JP4756977B2 - 重合性組成物およびその硬化物 - Google Patents

重合性組成物およびその硬化物 Download PDF

Info

Publication number
JP4756977B2
JP4756977B2 JP2005282809A JP2005282809A JP4756977B2 JP 4756977 B2 JP4756977 B2 JP 4756977B2 JP 2005282809 A JP2005282809 A JP 2005282809A JP 2005282809 A JP2005282809 A JP 2005282809A JP 4756977 B2 JP4756977 B2 JP 4756977B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
meth
bis
polymerizable
fluorene
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.)
Active
Application number
JP2005282809A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007091870A (ja
Inventor
裕明 村瀬
真一 川崎
剛 藤木
卓也 本河
公洋 松川
幸仁 松浦
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.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas 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 Osaka Gas Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
Priority to JP2005282809A priority Critical patent/JP4756977B2/ja
Publication of JP2007091870A publication Critical patent/JP2007091870A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4756977B2 publication Critical patent/JP4756977B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

本発明は、優れた光学的特性(例えば、高屈折率、高透明性(可視光線に対する透明性)など)を有し、かつ基板に対する高い密着性、ハードコート性、高耐熱性などの特性を有する硬化物を得るのに有用な重合性組成物(特に、光重合性組成物)、この組成物が硬化した硬化物(ハイブリッド硬化物)、およびこの硬化物を形成する方法に関する。
従来より、アルコキシシランの加水分解による縮合反応を利用して、基材表面にシロキサン結合からなる硬化塗膜を得る方法が知られている。例えば、テトラエチルシリケートやテトラメチルシリケートなどのアルコキシシランを、酸または塩基の存在下で加水分解により縮合反応させた後、基板に塗布し、加熱処理することにより基板にシリカ薄膜を形成させることができる。
この方法は、通常、ゾルゲル法と呼ばれている方法であって、近年、分子オーダーで制御した新しい組成を有するガラスやセラミック材料の製造法として注目されている。一方、部分的に有機官能基を有するアルコキシシランは、シランカップリング剤としてガラス基板や繊維の表面処理剤として使用されているだけでなく、加水分解による縮合反応によって、プラスチック等に対して比較的表面硬度の高い塗膜が得られることから、高硬度塗料(ハードコーティング)として、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂及びジアリルカーボネート樹脂などの皮膜の耐擦傷性を付与させるために利用されている。
このようなアルコキシシランを含む多くのコーティング組成物は、熱硬化性であり、保存安定性、硬化時間及び硬化時の加熱条件の設定等に問題を有し、硬化に際しては、浴管理、加熱温度・加熱時間等の工程管理に注意が必要とされている。
一方、光硬化性のアルコキシシランを光硬化させる方法も提案されている。例えば、特開平8−302284号公報(特許文献1)には、3−(メタ)アクリルオキシプロピル基、ビニル基、フェニル基、またはメチル基を有する特定のアルコキシシラン化合物及び光酸発生剤を含有する光硬化性コーティング組成物が開示されている。この文献では、光硬化性コーティング組成物に、紫外線を照射することにより加熱工程を設けることなく硬化被膜を形成できる。また、この文献の光硬化性コーティング組成物では、基材に対する密着性および表面硬度において比較的高い硬化皮膜を得ることができる。
しかしながら、近年、電子材料用途などでは、この文献に記載の方法などの従来の方法では付与できない特性(例えば、高屈折率、高透明性など)を有するコーティング被膜が求められており、このような特性を付与できるさらなる材料の開発が望まれている。
特開平8−302284号公報(特許請求の範囲)
従って、本発明の目的は、基板に対する高い密着性、ハードコート性、耐熱性などの特性に優れるとともに、高透明性、高屈折率などの特性(光学的特性)にも優れた硬化物を生成可能な重合性組成物、この重合性組成物が硬化した硬化物(ハイブリッド硬化物)、およびこの硬化物の製造方法を提供することにある。
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、フルオレン骨格を有する特定の多官能性(メタ)アクリレートと、重合性基を有するアルコキシシラン類と、光酸発生剤とを組み合わせ、前記多官能性(メタ)アクリレートと前記アルコキシシラン類とを共重合させるととともに、発生する酸により前記アルコキシシラン類のゾルゲル反応を生じさせることにより、基板に対する高い密着性などの特性と、光学的特性(高透明性、高屈折率など)とを両立できる硬化物又は硬化塗膜(ハイブリッド膜)を形成できることを見いだし、本発明を完成した。
すなわち、本発明の重合性組成物(光重合性組成物)は、下記式(1)で表される多官能性(メタ)アクリレート、重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物、および光酸発生剤で構成されている。
Figure 0004756977
(式中、R1a、R1b、R2aおよびR2bは置換基を示し、R3aおよびR3bはアルキレン基を示し、R4aおよびR4bは水素原子又はメチル基を示す。k1及びk2は同一又は異なって0〜4の整数を示し、m1及びm2は同一又は異なって0〜3の整数を示し、n1およびn2は同一又は異なって0又は1以上の整数を示し、p1およびp2は同一又は異なって1〜4の整数を示す。ただし、m1+p1及びm2+p2は、それぞれ、1〜5の整数である)
前記組成物において、前記多官能性(メタ)アクリレートは、例えば、前記式(1)において、R3aおよびR3bがC2-4アルキレン基、n1およびn2がそれぞれ1以上の整数、かつp1およびp2がそれぞれ1〜3である化合物、特に、R3aおよびR3bがC2-3アルキレン基、n1およびn2がそれぞれ1又は2、かつp1およびp2がそれぞれ1〜3(特に1)である化合物であってもよい。
また、前記組成物において、重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物が、下記式(2)で表される化合物又はその部分縮合物であってもよい。
X−(A)c−Si(OR4)a(R5)3-a (2)
[式中、Xは、重合性基、Aは連結基を示し、R4は、炭化水素基又は基−[(R6O)b−R7](式中、R6は、アルキレン基であり、R7は炭化水素基であり、bは1以上の整数を示す)であり、R5は、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子又は炭化水素基を示す。aは1〜3の整数、cは0又は1を示す。]
前記式(2)において、重合性基は(メタ)アクリロイル基であってもよく、前記式(2)で表される化合物は、例えば、(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリC1-4アルコキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリ(C1-4アルコキシC2-4アルコキシ)シラン、(メタ)アクリロイルオキシアルキルアミノアルキルトリC1-4アルコキシシラン、および(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリC6-10アリールオキシシランから選択された少なくとも1種であってもよい。
前記組成物において、光酸発生剤は、トリアリールスルホニウム塩、ビス(アルキルアリール)ヨードニウム塩、および下記式(6)で表される化合物から選択された少なくとも1種であってもよい。
Figure 0004756977
(式中、R17、R18およびR19は置換基、p、qおよびrは同一又は異なってそれぞれ0〜4の整数、Yは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基又はアルキル基を示す。)
また、前記組成物において、重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物の割合は、式(1)で表される多官能性(メタ)アクリレート100重量部に対して、例えば、50〜700重量部程度であってもよく、光酸発生剤の割合は、式(1)で表される多官能性(メタ)アクリレート100重量部に対して、0.5〜5重量部程度であってもよい。
本発明の組成物は、さらに、重合性基を有しない加水分解縮合性有機ケイ素化合物を含んでいてもよい。このような有機ケイ素化合物は、例えば、下記式(3)で表される化合物、下記式(3)で表される化合物のオリゴマー、又は下記式(3)で表される化合物の部分縮合物で構成してもよい。
Si(OR8)d(R9)4-d (3)
[式中、R8は、炭化水素基又は基−[(R10O)e−R11](式中、R10は、アルキレン基であり、R11は炭化水素基であり、eは1以上の整数を示す)であり、R9は、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子又は炭化水素基を示す。dは1〜4の整数を示す。]
前記重合性基を有しない加水分解縮合性有機ケイ素化合物は、例えば、C6-8アリールトリC1-4アルコキシシラン、テトラC1-4アルコキシシラン、テトラC6-8アリールオキシシラン、およびテトラC1-4アルコキシシランのオリゴマーから選択された少なくとも1種の化合物又はその部分縮合物で構成してもよい。
前記組成物は、さらに、非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物、例えば、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、および亜鉛から選択された非ケイ素系金属のアルコキシド(金属アルコキシド)を含んでいてもよい。このような非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物は、前記重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物と組み合わせて本発明の組成物を構成してもよい。
本発明の組成物は、さらに、光ラジカル開始剤を含んでいてもよい。
本発明は、前記重合性組成物を、基材(例えば、基板)上に塗布して塗膜を形成したのち、光照射し、前記重合性組成物の硬化物を製造する方法を含む。この方法では、光照射後、さらに加熱してもよい。また、この方法では、効率よく加水分解縮合させるため、重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物が部分的に縮合した重合性組成物を基材上に塗布してもよい。さらに、本発明は、前記重合性組成物が硬化した硬化物(硬化塗膜など)を含む。
なお、本明細書において、「フルオレン類」とは、「置換基を有さないフルオレン」と「置換基を有するフルオレン」とを含み、「置換基を有していてもよいフルオレン」を意味する。
本発明の重合性組成物は、フルオレン骨格を有する多官能性(メタ)アクリレートと重合性基を有するアルコキシシラン類と光酸発生剤とを組み合わせるので、基板に対する高い密着性、ハードコート性、耐熱性などの特性に優れるとともに、高透明性、高屈折率などの特性(光学的特性)にも優れた硬化物を生成又は形成可能である。
本発明の重合性組成物(特に、光重合性組成物、以下、単に組成物などということがある)は、フルオレン骨格を有する多官能性(メタ)アクリレート、重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物および光酸発生剤で少なくとも構成されている。
(フルオレン骨格を有する多官能性(メタ)アクリレート)
フルオレン骨格を有する多官能性(メタ)アクリレート樹脂(以下、単にフルオレン(メタ)アクリレートなどということがある)は、化合物中にフルオレン骨格(9,9−ビスフェニルフルオレン骨格)を有する多官能性(メタ)アクリレートであればよく、通常、下記式(1)で表される化合物である。本発明の組成物は、このようなフルオレン骨格を有する多官能性(メタ)アクリレートで構成されているため、高透明性、高屈折率などの特性を効率よく硬化物(ハイブリッド硬化物)に付与できる。
Figure 0004756977
