げられ、該アルキレン基はアルキル基によって分岐していてもよい。
一般式(2)において、X又はYで表される炭素数1から8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、n-ペンチル基、i-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基又は2-エチルヘキシル基等が挙げられ、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子が挙げられる。
一般式(2)において、R1又はR2で表される炭素数1から20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、i-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基又はn-イコシル基等が挙げられ、該アルキル基がヒドロキシ基で置換されていているものとしては、2-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシプロピル基、3-ヒドロキシプロピル基、2-ヒドロキシブチル基、3-ヒドロキシブチル基、4-ヒドロキシブチル基、5-ヒドロキシペンチル基、6-ヒドロキシヘキシル基、7-ヒドロキシヘプチル基、8-ヒドロキシオクチル基、6-ヒドロキシ-2-エチルヘキシル基、9-ヒドロキシノニル基、10-ヒドロキシデシル基、11-ヒドロキシウンデシル基、12-ヒドロキシドデシル基、2-ヒドロキシ-3-メトキシプロピル基、2-ヒドロキシ-3-エトキシプロピル基、2-ヒドロキシ-3-プロポキシプロピル基、2-ヒドロキシ-3-ブトキシプロピル基、2-ヒドロキシ-3-ペンチルオキシプロピル基、2-ヒドロキシ-3-ヘキシルオキシプロピル基、2-ヒドロキシ-3-オクチルオキシプロピル基、2-ヒドロキシ-3-(2-エチルヘキシルオキシ)プロピル基、2,3-ジヒドロキシプロピル基、2-ヒドロキシ-3-アリルオキシプロピル基、2-ヒドロキシ-3-メタリルオキシプロピル基等が挙げられる。シクロアルキル基としては、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、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、4-n-ドデシルシクロヘキシル基、デカヒドロナフチル基、ヒドロキシシクロヘキシル基等が挙げられ、シクロアルキルアルキル基としては、シクロプロピルメチル基、シクロブチルメチル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘプチルメチル基、シクロオクチルメチル基、シクロノニルメチル基、シクロデシルメチル基、2-シクロブチルエチル基、2-シクロペンチルエチル基、2-シクロヘキシルエチル基、2-シクロヘプチルエチル基、2-シクロオクチルエチル基、2-シクロノニルエチル基、2-シクロデシルエチル基、3-シクロブチルプロピル基、3-シクロペンチルプロピル基、3-シクロヘキシルプロピル基、3-シクロヘプチルプロピル基、3-シクロオクチルプロピル基、3-シクロノニルプロピル基、3-シクロデシルプロピル基、4-シクロブチルブチル基、4-シクロペンチルブチル基、4-シクロヘキシルブチル基、4-シクロヘプチルブチル基、4-シクロオクチルブチル基、4-シクロノニルブチル基、4-シクロデシルブチル基、3-3-アダマンチルプロピル基、デカハイドロナフチルプロピル基等が挙げられる。
本発明の一般式(2)で表されるエステル基を有する9,10-ビス(アルコキシカルボニルアルキレンオキシ)アントラセン化合物の具体例としては、例えば、9,10-ビス(メトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-プロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ペンチルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルエチルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(2-ヒドロキシエトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(シクロヘキシルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(シクロヘキシルメチルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(ノルボルニルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン等が挙げられる。
更に、例えば9,10-ビス(メトキシカルボニルペンチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルペンチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルペンチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルペンチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルペンチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルヘキシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルヘキシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルヘキシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルヘキシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルヘキシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルヘプチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルヘプチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルヘプチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルヘプチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルヘプチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルオクチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルオクチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルオクチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルオクチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルオクチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルノニレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルノニレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルノニレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルノニレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルノニレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルウンデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルウンデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルウンデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルウンデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルウンデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルドデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルドデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルドデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルドデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルドデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルトリデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルトリデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルトリデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルトリデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルトリデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルテトラデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルテトラデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルテトラデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルテトラデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルテトラデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルペンタデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルペンタデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルペンタデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルペンタデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルペンタデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルヘキサデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルヘキサデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルヘキサデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルヘキサデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルヘキサデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルヘプタデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルヘプタデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルヘプタデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルヘプタデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルヘプタデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルオクタデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルオクタデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルオクタデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルオクタデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルオクタデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルノナデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルノナデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルノナデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルノナデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルノナデシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルイコシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルイコシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルイコシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルイコシレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルイコシレンオキシ)アントラセン等が挙げられる。
また、X及び/又はYがアルキル基の具体例としては、例えば、2-エチル-9,10-ビス(メトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(エトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(n-プロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(n-ペンチルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(メトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(エトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(メトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(エトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(エトキシカルボニルエチルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(メトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(エトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(メトキシカルボニルオクチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(エトキシカルボニルオクチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルオクチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルオクチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルオクチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(メトキシカルボニルヘキサデシレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(エトキシカルボニルヘキサデシレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルヘキサデシレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルヘキサデシレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルヘキサデシレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(メトキシカルボニルイコシレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(エトキシカルボニルイコシレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルイコシレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルイコシレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルイコシレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(2-ヒドロキシエトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(シクロヘキシルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(シクロヘキシルメチルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(ノルボルニルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン等が挙げられる。
更に、例えば、2-アミル-9,10-ビス(メトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(エトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(n-プロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(n-ペンチルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(メトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(エトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(メトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(エトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(エトキシカルボニルエチルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(メトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(エトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(2-ヒドロキシエトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(シクロヘキシルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(シクロヘキシルメチルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-アミル-9,10-ビス(ノルボルニルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン等が挙げられる。
