JP2947845B2 - 近赤外光重合性組成物 - Google Patents

近赤外光重合性組成物

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【発明の詳細な説明】 (1) 産業上の利用分野 この発明は、少なくとも1種のエチレン性不飽和の重
合しうる単量体またはオリゴマーを近赤外光で高感度に
重合を開始させうる重合開始剤を用いた重合性組成物に
関する。本発明による重合開始剤を用いた重合性組成物
は有床義歯、歯用補充材料及び歯の充填組成物、及び歯
の目的に対する被覆及び接着組成物などに用いることが
できる。
(2) 従来の技術 従来、歯科技術の領域では化学重合性組成物が使用さ
れており、化学重合性組成物は重合開始剤である有機過
酸化物及び第3級アミンとエチレン性不飽和化合物とか
らなる。有機過酸化物は第3級アミンを併用することに
より常温及び暗中で重合開始剤となることが多くの文献
に記載されている(例えば、義歯床用常温重合アクリル
レジン歯科技工別冊や義歯床用レジンと歯科技工38頁〜
47頁(1982))。
一方、光重合は、塗膜の硬化や平板印刷、樹脂凸版、
プリント基盤作成用、レジストまたはフォトマスク、白
黒またはカラーの転写発色用シートもしくは発色シート
作成などの多方面の用途にわたり使用されている。しか
し、これらはいずれも紫外線または可視光を用いて重合
が行われるものであり、近赤外光を用いた重合は検討さ
れていなかった。
光重合性組成物はエチレン性不飽和化合物及び光重合
開始剤からなり(例えば、特開昭59−138203及び特開昭
63−162769)、特開昭63−162769号明細書にはα−ケト
カルボニル化合物を光重合開始剤とし、N,N−ジメチル
アニリンのようなアミン類の存在においてビニル化合物
を紫外線照射及び可視光照射により硬化できる光重合性
組成物を開示しており、これらは、歯牙充填物及び歯牙
封密剤、歯冠及び義歯橋の製造及び合成義歯の製造にも
使用されている(例えば、特開昭63−99858、特開昭63
−189144及び特開昭63−203151)。
(3) 発明が解決しようとする課題 しかし、これらの光重合性組成物は可視光を使用する
ために組成物の色調により光の透過性が悪くなり、色調
によって硬化の度合が異なるという問題点がある。本発
明は、歯科用重合性組成物等において、色調に影響され
ない近赤外光によって重合を高感度で開始しうる重合開
始剤を用いた重合性組成物を提供することを目的とす
る。
(4) 課題を解決するための手段 本発明では、この課題を解決するために特定の近赤外
光吸収性染料と有機過酸化物を併用する光重合開始剤を
鋭意検討した結果、近赤外光により高感度で、かつ分光
増感された重合開始剤を用いた重合性組成物が得られる
ことを見いだすに至った。すなわち、本発明によれば78
0nm以上、好ましくは800nm以上の波長の近赤外光領域に
吸収をもつ近赤外光吸収性染料と有機過酸化物を近赤外
光吸収性染料1重量%に対して有機過酸化物を0.01〜10
重量%、好ましくは、0.1〜5重量%の範囲で添加する
ことにより、780nm以上、好ましくは800nm以上の近赤外
光により高感度に重合を開始しうる重合開始剤が得られ
る。本発明による近赤外光重合開始剤は、フリーラジカ
ル付加重合可能なもしくは架橋可能な化合物、またはそ
れら化合物と有機または無機、或いはそれらの複合物の
充填剤からなる混合物に添加することにより、近赤外光
によって重合可能な光重合組成物を得ることができる。
本発明に用いられる赤外光吸収性染料としては、近赤
外領域に吸収をもつシアニン、トリアリールメタン、ア
ミニウム、ジインモニウム系色素などの陽イオン染料ま
たはジオール金属錯体やナフトキノ、アントラキノン系
染料などがあげられる。特に、陽イオン染料には、それ
自身重合開始剤として使用できる一般式(1)で表わさ
れる陽イオン染料−ボレート陰イオン錯体が含まれる。