(式中、R1a、R1b、R2aおよびR2bは置換基を示し、R3aおよびR3bはアルキレン基を示し、R4aおよびR4bは水素原子又はメチル基を示す。k1及びk2は同一又は異なって0〜4の整数を示し、m1及びm2は同一又は異なって0〜3の整数を示し、n1およびn2は同一又は異なって0又は1以上の整数を示し、p1およびp2は同一又は異なって1〜4の整数を示す。ただし、m1+p1及びm2+p2は、それぞれ、1〜5の整数である)
1aおよびR1bで表される置換基としては、特に限定されないが、通常、アルキル基である場合が多い。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基などのC1-6アルキル基(例えば、C1-4アルキル基、特にメチル基)などが例示できる。基R1aおよびR1bは互いに異なっていてもよく、同一であってもよい。また、基R1a(又はR1b)が、同一のベンゼン環に複数存在する場合、それぞれの基は互いに異なっていてもよく、同一であってもよい。なお、フルオレン骨格を構成するベンゼン環に対する基R1a(又はR1b)の結合位置(置換位置)は、特に限定されない。好ましい置換数k1およびk2は、0又は1、特に、0である。なお、置換数k1及びk2は、異なっていてもよいが、通常、同一である。
置換基R2aおよびR2bとしては、アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基などのC1-20アルキル基、好ましくはC1-8アルキル基、さらに好ましくはC1-6アルキル基など)、シクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロへキシル基などのC5-10シクロアルキル基、好ましくはC5-8シクロアルキル基、さらに好ましくはC5-6シクロアルキル基など)、アリール基[フェニル基、アルキルフェニル基(メチルフェニル基(トリル基)、ジメチルフェニル基(キシリル基)など)などのC6-10アリール基、好ましくはC6-8アリール基、特にフェニル基など]、アラルキル基(ベンジル基、フェネチル基などのC6-10アリール−C1-4アルキル基など)などの炭化水素基;アルコキシ基(メトキシ基などのC1-4アルコキシ基など);ヒドロキシル基;ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基(ヒドロキシ(ポリ)C2-4アルキレンオキシ基など);アシル基(アセチル基などのC1-6アシル基など);アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基などのC1-4アルコキシカルボニル基など);ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子など);ニトロ基;シアノ基などが挙げられる。なお、前記ヒドロキシル基又はヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基は、後述する製造方法において、原料となる多価アルコールの残基((メタ)アクリル酸又はその誘導体と反応しなかった基)である場合が多い。
好ましい置換基R2a(又はR2b)は、アルキル基(C1-6アルキル基)、シクロアルキル基(C5-8シクロアルキル基)、アリール基(C6-10アリール基)、アラルキル基(C6-8アリール−C1-2アルキル基)である。これらのうち、特に、C1-4アルキル基(特に、メチル基)、C6-8アリール基(特に、フェニル基)が好ましい。基R2aおよびR2bは互いに同一又は異なっていてもよいが、通常、同一である。また、基R2a(又はR2b)が、同一のベンゼン環に複数存在する場合、それぞれの基は互いに異なっていてもよく、同一であってもよい。
また、置換基R2a(又はR2b)の置換位置は、特に限定されず、後述する置換数p1(又はp2)などに応じて、フェニル基の2〜6位(例えば、2位、3位、5位、6位、3,5−位など)の適当な位置に置換できる。
好ましい置換数m1およびm2は、0〜3、さらに好ましくは0〜2である。なお、置換数m1およびm2は、異なっていてもよいが、通常、同一である場合が多い。
3aおよびR3bで表されるアルキレン基(又はアルキリデン基)としては、限定されないが、例えば、C1-6アルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブタン−1,2−ジイル基など)などが例示でき、好ましくはC2-4アルキレン基、特に、C2-3アルキレン基(特に、エチレン基、プロピレン基)が好ましい。なお、R3aおよびR3bは互いに同一の又は異なるアルキレン基であってもよいが、通常、同一のアルキレン基である。
オキシアルキレン基(又はアルコキシ基)の繰り返し数(付加数)n1およびn2は、特に限定されないが、同一又は異なって、それぞれ、0〜15程度の範囲から選択でき、例えば、0〜12(例えば、1〜12)、好ましくは0〜8(例えば、1〜8)、さらに好ましくは0〜6(例えば、1〜6)であってもよく、通常、1以上[例えば、1〜4(例えば、1〜3)、特に1又は2程度]であってもよい。なお、n1(又はn2)が2以上の場合、ポリアルコキシ(ポリアルキレンオキシ)基は、同一のアルコキシ基(オキシアルキレン基)で構成されていてもよく、異種のアルコキシ基(例えば、エトキシ基とプロピレンオキシ基)が混在して構成されていてもよいが、通常、同一のアルコキシ基で構成されている場合が多い。
(メタ)アクリロイルオキシ基又は(メタ)アクリロイルオキシ(ポリ)アルコキシ基(以下、(メタ)アクリロイルオキシ基含有基という場合がある)の置換数p1およびp2は、それぞれ、1〜3が好ましく、特に1又は2が好ましい。また、p1とp2との和(p1+p2)は、例えば、2〜6、好ましくは2〜4(特に2又は4)であってもよい。なお、置換数p1およびp2は、異なっていてもよいが、通常、同一である場合が多い。(メタ)アクリロイルオキシ基含有基の置換位置は、特に限定されず、p1(又はp2)の数に応じて、フルオレンの9位に置換するフェニル基の2〜6位から選択でき、例えば、p1(又はp2)が1の場合、例えば、2〜6位(好ましくは2又は4位、特に4位)であってもよく、p1(又はp2)が2の場合、例えば、3,4−位、3,5−位などであってもよく、p1(又はp2)が3の場合、例えば、3,4,5−位、2,3,4−位、2,3,5−位、2,3,6−位などであってもよい。
なお、同一のベンゼン環に置換する複数の(メタ)アクリロイルオキシ基含有基は、同一であってもよく、異なっていてもよい。例えば、複数の(メタ)アクリロイルオキシ基含有基が、(i)n1=0(n2=0)である(メタ)アクリロイルオキシ基単独で構成されていてもよく、(ii)n1=0(n2=0)である(メタ)アクリロイルオキシ基とn1≠0(n2≠0)である(メタ)アクリロイルオキシ(ポリ)アルコキシ基(2−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ基など)とで構成されていてもよく、(iii)n1≠0(n2≠0)である同一の(メタ)アクリロイルオキシ(ポリ)アルコキシ基単独で構成されていてもよく、(iv)n1≠0(n2≠0)である異なる(メタ)アクリロイルオキシ(ポリ)アルコキシ基[例えば、2−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ基と2−(2−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)エトキシ基]で構成されていてもよい。
前記式(1)で表される代表的な多官能性(メタ)アクリレートには、例えば、9,9−ビス(モノ乃至トリヒドロキシフェニル)フルオレン類の(メタ)アクリレート、9,9−ビス(モノ乃至トリヒドロキシフェニル)フルオレン類のアルキレンオキシド(C2-4アルキレンオキシド)付加体の(メタ)アクリレートなどが含まれる。
9,9−ビス(モノ乃至トリヒドロキシフェニル)フルオレン類の(メタ)アクリレートとしては、9,9−ビス(モノ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン類、9,9−ビス(ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン類、9,9−ビス(トリ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン類などが挙げられる。
9,9−ビス(モノ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン類には、9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン[例えば、9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン、置換基を有する9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン{例えば、9,9−ビス(アルキル−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン[9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシ−3−エチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3−(メタ)アクリロイルオキシ−6−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシ−4−メチルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(C1-4アルキル−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレンなど]、9,9−ビス(ジアルキル−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン[9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシ−3,5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,6−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(ジC1-4アルキル−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレンなど]、9,9−ビス(シクロアルキル−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン[9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシ−3−シクロヘキシルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(C5-8シクロアルキル−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレンなど]、9,9−ビス(アリール(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン[9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシ−3−フェニルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(C6-8アリール−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレンなど]など}などが挙げられる。
9,9−ビス(ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン類には、上記9,9−ビス(モノ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン類に対応するフルオレン類、例えば、9,9−ビス(ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン[9,9−ビス(3,4−ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,4−ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3,5−ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,3−ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,6−ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,5−ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレンなど]、置換基を有する9,9−ビス(ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン{例えば、9,9−ビス(アルキル−ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン[9,9−ビス(3,4−ジ(メタ)アクリロイルオキシ−5−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3,4−ジ(メタ)アクリロイルオキシ−6−メチルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(C1-4アルキル−ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,4−ジ(メタ)アクリロイルオキシ3,6−ジメチルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(ジC1-4アルキル−ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレンなど]、9,9−ビス(アルコキシ−ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン[例えば、9,9−ビス(3,4−ジ(メタ)アクリロイルオキシ5−メトキシフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(C1-4アルコキシ−ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレンなど]、9,9−ビス(アリール−ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン[例えば、9,9−ビス(3,4−ジ(メタ)アクリロイルオキシ5−フェニルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(C6-8アリール−ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレンなど]など}などが挙げられる。