また、X及び/又はYがハロゲン原子の具体例としては、例えば、2-クロロ-9,10-ビス(メトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(エトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(n-プロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(メトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(エトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(n-ペンチルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(メトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(エトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(エトキシカルボニルエチルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(メトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(エトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(メトキシカルボニルオクチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(エトキシカルボニルオクチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルオクチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルオクチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルオクチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(メトキシカルボニルヘキサデシレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(エトキシカルボニルヘキサデシレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルヘキサデシレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルヘキサデシレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルヘキサデシレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(メトキシカルボニルイコシレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(エトキシカルボニルイコシレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルイコシレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルイコシレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルイコシレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(2-ヒドロキシエトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(シクロヘキシルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(シクロヘキシルメチルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-クロロ-9,10-ビス(ノルボルニルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン等が挙げられる。
上記挙げた具体例の中でも、環境にやさしい化合物であるという意味で、一般式(2)におけるX及びYがハロゲン原子でない化合物が好ましく、更に、製造しやすさから、9,10-ビス(メトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-プロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ペンチルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(シクロヘキシルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルエチルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(メトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(エトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン、9,10-ビス(2-ヒドロキシエトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(メトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(エトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(n-プロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(メトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(エトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(メトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(エトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(エトキシカルボニルエチルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ビス(2-ヒドロキシエトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセンが好ましく、下記構造式に挙げた9,10-ビス(メトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(1-1)、9,10-ビス(エトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(1-2)、9,10-ビス(n-プロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(1-10)、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(1-3)、9,10-ビス(tert-ブトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(1-4)、9,10-ビス(n-ブトキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(1-5)、9,10-ビス(n-ペンチルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(1-11)、9,10-ビス(メトキシカルボニルメチルメチレンオキシ)アントラセン(1-6)、9,10-ビス(エトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン(1-7)、9,10-ビス(エトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン(1-8)、2-エチル-9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(1-9)、9,10-ビス(シクロヘキシルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(1-12)が特に好ましい。
製造しやすさ、原料の入手しやすさ、取り扱いしやすさを総合的に判断すると、一般式(2)におけるR1及びR2が酸素原子を含まない炭素数1から20のアルキル基であることが好ましい。また、一般式(2)におけるAは炭素数1のメチレン基であることが好ましい。マイグレーション性、疎水性など種々の物性から勘案して、炭素数が3以上のアルキル基が好ましく、9,10-ビス(イソプロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(1-3)、9,10-ビス(n-ペンチルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(1-11)、9,10-ビス(シクロヘキシルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(1-12)が特に好ましい。
(一般式(2)で表されるエステル基を有する9,10-ビス(アルコキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン化合物の製造法)
一般式(2)で表されるエステル基を有する9,10-ビス(アルコキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン化合物は、WO2020/208833パンフレット等に記載された方法により、9,10-ジヒドロキシアントラセン化合物とブロモ酢酸エステルなどのエステル化合物と反応させることにより得ることができる。
