JP2014193968A - 活性エネルギー線硬化性組成物、それを用いる硬化物、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ、印刷物の製造方法、および印刷物 - Google Patents

活性エネルギー線硬化性組成物、それを用いる硬化物、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ、印刷物の製造方法、および印刷物 Download PDF

Info

Publication number
JP2014193968A
JP2014193968A JP2013070918A JP2013070918A JP2014193968A JP 2014193968 A JP2014193968 A JP 2014193968A JP 2013070918 A JP2013070918 A JP 2013070918A JP 2013070918 A JP2013070918 A JP 2013070918A JP 2014193968 A JP2014193968 A JP 2014193968A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
substituted
unsubstituted
active energy
energy ray
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013070918A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Egusa
直樹 江草
Munehiro Wada
宗大 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Artience Co Ltd
Original Assignee
Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Ink SC Holdings Co Ltd filed Critical Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Priority to JP2013070918A priority Critical patent/JP2014193968A/ja
Publication of JP2014193968A publication Critical patent/JP2014193968A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)

Abstract

【課題】光重合開始剤や光重合開始剤分解物等の滲み出し(ブリード)や揮発による臭気がほとんどないため食品包装材料用途に好適に使用され、かつ高分子量型開始剤でしばしば問題となる硬化性が改善された活性エネルギー線硬化性組成物を提供する、および、その硬化物を提供する。
【解決手段】ラジカル重合性化合物と、ビス(ジフェニルエーテル)構造に、若しくは、2〜8の置換フェノールを線状に結合した、或いは、4〜8の置換フェノールを環状に結合した構造で置換フェノールの酸素原子を介して、エーテル結合したフェニルを持つ、構造に各種光ラジカル開裂部位を持つ光重合開始剤とからなる活性エネルギー線硬化性組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は活性エネルギー線硬化性組成物に関し、さらに詳細には、光重合後の硬化塗膜中に残留する光開始剤や光重合開始剤分解物等の揮発、溶出等の滲み出しや臭気等が問題となる用途において、上記課題を排除することができる活性エネルギー線硬化性組成物に関する。
活性エネルギー線硬化性組成物は印刷インキをはじめ、インクジェットインキ、塗料、オーバーコート材、印刷版用感光性樹脂、接着剤、粘着剤、カラーフィルター用レジスト、プリント基板用レジスト、半導体用フォトレジスト、ホログラム材料、成型樹脂、注型樹脂、光造形用樹脂、封止剤、各種デバイス等の分野で盛んに研究が行われている。
活性エネルギー線硬化性組成物は、光重合開始剤、ラジカル重合性を有するモノマー、顔料等の着色剤、添加剤等からなるものが知られている。光重合開始剤については、ノニオン型やイオン型、および金属錯体などが広く知られており、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)などにまとめられている。
汎用な光重合開始剤として、o-ベンゾイル安息香酸メチル等のベンゾフェノン系、ダロキュア1173、ダロキュア2959、イルガキュア184、イルガキュア907、イルガキュア369(イルガキュアとダロキュアはBASF社の商標)等のアセトフェノン系、イルガキュア651等のベンゾイン系、Lucirin TPO(BASF社)、イルガキュア819などのアシルホスフィンオキサイド系、イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン系、ミヒラーズケトン、EAB(保土谷化学社製)などのベンゾフェノン系が挙げられる。
これらの光重合開始剤を含む活性エネルギー線硬化性組成物は高い硬化性を示すことが知られているが、光重合後の硬化塗膜中に残留する光重合開始剤や光重合開始剤分解物等の滲み出し(ブリード)や揮発による臭気を防ぐことは困難であり、食品包装用材料としての使用は不適当であった。
さらに、これら活性エネルギー線硬化性組成物を、顔料等の着色剤を含有したインキとして用いる場合には、着色剤による紫外線の吸収や透過阻害が起こるため、光重合開始剤を多量に配合する必要があり、光重合後の硬化塗膜中に残留する光重合開始剤や光重合開始剤分解物等の滲み出し(ブリード)や揮発による臭気の問題は更に顕著となっている。
これらの問題を解決する手段としてオリゴマーやポリマー型の高分子量型光重合開始剤が考案され、特許文献1〜5および非特許文献1、2には、高分子鎖の側鎖や末端、ないし樹状重合体末端等にラジカルが発生する官能基を導入した光重合開始剤が開示されている。また、実際にLamberti社からはESACURE KIPシリーズ等の光重合開始剤が上市されている。
確かに、低分子量の光重合開始剤と比べると、高分子量型光重合開始剤を使用することにより光重合開始剤や光重合開始剤分解物のブリードは低減するが、これらの高分子量型光重合開始剤は、低分子量の光重合開始剤と比べ硬化性が低いという問題がある。
国際公開第03/033452号パンフレット 国際公開第03/033492号パンフレット 国際公開第97/17378号パンフレット 国際公開第97/49664号パンフレット 特開2006−28514号公報
CRIVELLO,J.V.他、「Photoinitiators for Free Radical Cationic and Anionic Photopolymerization」、Surface Coatings Technology,1998,III巻、208−224頁 CORRALES,T.他、「Free radical macrophotoinitiators:an overview on recent advances」、Jounal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry,2003,159巻、No.2,103〜114頁
本発明の目的は、光重合開始剤や光重合開始剤分解物等の滲み出し(ブリード)や揮発による臭気がほとんどないため食品包装材料用途に好適に使用され、かつ高分子量型開始剤でしばしば問題となる硬化性が改善された活性エネルギー線硬化性組成物を提供すること、および、その硬化物を提供することである。
本発明者は、以上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、ラジカル重合性化合物(A)と、下記一般式(1)〜(3)で表される化合物を少なくとも一つ含む光重合開始剤とからなる活性エネルギー線硬化性組成物に関する。
一般式(1)
Figure 2014193968
式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換のアルキル基、または置換もしくは未置換のアルコキシル基を表す。
Xは下記に示す構造のいずれかである2価の連結基を表す。
Figure 2014193968

Aは下記一般式(4)〜(9)のいずれかで表される光ラジカル開裂部位を表す。
一般式(2)
Figure 2014193968
式中、R3は、それぞれ独立に、水素原子、スルホ基、または置換もしくは未置換のアルキル基を表す。
Yは−CH2−、−CH2−O−CH2−、−S−、−SO−、または−SO2−を表し、
1は水素原子、または下記一般式(10)で表される基を表す。ただし、n+2個あるW1のうち少なくとも2つは下記一般式(10)で表される基であり、繰り返し単位中のn個のW1は同一でも異なっていても良い。
nは0〜6の整数である。
一般式(3)
Figure 2014193968
式中、R5は、それぞれ独立に、水素原子、スルホ基、または置換もしくは未置換のアルキル基を表す。
Zは−CH2−、−CH2−O−CH2−、−S−、−SO−、または−SO2−を表し、
2は水素原子、または下記一般式(10)で表される基を表す。ただし、m個あるW2のうち少なくとも2つは下記一般式(10)で表される基であり、繰り返し単位中のm個のW2は同一でも異なっていても良い。
mは4〜8の整数である。
一般式(4)
Figure 2014193968
式中、R11およびR12は、それぞれ独立に、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リール基、置換もしくは未置換の複素環基、または置換もしくは未置換のアルケニル基を表す。また、R11およびR12が一体となって環を形成してもよい。
13およびR14は、それぞれ独立に、水素原子、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コキシル基、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ケニル基、または置換もしくは未置換のアシル基を表すか、あるいは、R13およびR14は5員環もしくは6員環であって、窒素原子、酸素原子、硫黄原子のいずれか、もしくは複数の原子を含んでもよい環を形成する。
一般式(5)
Figure 2014193968
式中、R21およびR22は、それぞれ独立に、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コキシル基、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ケニル基、置換もしくは未置換のアルキニル基または置換もしくは未置換のアシル基を表す。また、R21およびR22が一体となって環を形成してもよい。
一般式(6)
Figure 2014193968
一般式(7)
Figure 2014193968
式中、R31は、それぞれ独立に、水素原子、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コキシル基、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ケニル基、置換もしくは未置換のアルキニル基、または置換もしくは未置換のアシル基を表す。
32は、それぞれ独立に、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コキシル基、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、または置換もしくは未置換のアルケニル基を表す。
一般式(8)
Figure 2014193968
式中、R41およびR42は、それぞれ独立に、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リール基、置換もしくは未置換の複素環基、または置換もしくは未置換のアルケニル基を表す。また、R41およびR42が一体となって環を形成してもよい。
一般式(9)
Figure 2014193968
式中、R51、R52およびR53は、それぞれ独立に、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リール基、置換もしくは未置換の複素環基、または置換もしくは未置換のアルケニル基を表す。
一般式(10)
Figure 2014193968
式中、R4は、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換のアルキル基、または置換もしくは未置換のアルコキシル基を表し、Aは一般式(4)〜(9)のいずれかで表される光ラジカル開裂部位を表す。
更に本発明は、Aが一般式(4)、(6)および(7)のいずれかである、上記活性エネルギー線硬化性組成物に関する。
更に本発明は、顔料(B)を含むことを特徴とする上記活性エネルギー線硬化性組成物に関する。
更に本発明は、上記活性エネルギー線硬化性組成物に活性エネルギー線を照射することにより得られる硬化物に関する。
更に本発明は、上記活性エネルギー線硬化性組成物を用いることを特徴とする、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキに関する。
更に本発明は、上記活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを印刷し、活性エネルギー線照射によって硬化させる、印刷物の製造方法に関する。
更に本発明は、上記製造方法で得られる印刷物に関する。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、光重合開始剤や光重合開始剤分解物等の滲み出し(ブリード)や揮発による臭気がほとんどないことから、印刷インキをはじめ、インクジェットインキ、塗料、オーバーコート材、印刷版用感光性樹脂、接着剤、粘着剤、カラーフィルター用レジスト、プリント基板用レジスト、半導体用フォトレジスト、ホログラム材料、成型樹脂、注型樹脂、光造形用樹脂、封止剤、各種デバイス等の多方面の用途において有用である。特に安全性や衛生性が重要となる食品包装材料用途や医療用途において好適に使用され得る。
以下、詳細にわたって本発明の実施形態を説明する。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、ラジカル重合性化合物(A)、上記の光重合開始剤からなる。また、顔料(B)や各種添加剤(例えば、他の光重合開始剤、光増感剤や重合禁止剤等)を組み合わせて用いることも出来る。
まず、本発明の光重合開始剤について説明する。本発明の光重合開始剤は上述した一般式(1)〜(3)で表記される構造を有しており、高感度な光ラジカル発生剤として機能する。そのため、各種用途における大幅な高感度化や特性の向上を実現することが可能となる。さらに、硬化後に起こる光重合開始剤の揮発や臭気、黄変を抑えられ、塗工物や塗工現場環境、塗工物の性能劣化などの問題を改善できる。
本発明の光重合開始剤は、その特性を阻害しない範囲において、一般式(1)〜(3)に示したように、各種の置換基を導入することが可能である。置換基の導入により、本発明の光重合開始剤は吸収極大波長や透過率などのエネルギー線の吸収特性、併用する樹脂や溶剤に対する溶解度を適当に調整して用いることができる。
1、R2およびR4におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
1、R2、R3、R4、R5、R11、R12、R13、R14、R21、R22、R31、R32、R41、R42、R51、R52およびR53におけるアルキル基としては、炭素数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基、または炭素数2〜18であり1個以上の−O−で中断されている直鎖状、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1〜18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2〜18であり1個以上の−O−で中断されている直鎖状または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)p−CH3(ここでpは1〜8である)、−(CH2−CH2−CH2−O)q−CH3(ここでqは1〜5である)、−CH2−CH(CH3)−O−CH2−CH3、−CH2−CH−(OCH32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。
炭素数2〜18であり1個以上の−O−で中断されている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。
Figure 2014193968


1、R2、R4、R13、R14、R21、R22、R31およびR32におけるアルコキシル基としては、炭素数1〜18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルコキシル基、または炭素数2〜18であり1個以上の−O−で中断されている直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルコキシル基が挙げられる。
炭素数1〜18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルコキシル基の具体例としては、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、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、イソペンチルオキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、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、2−テトラヒドロフラニルオキシ基、2−テトラヒドロピラ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。
また、炭素数2〜18であり1個以上の−O−で中断されている直鎖状または分岐鎖状アルコキシル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)p−CH3(ここでpは1〜8である)、−O−(CH2−CH2−CH2−O)q−CH3(ここでqは1〜5である)、−O−CH2−CH(CH3)−O−CH2−CH3、−O−CH2−CH−(OCH32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。
炭素数2〜18であり1個以上の−O−で中断されている単環状または縮合多環状アルコキシル基の具体例の具体例としては、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。
Figure 2014193968



11、R12、R13、R14、R21、R22、R31、R32、R41、R42、R51、R52およびR53におけるアリール基としては、炭素数6〜24の単環状または縮合多環状アリール基が挙げられ、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。
11、R12、R13、R14、R21、R22、R31、R32、R41、R42、R51、R52およびR53における複素環基としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子を含む、炭素数4〜24の芳香族あるいは脂肪族の複素環基が挙げられ、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。
11、R12、R13、R14、R21、R22、R31、R32、R41、R42、R51、R52およびR53におけるアルケニル基としては、炭素数1〜18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、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く、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。