9,9−ビス(トリ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン類には、上記9,9−ビス(モノ又はジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン類に対応するフルオレン類、例えば、9,9−ビス(2,4,6−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,4,5−トリ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3,4,5−トリ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,3,4−トリ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,3,5−トリ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,3,6−トリ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(トリ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)フルオレンなどが含まれる。
9,9−ビス(モノ乃至トリヒドロキシフェニル)フルオレン類のアルキレンオキシド付加体の(メタ)アクリレートには、9,9−ビス(モノヒドロキシフェニル)フルオレン類のアルキレンオキシド付加体の(メタ)アクリレート(特に、ジ(メタ)アクリレート)、例えば、9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシアルコキシフェニル)フルオレン[例えば、9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシエトキシフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシC2-4アルコキシフェニル)フルオレンなど]、置換基を有する9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシアルコキシフェニル)フルオレン{例えば、9,9−ビス(アルキル−(メタ)アクリロイルオキシアルコキシフェニル)フルオレン[例えば、9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ−3−エチルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(C1-4アルキル−(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルコキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ−3,5−ジメチルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(ジC1-4アルキル−(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルコキシフェニル)フルオレンなど]、9,9−ビス(シクロアルキル−(メタ)アクリロイルオキシアルコキシフェニル)フルオレン[9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ−3−シクロヘキシルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(C5-8シクロアルキル−(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルコキシフェニル)フルオレン]、9,9−ビス(アリール−(メタ)アクリロイルオキシアルコキシフェニル)フルオレン[9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ−3−フェニルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(C6-8アリール−(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルコキシフェニル)フルオレンなど]、これらの化合物に対応する9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシポリアルコキシフェニル)フルオレン類[例えば、9,9−ビス{4−[2−(2−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]フェニル}フルオレンなどの9,9−ビス{((メタ)アクリロイルオキシC2-4アルコキシ)C2-4アルコキシフェニル}フルオレンなど]など;これらの化合物に対応する9,9−ビス[ジ(ヒドロキシ)フェニル]フルオレン類のアルキレンオキシド付加体(C2-4アルキレンオキシド付加体)の(メタ)アクリレート(ジ乃至テトラ(メタ)アクリレート、特にテトラ(メタ)アクリレート){例えば、9,9−ビス[3,4−ジ(2−(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルコキシ)フェニル]フルオレンなどの9,9−ビス[ジ(ヒドロキシアルコキシ)フェニル]フルオレン類のジ乃至テトラ(メタ)アクリレート、9,9−ビス{3,4−ジ[2−(2−(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルコキシ)C2-4アルコキシ]フェニル}フルオレンなどの9,9−ビス[ジ(ヒドロキシポリアルコキシ)フェニル]フルオレンのジ乃至テトラ(メタ)アクリレートなど};これらの化合物に対応する9,9−ビス[トリ(ヒドロキシ)フェニル]フルオレン類のアルキレンオキシド付加体(C2-4アルキレンオキシド付加体)の(メタ)アクリレート(ジ乃至ヘキサ(メタ)アクリレート、特にヘキサ(メタ)アクリレート){例えば、9,9−ビス[3,4,5−トリ(2−(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルコキシ)フェニル]フルオレンなどの9,9−ビス[トリ(ヒドロキシアルコキシ)フェニル]フルオレン類のジ乃至ヘキサ(メタ)アクリレート、9,9−ビス{3,4,5−トリ[2−(2−(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルコキシ)C2-4アルコキシ]フェニル}フルオレンなどの9,9−ビス[トリ(ヒドロキシポリアルコキシ)フェニル]フルオレンのジ乃至ヘキサ(メタ)アクリレートなど}などが挙げられる。
フルオレン骨格を有する多官能性(メタ)アクリレートは、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
なお、フルオレン骨格を有する多官能性(メタ)アクリレートは、市販品を用いてもよく、製造したものを用いてもよい。このような多官能性(メタ)アクリレートは、対応する9,9−ビス(ヒドロキシフェニル)フルオレン類[すなわち、9,9−ビス(モノヒドロキシフェニル)フルオレン類、9,9−ビス(ジヒドロキシフェニル)フルオレン類、又は9,9−ビス(トリヒドロキシフェニル)フルオレン類]又はそのアルキレンオキシド付加体と、(メタ)アクリル酸又はその誘導体[例えば、(メタ)アクリル酸低級アルキルエステル(例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチルなどのC1-4アルキル(メタ)アクリレートなど)、(メタ)アクリル酸ハライド((メタ)アクリル酸クロライドなど)など]とを反応させることにより製造できる。
代表的な9,9−ビス(ヒドロキシフェニル)フルオレン類には、9,9−ビス(モノヒドロキシフェニル)フルオレン類{例えば、9,9−ビス(ヒドロキシフェニル)フルオレン[9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンなど]、9,9−ビス(アルキル−ヒドロキシフェニル)フルオレン[9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−エチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2−ヒドロキシ−4−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−2,6−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(モノ又はジC1-4アルキル−ヒドロキシフェニル)フルオレンなど]、9,9−ビス(シクロアルキル−ヒドロキシフェニル)フルオレン[9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−シクロヘキシルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(C5-8シクロアルキル−モノヒドロキシフェニル)フルオレンなど]、9,9−ビス(アリール−ヒドロキシフェニル)フルオレン[例えば、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(C6-8アリール−ヒドロキシフェニル)フルオレンなど]など};9,9−ビス(ジヒドロキシフェニル)フルオレン類{例えば、9,9−ビス(ジヒドロキシフェニル)フルオレン[9,9−ビス(3,4−ジヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,5−ジヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3,5−ジヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,3−ジヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,6−ジヒドロキシフェニル)フルオレンなど]、9,9−ビス(アルキル−ジヒドロキシフェニル)フルオレン[9,9−ビス(3,4−ジヒドロキシ−5−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,4−ジヒドロキシ−3,6−ジメチルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(モノ又はジC1-4アルキル−ジヒドロキシフェニル)フルオレンなど]、9,9−ビス(アリール−ジヒドロキシフェニル)フルオレン[例えば、9,9−ビス(3,4−ジヒドロキシ−5−フェニルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(C6-8アリール−ジヒドロキシフェニル)フルオレンなど]など};9,9−ビス(トリヒドロキシフェニル)フルオレン類[例えば、9,9−ビス(3,4,5−トリヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,4,6−トリヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,4,5−トリヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,3,5−トリヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2,3,6−トリヒドロキシフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(トリヒドロキシフェニル)フルオレンなど]が含まれる。