一般式(1) (式中D+は近赤外領域に吸収をもつ陽イオン染料であ
り、R1,R2,R3及びR4は独立的にアルキル、アリール、ア
ルカリール、アリル、アラルキル、アルケニル、アルキ
ニル、脂環式及び飽和または不飽和複素環式基を示し、
R1,R2,R3及びR4の中の少なくとも1個以上は炭素原子数
1〜8個のアルキル基である) 一般式(1)で表わされる陽イオン染料−ボレート陰
イオン錯体を構成する陽イオン染料の特定な種類は近赤
外領域に吸収をもつシアニン、トリアリールメタン、ア
ミニウム、ジインモニウム系色素であり、ボレート陰イ
オンのR1,R2,R3及びR4は独立的にアルキル、アリール、
アルカリール、アリル、アラルキル、アルケニル、アル
キニル、脂環式及び飽和または不飽和複素環式基を示
し、R1,R2,R3及びR4の中の少なくとも1個以上は炭素原
子数1〜8個のアルキル基である。例えば、好ましい陰
イオンはトリフェニルブチルボレート陰イオンとトリア
ニシルブチルボレート陰イオンである。これらは容易に
解離してトリフェニルボランまたはトリアニシルボラン
とブチルラジカルとなるからである。
本発明に特に有用な近赤外光吸収性染料の例は第1表
に示す。
これらの近赤外光吸収性染料はフリーラジカル連鎖過
程で酸素を吸収しえる酸素除去剤及び活性水素ドナーの
連鎖移動剤と併用することができる。酸素除去剤の例と
しては、フォスフィン、フォスファイト、フォスフォネ
ート、第1錫塩及び酸素により容易に酸化されるその他
の化合物があげられ、連鎖移動剤はN−フェニルグリシ
ン、トリメチルバルビツール酸、2−メルカプトベンゾ
キサゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、N,N−
ジメチル−2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N−2,4,6
−ペンタメチルアニリンなどである。N,N−ジアルキル
アニリンの例としては、オルト、メタもしくはパラ位の
1以上がアルキル基、フェニル基、アセチル基、エトキ
シカルボニル基、カルボニル基、カルボキシレート基、
シリル基、アルコキシ基、フェノキシ基、アセチルオキ
シ基、ヒドロキシ基、ハロゲン基などにて置換されたも
のである。なかでも好適な例としてはオルト位がアルキ
ル基で置換されたものであり、2,6−ジイソプロピル−
N,N−ジメチルアニリン、2,6−ジエチル−N,N−ジメチ
ルアニリン、N,N−2,4,6−ペンタメチルアニリン及びp
−t−ブチル−N,N−ジメチルアニリンなどがあげられ
る。
本発明に用いられる有機過酸化物は、慣用のすべての
有機過酸化物を示す。具体的には、ジアセチルペルオキ
シド、ジラウロイルペルオキシド、ジベンゾイルペルオ
キシド、p,p′−ジクロルベンゾイルペルオキシド、p,
p′−ジメトキシジベンゾイルペルオキシド、p,p′−ジ
メチルジベンゾイルペルオキシド、p,p′−ジニトロジ
ベンゾイルペルオキシドなどのジアシルペルオキシド
類、ターシャリ−ブチルハイドロペルオキシド、クメン
ハイドロペルオキシド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−
ジハイドロペルオキシドなどのハイドロペルオキシド、
メチルエチルケトンペルオキシドなどのケトンペルオキ
シド類、ターシャリ−ブチルペルオキシドベンゾエー
ト、3,3′,4,4′−テトラ−(t−ブチルペルオキシカ
ルボニル)ベンゾフェノンなどのペルオキシカーボネー
ト類などを冷時することができ、なかでも好適な例とし
てはジベンゾイルペルオキシド及び3,3′,4,4′−テト
ラ−(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノ
ンなどがあげられる。
さらに、本発明に使用できるフリーラジカル付加重合
可能なもしくは架橋可能な化合物は、慣用のすべてのエ