(ラジカル重合性化合物)
本発明の光ラジカル重合性組成物に用いるラジカル重合性化合物としては、例えば、スチレン、p-ヒドロキシスチレン、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等、又はこれらのオリゴマーが挙げられる。
アクリル酸エステルとしては、アクリレート基がひとつである単官能アクリレートや、アクリレート基が複数ある二官能アクリレートあるいは多官能アクリレート等が挙げられる。単官能アクリレートとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸-n-ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸-2-エチルヘキシル、アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、2-アクリロイルオキシエチルサクシネート、イソステアリルアクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソボルニルアクリレート(IBOA)、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ラウリルアクリレート、2-フェノキシエチルアクリレート、イソデシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、トリデシルアクリレート、カプロラクトンアクリレート、エトキシ化ノニルフェニルアクリレート、イソボニルアクリレート、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、4-ヒドロキシブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2-メ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、2-エトキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、3,3,5-トリメチルシクロヘキシルアクリレート(TMCHA)、ジシクロペンテニルアクリレート(DCPA)等が挙げられ、二官能アクリレートとして、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、9,9-ビス[4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン、トリシクロデカンジメタノ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、1,9-ノナンジオ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、トリプロピレングリコールジアクリレート、1,3-ブチレングリコールジアクリレート、1,4-ブタンジオ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、1,6-ヘキサンジオ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、トリエチ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、エトキシ化(3)ビスフェノールAジアクリレート、アルコキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート等が挙げられる。
多官能アクリレートとしては、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、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ヘキサアクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパン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等が挙げられる。さらには、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリブタジエンアクリレート、ポリオールアクリレート、ポリエーテルアクリレート、シリコーン樹脂アクリレート、イミドアクリレート等も使用可能である。
同様に、メタクリレート化合物としては、単官能メタクリレート、二官能メタクリレート又は多官能メタクリレート等が挙げられる。単官能メタクリレートとして、メタクリル酸メチル、メタクリル酸-n-ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸-2-エチルヘキシル、メタクリル酸-2-ヒドロキシエチル、フェノキシエチレングリコールメタクリレート、ステアリルメタクリレート、2-メタクリロイルオキシエチルサクシネート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、2-フェノキシエチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、トリデシルメタクリレート等が挙げられる。二官能メタクリレートとしては、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、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート、トリシクロデカンジメタノ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、1,9-ノナンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、グリセリンジメタクリレート、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ジメタクリレート、1,4-ブタンジオ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、1,3-ブチレンジオールジメタクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート等が挙げられる。多官能メタクリレートとしては、トリメチロールプロパントリメタクリレート等が挙げられる。
本発明のラジカル重合性化合物は、ラジカル重合性以外の異種重合性を示す基を含んでいてもよい。例えば、その構造の中にラジカル重合性基の他にカチオン重合性基等を併せ持つものであってもよい。カチオン重合性基としては、オキシラン環、オキセタン環、又はビニル基を含む基が挙げられ、好ましくはビニル基を含む基が挙げられ、ラジカル重合性基としては、(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。例えば、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、メタクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル(市販品として、例えばVEEA、VEEM(日本触媒株式会社製))等が挙げられる。
これらのラジカル重合性化合物は、単独で用いても、二種以上組み合わせて用いてもよい。
光ラジカル重合性組成物における本発明の光ラジカル重合開始剤の使用量は、ラジカル重合性化合物の100重量部に対し、0.1重量部以上、10.0重量部以下、好ましくは1.0重量部以上、5.0重量部以下の範囲で使用する。ラジカル重合性化合物に対する本発明の光ラジカル重合開始剤の使用量が0.1重量部未満だと光ラジカル重合性組成物を光重合させたとき、重合速度が遅くなり、一方、光ラジカル重合開始剤の使用量が10.0重量部を超えて添加すると光ラジカル重合性組成物を光重合させたときに得られる光重合物の物性が低下するおそれがあるため好ましくない。
光ラジカル重合性組成物における本発明の光ラジカル重合増感剤の使用量は、ラジカル重合性化合物の100重量部に対し、0.1重量部以上、10.0重量部以下、好ましくは1.0重量部以上、5.0重量部以下の範囲で使用する。ラジカル重合性化合物に対する本発明の光ラジカル重合増感剤の使用量が0.1重量部未満だと光ラジカル重合性組成物を光重合させたとき、重合速度が遅くなり、一方、光ラジカル重合開始剤の使用量が10.0重量部を超えて添加すると光ラジカル重合性組成物を光重合させたときに得られる光重合物の物性が低下するおそれがあるため好ましくない。
光ラジカル重合性組成物における本発明の光ラジカル重合開始剤と光ラジカル重合増感剤の使用量の比は特に限定されないが、光ラジカル重合開始剤に対して通常5重量%以上、100重量%以下の範囲、好ましくは10重量%以上、50重量%以下の範囲である。光ラジカル重合増感剤の使用量が5重量%未満では重合性化合物を光重合させるのに時間がかかりすぎてしまい、一方、100重量%を超えて使用しても添加に見合う効果は得られない。
また、本発明の光ラジカル重合性組成物には、本発明の効果を損なわない限り、他の光ラジカル重合開始剤を併用することができる
例えば、本発明で併用できる光ラジカル重合開始剤としては、ベンジルメチルケタール系光ラジカル重合開始剤、α-ヒドロキシアルキルフェノン系光ラジカル重合開始剤、α-アミノアセトフェノン系光ラジカル重合開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光ラジカル重合開始剤、ビイミダゾール系光ラジカル重合開始剤、オキシムエステル系光ラジカル重合開始剤、トリアジン系光ラジカル重合開始剤、チオキサントン系光ラジカル重合開始剤又はアクリジン系光ラジカル重合開始剤等が挙げられる。
ベンジルメチルケタール系光ラジカル重合開始剤としては、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン(商品名「イルガキュア651」ビー・エー・エス・エフ社製)等が挙げられる。