13、R14、R21、R22、R31、およびR32におけるアリールオキシ基としては、炭素数4〜18の単環状または縮合多環状アリールオキシ基が挙げられ、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。
また、アリール基と酸素原子が上記以外の位置で結合していてもよく、それらも本発明のR13、R14、R21、R22、R31、およびR32で表記される置換基の範疇に含まれる。
13、R14、R21、R22、R31、およびR32における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、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。
13、R14、R21、R22、およびR31におけるアシル基としては、水素原子または炭素数1〜18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状の脂肪族基が結合したカルボニル基、炭素数6〜18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、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の複素環基が結合したカルボニル基が挙げられ、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、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、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。
21、R22、およびR31におけるアルキニル基としては、炭素数2〜10のアルキニル基が好ましく、例えば、エチニル基、プロピニル基、プロパルギル基などの置換基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。
以上挙げた置換基は、それぞれ置換基を有してもよく、そのような置換基としては、アルキル基、アリール基、複素環基、アルコキシル基、アリールオキシ基、またはアシル基が挙げられ、これらは前述のアルキル基、アリール基、複素環基、アルコキシル基、アリールオキシ基、およびアシル基と同義である。
11およびR12、R21およびR22、ならびにR41およびR42が一体となって環を形成する場合、形成される部位としては、炭素数2〜8のアルキレン基が挙げられ、具体的には、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、またはシクロオクタン環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。
形成される環は置換基を有してもよく、そのような置換基としては、アルキル基、アリール基、複素環基、アルコキシル基、アリールオキシ基、またはアシル基が挙げられ、これらは前述のアルキル基、アリール基、複素環基、アルコキシル基、アリールオキシ基、およびアシル基と同義である。
13およびR14が、5員環もしくは6員環であって、窒素原子、酸素原子、硫黄原子のいずれか、もしくは複数の原子を含んでもよい環を形成する場合、形成される部位としては、ピロリジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環、チオモルホリン環、またはチアゾリジン環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。
上記置換基のうち、R11としては合成の難易度の面や、ラジカル発生剤としての感度の点で、アルキル基、またはアルケニル基が好ましく、メチル基、エチル基、ベンジル基、p−メチルベンジル基、またはアリル基が特に好ましい。
上記置換基のうち、R13およびR14としては合成の難易度の面や、ラジカル発生剤としての感度の点で、アルキル基、アルケニル基、または5員環もしくは6員環であって、窒素原子、酸素原子、硫黄原子のいずれか、もしくは複数の原子を含んでもよい環が好ましく、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ビス−2−メチルオキシエチルアミノ基、ピペリジン環、1−メチルピペラジン環、またはモルホリン環が特に好ましい。
上記置換基のうち、R21およびR22としては合成の難易度の面や、ラジカル発生剤としての感度の点で、アルキル基、またはアリール基が好ましく、アリール基がさらに好ましく、フェニル基、またはメシチル基が特に好ましい。
上記置換基のうち、R31としては合成の難易度の面や、ラジカル発生剤としての感度の点で、アルキル基、またはアリール基が好ましく、アルキル基がさらに好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、またはヘキシル基が特に好ましい。
上記置換基のうち、R32としては合成の難易度の面や、ラジカル発生剤としての感度の点で、アルキル基、またはアリール基が好ましく、アルキル基がさらに好ましく、メチル基が特に好ましい。
一般式(6)および(7)における化合物は、オキシムエステル部位を有しており、2つの立体配置(E)または(Z)が存在する。慣用の合成方法や分離方法を用いることでこれらの異性体どちらか一方を得ることができるが、異性体の混合物を光重合開始剤として用いることができる。したがって、本発明の一般式(6)および(7)の化合物は、立体配置異性体の混合物でも良い。
上記置換基のうち、R41およびR42としては合成の難易度の面や、ラジカル発生剤としての感度の点で、アルキル基、または一体となって環を形成する場合が好ましく、メチル基、またはシクロヘキサン環が特に好ましい。
上記置換基のうち、R51、R52およびR53としては合成の難易度の面や、ラジカル発生剤としての感度の点で、アルキル基、またはアリール基が好ましく、メチル基、エチル基、フェニル基、またはp−トリル基が特に好ましい。
一般式(2)において、W1は水素原子、または一般式(10)で表される基を表す。ただし、n+2個あるW1のうち少なくとも2つは一般式(10)で表される基であり、繰り返し単位中のn個のW1は同一でも異なっていても良い。ここで、nは0〜6の整数である。
一般式(2)において、nが1〜6の整数であり、かつW1の少なくとも一つが水素原子で表される場合、複数の位置置換体が存在することになる。しかしながら、光重合開始剤の感度の点では、分子内における一般式(10)で表される基の数が重要であり、その位置置換体によって感度に大きな差は出ない。
一般式(3)において、W2は水素原子、または一般式(10)で表される基を表す。ただし、m個あるW2のうち少なくとも2つは一般式(10)で表される基であり、繰り返し単位中のm個のW2は同一でも異なっていても良い。ここで、mは4〜8の整数である。
一般式(3)において、W2の少なくとも一つが水素原子で表される場合、複数の位置置換体が存在することになる。しかしながら、光重合開始剤の感度の点では、分子内における一般式(10)で表される基の数が重要であり、その位置置換体によって感度に大きな差は出ない。
以上述べた光重合開始剤として、特に好ましい具体例を以下に示すが、本発明の光重合開始剤の構造はそれらに限定されるものではない。
まず、一般式(1)で表される光重合開始剤として、特に好ましい具体例を表1に示す。
一般式(1)
Figure 2014193968
表1
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
次に、一般式(2)で表される光重合開始剤として、特に好ましい具体例を表2に示す。なお、表中、tBuはtert−ブチル基を表す。
一般式(2)
Figure 2014193968
表2
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
次に、一般式(3)で表される光重合開始剤として、特に好ましい具体例を表3に示す。なお、表中、tBuはtert−ブチル基を表す。
一般式(3)
Figure 2014193968
表3
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
本発明の光重合開始剤を得るための合成方法として特開2006−206799号公報、特開平7−70220号公報、特開2000−80068号公報、特開平10−29997号公報、特開2013−001713号公報に記載されている合成方法を挙げることができるが、これらの方法に何ら限定されることはなく、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。また、原料を適宜置き換えることにより、本発明の光重合開始剤を合成することが可能である。
本発明の光重合開始剤は、活性エネルギー線硬化性組成物中に0.1〜20重量%、好ましくは、1〜12重量%、より好ましくは1〜8重量%、さらに好ましくは1〜5重量%の範囲で用いられる。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、一般式(1)〜(3)で表される光重合開始剤を含有することを特徴としている。このとき、一般式(1)〜(3)で表される光重合開始剤は1種類のみを用いても、複数種類を併用して用いても良い。