なお、ビス(モノヒドロキシフェニル)フルオレン類は、種々の合成方法、例えば、(a)塩化水素ガス及びメルカプトカルボン酸の存在下、フルオレノン類とフェノール類とを反応させる方法(文献[J. Appl. Polym. Sci., 27(9), 3289, 1982]、特開平6−145087号公報、特開平8−217713号公報)、(b)酸触媒(及びアルキルメルカプタン)の存在下、9−フルオレノンとアルキルフェノール類とを反応させる方法(特開2000−26349号公報)、(c)塩酸及びチオール類(メルカプトカルボン酸など)の存在下、フルオレノン類とフェノール類とを反応させる方法(特開2002−47227号公報)、(d)硫酸及びチオール類(メルカプトカルボン酸など)の存在下、フルオレノン類とフェノール類とを反応させ、炭化水素類と極性溶媒とで構成された晶析溶媒で晶析させてビスフェノールフルオレンを製造する方法(特開2003−221352号公報)などを利用して製造できる。
また、9,9−ビス(ジ又はトリヒドロキシフェニル)フルオレン類は、上記9,9−ビス(モノヒドロキシフェニル)フルオレン類の製造方法において、フェノール類の代わりに、対応する多価アルコール類(ジヒドロキシフェノール類、トリヒドロキシフェノール類)を使用することにより製造できる。
さらに、9,9−ビス(モノヒドロキシフェニル)フルオレン類のアルキレンオキシド付加体の製造方法は、特に限定されないが、例えば、9,9−ビス(ヒドロキシフェニル)フルオレン類と、対応するアルキレンオキサイド(C2-4アルキレンオキシド)又はアルキレンカーボネート(C2-4アルキレンカーボネート)を、必要に応じて触媒(塩基触媒など)の存在下で反応させる方法や、フルオレノンと対応するフェノキシC2-4アルコール類とを反応させる方法(例えば、特開平11−349657号公報)などにより製造してもよい。また、9,9−ビス(ジ又はトリヒドロキシフェニル)フルオレン類のアルキレンオキシド付加体は、上記製造方法において、9,9−ビス(ヒドロキシフェニル)フルオレン類又はフェノキシC2-4アルコール類に代えて、対応するアルコール類[9,9−ビス(ジ又はトリヒドロキシフェニル)フルオレン類、ジ又はトリ(ヒドロキシC2-4アルコキシ)ベンゼン類など]を使用することにより製造できる。
(重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物)
重合性基(重合性官能基、ラジカル重合性基、光重合性基)を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物(以下、単に、有機ケイ素化合物などということがある)は、重合性基(詳細には、前記多官能性(メタ)アクリレートと共重合可能な重合性基)を有し、かつケイ素原子に直接結合した加水分解縮合性基(例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、塩素原子などのハロゲン原子)を少なくとも1つ有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、下記式(2)で表される化合物などが挙げられる。
X−(A)c−Si(OR4)a(R5)3-a (2)
[式中、Xは、重合性基、Aは連結基を示し、R4は、炭化水素基又は基−[(R6O)b−R7](式中、R6は、アルキレン基であり、R7は炭化水素基であり、bは1以上の整数を示す)であり、R5は、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子又は炭化水素基を示す。aは1〜3の整数、cは0又は1を示す。]
上記式(2)において、重合性基(又は重合性基を含む基)としては、例えば、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基などのC2-6アルケニル基、好ましくはC2-4アルケニル基、さらに好ましくはC2-3アルケニル基)、(メタ)アクリロイル基などが挙げられる。重合性の観点から、(メタ)アクリロイル基、特に、アクリロイルオキシ基が好ましい。
前記重合性基は、連結基を介してケイ素原子に結合していてもよい。式(2)において、連結基Aとしては、二価の炭化水素基[例えば、アルキレン基(メチレン基などのアルキリデン基を含む、以下同じ)(例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、ブチレン基などのC1-10アルキレン基、好ましくはC1-6アルキレン基、さらに好ましくはC2-4アルキレン基など)、シクロアルキレン基(例えば、シクロヘキシレン基などのC5-8シクロアルキレン基など)、アリーレン基(例えば、フェニレン基などのC6-10アリーレン基など)など]、オキシアルキレン基[例えば、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基(オキシトリメチレン基)、オキシブチレン基などのオキシC1-10アルキレン基、好ましくはオキシC1-6アルキレン基、さらに好ましくはオキシC2-4アルキレン基など]、イミノ基(−NH−)、イミノアルキレン基(イミノメチレン基、イミノエチレン基、イミノトリメチレン基などのイミノC1-10アルキレン基、好ましくはイミノC1-6アルキレン基、さらに好ましくはイミノC2-4アルキレン基など)、オキシアルキレンイミノアルキレン基(例えば、オキシトリメチレンイミノトリメチレン基などのオキシC2-6アルキレン−イミノ−C2-6アルキレン基、好ましくはオキシC2-4アルキレン−イミノ−C2-4アルキレン基など)などが挙げられる。これらの連結基は、ヒドロキシル基などの置換基を有していてもよい。連結基の数cは、0又は1であればよく、連結基の種類などに応じて適宜選択できる。重合性基が(メタ)アクリロイル基である場合、通常、cは1である場合が多い。
前記式(2)において、代表的なユニット[X−(A)c]−としては、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基など)、(メタ)アクリロイルオキシアルキル基、(メタ)アクリロイルオキシアルキルアミノアルキル基などが挙げられ、特に、(メタ)アクリロイルオキシアルキル基(例えば、(メタ)アクリロイルオキシプロピル基などの(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルキル基)などの(メタ)アクリロイル基を含む基が好ましい。
前記式(2)において、基R4(及び基R7)で表される炭化水素基としては、例えば、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などのC1-6アルキル基、好ましくはC1-4アルキル基、さらに好ましくはC1-2アルキル基など)、アリール基(例えば、フェニル基、トリル基などのC6-10アリール基、好ましくはC6-8アリール基)などが例示できる。また、基−O−[(R6O)b−R7]において、基R6で表されるアルキレン基としては、限定されないが、例えば、C2-4アルキレン基(エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブタン−1,2−ジイル基など)などが例示でき、特に、C2-3アルキレン基(特に、エチレン基、プロピレン基)が好ましい。アルキレンオキシ(R6O)単位の付加数bは、1以上であればよく、例えば、1〜4、好ましくは1〜2、さらに好ましくは1であってもよい。また、好ましい基−O−[(R6O)b−R7]には、2−メトキシエトキシ基、2−エトキシエトキシ基などのC1-4アルコキシC2-4アルコキシ基(特に、C1-2アルコキシエトキシ基)などが含まれる。
また、好ましい置換数aは、2〜3、さらに好ましくは3である。なお、置換数aが複数である場合、複数の基R4は、同一又は異なっていてもよい。
基R5で表されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが例示できる。また、基R5で表される炭化水素基としては、例えば、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などのC1-8アルキル基、好ましくはC1-6アルキル基、さらに好ましくはC1-4アルキル基)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基などのC2-6アルケニル基、好ましくはC2-4アルケニル基、さらに好ましくはC2-3アルケニル基)、シクロアルキル基(例えば、シクロヘキシル基などのC5-8シクロアルキル基)、アリール基(例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基などのC6-15アリール基、好ましくはC6-10アリール基、さらに好ましくはC6-8アリール基)などが挙げられる。これらのうち、好ましい炭化水素基(置換基を有していてもよい炭化水素基)には、アルキル基(C1-6アルキル基など)、アリール基(C6-10アリール基など)などが含まれる。
なお、基R5で表される炭化水素基は、置換基を有していてもよい。炭化水素基(上記例示の炭化水素基など)に置換する置換基としては、例えば、ハロゲン原子(塩素原子、臭素原子など、特に、塩素原子)、アミノ基又はN−置換アミノ基[例えば、アミノアルキルアミノ基(2−アミノエチルアミノ基などのアミノC2-4アルキルアミノ基など)、アルケニルアミノ基(アリルアミノ基などのC2-4アルケニルアミノ基など)、アルケニルアミノアルキル基(アリルアミノプロピル基など)など]、メルカプト基(又は置換メルカプト基)、エポキシ基含有基[エポキシシクロアルキル基(3,4−エポキシシクロヘキシル基などのエポキシC3-8シクロヘキシル基、好ましくはエポキシC5-8シクロアルキル基、さらに好ましくはエポキシC5-6シクロアルキル基)、グリシジルオキシ基など]、(メタ)アクリロイルオキシ基などが挙げられる。これらの置換基は、単独で又は2種以上組み合わせて炭化水素基に置換していてもよい。これらの置換基のうち、なお、置換数(3−a)が複数である場合、複数の基R5は、同一又は異なっていてもよい。
前記式(2)で表される代表的な有機ケイ素化合物としては、例えば、重合性基を有するモノアルコキシシラン類{例えば、アルケニル基を有するモノアルコキシシラン[例えば、アルケニルジアルキルアルコキシシラン(例えば、ビニルジメチルエトキシシランなどのC2-4アルケニル−ジC1-4アルキル−C1-4アルコキシシランなど)など]など}、重合性基を有するジアルコキシシラン類{例えば、アルケニル基を有するジアルコキシシラン[例えば、アルケニルアルキルジアルコキシシラン(例えば、ビニルジメトキシメチルシラン、ビニルジエトキシメチルシランなどのC2-4アルケニルC1-4アルキルジC1-4アルコキシシラン)、ジアルケニルジアルコキシシラン(例えば、ジビニルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシランなどのジC2-4アルケニルジC1-4アルコキシシラン)など]、(メタ)アクリロイルオキシ基を有するジアルコキシシラン[例えば、(メタ)アクリロイルオキシアルキルジアルコキシシラン(例えば、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシランなどの(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルキルC1-4アルキルジC1-4アルコキシシランなど)など]など}、重合性基を有するトリアルコキシシラン類、重合性基を有するトリアリールオキシシラン類、これらに対応するモノ乃至トリハロシラン類などが挙げられる。
重合性基を有するトリアルコキシシラン類としては、アルケニル基を有するトリアルコキシシラン{例えば、アルケニルトリアルコキシシラン[例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリ(t−ブトキシ)シラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシランなどのC2-4アルケニルトリC1-4アルコキシシラン]、アルケニルトリ(アルコキシアルコキシ)シラン[例えば、ビニルトリ(2−メトキシエトキシ)シランなどのC2-4アルケニルトリ(C1-4アルコキシC2-4アルコキシ)シラン]など}、(メタ)アクリロイルオキシ基を有するトリアルコキシシラン{例えば、(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリアルコキシシラン[例えば、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリプロポキシシランなどの(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリC1-4アルコキシシラン、好ましくは(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルキルトリC1-4アルコキシシラン、さらに好ましくは(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルキルトリC1-2アルコキシシランなど]、(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリ(アルコキシアルコキシ)シラン[例えば、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリス(2−メトキシエトキシ)シランなどの、好ましくは(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルキルトリ(C1-4アルコキシC2-4アルコキシ)シラン、さらに好ましくは(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルキルトリ(C1-2アルコキシC2-4アルコキシ)シランなど]、(メタ)アクリロイルオキシアルキルアミノアルキルトリアルコキシシラン[例えば、N−(3−(メタ)アクリロイルオキシ2−ヒドロキシプロピル)−3−アミノプロピルトリエトキシシランなどの(メタ)アクリロイルオキシアルキルアミノアルキルトリC1-4アルコキシシラン、好ましくは[(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルキル]アミノC2-4アルキルトリC1-4アルコキシシランなど]、さらに好ましくは[(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルキル]アミノC2-4アルキルトリC1-2アルコキシシランなど]など}などが挙げられる。