α-ヒドロキシアルキルフェノン系光ラジカル重合開始剤としては2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン(商品名「ダロキュア1173」ビー・エー・エス・エフ社製)、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名「イルガキュア184」ビー・エー・エス・エフ社製)、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン(商品名「イルガキュア2959」ビー・エー・エス・エフ社製)、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-1-オン(商品名「イルガキュア127」ビー・エー・エス・エフ社製)が挙げられる。
α-アミノアセトフェノン系光ラジカル重合開始剤としては、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン(商品名OMNIRAD907)、2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-4’-モルフォリノブチロフェノン(商品名OMNIRAD369)、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチルベンジル)-1-(4-モルフォリノ-4-イル-フェニル)ブタン-1-オン(商品名OMNIRAD379)等が挙げられる。
アシルホスフィンオキサイド系光ラジカル重合開始剤としては2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルホスフィンオキサイド(商品名OMNIRADTPO)、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド(商品名OMNIRAD819)等が挙げられる。
ビイミダゾール系光ラジカル重合開始剤としては、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2-(o-フルオロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(o-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(p-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5-トリアリールイミダゾール二量体等が挙げられる。
オキシムエステル系光ラジカル重合開始剤としては1,2-オクタンジオン、1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-、2-(о-ベンゾイルオキシム)(商品名イルガキュアOXE01)、エタノン、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-、1-(о-アセチルオキシム)(商品名イルガキュアOXE02)、[8-[[(アセチルオキシ)イミノ][2-(2,2,3,3-テトラフルオロプロポキシ)フェニル]メチル]-11-(2-エチルヘキシル)-11H-ベンゾ[a]カルバゾール-5-イル]-,(2,4,6-トリメチルフェニル)(商品名イルガキュアOXE03)等が挙げられる。
トリアジン系光ラジカル重合開始剤としては2-(3,4-メチレンジオキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-(4-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン等が挙げられる。
チオキサントン系重合開始剤としては、2,4-ジエチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン等が挙げられる。
アクリジン系光ラジカル重合開始剤としては、アクリジン、1,7-ビス(9,9’-アクリジニル)ヘプタン、9-フェニルアクリジン、1,6-ビス(9-アクリジニル)ヘキサン、1,7-ビス(9-アクリジニル)ヘプタン、1,8-ビス(9-アクリジニル)オクタン、1,9-ビス(9-アクリジニル)ノナン、1,10-ビス(9-アクリジニル)デカン、1,11-ビス(9-アクリジニル)ウンデカン、1,12-ビス(9-アクリジニル)ドデカン等が挙げられる。
(重合性樹脂)
また、本発明の光ラジカル重合性組成物には、重合性樹脂をさらに含有してもよい。重合性樹脂としては、光重合性プレポリマー、アクリル樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂等のバインダーポリマー、アルカリ可溶性樹脂が挙げられる。
光重合性プレポリマーとしては、特に限定されず、例えば、ポリエステルアクリレート、ポリエステルメタクリレート、エポキシアクリレート、エポキシメタクリレート、ポリウレタンアクリレート、ポリウレタンメタクリレート等が挙げられる。これらの光重合性プレポリマーは、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。これらの光重合性プレポリマーの中で、好ましくは、ポリウレタンアクリレート及びポリウレタンメタクリレートである。
アルカリ可溶性樹脂としては、水酸基及び/又はカルボキシル基とエチレン性不飽和結合基とを有する化合物を好ましく用いることができる。エポキシ化合物のように反応中に水酸基を発生する基とチレン性不飽和結合基とを有する化合物でもよい。
水酸基とエチレン性不飽和結合基とを有する化合物としては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)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-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチル-フタル酸、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、ジヒドロキシアクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。更に、2-ヒドロキシ3-アクリロイロキシプロピルメタクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリト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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。反応によって水酸基を生じるグリシジル(メタ)アクリレート等も挙げられるが、これらに限定されるものではない。
カルボキシル基とエチレン性不飽和結合基とを有する化合物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、2-アクリロイルオキシエチルサクシネート、クロトン酸、イソクロトン酸、チグリン酸、3-メチルクロトン酸、2-メチル-2-ペンテン酸、α-ヒドロキシアクリル酸、α-クロロアクリル酸、桂皮酸等が挙げられる。更に、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等が挙げられる。また、コハク酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)、コハク酸モノ(2-メタクリロイルオキシエチル)、フタル酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)、フタル酸モノ(2-メタクリロイルオキシエチル)等が挙げられる。更には、例えば、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノメタクリレート等も挙げられる。
アルカリ可溶性樹脂として、単量体だけではなく、オリゴマー化したアルカリ可溶性樹脂でもよい。オリゴマー化したアルカリ可溶性樹脂としては、ネガ型レジストに一般的に用いられるものを用いることができ、アルカリ水溶液に可溶性を有するものであればよく、特に限定されない。例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、γ-メチルスチレン、N-ビニル-2-ピロリドン、グリシジル(メタ)アクリレート等の中から選ばれる1種以上と、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの無水物の中から選ばれる1種以上とからなるコポリマーを例示することができ、上記のコポリマーにグリシジル基又は水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加させたポリマー等も例示できる。また、例えば、(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸と、スチレン、α-メチルスチレン、低級アルキル(メタ)アクリレート、イソブチレン等の不飽和基含有化合物との共重合により得られるカルボキシル基含有樹脂、脂肪族ジイソシアネート、分岐脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート等のジイソシアネートと、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のカルボキシル基含有ジアルコール化合物及びポリカーボネート系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、アクリル系ポリオール、ビスフェノールA系アルキレンオキシド付加体ジオール、フェノール性ヒドロキシル基及びアルコール性ヒドロキシル基を有する化合物等のジオール化合物の重付加反応によるカルボキシル基含有ウレタン樹脂、脂肪族ジイソシアネート、分岐脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート等のジイソシアネート化合物と、ポリカーボネート系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、アクリル系ポリオール、ビスフェノールA系アルキレンオキシド付加体ジオール、フェノール性ヒドロキシル基及びアルコール性ヒドロキシル基を有する化合物等のジオール化合物の重付加反応によるウレタン樹脂の末端に酸無水物を反応させてなる末端カルボキシル基含有ウレタン樹脂、ジイソシアネートと、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノール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、ビキシレノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂等の2官能エポキシ樹脂の(メタ)アクリレートもしくはその部分酸無水物変性物、カルボキシル基含有ジアルコール化合物及びジオール化合物の重付加反応によるカルボキシル基含有ウレタン樹脂、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の分子中に1つの水酸基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を加え、末端(メタ)アクリル化したカルボキシル基含有ウレタン樹脂等が挙げられる。アルカリ可溶性樹脂の市販品としては、ダイヤナールNRシリーズ(三菱レイヨン社製)、ビスコートR-264、KSレジスト106(大阪有機化学工業社製)、Ebecryl3800(ダイセル・オルネクス社製)、アクリキュアーRD-F8(日本触媒社製)、フォレットZAH-110(綜研化学社製)等が挙げられる。