また、本発明の活性エネルギー線硬化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、さらに感度向上や硬化後の膜特性を向上させる目的で、増感剤や他の光重合開始剤と併用することが可能である。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物と混合して併用可能な増感剤としては、ベンゾフェノン類、カルコン誘導体やジベンザルアセトンなどに代表される不飽和ケトン類、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−プロピルオキシチオキサントンなど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’−ジメチルオキシベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンなど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など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)など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。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物と混合して併用可能な他の光重合開始剤としては、イルガキュアー651、イルガキュアー184、ダロキュアー1173、イルガキュアー500、イルガキュアー1000、イルガキュアー2959、イルガキュアー907、イルガキュアー369、イルガキュアー379、イルガキュアー1700、イルガキュアー149、イルガキュアー1800、イルガキュアー1850、イルガキュアー819、イルガキュアー784、イルガキュアー261、イルガキュアーOXE−01(CGI124)、CGI242(BASF社)、アデカオプトマーN1414、アデカオプトマーN1717、アデカオプトマーN5050(旭電化社)、Esacure1001M(Lamberti社)、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、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,1’−ビイミダゾール、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5−213861号公報、特開平5−255347号公報、特開平5−255421号公報、特開平6−157623号公報、特開2000−344812号公報、特開2002−265512号公報、特願2004−053009号公報、ならびに特願2004−263413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、USP3558309号明細書(1971年)、USP4202697号明細書(1980年)、特開昭61−24558号公報、特表2004−534797号公報、ならびに特開2004−359639号公報記載のオキシムエステル化合物、特表2002−530372号公報記載の二官能性光開始剤などが挙げられる。
これらの光重合開始剤はラジカル重合性化合物(A)100重量部に対して0.01から40重量部の範囲で含有されるのが好ましい。
次に本発明のラジカル重合性化合物(A)について詳述する。
本発明に用いるラジカル重合性化合物(A)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。
このようなラジカル重合性化合物(A)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あげられ、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などがあげられるが、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(A)の具体例を挙げる。
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。
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。
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。
単官能含エーテル基アクリレート類の例:
2−メチルオ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、ブチルオキシエチルアクリレート、メチルオキシトリエチレングリコールアクリレート、メチルオキシポリエチレングリコール#400アクリレート、メチルオキシジプロピレングリコールアクリレート、メチルオキシトリプロピレングリコールアクリレート、メチルオキシポリプロピレングリコールアクリレート、エチルオ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。
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、こはく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。
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。
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チルオキシフェニル)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。
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。
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。
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。
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。
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。
単官能含エーテル基メタクリレート類の例:
2−メチルオ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、ブチルオキシエチルメタクリレート、メチルオキシトリエチレングリコールメタクリレート、メチルオキシポリエチレングリコール#400メタクリレート、メチルオキシジプロピレングリコールメタクリレート、メチルオキシトリプロピレングリコールメタクリレート、メチルオキシポリプロピレングリコールメタクリレート、エチルオ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。
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、こはく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。
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。
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チルオキシフェニル)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。
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。
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。
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。
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。
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−メチルオキシスチレン、p−t−ブチルオキシスチレン、p−t−ブチルオキシカルボニルスチレン、p−t−ブチルオ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。
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−ビニルピロリドンなど。
上記のラジカル重合性化合物(A)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」シリーズなどが挙げられる。
また以下に示す環状化合物もラジカル重合性化合物(A)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。
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。
さらに、ラジカル重合性化合物(A)は、以下に示す文献に記載のものもあげることができる。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。
本発明のラジカル重合性化合物(A)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。
ラジカル重合性化合物(A)は、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物中に30.0〜95.0重量%の範囲で用いられる。
次に本発明の顔料(B)について詳述する。
本発明の顔料(B)は、カーボンブラック、酸化チタン、炭酸カルシウム等の無彩色の顔料または有彩色の有機顔料が挙げられる。これらはただ一種のみ用いても、または色相および濃度の調整等を目的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系でもかまわない。
具体的な有機顔料としては、トルイジンレッド、トルイジンマルーン、ハンザエロー、ベンジジンエロー、ピラゾロンレッドなどの不溶性アゾ顔料、リトールレッド、ヘリオボルドー、ピグメントスカーレット、パーマネントレッド2Bなどの溶性アゾ顔料、アリザリン、インダントロン、チオインジゴマルーンなどの建染染料からの誘導体、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーンなどのフタロシアニン系有機顔料、キナクリドンレッド、キナクリドンマゼンタなどのキナクリドン系有機顔料、ペリレンレッド、ペリレンスカーレットなどのペリレン系有機顔料、イソインドリノンエロー、イソインドリノンオレンジなどのイソインドリノン系有機顔料、ピランスロンレッド、ピランスロンオレンジなどのピランスロン系有機顔料、チオインジゴ系有機顔料、縮合アゾ系有機顔料、ベンズイミダゾロン系有機顔料、キノフタロンエローなどのキノフタロン系有機顔料、イソインドリンエローなどのイソインドリン系有機顔料、その他の顔料として、フラバンスロンエロー、アシルアミドエロー、ニッケルアゾエロー、銅アゾメチンエロー、ペリノンオレンジ、アンスロンオレンジ、ジアンスラキノニルレッド、ジオキサジンバイオレット等の公知公用の各種顔料が挙げられる。