重合性基を有するトリアリールオキシシラン類としては、例えば、アルケニル基を有するトリアリールオキシシラン[例えば、アルケニルトリアリールオキシシラン(例えば、ビニルトリフェノキシシランなどのC2-4アルケニルトリC6-10アリールオキシシラン)など]、(メタ)アクリロイルオキシ基を有するトリアリールオキシシラン{例えば、(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリアリールオキシシラン[例えば、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリフェノキシシシランなどの(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリC6-10アリールオキシシラン、好ましくは(メタ)アクリロイルオキシC2-4アルキルトリC6-8アリールオキシシランなど]など}などが挙げられる。
これらの有機ケイ素化合物は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
これらの有機ケイ素化合物のうち、重合性の観点から、(メタ)アクリロイル基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物[例えば、(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリC1-4アルコキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリ(C1-4アルコキシC2-4アルコキシ)シラン、(メタ)アクリロイルオキシアルキルアミノアルキルトリC1-4アルコキシシランなどの(メタ)アクリロイル基を有するトリアルコキシシラン;(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリC6-10アリールオキシシランなどの(メタ)アクリロイル基を有するトリアリールオキシシランなど]が好ましい。
なお、前記のように、重合性基を有する有機ケイ素化合物には、加水分解縮合性基が部分的に縮合した部分縮合物も含まれる。すなわち、本発明の組成物において、重合性基を有する有機ケイ素化合物は、前記有機ケイ素化合物(前記例示の有機ケイ素化合物)が部分的に縮合した部分縮合物(縮合物、オリゴマー)の形態で本発明の組成物を構成していてもよい。このような部分縮合物は、前記重合性基を有する有機ケイ素化合物の部分縮合物であってもよく、重合性基を有する有機ケイ素化合物と、後述する他の加水分解性化合物(重合性基を有しない有機ケイ素化合物、非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物など)とが部分的に縮合した部分縮合物の形態で組成物を構成していてもよい。
このような部分縮合物は、硬化前において、ゾル状を保持できる(又は加水分解縮合性基が残存している)限り、縮合の程度(部分縮合)は特に限定されない。なお、部分縮合物は、網目状の部分縮合物(又は部分縮合物)であってもよく、鎖状又は直鎖状の部分縮合物であってもよい。通常、重合性基を有するトリアルコキシシランや重合性基を有するトリアリールオキシシランなどの部分縮合物は、網目状(又は三次元網目状)の縮合物であってもよい。
重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物の割合[部分縮合物である場合は、加水分解前のモノマー又はオリゴマー換算、以下、部分縮合物の割合について同じ]は、フルオレン骨格を有する多官能性(メタ)アクリレート100重量部に対して、10〜2000重量部程度の範囲から選択でき、例えば、30〜1000重量部、好ましくは40〜800重量部(例えば、50〜700重量部)、さらに好ましくは50〜500重量部(例えば、100〜450重量部)程度であってもよい。
本発明の組成物は、必要に応じて、さらに、前記重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物に含まれない加水分解縮合性有機金属化合物を含んでいてもよい。このような有機金属化合物としては、重合性基を有しない加水分解縮合性有機ケイ素化合物、非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物などが挙げられる。本発明の組成物は、これらの重合性基を有しない加水分解縮合性有機ケイ素化合物と、非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物とを組み合わせて含んでいてもよい。
(重合性基を有しない加水分解縮合性有機ケイ素化合物)
重合性基を有しない(又は非ラジカル重合性の)加水分解縮合性有機ケイ素化合物(以下、単に重合性基を有しない有機ケイ素化合物などということがある)は、ケイ素原子に直接結合した加水分解縮合性基を少なくとも1つ有する化合物であればよく、通常、下記式(3)で表される化合物、下記式(3)で表される化合物のオリゴマー、下記式(3)で表される化合物の部分縮合物を好適に使用できる。
Si(OR8)d(R9)4-d (3)
[式中、R8は、炭化水素基又は基−[(R10O)e−R11](式中、R10は、アルキレン基であり、R11は炭化水素基であり、eは1以上の整数を示す)であり、R9は、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子又は炭化水素基を示す。dは1〜4の整数を示す。]
上記式(3)において、基R8(および基R11)で表される炭化水素基としては、前記式(2)で表される化合物の項で例示した炭化水素基(例えば、C1-6アルキル基、C6-10アリール基など)などが例示できる。また、基−O−[(R10O)e−R11]において、アルキレン基R10は前記式(2)で表される化合物の項で例示したアルキレン基と同様であり、eもまた前記式(2)におけるbと同様である。
前記式(3)において、基R9で表されるハロゲン原子及び炭化水素基もまた、前記式(2)で表される化合物の項で例示したハロゲン原子及び炭化水素基と同様である。ただし、基R9が炭化水素基である場合、炭化水素基は、置換基として重合性基(アルケニルアミノ基、(メタ)アクリロイルオキシ基など)を有しない。好ましい置換数dは、2〜4、さらに好ましくは3又は4である。なお、置換数dが複数である場合、複数の基R9は、同一又は異なっていてもよい。
前記式(3)で表される代表的な有機ケイ素化合物としては、モノアルコキシシラン類(例えば、ビニルジメチルエトキシシランなどのアルケニルジアルキルアルコキシシランなど)、ジアルコキシシラン類、トリアルコキシシラン類、テトラアルコキシシラン類、テトラアリールオキシシラン類などが挙げられる。
ジアルコキシシラン類としては、例えば、ジアルキルジアルコキシシラン(例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシランなどのジC1-4アルキルジC1-4アルコキシシランなど);ジアリールジアルコキシシラン(例えば、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどのジC6-10アリールジC1-4アルコキシシランなど);エポキシ基を有するジアルコキシシラン{例えば、(グリシジルオキシアルキル)アルキルジアルコキシシラン[例えば、3−グリシジルオキシプロピルメチルジメトキシシランなどの(グリシジルオキシC2-4アルキル)C1-4アルキルジC1-4アルコキシシランなど]など}、アミノ基を有するジアルコキシシラン(例えば、3−アミノプロピルメチルジメトキシシランなどのアミノC2-4アルキルC1-4アルキルジC1-4アルコキシシラン;3−[N−(2−アミノエチル)アミノ]プロピルメチルジメトキシシランなどの(アミノC2-4アルキルアミノ)C1-4アルキル−C1-4アルキルジC1-4アルコキシシランなど)、メルカプト基を有するジアルコキシシラン(例えば、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシランなどのメルカプトC2-4アルキルC1-4アルキルジC1-4アルコキシシラン)などの置換基(例えば、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、およびハロゲン原子から選択された少なくとも1種の置換基)を有するジアルコキシシランが挙げられる。
トリアルコキシシラン類としては、例えば、トリアルコキシシラン(例えば、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシランなどのトリC1-4アルコキシシランなど);アルキルトリアルコキシシラン(例えば、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシランなどのC1-4アルキルトリC1-4アルコキシシランなど);アリールトリアルコキシシラン(例えば、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシランなどのC6-10アリールトリC1-4アルコキシシラン、好ましくはC6-8アリールトリC1-4アルコキシシラン、さらに好ましくはC6-8アリールトリC1-2アルコキシシランなど);ハロアルキルトリアルコキシシラン(例えば、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシランなどのクロロC2-4アルキルトリC1-4アルコキシシランなど)、エポキシ基を有するトリアルコキシシラン{例えば、(グリシジルオキシアルキル)トリアルコキシシラン(例えば、2−グリシジルオキシエチルトリメトキシシラン、2−グリシジルオキシエチルトリエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシランなどのグリシジルオキシC2-4アルキルトリC1-4アルコキシシランなど)、エポキシシクロアルキルトリメトキシシラン[例えば、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシランなどのエポキシC5-8シクロアルキルC2-4アルキルトリC1-4アルコキシシランなど]など}、アミノ基を有するトリアルコキシシラン(例えば、2−アミノエチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノC2-4アルキルトリC1-4アルコキシシラン;2−[N−(2−アミノエチル)アミノ]エチルトリメトキシシラン、3−[N−(2−アミノエチル)アミノ]プロピルトリメトキシシランなどのN−(アミノC2-4アルキル)アミノC2-4アルキルトリC1-4アルコキシシランなど)、メルカプト基を有するトリアルコキシシラン(例えば、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシランなどのメルカプトC2-4アルキルトリC1-4アルコキシシラン)などの置換基(例えば、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、およびハロゲン原子から選択された少なくとも1種の置換基)を有するトリアルコキシシランが挙げられる。
テトラアルコキシシラン類としては、上記例示のジ又はトリアルコキシシラン類に対応するテトラアルコキシシラン、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシランなどのテトラC1-4アルコキシシランなどが挙げられる。テトラアリールオキシシラン類としては、例えば、テトラアリールオキシシラン[例えば、テトラフェノキシシランなどのテトラC6-10アリールオキシシラン、好ましくはテトラC6-8アリールオキシシランなど]などが挙げられる。
前記式(3)で表される化合物のオリゴマーとしては、前記式(3)で表されるアルコキシシラン(例えば、前記例示のジアルコキシシラン類、トリアルコキシシラン類、テトラアルコキシシラン類など)のオリゴマー(又は縮合物)などが挙げられる。このようなオリゴマーは、単一の有機ケイ素化合物のオリゴマーであってもよく、複数の有機ケイ素化合物の縮合物(例えば、トリアルコキシシラン類とテトラアルコキシシラン類とのオリゴマー、異種のテトラアルコキシシラン類のオリゴマーなど)であってもよい。前記オリゴマーは、通常、トリアルコキシシラン類、テトラアルコキシシラン類、およびテトラアリールオキシシラン類から選択された少なくとも1種で少なくとも構成された有機ケイ素化合物の縮合物であってもよい。
前記オリゴマーの数平均重合度は、例えば、2〜10、好ましくは2〜8、さらに好ましくは3〜6程度であってもよい。
前記オリゴマーは、通常、鎖状又は直鎖状の縮合物(又は部分縮合物)であってもよい。