また、本発明の光ラジカル重合性組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、ラジカル重合を促進する意味で、水素供与体を添加してもよい。水素供与体としては、例えば、アルコール系水素供与体のメタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,6-ヘキサントリオール、1,2,3-ヘプタントリオール、2,6-ジメチル-1,2,6-ヘキサントリオール、1,2,3-ヘキサントリオール、1,2,3-ブタントリオール、3-メチル-1,3,5-ペンタントリオール、3,7,11,15-テトラメチル-1,2,3-ヘキサデカントリオール、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、1,4-ヘキサンジオール、1,4-ヘキサンジメタノール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ヒドロキシアセトン、グリコール酸、アセトイン、バレロイン、グリコール酸メチル、乳酸ブチル、3-ヒドロキシ酪酸等、メルカプタン系水素供与体の2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾオキサゾール、2-メルカプトベンゾイミダゾール、2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール及び2-メルカプト-2,5-ジメチルアミノピリジン等を挙げることができる。また、アミン系水素供与体の4、4’-ビス(ジメチルアミノ)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、4-ジエチルアミノアセトフェノン、4-ジメチルアミノプロピオフェノン、エチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、4-ジメチルアミノ安息香酸、4-ジメチルアミノベンゾニトリル等を挙げることができる。さらに、ビス[4-(ジメチルアミノ)フェニル]メタン、ビス[4-(ジエチルアミノ)フェニル]メタン、ロイコクリスタルバイオレット等が挙げられる。これら水素供与体は単独で用いても2種類以上併用しても良い。
更にまた、本発明の光ラジカル重合性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、上記以外に、顔料及び/又は染料、希釈剤、分散剤、有機又は無機の充填剤、レベリング剤、界面活性剤、消泡剤、増粘剤、難燃剤、表面改質剤、浸透促進剤、保湿剤、定着剤、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、重合禁止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、キレート剤、pH調整剤、安定剤、滑剤、可塑剤等の各種樹脂添加剤を配合してもよい。
(光重合方法)
本発明の重合物は、光ラジカル重合性組成物に光を照射して重合することにより得ることができる。光ラジカル重合性組成物に光を照射し重合させ硬化させる場合、当該光ラジカル重合性組成物をフィルム状に成形して光重合させることもできるし、塊状に成形して光重合させることもできる。フィルム状に成形して光重合させる場合は、液状の当該光ラジカル重合性組成物を例えばポリエステルフィルム等の基材にバーコーター等を用いて膜厚5μmから300μmになるように塗布する。
用いられる基材としてはフィルム、紙、アルミ箔、金属、木質、プラスチック基材等が主に用いられるが特に限定されない。基材としてのフィルムに用いられる素材としてはポリ塩化ビニル(塩ビ)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、ポリウレタン(PU)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等が用いられる。エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンビニルアルコール共重合体、エチレンメタクリル酸共重合体、ナイロン、ポリ乳酸、ポリカーボネート等のフィルム又はシート、セロファン、アルミニウムフォイル、もしくはこれらの複合材料も挙げることが出来る。上質紙、コート紙、アート紙、模造紙、薄紙、厚紙等の紙、各種合成紙等に各種フィルムをラミネートしたものでも有用である。特に、PEやPP等のプラスチックフィルムが好ましい。
基材フィルムに本発明の光ラジカル重合性組成物を塗布する方法としては、特に制限されないが、例えば、バーコーター、ロールコーター、グラビアコーター、フレキソコーター、エアドクターコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、スクイズコーター、含浸コーター、トランスファロールコーター、キスコーター、カーテンコーター、キャストコーター、スプレイコーター、ダイコーター、スピンコーター、オフセット印刷機、スクリーン印刷機等を適宜採用することができる。インクジェット機により、基材上に液滴として噴出塗布する方法もとることができる。本発明の光ラジカル重合性組成物は十分な速度で硬化することができるため、塗布と同時に硬化させることができ、複雑な装置、工程を経ずに硬化膜を形成することができる。また、硬化後に加熱処理等をすることも可能である。
このようにして調製した光ラジカル重合性組成物からなる塗膜に、エネルギー線を1から1000mW/cm2程度の強さで光照射することにより、光重合物を得ることができる。用いる光源としては、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ガリウムドープドランプ、ブラックライト、中心波長が365nm、375nm、385nm、395nm又は405nmの紫外線LED、青色LED、白色LED、ヘレウス社製のDバルブ、Vバルブ等が挙げられる。また、太陽光等の自然光を使用することもできる。本発明の光ラジカル重合開始剤は350nmから420nmに紫外吸収を持ち、該波長域の光によってラジカル種を発生する能力を有するため、特に、350nmから420nmの波長範囲の光を照射する照射源が好ましく、その意味で中心波長が365nm、375nm、385nm、395nm又は405nmの紫外線LED、半導体レーザーが好ましい。
光硬化性(Photo-DSC)
本実施例において、光硬化性の評価は、Photo-DSCにより総発熱量を測定することにより行った。具体的には、Photo-DSC測定では、試料1.00mg当たりの光照射開始から1分間または5分間の総発熱量を求めた。なお、Photo-DSCの測定条件は下記の通りである。
Photo-DSC装置:HITACHI製示差熱分析装置 X-DSC700
UV照射器:Altec社405nm LEDライティングボックス(LLBK1)
照射強度:50mW/cm2
照射時間:300秒間
測定雰囲気:空気気流中または、窒素気流中 100ml/分
サンプル量:1mg
試料厚み:300μm程度
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、例示を目的として提示をしたものである。すなわち、以下の実施例は、網羅的であったり、記載した形態そのままに本発明を制限したりすることを意図したものではない。よって、本発明は、その趣旨を超えない限り、以下の記載例に限定されるものではない。また、特記しない限り、すべての部及び百分率は重量基準である。
[大気接触下における光ラジカル重合の酸素阻害]
[実施例1]
光ラジカル重合増感剤として、9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセンを0.2重量部、光ラジカル重合開始剤として4-フェニルベンゾフェノン(4PBZ)を5重量部、ラジカル重合性化合物として100重量部のトリメチルプロパントリアクリレート(TMPTA)を室温で撹拌し、固形分を完全に溶解させることで、光ラジカル重合性組成物を得た。この光ラジカル重合性組成物1mg程度を精秤し、測定用のアルミパンに載せ、波長405nmの光を、照度50mW/cm2として照射しながらPhoto-DSC測定を行った。測定雰囲気は、空気気流中で行った。その結果、光の照射開始から1分間の総発熱量は、229mg/mJとなった。その結果を表1、表2に示す。
[実施例2]
実施例1において、測定雰囲気を窒素気流中で行った以外は、実施例1と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、実施例1と同様の条件でPhoto-DSC測定を行った。その結果、光の照射開始から1分間の総発熱量は、388mg/mJであった。その結果を表1に示す。