有機顔料をカラーインデックス(C.I.)ナンバーで例示すると、C.I.ピグメントエロー12、13、14、17、20、24、74、83、86 93、109、110、117、120、125、128、129、137、138、139、147、148、150、151、153、154、155、166、168、180、185、C.I.ピグメントオレンジ16、36、43、51、55、59、61、C.I.ピグメントレッド9、48、49、52、53、57、97、122、123、149、168、177、180、192、202、206、215、216、217、220、223、224、226、227、228、238、240、C.I.ピグメントバイオレット19、23、29、30、37、40、50、C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:3、15:4、15:6、22、60、64、C.I.ピグメントグリーン7、36、C.I.ピグメントブラウン23、25、26等が挙げられる。
カーボンブラックの具体例としては、デグサ社製「Special Black350、250、100、550、5、4、4A、6」「PrintexU、V、140U、140V、95、90、85、80、75、55、45、40、P、60、L6、L、300、30、3、35、25、A、G」、キャボット社製「REGAL400R、660R、330R、250R」「MOGUL E、L」、三菱化学社製「MA7、8、11、77、100、100R、100S、220、230」「#2700、#2650、#2600、#200、#2350、#2300、#2200、#1000、#990、#980、#970、#960、#950、#900、#850、#750、#650、#52、#50、#47、#45、#45L、#44、#40、#33、#332、#30、#25、#20、#10、#5、CF9、#95、#260」等が挙げられる。
酸化チタンの具体例としては、石原産業社製「タイペークCR−50、50−2、57、80、90、93、95、953、97、60、60−2、63、67、58、58−2、85」「タイペークR−820,830、930、550、630、680、670、580、780、780−2、850、855」「タイペークA−100、220」「タイペークW−10」「タイペークPF−740、744」「TTO−55(A)、55(B)、55(C)、55(D)、55(S)、55(N)、51(A)、51(C)」「TTO−S−1、2」「TTO−M−1、2」、テイカ社製「チタニックスJR−301、403、405、600A、605、600E、603、805、806、701、800、808」「チタニックスJA−1、C、3、4、5」、デュポン社製「タイピュアR−900、902、960、706、931」等が挙げられる。
上記顔料の中で、キナクリドン系有機顔料、フタロシアニン系有機顔料、ベンズイミダゾロン系有機顔料、イソインドリノン系有機顔料、縮合アゾ系有機顔料、キノフタロン系有機顔料、イソインドリン系有機顔料等は耐光性が優れているため好ましい。有機顔料は、レーザー散乱による測定値で平均粒径10〜150nmの微細顔料であることが好ましい。顔料の平均粒径が10nm未満の場合は、粒径が小さくなることによる耐光性の低下が生じ、150nmを越える場合は、分散の安定維持が困難になり、顔料の沈澱が生じやすくなる。
有機顔料の微細化は下記の方法で行うことができる。すなわち、有機顔料、有機顔料の3重量倍以上の水溶性の無機塩および水溶性の溶剤の少なくとも3つの成分からなる混合物を粘土状の混合物とし、ニーダー等で強く練りこんで微細化したのち水中に投入し、ハイスピードミキサー等で攪拌してスラリー状とする。次いで、スラリーの濾過と水洗を繰り返して、水溶性の無機塩および水溶性の溶剤を除去する。微細化工程において、樹脂、顔料分散剤等を添加してもよい。
水溶性の無機塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム等が挙げられる。これらの無機塩は、有機顔料の3重量倍以上、好ましくは20重量倍以下の範囲で用いる。無機塩の量が3重量倍よりも少ないと、所望の大きさの処理顔料が得られない。また、20重量倍よりも多いと、後の工程における洗浄処理が多大であり、有機顔料の実質的な処理量が少なくなる。
水溶性の溶剤は、有機顔料と破砕助剤として用いられる水溶性の無機塩との適度な粘土状態をつくり、充分な破砕を効率よく行うために用いられ、水に溶解する溶剤であれば特に限定されないが、混練時に温度が上昇して溶剤が蒸発し易い状態になるため、安全性の点から沸点120〜250℃の高沸点の溶剤が好ましい。水溶性溶剤としては、2−(メトキシメトキシ)エタノール、2−ブトキシエタノール、2−(イソペンチルオキシ)エタノール、2−(ヘキシルオキシ)エタノール、ジエチレングリコール、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ブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、液体ポリエチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、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、低分子量ポリプロピレングリコール等が挙げられる。
本発明において顔料は、十分な濃度および十分な耐光性を得るため、活性エネルギー線硬化性組成物中に1〜50重量%の範囲で用いられる。
本発明では、顔料の分散性および活性エネルギー線硬化性組成物の保存安定性を向上させるために顔料分散剤を添加するのが好ましい。顔料分散剤としては、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ステアリルアミンアセテート等を用いることができる。
分散剤の具体例としては、BYK Chemie社製「Anti−Terra−U(ポリアミノアマイド燐酸塩)」、「Anti−Terra−203/204(高分子量ポリカルボン酸塩)」、「Disperbyk−101(ポリアミノアマイド燐酸塩と酸エステル)、107(水酸基含有カルボン酸エステル)、110、111(酸基を含む共重合物)、130(ポリアマイド)、161、162、163、164、165、166、170(高分子共重合物)」、「400」、「Bykumen」(高分子量不飽和酸エステル)、「BYK−P104、P105(高分子量不飽和酸ポリカルボン酸)」、「P104S、240S(高分子量不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン系)」、「Lactimon(長鎖アミンと不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン)」が挙げられる。
また、Efka CHEMICALS社製「エフカ44、46、47、48、49、54、63、64、65、66、71、701、764、766」、「エフカポリマー100(変性ポリアクリレート)、150(脂肪族系変性ポリマー)、400、401、402、403、450、451、452、453(変性ポリアクリレート)、745(銅フタロシアニン系)」、共栄社化学社製「フローレン TG−710(ウレタンオリゴマー)、「フローノンSH−290、SP−1000」、「ポリフローNo.50E、No.300(アクリル系共重合物)」、楠本化成社製「ディスパロン KS−860、873SN、874(高分子分散剤)、#2150(脂肪族多価カルボン酸)、#7004(ポリエーテルエステル型)」が挙げられる。
さらに、花王社製「デモールRN、N(ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩)、MS、C、SN−B(芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩)、EP」、「ホモゲノールL−18(ポリカルボン酸型高分子)、「エマルゲン920、930、931、935、950、985(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル)、「アセタミン24(ココナッツアミンアセテート)、86(ステアリルアミンアセテート)」、アビシア社製「ソルスパーズ5000(フタロシアニンアンモニウム塩系)、13940(ポリエステルアミン系)、17000(脂肪酸アミン系)、24000GR、32000、33000、39000、41000、53000」、日光ケミカル社製「ニッコール T106(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート)、MYS−IEX(ポリオキシエチレンモノステアレート)、Hexagline 4−0(ヘキサグリセリルテトラオレート)」、味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821、822、824」等が挙げられる。
分散剤の添加量はとくに限定されるものではないが、好ましくは活性エネルギー線硬化性組成物中に0.1〜10重量%の範囲で用いられる。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物には、顔料の分散性およびインキの保存安定性をより向上させるために、有機顔料の酸性誘導体を顔料の分散時に配合することが好ましい。
さらに本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、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、カルボキシル基含有ポリマーを添加して用いても良い。カルボキシル基含有ポリマーはアルカリ水溶液に対する溶解性を有するため、本発明の活性エネルギー線硬化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とは、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルと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二種以上混合しても差し支えない。