代表的なオリゴマーとしては、トリアルコキシシラン類、テトラアルコキシシラン類(前記例示のテトラアルコキシシラン類)、テトラアリールオキシシラン類の縮合物(部分縮合物)などが挙げられる。テトラアルコキシシランの縮合物(オリゴマー)には、下記式(4)で表される直鎖状のアルコキシシラン縮合物などが含まれる。
Figure 0004756977
(式中、R12はアルキル基を示し、fは2以上の整数を示す)
上記式(4)において、基R12としては、前記例示のアルキル基が挙げられ、好ましい基R12には、メチル基、エチル基、プロピル基などのC1-4アルキル基(特にC1-2アルキル基)などが含まれる。なお、前記のように、複数の基R12は、同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。また、好ましい縮合度(重合度)fは、例えば、2〜8、好ましくは2〜6、さらに好ましくは3〜5程度であってもよい。
好ましい重合性基を有しない加水分解縮合性有機ケイ素化合物としては、トリアルコキシシラン[例えば、アリールトリアルコキシシラン(例えば、C6-8アリールトリC1-4アルコキシシランなど)など]、テトラアルコキシシラン[例えば、テトラアルコキシシラン(テトラC1-4アルコキシシランなど)など]、テトラアリールオキシシラン(例えば、テトラフェノキシシランなどのテトラC6-8アリールオキシシラン)、これらの化合物のオリゴマー[例えば、テトラアルコキシシラン(例えば、テトラC1-4アルコキシシランなど)のオリゴマー]などが挙げられる。
なお、重合性基を有する有機ケイ素化合物の場合と同様に、重合性基を有しない有機ケイ素化合物には、加水分解縮合性基が部分的に縮合した部分縮合物も含まれる。すなわち、本発明の組成物において、重合性基を有しない有機ケイ素化合物は、前記有機ケイ素化合物(前記例示の有機ケイ素化合物)が部分的に縮合した部分縮合物(縮合物、オリゴマー)の形態で本発明の組成物を構成していてもよい。このような部分縮合物は、前記重合性基を有しない有機ケイ素化合物の部分縮合物であってもよく、前記重合性基を有しない有機ケイ素化合物と、他の加水分解性化合物(前記重合性基を有する有機ケイ素化合物、後述の非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物など)とが部分的に縮合した部分縮合物の形態で組成物を構成していてもよい。
このような部分縮合物は、硬化前において、ゾル状を保持できる(又は加水分解縮合性基が残存している)限り、縮合の程度(部分縮合)は特に限定されない。
重合性基を有しない有機ケイ素化合物は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
本発明の組成物が、重合性基を有しない加水分解縮合性有機ケイ素化合物を含む場合、重合性基を有しない加水分解縮合性有機ケイ素化合物の割合は、フルオレン骨格を有する多官能性(メタ)アクリレート100重量部に対して、10〜2000重量部程度の範囲から選択でき、例えば、30〜1000重量部、好ましくは40〜800重量部(例えば、50〜700重量部)、さらに好ましくは50〜500重量部(例えば、100〜450重量部)程度であってもよい。
(非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物)
非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物(以下、単に非ケイ素系有機金属化合物ということがある)としては、例えば、非ケイ素系金属アルコキシド又はその部分縮合物などが挙げられる。非ケイ素系金属アルコキシドとしては、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、および亜鉛から選択された非ケイ素系金属の金属アルコキシド、例えば、下記式(5)で表される金属アルコキシドなどが挙げられる。
M(OR13)m(R14)n (5)
[式中、Mはチタン、ジルコニウム、アルミニウム又は亜鉛を表す。R13は、アルキル基又は基−[(R15O)g−R16](式中、R15は、アルキレン基であり、R16はアルキル基であり、gは1以上の整数を示す)、R14は、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基を示し、mは1以上の整数、nは0又は1以上の整数を表す。]
前記式(5)において、基R13(および基R16)で表される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、ブチル基などのC1-18アルキル基、好ましくはC1-10アルキル基、さらに好ましくはC1-6アルキル基(例えば、C1-4アルキル基)などが例示できる。基R14で表されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが例示できる。また、基−O−[(R15O)g−R16]で表されるポリアルコキシ基において、基R15で表されるアルキレン基としては、限定されないが、例えば、C2-4アルキレン基(エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブタン−1,2−ジイル基など)などが例示でき、特に、C2-3アルキレン基(特に、エチレン基、プロピレン基)が好ましい。アルキレンオキシ(R15O)単位の付加数gは、1以上であればよく、例えば、1〜4、好ましくは1〜2、さらに好ましくは1であってもよい。好ましいポリアルコキシ基には、2−メトキシエトキシ基、2−エトキシエトキシ基などのC1-4アルコキシC2-4アルコキシ基(特に、C1-2アルコキシエトキシ基)などが含まれる。
また、好ましいアルコキシ基の置換数mは、金属原子Mの種類に応じて、例えば、2〜4程度である。なお、置換数mが複数である場合、複数の基R13は、同一又は異なっていてもよい。
基R14で表される炭化水素基としては、前記式(2)で表される化合物の項で例示の前記基R5と同様の炭化水素基、例えば、アルキル基(例えば、C1-6アルキル基など)、アリール基(例えば、C6-10アリール基など)などが含まれる。また、基R14で表される炭化水素基は、前記基R5と同様の置換基を有していてもよい。なお、好ましい置換数nは、0〜2である。また、置換数nが複数である場合、複数の基R14は、同一又は異なっていてもよい。
代表的な非ケイ素系金属アルコキシドとしては、アルミニウムアルコキシド類[例えば、トリアルコキシアルミニウム(トリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリプロポキシアルミニウム、トリn−ブトキシアルミニウム、トリs−ブトキシアルミニウム、トリt−ブトキシアルミニウムなどのトリC1-4アルコキシアルミニウムなど)など]、チタンアルコキシド類[例えば、ジアルキルジアルコキシチタン(ジエチルジエトキシチタンなどのジアルキルジC1-4アルコキシチタン)などのジアルコキシチタン;トリアルコキシチタン(例えば、トリメトキシチタンなどのトリC1-4アルコキシチタン)、アルキルトリアルコキシチタン(例えば、エチルトリメトキシチタンなどのアルキルトリC1-4アルコキシチタン)、アリールトリアルコキシチタン(例えば、フェニルトリメトキシチタンなどのアリールトリC1-4アルコキシチタン)などのトリアルコキシチタン;テトラアルコキシチタン(例えば、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトライソブトキシチタン、テトラn−ブトキシチタン、テトラt−ブトキシチタン、テトラノニルオキシチタン、テトラキス(2−エチルヘキシルオキシ)チタン、テトラキス(メトキシプロポキシ)チタン、テトラステアリルオキシチタン、テトライソステアリルオキシチタンなどのテトラC1-18アルコキシチタンなど)など]、ジルコニウムアルコキシド類[例えば、テトラアルコキシジルコニウム(例えば、テトラメトキシジルコニウム、テトラエトキシジルコニウム、テトライソプロポキシジルコニウム、テトライソブトキシジルコニウム、テトラn−ブトキシジルコニウム、テトラt−ブトキシジルコニウム、テトラキス(2−エチルヘキシルオキシ)ジルコニウム、テトラキス(2−メチル−2−ブトキシ)ジルコニウムなどのテトラC1-18アルコキシジルコニウムなど)など]、亜鉛アルコキシド類(例えば、ビスメトキシエトキシ亜鉛など)などが挙げられる。
なお、非ケイ素系金属アルコキシドは、錯体(金属錯体)を形成していていもよい。錯体において、配位子(又は配位子を形成する化合物)としては、特に制限されないが、特に、有機化合物[キレート形成性有機化合物(例えば、アセチルアセトン、アセト酢酸エステルなどのβ−ジケトン構造を有する化合物など)など]を配位子とする錯体が好ましい。このような金属錯体は、溶媒に対する溶解性に優れているため、好適に用いることができる。
なお、非ケイ素系有機金属化合物は、前記と同様に、加水分解縮合性基が部分的に縮合した部分縮合物の形態で本発明の組成物を構成していてもよい。このような部分縮合物は、前記ケイ素系有機金属化合物の部分縮合物であってもよく、前記非ケイ素系有機金属化合物と、他の加水分解性化合物(前記重合性基を有する有機ケイ素化合物、重合性基を有しない有機ケイ素化合物など)とが部分的に縮合した部分縮合物の形態で組成物を構成していてもよい。
このような部分縮合物は、硬化前において、ゾル状を保持できる(又は加水分解縮合性基が残存している)限り、縮合の程度(部分縮合)は特に限定されない。
非ケイ素系有機金属化合物は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
本発明の組成物が、非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物を含む場合、非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物の割合は、フルオレン骨格を有する多官能性(メタ)アクリレート100重量部に対して、50〜5000重量部程度の範囲から選択でき、例えば、100〜4000重量部、好ましくは150〜3000重量部、さらに好ましくは200〜2000重量部(例えば、300〜1000重量部)程度であってもよい。
また、重合性基を有しない加水分解縮合性有機ケイ素化合物と、非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物とを組み合わせる場合、重合性基を有しない加水分解縮合性有機ケイ素化合物と、非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物との割合は、前者/後者=90/10〜1/99、好ましくは80/20〜3/97、さらに好ましくは60/40〜5/95(例えば、40/60〜7/93)、特に30/70〜8/92程度であってもよい。
(光酸発生剤)
光酸発生剤としては、光の作用により酸を発生する化合物(成分)であれば特に限定されず、慣用の化合物を用いることができ、例えば、オニウム塩、メタロセン錯体などを好適に使用できる。オニウム塩としては、ジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、セレニウム塩などが例示でき、これらの対イオンとしては、CF3SO3 -、BF4 -、PF6 -、AsF6 -およびSbF6 -などのアニオンが用いられる。
代表的な光酸発生剤としては、スルホニウム塩{例えば、トリアリールスルホニウム塩[トリフェニルスルホニウムトリフレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、(4−フェニルチオフェニル)ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、(4−フェニルチオフェニル)ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェートなどのトリフェニルスルホニウム塩など]、ビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネート、ビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド−ビス−ヘキサフルオロホスフェート、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート)など}、ジアゾニウム塩(4−クロロベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェートなど)、ヨードニウム塩{例えば、ビス(アルキルアリール)ヨードニウム塩[例えば、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェートなどのビス(アルキルフェニル)ヨードニウム塩など]、アルコキシカルボニルアルコキシ−トリアルキルアリールヨードニウム塩[例えば、4−[(1−エトキシカルボニル−エトキシ)フェニル]−(2,4,6−トリメチルフェニル)−ヨードニウムヘキサフルオロホスフェートなど]、ビス(アルコキシアリール)ヨードニウム塩[例えば、(4−メトキシフェニル)フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネートなどのビス(アルコキシフェニル)ヨードニウム塩など]など}、ホスホニウム塩(ベンジルトリフェニルホスホニウムヘキサフルオロアンチモネートなど)、セレニウム塩(トリフェニルセレニウムヘキサフルオロホスフェートなど)、メタロセン錯体[例えば、(η5又はη6−イソプロピルベンゼン)(η5−シクロペンタジエニル)鉄(II)ヘキサフルオロホスフェートなど]などが挙げられる。