チレン性不飽和化合物、特に1価アルコールまたは多価
アルコールのアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エ
ステルまたは4−(メタ)アクリロイルオキシ基含有芳
香族ポリカルボン酸及びその酸無水物などであり、これ
らのエステルの下にはいわゆるウレタンアクリレートま
たはメタクリレートも含むものとし、また米国特許第30
66112号から既知の反応物である2,2−ビス(4−(3−
メタクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)−フェニ
ル)プロパンやジ(メタクリロキシエチル)トリメチル
ヘキサメチレンジウレタン、2,2−ビス(4−メタクリ
ロキシポリエトキシフェニル)プロパン、テトラメチロ
ールメタントリメタクリレート、テトラメチロールメタ
ンテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキ
サアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタク
リレート、4−(メタ)アクリロイルオキシメトキシカ
ルボニルフタル酸及びその酸無水物、4−(メタ)アク
リロイルオキシエトキシカルボニルフタル酸及びその酸
無水物などを意味する。
本発明に使用できる充填剤としては有機または無機、
或いはそれらの複合物が使用でき、有機の充填剤として
は上記のエチレン性不飽和化合物の重合剤を微細に粉砕
したものがあげられ、また無機質の充填剤としては、シ
リカ、シリカ−アルミナ、アルミナ、石英、ガラス、炭
酸カルシウム、カオリン、タクル、雲母、硫酸アルミニ
ウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化チタン、リ
ン酸カルシウムなどの粉末及びそれら粉末の表面を多官
能(メタ)アクリレート系単量体またはシランカップリ
ング剤で被覆処理したものがあげられる。また複合物に
はこれら無機充填剤を上記のエチレン性不飽和化合物に
混合し、重合硬化させた後に微細に粉砕したものがあげ
られる。
本発明における近赤外光重合開始剤においては、エチ
レン性不飽和化合物を基準として10-2〜10重量%、好ま
しくは10-1〜5重量%の量の近赤外光吸収性染料を添加
することができ、また、有機過酸化物は近赤外光吸収性
染料1重量%に対して有機過酸化物を0.01〜10重量%、
好ましくは、0.1〜5重量%の範囲で添加できる。さら
に、酸素除去剤及び連鎖移動剤も近赤外光吸収性染料と
同様な量を添加することができる。
本発明による重合開始剤の適用できる例としては歯科
治療用の光重合組成物があり、有床義歯、歯用補欠材料
及び歯の充填組成物、及び歯の目的に対する被覆及び接
着組成物などがあげられる。また、その他、この近赤外
光重合開始剤とエチレン性不飽和化合物及び可視領域に
吸収をもつ染料またはロイコ系染料とからなる組成物
は、黒またはカラーの転写発色用シートもしくは発色シ
ート作製に使用することができ、さらに、これら組成物
はマイクロカプセルに内包して使用することもできる。
しかし、本発明による近赤外光重合開始剤は、これらの
適用例に限定されるものではない。
歯科用組成物への適用の具体的な例としては、患者の
臼歯または前歯のう触部分の治療に使用でき、う触部分
を歯科用ドリルで削除後に、エッチング液で処理し、そ
の洞部分にこの近赤外光重合開始剤を用いた組成物を充
填し、近赤外光を照射装置で照射することによって硬化
させ治療することができる。
(5) 実施例 以下、実施例をあげて本発明をさらに説明する。
実施例1 2,2−ビス(4−(3−メタクリロキシ−2−ヒドロ
キシプロポキシ)−フェニル)プロパン 4g トリメチロールプロパントリメタクリレート 2g トリエチレングリコールジメタクリレート 1g ジエチレングリコールジメタクリレート 3g 微細シリカ 30g (粒径10ミクロン以下、平均粒径5ミクロン) 近赤外光吸収性染料 第2表に表示 有機過酸化物 第2表に表示 2,6−ジイソプロピル−N,N−ジメチルアニリン 0.04g からなるペースト状の混合物をステンレス−スチール製