ここで、メタアクリル酸エステルとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルへキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレートなどが挙げられる。
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、スチレンなどが挙げられる。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、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、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンなどのポリマーフィルム、その他の金属板などの基材に塗布して使用することができる。
本発明の活性エネルギー線硬化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、共重合体があげられ、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あげられる。
本発明で用いることのできる基材としては、非コート紙、コート紙、非吸収性支持体等が挙げられる。
具体的な非吸収性支持体としては、各種非吸収性のプラスチック及びそのフィルムが挙げられ、各種プラスチックフィルムとしては、例えば、PETフィルム、OPSフィルム、OPPフィルム、ONyフィルム、PVCフィルム、PEフィルム、TACフィルムを挙げることが出来る。その他のプラスチックとしては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ABS、ポリアセタール、PVA、ゴム類等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、金属類やガラス類も使用することが出来る。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、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、本発明の活性エネルギー線硬化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などがあげられるが、これらに限定されるものではない。
また、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は保存時の重合を防止する目的で熱重合防止剤を添加することが可能である。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物に添加可能な熱重合防止剤の具体例としては、p−メチルオキシフェノール、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、フェノチアジンなどをあげることができ、これらの熱重合防止剤は、ラジカル重合性化合物(A)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。
また、本発明の活性エネルギー線硬化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。
本発明の活性エネルギー線硬化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、N−フェニルグリシン、トリエタノールアミン、N,N−ジエチルアニリン等のアミン類、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−アルキルオキピリジンチオン類があげられる。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物には、更に性能改良のため、本来の特性を変えない範等で染料、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、磁性体やその他種々の特性を付与する添加剤、希釈溶剤などと混合して使用しても良い。
添加剤の添加量はとくに限定されるものではないが、好ましくは活性エネルギー線硬化性組成物中に0.1〜10重量%の範囲で用いられる。
本発明の活性エネルギー線硬化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、低圧水銀ランプ、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、カーボンアーク灯、重水素ランプ、蛍光灯、アルゴンイオンレーザ、ヘリウムカドミウムレーザ、ヘリウムネオンレーザ、クリプトンイオンレーザ、各種半導体レーザ、YAGレーザ、発光ダイオード、CRT光源、プラズマ光源、ArFエキシマーレーザ、KrFエキシマーレーザ、F2レーザ、Nd−YAG3倍波レーザー、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、近赤外線など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。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物を活性エネルギー線硬化型インクジェットインキとして用いる場合は、ラジカル重合性化合物(A)、顔料分散剤と共に、顔料(B)をサンドミル等の通常の分散機を用いてよく分散することにより製造される。予め顔料高濃度の濃縮液を作成しておいてラジカル重合性化合物(A)で希釈することが好ましい。通常の分散機による分散においても充分な分散が可能であり、このため、過剰な分散エネルギーがかからず、多大な分散時間を必要としないため、インキ成分の分散時の変質を招きにくく、安定性に優れたインキが調製される。インキは、孔径3μm以下さらには、1μ以下のフィルターにて濾過することが好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化型インクジェットインキは、25℃での粘度が5〜50mPa・sに調整することが好ましい。25℃での粘度が5〜50mPa・sのインキは、特に通常の4〜10KHzの周波数を有するヘッドから、10〜50KHzの高周波数のヘッドにおいても安定した吐出特性を示す。
粘度が5mPa・s未満の場合は、高周波数のヘッドにおいて、吐出の追随性の低下が認められ、50mPa・sを越える場合は、加熱による粘度の低下機構をヘッドに組み込んだとしても吐出そのものの低下を生じ、吐出の安定性が不良となり、全く吐出できなくなる。
また、本発明の活性エネルギー線硬化型インクジェットインキは、ピエゾヘッドにおいては、10μS/cm以下の電導度とし、ヘッド内部での電気的な腐食のないインキとすることが好ましい。また、コンティニュアスタイプにおいては、電解質による電導度の調整が必要であり、この場合には、0.5mS/cm以上の電導度に調整する必要がある。
本発明の活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを使用するには、まずこのインクジェットインキをインクジェット記録方式用プリンタのプリンタヘッドに供給し、このプリンタヘッドから基材上に吐出し、その後紫外線又は電子線等の活性エネルギー線を照射する。これにより印刷媒体上の組成物は速やかに硬化する。
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、特に断りのない限り、例中、部とは重量部を示す。
実施例に先だって、実施例及び比較例に用いた光重合開始剤を表4に示す。
表4
Figure 2014193968
Figure 2014193968
これらの表4に記載の光重合開始剤1〜79は、欧州特許出願公開第3002号、特開昭58−157805号公報、特開昭63−264560号公報、特開2006−206799号公報、特開平7−70220号公報、特開2000−80068号公報、特開平10−29997号公報、特開2013−001713号公報に記載されている合成方法を用いることで得られた。また光重合開始剤80〜85はBASF社の製品である。
まず、光重合開始剤の製造方法を示す。
<光重合開始剤(1)の製造>
Figure 2014193968
フラスコへ化合物A(ビスフェノールA)10.0部と化合物B40.0部、炭酸カリウム72.6部、ヨウ化銅1.0部、ジメチルスルホキシド500部を混合し、160℃で3時間攪拌した。室温に戻した後、クロロホルム1000部、イオン交換水1000部を添加し、抽出した。さらに、抽出したクロロホルム層を、飽和食塩水1000部で2回洗浄した。そして、得られたクロロホルム層に硫酸マグネシウム(無水物)を100部添加し、室温で30分攪拌することで脱水した。その後、硫酸マグネシウムを吸引ろ過でろ別して、得られたクロロホルム層を濃縮することで、27部の生成物を得た。収率は90%であった。質量分析装置(TOF−MS:ブルカー・ダルトニクス社製 autoflexII)で化合物の同定を行った。m/z=687(分子量686.92)であり、光重合開始剤(1)であることを確認した。
光重合開始剤(2)〜(48)は、光重合開始剤(1)の製造方法に準じた方法で合成した。
<光重合開始剤(54)の製造>
Figure 2014193968
フラスコへ化合物C10.0部と化合物D33.6部、炭酸カリウム72.6部、ヨウ化銅1.0部、ジメチルスルホキシド500部を混合し、160℃で3時間攪拌した。室温に戻した後、クロロホルム1000部、イオン交換水1000部を添加し、抽出した。さらに、抽出したクロロホルム層を、飽和食塩水1000部で2回洗浄した。そして、得られたクロロホルム層に硫酸マグネシウム(無水物)を100部添加し、室温で30分攪拌することで脱水した。その後、硫酸マグネシウムを吸引ろ過でろ別して、得られたクロロホルム層を濃縮することで、21.5部の生成物を得た。収率は85%であった。質量分析装置(TOF−MS:ブルカー・ダルトニクス社製 autoflexII)で化合物の同定を行った。m/z=579(分子量578.65)であり、光重合開始剤(54)であることを確認した。