また、光酸発生剤には、光ラジカル開始剤の機能を備えた化合物も含まれる。このような光酸発生剤には、下記式(6)で表される化合物などが挙げられる。
Figure 0004756977
(式中、R17、R18およびR19は置換基、p、qおよびrは同一又は異なってそれぞれ0〜5の整数、Yは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基又はアルキル基を示す。)
上記式(6)において、R17、R18およびR19で表される置換基としては、例えば、炭化水素基[例えば、アルキル基(例えば、メチル基などのC1-4アルキル基など)など]、アルコキシ基(例えば、メトキシ基などのC1-4アルコキシ基)、ハロゲン原子(塩素原子など)、官能基(ヒドロキシル基、アミノ基、置換アミノ基など)などが挙げられる。R17、R18およびR19はそれぞれ同一又は異なっていてもよい。なお、p、qおよびrはそれぞれ好ましくは0〜3、さらに好ましくは0又は1、特に0であってもよい。
また、前記式(6)の基Yにおいて、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられ、特に塩素原子が好ましい。また、基Yにおいて、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、イソプロピル基などのC1-10アルキル基、好ましくはC1-6アルキル基、さらに好ましくはC1-4アルキル基などが挙げられる。特に好ましい基Yにはメチル基が含まれる。
これらの光酸発生剤のうち、オニウム塩[特に、スルホニウム塩(トリアリールスルホニウム塩など)、ヨードニウム塩(ビス(アルキルアリール)ヨードニウム塩など)]、前記式(6)で表される化合物などが好ましい。光酸発生剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用してもよい。
光酸発生剤の割合は、フルオレン骨格を有する多官能性(メタ)アクリレート100重量部に対して、0.1〜10重量部程度の範囲から選択でき、例えば、0.5〜10重量部(例えば、1〜10重量部)、好ましくは0.5〜5重量部、さらに好ましくは1〜5重量部(例えば、1〜3重量部)程度であってもよい。また、光酸発生剤の割合は、重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物100重量部に対して、0.01〜8重量部程度の範囲から選択でき、例えば、0.02〜5重量部(例えば、0.03〜3重量部)、好ましくは0.05〜3重量部、さらに好ましくは0.08〜2重量部(例えば、0.1〜1重量部)程度であってもよい。さらに、前記組成物が重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物以外の加水分解縮合性有機金属化合物を含む場合、光酸発生剤の割合は、加水分解縮合性有機金属化合物の総量(例えば、重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物と、重合性基を有しない加水分解縮合性有機ケイ素化合物及び/又は非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物との総量)100重量部に対して、例えば、0.001〜5重量部、好ましくは0.005〜3重量部、さらに好ましくは0.001〜2重量部程度であってもよい。なお、前記光酸発生剤の使用量は、溶媒を含む前記組成物(塗布液)全体の10重量%以下、好ましくは1〜5重量%であってもよい。
本発明では、前記多官能性(メタ)アクリレートと重合性基(ラジカル重合性基)を有する有機ケイ素化合物と光酸発生剤とを組み合わせるので、ゾルゲル反応による加水分解縮合およびラジカル重合により、硬化物を得ることができる。そのため、本発明の組成物は、前記ラジカル重合を促進するため、重合開始剤(ラジカル重合開始剤)を含んでいてもよい。
このような重合開始剤には、光ラジカル開始剤、熱重合開始剤などが含まれる。本発明の組成物は、特に、光酸発生剤により加水分解縮合を生じさせるという観点から、少なくとも光ラジカル開始剤を含む組成物(光重合性組成物)であるのが好ましい。光ラジカル発生剤と光酸発生剤とを組み合わせることにより、光照射により、加水分解縮合及びラジカル重合を生じさせることができ、効率よく優れた光学的特性(高透明性など)および機械的特性(高硬度など)を有する硬化物を得ることできる。
(光ラジカル開始剤)
光ラジカル開始剤(光重合開始剤、光ラジカル発生剤)としては、例えば、ベンゾイン類(ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルなどのベンゾインアルキルエーテル類など)、アセトフェノン類(アセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなど)、アミノアセトフェノン類{2−メチル−2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1など}、アントラキノン類(アントラキノン、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノンなど)、(チオ)キサントン類(チオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、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−ジイソプロピルチオキサントンなど)、ケタール類(アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタールなど)、ベンゾフェノン類(ベンゾフェノンなど)、安息香酸エステル類(o−ベンゾイル安息香酸メチル、p−ジメチルアミノ安息香酸エステルなど)、スルフィド類(ベンジルジフェニルサルファイド)、アシルフォスフィンオキサイド類、カンファーキノン類などが例示できる。これらの光ラジカル開始剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて所望の性能に応じて配合して使用することができる。
光ラジカル開始剤の割合は、フルオレン骨格を有する多官能性(メタ)アクリレート100重量部に対して、例えば、0.1〜10重量部程度の範囲から選択でき、例えば、0.5〜10重量部(例えば、1〜10重量部)、好ましくは0.5〜5重量部、さらに好ましくは1〜5重量部(例えば、1〜3重量部)程度であってもよい。また、光ラジカル開始剤の割合は、フルオレン骨格を有する多官能性(メタ)アクリレート及び重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物の総量100重量部に対して、0.01〜8重量部程度の範囲から選択でき、例えば、0.02〜5重量部(例えば、0.03〜3重量部)、好ましくは0.05〜3重量部、さらに好ましくは0.08〜2重量部(例えば、0.1〜1重量部)程度であってもよい。なお、前記光ラジカル開始剤の使用量は、溶媒を含む前記組成物(塗布液)全体の10重量%以下、好ましくは1〜5重量%であってもよい。
なお、光ラジカル開始剤は、光増感剤と組み合わせてもよい。光増感剤としては、第3級アミン類{例えば、トリアルキルアミン、トリアルカノールアミン(トリエタノールアミンなど)、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチル[p−(ジメチルアミノ)安息香酸エチルなど]、N,N−ジメチルアミノ安息香酸アミル[p−(ジメチルアミノ)安息香酸アミルなど]などのジアルキルアミノ安息香酸アルキルエステル、4,4−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン(ミヒラーズケトン)などのビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン、4−(ジメチルアミノ)ベンゾフェノンなどのジアルキルアミノベンゾフェノンなど}などの慣用の光増感剤などが挙げられる。光増感剤は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
なお、熱重合開始剤としては、ジアルキルパーオキサイド類(ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイドなど)、ジアシルパーオキサイド類[ジアルカノイルパーオキサイド(ラウロイルパーオキサイドなど)、ジアロイルパーオキサイド(ベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルトルイルパーオキサイド、トルイルパーオキサイドなど)など]、過酸エステル類[過酢酸t−ブチル、t−ブチルパーオキシオクトエート、t−ブチルパーオキシベンゾエートなどの過カルボン酸アルキルエステルなど]、ケトンパーオキサイド類、パーオキシカーボネート類、パーオキシケタール類などの有機過酸化物;アゾニトリル化合物[2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)など]、アゾアミド化合物{2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}など}、アゾアミジン化合物{2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩など}、アゾアルカン化合物[2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、4,4’−アゾビス(4−シアノペンタン酸)など]、オキシム骨格を有するアゾ化合物[2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミドオキシム)など]などのアゾ化合物などが含まれる。熱重合開始剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用してもよい。
なお、本発明の組成物は、必要に応じて、添加剤を含んでいてもよい。このような添加剤としては、例えば、顔料、着色剤、増粘剤、増感剤、消泡剤、レベリング剤、塗布性改良剤、滑剤、安定剤(酸化防止剤、熱安定剤、耐光安定剤、光安定剤など)、紫外線吸収剤、可塑剤、界面活性剤、溶解促進剤、充填剤、帯電防止剤、硬化剤、ポリシラン(特開2002−348357号公報に記載のポリシランなど)などが挙げられる。これらの添加剤は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
また、前記組成物は、溶媒を含んでいてもよい。このような溶媒を含む組成物は、例えば、基材上に塗膜(硬化塗膜)を形成するためのコーティング液として好適に用いることができる。このような塗布液を構成する溶媒としては、特に限定されず、慣用の溶媒、例えば、炭化水素類(ペンタン、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素類、シクロヘキサンなどの脂環族炭化水素類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類など)、ハロゲン系溶媒(ジクロロメタンなどのハロアルカン、モノクロロベンゼンなどのハロアレーンなど)、アルコール類(メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルキルアルコール類など)、ジオール類(エチレングリコール、プロピレングリコールなどのアルカンジオール類、ジエチレングリコール、ポリオキシエチレングリコールなどの(ポリ)オキシアルキレングリコールなど)、エーテル類(ジエチルエーテルなどの鎖状エーテル類、テトラヒドロフランなどの環状エーテル類など)、エステル類(エチルアセテートなどの酢酸エステル類、乳酸エチルなど)、ケトン類(アセトン、エチルメチルケトン、2−ブタノンなどのジアルキルケトン類、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどの環状ケトン類など)、グリコールエーテルエステル類(エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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メチルアセテート、セロソルブアセテートなど)、グリコールエーテル類[例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジグライム、ジメトキシエタンなど)などが挙げられる。これらの溶媒は、単独で又は二種以上組み合わせて用いてもよい。なお、溶媒を含む前記組成物において、各固形成分(多官能性(メタ)アクリレート、重合性基を有する有機ケイ素化合物、光酸発生剤など)は、溶媒に溶解又は分散していてもよい。また、溶媒の割合は、塗布液の粘度に応じて適宜調整できる。
本発明の組成物は、慣用の方法、例えば、前記フルオレン骨格を有する多官能性(メタ)アクリレートと、前記重合性基を有する有機ケイ素化合物と、前記光酸発生剤と、必要に応じて他の成分(重合性基を有しない有機ケイ素化合物、非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物、溶媒など)とを混合することにより調製できる。
例えば、本発明の組成物を塗布液として使用する場合、前記フルオレン骨格を有する多官能性(メタ)アクリレートと、前記重合性基を有する有機ケイ素化合物と、前記光酸発生剤と(必要に応じて他の成分と)を、溶媒に混合(又は溶解又は分散)させることにより調製してもよい。