[比較例1]
光ラジカル重合開始剤としてベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤である4-フェニルベンゾフェノン(4PBZ)を5重量部、ラジカル重合性化合物として100重量部のトリメチルプロパントリアクリレート(TMPTA)を室温で撹拌し、固形分を完全に溶解させることで、光ラジカル重合性組成物を得た。この光ラジカル重合性組成物1mg程度を精秤し、測定用のアルミパンに載せ、波長405nmの光を、照度50mW/cm2として照射しながらPhoto-DSC測定を行った。測定雰囲気は、空気気流中で行った。その結果、光の照射開始から1分間の総発熱量は、0mg/mJであり、ほとんど発熱が観測されず、重合反応が起こっていないことがわかる。その結果を表1、表2に示す。
[比較例2]
比較例1において、測定雰囲気を窒素気流中で行った以外は、比較例1と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、比較例1と同様の条件でPhoto-DSC測定を行った。その結果、光の照射開始から1分間の総発熱量は、91mg/mJであり、窒素気流中では重合反応が進行していることがわかる。その結果を表1に示す。
[比較例3]
光ラジカル重合増感剤として、9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン0.2重量部の代わりに、特許文献3で開示されている9,10-ビス(置換アシルオキシ)アントラセン化合物である9,10-ビス(オクタノイルオキシ)アントラセン(OcA)0.2重量部を用いた以外は実施例1と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、実施例1と同様の条件で空気気流下Photo-DSC測定を行った。その結果、光の照射開始から1分間の総発熱量は、7mg/mJであり、空気気流下では重合反応はほとんど進行しなかった。その結果を表1、表2に示す。
[比較例4]
比較例3において、測定雰囲気を窒素気流中で行った以外は、比較例3と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、比較例3と同様の条件でPhoto-DSC測定を行った。その結果、光の照射開始から1分間の総発熱量は、196mg/mJであり、窒素気流中では重合反応が進行していることがわかる。その結果を表1に示す。
酸素阻害の影響は、ラジカル重合性組成物の表面に接している大気の影響だけでなく、溶存酸素による酸素阻害の影響もあり、この溶存酸素の影響は光照射直後に色濃く表れることから、酸素阻害の影響を見るデータとしては、光照射直後の1分間の総発熱量を比較することにより行った。比較例1と2を比較することから明らかなように、ベンゾフェノン系ラジカル重合開始剤である4-フェニルベンゾフェノン(4PBZ)は、大気下では酸素阻害を受けラジカル重合を開始する能力が著しく低下し、ラジカル重合性化合物のラジカル重合をほとんど開始できないが、実施例1より明らかなように、本発明の光ラジカル重合増感剤である9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(IPCMA)を含有させることにより、大気下でも十分な速度で重合を開始することが可能となることがわかる。一方、特許文献3で開示されている9,10-ビス(置換アシルオキシ)アントラセン化合物である9,10-ビス(オクタノイルオキシ)アントラセン(OcA)を光ラジカル重合増感剤として用いた場合、窒素雰囲気下では特許文献3の実施例と同様に光照射による重合が促進された(比較例4)。しかしながら、大気との接触条件では(比較例3)、光照射直後の1分間の総発熱量は7mJ/mgとほとんど発熱せず、酸素阻害を著しく受け十分な速度で重合を開始させることができないことがわかる。
[4-フェニルベンゾフェノン(4PBZ)に対する増感効果の比較]
[比較例5]
光ラジカル重合増感剤として、9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン0.2重量部の代わりに、9,10-ジブトキシアントラセン0.2重量部を用いた以外は実施例1と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、実施例1と同様の条件で空気気流下Photo-DSC測定を行い、光照射開始から1分間の総発熱量を測定した。その結果を表2に示す。
[比較例6]
光ラジカル重合増感剤として、9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン0.2重量部の代わりに、2-イソプロピルチオキサントン(ITX)0.2重量部を用いた以外は実施例1と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、実施例1と同様の条件で空気気流下Photo-DSC測定を行い、光照射開始から1分間の総発熱量を測定した。その結果を表2に示す。
前述したが、大気下での405nmの光照射ではベンゾフェノン系ラジカル重合開始剤である4-フェニルベンゾフェノン(4PBZ)は大気下では重合をほとんど開始していないのに対して、本発明の光ラジカル重合増感剤である9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(IPCMA)を添加する事により大気下でもベンゾフェノン系ラジカル重合開始剤の開始能を著しく高め、ラジカル重合が開始されることがわかる。この増感効果は、ベンゾフェノン系ラジカル重合開始剤に対して効果が高いといわれているチオキサントン系化合物であるITXを添加した場合の結果(比較例6)と比べてもその増感効果が高く、特許文献3で開示されている、9,10-ビス(置換アシルオキシ)アントラセン化合物である9,10-ビス(オクタノイルオキシ)アントラセン(OcA)、アントラセン-9,10-ジエーテル化合物である9,10-ジブトキシアントラセン(DBA)よりも著しく高いことがわかる。
[種々の9,10-ビス(アルコキシカルボニルアルキレンオキシ)アントラセン化合物を用いた増感試験]
[実施例3]
光ラジカル重合増感剤として、9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセンを0.2重量部、光ラジカル重合開始剤として4-フェニルベンゾフェノン(4PBZ)を5重量部、ラジカル重合性化合物として100重量部のトリメチルプロパントリアクリレート(TMPTA)を室温で撹拌し、固形分を完全に溶解させることで、光ラジカル重合性組成物を得た。この光ラジカル重合性組成物1mg程度を精秤し、測定用のアルミパンに載せ、波長405nmの光を、照度50mW/cm2として照射しながらPhoto-DSC測定を行った。測定雰囲気は、空気気流中で行った。その結果、光の照射開始から5分間の総発熱量は、252mg/mJとなった。その結果を表3、表4に示す。
[実施例4]
光ラジカル重合増感剤として、9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン0.2重量部の代わりに、9,10-ビス(プロポキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン0.2重量部を用いた以外は実施例3と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、実施例3と同様の条件で空気気流下Photo-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表3に示す。
[実施例5]
光ラジカル重合増感剤として、9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン0.2重量部の代わりに、9,10-ビス(シクロヘキシルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン0.2重量部を用いた以外は実施例3と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、実施例3と同様の条件で空気気流下Photo-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表3に示す。
[実施例6]
光ラジカル重合増感剤として、9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン0.2重量部の代わりに、9,10-ビス(エトキシカルボニルプロピレンオキシ)アントラセン0.2重量部を用いた以外は実施例3と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、実施例3と同様の条件で空気気流下Photo-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表3に示す。
[実施例7]
光ラジカル重合増感剤として、9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン0.2重量部の代わりに、9,10-ビス(エトキシカルボニルブチレンオキシ)アントラセン0.2重量部を用いた以外は実施例3と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、実施例3と同様の条件で空気気流下Photo-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表3に示す。
実施例3~7は、ベンゾフェノン系ラジカル重合開始剤として4-フェニルベンゾフェノン(4PBZ)を用いて、光ラジカル重合増感剤として、本発明の種々のエステル基を有する9,10-ビス(アルコキシカルボニルアルキレンオキシ)アントラセン化合物を用いた結果であるが、いずれの場合も、大気下での405nmの光照射では開始剤として機能しないベンゾフェノン系ラジカル重合開始剤(4-フェニルベンゾフェノン(4PBZ))の開始能を著しく高めていることがわかる。そして、その効果は、IPCMA、ACMA、CHCMAで特に高く、本発明の一般式(1)におけるAがメチレン基である化合物がその増感能が高いことがわかる。