光重合開始剤(49)〜(53)、および光重合開始剤(55)〜(72)は、光重合開始剤(54)の製造方法に準じた方法で合成した。
<光重合開始剤(74)の製造>
Figure 2014193968
フラスコへ化合物E10.0部と化合物F22.2部、炭酸カリウム43.4部、ヨウ化銅1.0部、ジメチルスルホキシド500部を混合し、160℃で3時間攪拌した。室温に戻した後、クロロホルム1000部、イオン交換水1000部を添加し、抽出した。さらに、抽出したクロロホルム層を、飽和食塩水1000部で2回洗浄した。そして、得られたクロロホルム層に硫酸マグネシウム(無水物)を100部添加し、室温で30分攪拌することで脱水した。その後、硫酸マグネシウムを吸引ろ過でろ別して、得られたクロロホルム層を濃縮することで、18.2部の生成物を得た。収率は80%であった。質量分析装置(TOF−MS:ブルカー・ダルトニクス社製 autoflexII)で化合物の同定を行った。m/z=1446(分子量1445.9)であり、光重合開始剤(74)であることを確認した。
光重合開始剤(73)、および光重合開始剤(75)〜(79)は、光重合開始剤(74)の製造方法に準じた方法で合成した。
次に、本発明の化合物を光重合開始剤として用いた実施例を示す。
実施例1(活性エネルギー線硬化性組成物の製造)
表4に記載の光重合開始剤(1)5.0部、ラジカル重合性化合物(A)としてトリメチロールプロパントリアクリレート95部を混合して活性エネルギー線硬化性組成物を得た。
実施例2〜79、比較例1〜6(活性エネルギー線硬化性組成物の製造)
実施例1において、光重合開始剤の種類を表5に示す通りに変えたこと以外は、実施例1と同様にして活性エネルギー線硬化性組成物を得た。
(1)硬化性試験
調整した活性エネルギー線硬化性組成物をPET基板上に膜厚が5μmとなるよう塗布し、紫外線照射(高圧水銀灯120W/cm2 1灯)後、組成物表面を指触して粘着性のないコンベアスピードで判定した。紫外線照射装置のコンベアスピード(m/分)で数字が大きい程硬化性が良い。結果を表5に示す。評価は下記の3段階であり、評価が△以上であれば実用上問題ないレベルである。
○:30m/分以上
△:20m/分以上、30m/分未満
×:20m/分未満
(2)ブリード量試験
(1)硬化性試験と同条件で硬化した膜厚5μmの硬化物の上に塗布していないPET基板を置き、温度60℃、圧力15g/cm2で1日放置し、塗布していないPET基板に移行した化合物量を定量した。結果を表5に示す。評価は下記の3段階であり、評価が△以上であれば実用上問題ないレベルである。
○:1ppm未満
△:1ppm以上、10ppm未満
×:10ppm以上
(3)臭気性試験
(1)硬化性試験と同条件で硬化した膜厚5μmの硬化物を細かくカットしてガラス瓶に詰め、5人のパネラーが臭気性を相対的に判定した。結果を表5に示す。評価は1(不良)〜5(良好)の5段階であり、評価が4以上であれば実用上問題ないレベルである。
表5
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、硬化物から移行する光重合開始剤や光重合開始剤分解物等の滲み出し(ブリード)や揮発による臭気を大幅に抑えることが明らかとなった。
次に、顔料と顔料分散剤とモノマーからなるイエロー、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6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。
表6
Figure 2014193968
実施例80(活性エネルギー線硬化型インクジェットインキの製造)
顔料分散体、ラジカル重合性化合物(A)、表1に記載の光重合開始剤(1)とを混合してイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを得た。このうちシアンの活性エネルギー線硬化型インクジェットインキの配合を表7に示す。
表7
Figure 2014193968
実施例81〜158、比較例7〜12(活性エネルギー線硬化型インクジェットインキの製造)
実施例80において、光重合開始剤の種類を表8に示す通りに変えたこと以外は、実施例80と同様にして活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを得た。
(4)硬化性試験
調整した活性エネルギー線硬化型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、紫外線照射(高圧水銀灯120W/cm2 1灯)後、表面を指触して粘着性のないコンベアスピードで判定した。紫外線照射装置のコンベアスピード(m/分)で数字が大きい程硬化性が良い。結果を表8に示す。評価は下記の3段階であり、評価が△以上であれば実用上問題ないレベルである。
○:30m/分以上
△:20m/分以上、30m/分未満
×:20m/分未満
(5)ブリード量試験
(4)硬化性試験と同条件で硬化した硬化物の上に塗布していないPET基板を置き、温度60℃、圧力15g/cm2で1日放置し、塗布していないPET基板に移行した化合物量を定量した。結果を表8に示す。評価は下記の3段階であり、評価が△以上であれば実用上問題ないレベルである。
○:1ppm未満
△:1ppm以上、10ppm未満
×:10ppm以上
(6)臭気性試験
(4)硬化性試験と同条件で硬化した硬化物を細かくカットしてガラス瓶に詰め、5人のパネラーが臭気性を相対的に判定した。結果を表8に示す。評価は1(不良)〜5(良好)の5段階であり、評価が4以上であれば実用上問題ないレベルである。
表8
Figure 2014193968
Figure 2014193968
Figure 2014193968
以上の結果より、本発明の活性エネルギー線硬化型インクジェットインキは、硬化物から移行する光重合開始剤や光重合開始剤分解物等の滲み出し(ブリード)や揮発による臭気を大幅に抑えることができた。これにより、特に安全性や衛生性が重要となる食品包装材料用途や医療用途において好適に使用され得る。
また、硬化性も汎用の光重合開始剤と同等レベルであり、高分子量型開始剤で問題となっていた低硬化性の問題も解決できた。

Claims (7)

  1. ラジカル重合性化合物(A)と、下記一般式(1)〜(3)で表される化合物を少なくとも一つ含む光重合開始剤とからなる活性エネルギー線硬化性組成物。
    一般式(1)
    Figure 2014193968
    (式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換のアルキル基、または置換もしくは未置換のアルコキシル基を表し、
    Xは下記に示す構造のいずれかである2価の連結基を表し、
    Figure 2014193968
    Aは下記一般式(4)〜(9)のいずれかで表される光ラジカル開裂部位を表す。)
    一般式(2)
    Figure 2014193968
    (式中、R3は、それぞれ独立に、水素原子、スルホ基、または置換もしくは未置換のアルキル基を表し、
    Yは−CH2−、−CH2−O−CH2−、−S−、−SO−、または−SO2−を表し、
    1は水素原子、または下記一般式(10)で表される基を表す。ただし、n+2個あるW1のうち少なくとも2つは下記一般式(10)で表される基であり、繰り返し単位中のn個のW1は同一でも異なっていても良い。
    nは0〜6の整数である。)
    一般式(3)
    Figure 2014193968
    (式中、R5は、それぞれ独立に、水素原子、スルホ基、または置換もしくは未置換のアルキル基を表し、
    Zは−CH2−、−CH2−O−CH2−、−S−、−SO−、または−SO2−を表し、
    2は水素原子、または下記一般式(10)で表される基を表す。ただし、m個あるW2のうち少なくとも2つは下記一般式(10)で表される基であり、繰り返し単位中のm個のW2は同一でも異なっていても良い。
    mは4〜8の整数である。)
    一般式(4)
    Figure 2014193968
    (式中、R11およびR12は、それぞれ独立に、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リール基、置換もしくは未置換の複素環基、または置換もしくは未置換のアルケニル基を表す。また、R11およびR12が一体となって環を形成してもよい。
    13およびR14は、それぞれ独立に、水素原子、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コキシル基、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ケニル基、または置換もしくは未置換のアシル基を表すか、あるいは、R13およびR14は5員環もしくは6員環であって、窒素原子、酸素原子、硫黄原子のいずれか、もしくは複数の原子を含んでもよい環を形成する。)
    一般式(5)
    Figure 2014193968
    (式中、R21およびR22は、それぞれ独立に、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コキシル基、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ケニル基、置換もしくは未置換のアルキニル基または置換もしくは未置換のアシル基を表す。また、R21およびR22が一体となって環を形成してもよい。)
    一般式(6)
    Figure 2014193968
    一般式(7)
    Figure 2014193968
    (式中、R31は、それぞれ独立に、水素原子、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コキシル基、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ケニル基、置換もしくは未置換のアルキニル基、または置換もしくは未置換のアシル基を表す。
    32は、それぞれ独立に、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コキシル基、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、または置換もしくは未置換のアルケニル基を表す。)