の型(内径6mm、高さ8mm)に充填し、その表面をポリエ
ステル箔で覆いサンプルを作成した。
実施例2、3 2,2−ジ(メタクリロキシエチル)トリメチルヘキサ
メチレンジウレタン 4g トリメチロールプロパントリアクリレート 2g トリエチレングリコールジメタクリレート 1g ジエチレングリコールジメタクリレート 3g リチウムアルミニウムシリケート 1g (粒径10ミクロン以下、平均粒径5ミクロン) 酸化アルミニウム 29g 近赤外光吸収性染料 第2表に表示 有機過酸化物 第2表に表示 からなるペースト状の混合物をステンレス−スチール製
の型(内径6mm、高さ8mm)に充填し、その表面をポリエ
ステル箔で覆いサンプルを作成した。
実施例4 2,2−ビス(4−(3−メタクリロキシ−2−ヒドロ
キシプロポキシ)−フェニル)プロパン 4g トリメチロールプロパントリメタクリレート 2g トリエチレングリコールジメタクリレート 1g ジエチレングリコールジメタクリレート 3g 微細シリカ 30g (粒径10ミクロン以下、平均粒径5ミクロン) 近赤外光吸収性染料 第2表に表示 有機過酸化物 第2表に表示 2,6−ジイソプロピル−N,N−ジメチルアニリン 0.04g からなるペースト状の混合物をステンレス−スチール製
の型(内径6mm、高さ8mm)に充填し、その表面をポリエ
ステル箔で覆いサンプルを作成した。
比較例1 実施例1における近赤外光吸収性染料と有機過酸化物
に代えて第2表に示すように、従来可視重合型レジンで
用いられているカンファーキノン及びハイドロキノンモ
ノメチルエーテルを用いた以外は同様にサンプルを作成
した。
以上に示した実施例及び比較例によって得られたサン
プルについて、波長830nmの半導体レーザーで350mWの強
度で20時間照射した。次いで、照射したサンプルをエタ
ノール中に1時間浸漬して未重合部分を除き実施例1〜
12及び比較例1のサンプルの重合性と色調を評価し結果
を第3表に示す。
(6) 発明の効果 本発明により、光重合性組成物の色調に影響されない
近赤外光によって重合開始する780nm以上の領域に最大
吸収波長を有する近赤外光吸収性染料と有機過酸化物と
からなる光重合開始剤を用いた光重合性組成物が提供さ
れる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08F 2/46 - 2/50 G03F 7/028

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】780nm以上の領域に最大吸収波長を有する
    近赤外光吸収性染料と有機過酸化物とからなる近赤外光
    重合開始剤、無機の充填剤およびエチレン性不飽和化合
    物を含有することを特徴とする近赤外光重合性組成物。
  2. 【請求項2】無機の充填剤が、シリカ、シリカ・アルミ
    ナ、アルミナ、石英、ガラス、炭酸カルシウム、カオリ
    ン、タルク、雲母、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、
    硫酸カルシウム、酸化チタン、またはリン酸カルシウム
    のいずれか一種以上から選ばれたものである請求項1に
    記載の近赤外光重合性組成物。
  3. 【請求項3】エチレン性不飽和化合物に対して、780nm
    以上の領域に最大吸収を有する近赤外光吸収性染料が0.
    01〜10重量%、有機過酸化物が近赤外光吸収性染料1重
    量%に対し0.01〜10重量%である請求項1または2に記
    載の近赤外光重合性組成物。
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