[種々のベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤を用いた増感試験]
[実施例8]
光ラジカル重合開始剤として、4-フェニルベンゾフェノン(4PBZ)5重量部の代わりに、2-ベンゾイル安息香酸メチルベンゾフェノン(OMBB)5重量部を用いた以外は実施例3と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、実施例3と同様の条件で空気気流下Photo-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表4に示す。
[実施例9]
光ラジカル重合開始剤として、4-フェニルベンゾフェノン(4PBZ)5重量部の代わりに、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルスルフィド(BMS)5重量部を用いた以外は実施例3と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、実施例3と同様の条件で空気気流下Photo-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表4に示す。
[実施例10]
光ラジカル重合開始剤として、4-フェニルベンゾフェノン(4PBZ)5重量部の代わりに、ベンゾフェノン(BP)5重量部を用いた以外は実施例3と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、実施例3と同様の条件で空気気流下Photo-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表4に示す。
[実施例11]
光ラジカル重合開始剤として、4-フェニルベンゾフェノン(4PBZ)5重量部の代わりに、4-メチルベンゾフェノン(4MBZ)5重量部を用いた以外は実施例3と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、実施例3と同様の条件で空気気流下Photo-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表4に示す。
[実施例12]
光ラジカル重合開始剤として、4-フェニルベンゾフェノン(4PBZ)5重量部の代わりに、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン(EMK)5重量部を用いた以外は実施例3と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、実施例3と同様の条件で空気気流下Photo-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表4に示す。
[比較例7]
実施例3において、光ラジカル重合増感剤として9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(IPCMA)を用いなかったこと以外は実施例3と同様に光ラジカル重合性化合物を調製し、実施例3と同様の条件でPhoto-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表4に示す。
[比較例8]
実施例8において、光ラジカル重合増感剤として9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(IPCMA)を用いなかったこと以外は実施例8と同様に光ラジカル重合性化合物を調製し、実施例8と同様の条件でPhoto-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表4に示す。
[比較例9]
実施例9において、光ラジカル重合増感剤として9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(IPCMA)を用いなかったこと以外は実施例9と同様に光ラジカル重合性化合物を調製し、実施例9と同様の条件でPhoto-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表4に示す。
[比較例10]
実施例10において、光ラジカル重合増感剤として9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(IPCMA)を用いなかったこと以外は実施例10と同様に光ラジカル重合性化合物を調製し、実施例10と同様の条件でPhoto-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表4に示す。
[比較例11]
実施例11において、光ラジカル重合増感剤として9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(IPCMA)を用いなかったこと以外は実施例11と同様に光ラジカル重合性化合物を調製し、実施例11と同様の条件でPhoto-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表4に示す。
[比較例12]
実施例12において、光ラジカル重合増感剤として9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(IPCMA)を用いなかったこと以外は実施例12と同様に光ラジカル重合性化合物を調製し、それぞれ実施例12と同様の条件でPhoto-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表4に示す。
実施例3と8~12、比較例7~12は、種々のベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤を用いた実験結果である。実施例と比較例をそれぞれ比較することより明らかなように、本発明の光ラジカル重合増感剤である9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセンは、いずれのベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤においても優れた増感効果を有している。実施例3、8、10、11と比較例7、8、10、11に示したように、本発明の光ラジカル重合増感剤は、大気下での405nmの光照射では開始剤として機能しないベンゾフェノン系ラジカル重合開始剤に対して特に有効であるが、実施例9と比較例9、実施例12と比較例12のように、大気下での405nmの光照射という条件である程度活性であるベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤においても、9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセンを添加する事により、総発熱量が増加していることがわかる。
[ベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤以外のタイプII型光ラジカル重合開始剤に対する増感効果]
[比較例13]
光ラジカル重合開始剤として、4-フェニルベンゾフェノン(4PBZ)5重量部の代わりに、2-イソプロピルチオキサントン(ITX)5重量部を用いた以外は実施例3と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、実施例1と同様の条件で空気気流下Photo-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表5に示す。
[比較例14]
光ラジカル重合開始剤として、4-フェニルベンゾフェノン(4PBZ)5重量部の代わりに、2-エチルアントラキノン(2EAQ)5重量部を用いた以外は実施例3と同様にして光ラジカル重合性組成物を調製し、実施例1と同様の条件で空気気流下Photo-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表5に示す。
[比較例15]
比較例13において、光ラジカル重合増感剤として9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(IPCMA)を用いなかったこと以外は比較例13と同様に光ラジカル重合性化合物を調製し、比較例13と同様の条件でPhoto-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表5に示す。
[比較例16]
比較例14において、光ラジカル重合増感剤として9,10-ビス(イソプロピルオキシカルボニルメチレンオキシ)アントラセン(IPCMA)を用いなかったこと以外は比較例14と同様に光ラジカル重合性化合物を調製し、比較例14と同様の条件でPhoto-DSC測定を行い、光照射開始から5分間の総発熱量を測定した。その結果を表5に示す。
実施例1~12において、タイプII型である種々のベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤について、本発明の光ラジカル重合増感剤であるエステル基を有する9,10-ビス(アルコキシカルボニルアルキレンオキシ)アントラセン化合物が著しい増感効果を示すことを明らかにしたが、比較例13、14と比較例15、16を比較することから明らかなように、同じタイプII型の光ラジカル重合開始剤でありチオキサントン系の光ラジカル重合開始剤であるITXやアントラキノン系光ラジカル重合開始剤である2-エチルアントラキノンに対しては、本発明の光ラジカル重合増感剤を添加しても総発熱量が増加しないか、わずかしか増加しておらず、これらのタイプII型の開始剤に対しては本発明の9,10-ビス(アルコキシカルボニルアルキレンオキシ)アントラセン化合物の添加による増感効果がほとんど認められないことがわかる。すなわち、本発明の光ラジカル重合増感剤は、タイプII型の光ラジカル重合開始剤の中でもベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤に対して選択的に極めて高い増感効果を示すことがわかる。