    一般式(8)
    Figure 2014193968
    (式中、R41およびR42は、それぞれ独立に、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リール基、置換もしくは未置換の複素環基、または置換もしくは未置換のアルケニル基を表す。また、R41およびR42が一体となって環を形成してもよい。)
    一般式(9)
    Figure 2014193968
    (式中、R51、R52およびR53は、それぞれ独立に、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リール基、置換もしくは未置換の複素環基、または置換もしくは未置換のアルケニル基を表す。)
    一般式(10)
    Figure 2014193968
    (式中、R4は、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換のアルキル基、または置換もしくは未置換のアルコキシル基を表し、Aは一般式(4)〜(9)のいずれかで表される光ラジカル開裂部位を表す。)
  2. Aが一般式(4)、(6)および(7)のいずれかである、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
  3. さらに、顔料(B)を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性組成物に活性エネルギー線を照射することにより得られる硬化物。
  5. 請求項1〜3のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性組成物を用いることを特徴とする、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ。
  6. 請求項5記載の活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを印刷し、活性エネルギー線照射によって硬化させる、印刷物の製造方法。
  7. 請求項6に記載の製造方法で得られる印刷物。
JP2013070918A 2013-03-29 2013-03-29 活性エネルギー線硬化性組成物、それを用いる硬化物、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ、印刷物の製造方法、および印刷物 Pending JP2014193968A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013070918A JP2014193968A (ja) 2013-03-29 2013-03-29 活性エネルギー線硬化性組成物、それを用いる硬化物、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ、印刷物の製造方法、および印刷物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013070918A JP2014193968A (ja) 2013-03-29 2013-03-29 活性エネルギー線硬化性組成物、それを用いる硬化物、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ、印刷物の製造方法、および印刷物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014193968A true JP2014193968A (ja) 2014-10-09

Family

ID=51839434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013070918A Pending JP2014193968A (ja) 2013-03-29 2013-03-29 活性エネルギー線硬化性組成物、それを用いる硬化物、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ、印刷物の製造方法、および印刷物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014193968A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104974053A (zh) * 2015-06-24 2015-10-14 天津久日化学股份有限公司 一种新的氨基酮类光引发剂及在uv-led光固化体系的应用
JP2016079158A (ja) * 2014-10-22 2016-05-16 株式会社Adeka 新規重合開始剤及び該重合開始剤を含有するラジカル重合性組成物
WO2021125132A1 (ja) * 2019-12-20 2021-06-24 株式会社Adeka カルバモイルオキシム化合物並びに該化合物を含有する重合開始剤及び重合性組成物
US11299641B2 (en) * 2018-01-10 2022-04-12 Ricoh Company, Ltd. Curable liquid composition, composition-accommodating container, liquid composition discharging device, cured material, and method of manufacturing cured material

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016079158A (ja) * 2014-10-22 2016-05-16 株式会社Adeka 新規重合開始剤及び該重合開始剤を含有するラジカル重合性組成物
CN104974053A (zh) * 2015-06-24 2015-10-14 天津久日化学股份有限公司 一种新的氨基酮类光引发剂及在uv-led光固化体系的应用
US11299641B2 (en) * 2018-01-10 2022-04-12 Ricoh Company, Ltd. Curable liquid composition, composition-accommodating container, liquid composition discharging device, cured material, and method of manufacturing cured material
WO2021125132A1 (ja) * 2019-12-20 2021-06-24 株式会社Adeka カルバモイルオキシム化合物並びに該化合物を含有する重合開始剤及び重合性組成物

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008037930A (ja) 光硬化型インクジェットインキ
JP2009120686A (ja) 光重合開始剤、重合性組成物、および重合物の製造方法。
JP2009191179A (ja) 光重合開始剤、重合性組成物、および重合物の製造方法。
JP2013147462A (ja) 反応性化合物、およびそれを用いた重合性組成物、およびそれを用いた活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ
JP5481856B2 (ja) 光重合開始剤、重合性組成物、および重合物の製造方法
JP5286858B2 (ja) 光硬化型インクジェットインキ
JP5359354B2 (ja) 光重合開始剤、重合性組成物、および重合物の製造方法
JP2014141621A (ja) 紫外線硬化性組成物
JP2014193968A (ja) 活性エネルギー線硬化性組成物、それを用いる硬化物、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ、印刷物の製造方法、および印刷物
JP2009029859A (ja) 重合性組成物、および重合物の製造方法
JP6028619B2 (ja) 反応性化合物、およびそれを用いた重合性組成物、およびそれを用いた活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ
JP2009019142A (ja) 光硬化型インキ
JP5929313B2 (ja) 重合性組成物、およびそれを用いた活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ
JP2009203299A (ja) 無黄変性重合性組成物、および重合物の製造方法。
JP6926395B2 (ja) 重合性組成物
JP5298570B2 (ja) 光重合開始剤、重合性組成物、および重合物の製造方法。
JP6547351B2 (ja) 重合性組成物、およびそれを用いた活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ
JP5929263B2 (ja) 重合性組成物、およびそれを用いた活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ
JP5938957B2 (ja) 重合性組成物、およびそれを用いた活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ
JP2007254701A (ja) 光硬化型インキ
JP5549320B2 (ja) 光硬化型インクジェットインキ、および重合物の製造方法
JP2014152252A (ja) 重合性組成物、およびそれを用いた活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ
JP6197720B2 (ja) 重合性組成物、及びそれを用いた活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ
JP6481441B2 (ja) 重合促進剤、及びそれを用いた重合性組成物
JP5633153B2 (ja) インクジェットインク、及びそれを用いるインクジェット記録方法