また、前記重合性基を有する有機ケイ素化合物、前記重合性基を有しない有機ケイ素化合物、非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物などの加水分解縮合性有機金属化合物が部分的に縮合した部分縮合物(部分縮合ゾル)は、例えば、部分縮合物に対応するモノマー及び/又はオリゴマーを、適当な溶媒(例えば、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチルなどの前記例示の溶媒)に分散又は溶解させ、酸触媒(塩酸、などの無機酸、ギ酸、シュウ酸などの有機酸)の存在下で、加熱(加熱処理)することにより調製できる。加熱処理において、加熱温度および加熱時間は適当に選択でき、加熱温度は、例えば、40℃〜100℃、好ましくは60〜80℃程度であってもよい。このような部分縮合物の調製においては、必要に応じて、水などを混合して加水分解縮合を促進させてもよい。
また、部分縮合物を用いる場合、上記のようにして予め調製した部分縮合物と、他の成分(多官能性(メタ)アクリレートなど)とを混合して本発明の組成物を調製してもよく、各成分(多官能性(メタ)アクリレート、光酸発生剤、部分縮合していない重合性基を有する有機ケイ素化合物、および溶媒など)を混合後、前記と同様にして、部分縮合させてもよい。
[硬化物およびその製造方法]
本発明の硬化物(前記重合性組成物が硬化(又は架橋)した硬化物)は、前記組成物に光を照射して硬化反応(又は架橋反応)により硬化(又は架橋)させることにより製造又は調製できる。実用的な方法では、前記重合性組成物を、基材上に塗布して塗膜を形成したのち、光照射する(又は必要に応じて光照射後、さらに加熱)ことにより、本発明の硬化物(硬化膜、硬化パターンなど)を調製してもよい。すなわち、本発明では、光照射により発生する酸(又は酸触媒)(及びラジカル)により、重合性基を有する有機ケイ素化合物を加水分解縮合させるとともに、多官能性(メタ)アクリレートと有機ケイ素化合物とを重合させることによって、硬化物(ハイブリッド硬化物)を製造する。
硬化物(有機無機ハイブリッド硬化物)は、特に限定されず、三次元的硬化物、硬化膜や硬化パターンなどの一次元又は二次元的硬化物、点又はドット状硬化物などであってもよい。本発明の重合性組成物は、特に、基材上での薄膜を製造するのに適している。このような方法により得られる硬化物は、前記のように、基板に対する密着性、ハードコート性(又は硬度)、耐熱性、可視光の透明性などに優れ、耐溶剤性、低収縮率、低吸水性を有し、さらに、屈折率が高く、良好な撥水性を有している。
例えば、本発明の硬化物の屈折率は、1.50以上(例えば、1.51〜1.9程度)、好ましくは1.52以上(例えば、1.53〜1.87程度)、さらに好ましくは1.54以上(例えば、1.55〜1.85程度)であり、1.6以上[例えば、1.62〜1.84、好ましくは1.63〜1.83、さらに好ましくは1.64〜1.82程度]にすることもできる。
基材の塗布に供する前記組成物において、加水分解縮合性有機金属化合物(少なくとも重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物)は、部分的に縮合していない化合物であってもよく、基材における加水分解縮合をより一層効率よく進行させるため、前記のように、予め、部分的に縮合した加水分解縮合性有機金属化合物(少なくとも重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物)であってもよい。このような部分縮合物(部分縮合ゾル)は、前記重合性基を有する有機ケイ素化合物の部分縮合物であってもよく、前記重合性基を有する有機ケイ素化合物と他の加水分解縮合性有機金属化合物(例えば、重合性基を有しない有機ケイ素化合物及び/又は非ケイ素系加水分解縮合性有機金属化合物)との部分共縮合物であってもよい。
塗布方法としては、例えば、フローコーティング法、スピンコーティング法、スプレーコーティング法、スクリーン印刷法、キャスト法、バーコーティング法、カーテンコーティング法、ロールコーティング法、グラビアコーティング法、ディッピング法、スリット法などを挙げることができる。
塗膜の厚みは、硬化物の用途によって応じて、0.01μm〜10mm程度の範囲から選択でき、例えば、フォトレジストの場合、0.05〜10μm(特に0.1〜5μm)程度であってもよく、プリント配線基板の場合、10μm〜5mm(特に100μm〜1mm)程度であってもよく、光学薄膜の場合、0.1〜100μm(特に0.3〜50μm)程度であってもよい。
照射又は露光する光は、例えば、ガンマー線、X線、紫外線、可視光線などであってもよく、通常、可視光又は紫外線、特に紫外線である場合が多い。光の波長は、例えば、150〜800nm、好ましくは150〜600nm、さらに好ましくは200〜400nm(特に300〜400nm)程度である。照射光量は、塗膜の厚みにより異なるが、例えば、100〜10000mJ/cm2、好ましくは500〜5000mJ/cm2、さらに好ましくは1000〜3000mJ/cm2程度であってもよい。光源としては、露光する光線の種類に応じて選択でき、例えば、紫外線の場合は、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、重水素ランプ、ハロゲンランプ、レーザー光(ヘリウム−カドミウムレーザー、エキシマレーザーなど)などを用いることができる。このような光照射により、前記組成物の硬化(および重合)反応が進行する。
塗膜(又は被膜)は、加熱工程により加熱(加熱処理)すると、硬化又は架橋反応(およびゾル−ゲル反応)及びラジカル重合反応が促進され、高度の三次元架橋が起こり、より一層高硬度の硬化物(硬化塗膜)を得ることができる。塗膜の加熱は、通常、光照射後、又は光照射とともに行われ、通常、光照射後(アフターキュア)に行われる場合が多い。加熱温度は、例えば、60〜250℃、好ましくは100〜200℃程度であってもよい。加熱時間は、例えば、5秒以上(例えば、10秒〜5時間程度)、1分〜4時間、好ましくは10分〜3時間程度であってもよく、通常、20分〜2.5時間(例えば、30分〜2時間)程度であってもよい。
さらに、パターンや画像を形成する場合(例えば、プリント配線基板などを製造する場合)、基材上に形成した塗膜をパターン露光してもよく、このパターン露光は、レーザ光の走査により行ってもよく、フォトマスクを介して光照射することにより行ってもよい。このようなパターン露光により生成した非照射領域(未露光部)を現像剤で現像(又は溶解)することによりパターン又は画像を形成できる。現像剤としては、水、アルカリ水溶液、親水性溶媒(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、アセトンなどのケトン類、ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル類、セロソルブ類、セロソルブアセテート類など)や、これらの混合液などを用いることができる。
露光後に被膜を加熱する場合、現像工程は、加熱工程の前に行ってもよく、加熱工程の後で行ってもよい。このような方法では、小さな露光量でも、基材上に、精細で高精度のパターンを形成できる。従って、本発明の樹脂組成物は、精密なパターンを必要とする用途、例えば、電子機器のプリント配線基板などの製造に適している。
光学薄膜を形成する場合には、前記光重合性樹脂組成物を、基材上に複数層形成してもよい。また、基材上に他の機能層などを形成した後、その機能層の上に、前記光重合性樹脂組成物で形成された層を形成してもよい。本発明の硬化物は、可視光の透過性やハードコート性に優れ、高い屈折率を有し、光学的特性にも優れるため、特に、液晶ディスプレイなどの反射防止膜の高屈折率層、反射板などの光学薄膜に適している。
基材の材質は、用途に応じて選択され、例えば、プリント配線基板や光学薄膜の場合には、シリコン、ガリウム砒素、窒化ガリウム、炭化シリコンなどの半導体、アルミニウム、銅などの金属、酸化ジルコニウム、酸化チタン、PZTなどのセラミック、透明無機材料(ガラス、石英、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウムなど)、透明樹脂(ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリスチレンなど)などが用いられる。
本発明の重合性組成物は、塗料、電気機器の絶縁材、電線被覆材、電子機器の封止材、プリント配線基板、保護膜、フォトレジスト、印刷製版材、インキ、接着剤、粘着材、液晶ディスプレイなどの反射防止膜の高屈折率層、反射板などの広範な用途に用いることができる。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
(実施例1)
9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレンのアクリル酸エステル[すなわち、9,9−ビス(4−アクリロイルオキシエトキシフェニル)フルオレン]0.1g、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン0.4g、テトラヒドロフラン(THF)1g、光ラジカル開始剤(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名「ダロキュア1173」)2mg、および光酸発生剤[4−(1−エトキシカルボニルエトキシ)フェニル−2’,4’,6’−トリメチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、日本曹達(株)製]2mgを加えて調製した塗布液を、ガラス基板にスピンコートして製膜した。得られた塗膜に、紫外線を照射(1300mJ/cm2)で、アクリレートの硬化ならびにゾル−ゲル反応でハイブリッド膜を作製した。さらに、得られたハイブリッド膜を150℃で1.5時間アフターキュアすることで、強固で透明な膜が得られた。得られた膜の屈折率は1.55であり、耐熱性も高かった。
(実施例2)
9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレンのアクリル酸エステル0.1g、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン0.2g、フェニルトリメトキシシラン0.2g、THF1g、光ラジカル開始剤(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名「ダロキュア1173」)2mg、および光酸発生剤[4−(1−エトキシカルボニルエトキシ)フェニル−2’,4’,6’−トリメチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、日本曹達(株)製]2mgを加えて調製した塗布液を、ガラス基板にスピンコートして製膜した。得られた塗膜に、紫外線を照射(1300mJ/cm2)し、アクリレートの硬化ならびにゾル−ゲル反応でハイブリッド膜を作製した。さらに、得られたハイブリッド膜を150℃で1.5時間アフターキュアすることで、強固で透明な膜が得られた。得られた膜の屈折率は1.57であり、耐熱性も高かった。
(実施例3)
9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレンのアクリル酸エステル0.1g、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン0.2g、フェニルトリメトキシシラン0.2g、THF1g、テトライソプロポキシチタン2g、および光ラジカル開始剤(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名「ダロキュア1173」)2mg、光酸発生剤[4−(1−エトキシカルボニルエトキシ)フェニル−2’,4’,6’−トリメチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、日本曹達(株)製]2mgを加えて調製した塗布液を、ガラス基板にスピンコートして製膜した。得られた塗膜に、紫外線を照射(1300mJ/cm2)し、アクリレートの硬化ならびにゾル−ゲル反応でハイブリッド膜を作製した。さらに、得られたハイブリッド膜を150℃で1.5時間アフターキュアすることで、強固で透明な膜が得られた。得られた膜の屈折率は1.65であり、耐熱性も高かった。
(実施例4)
・部分縮合ゾルの調製
9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレンのアクリル酸エステル1g、3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(APTMS)4gをテトラヒドロフラン(THF)5mlに溶解し、水0.5gおよびギ酸40.5mgを加えた後、60℃で2時間攪拌し、冷却後、部分縮合したシリカゾル(固形分25%)を調製した。
・硬化膜の作成
前記部分縮合ゾル0.4g(固形分換算0.1g)、THF10g、光ラジカル開始剤(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名「ダロキュア1173」)2mg、光酸発生剤[4−(1−エトキシカルボニルエトキシ)フェニル−2’,4’,6’−トリメチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、日本曹達(株)製]2mgを加えて調製した塗布液を、ガラス基板にスピンコートして製膜した。得られた塗膜に、紫外線を照射(1300mJ/cm2)し、アクリレートの硬化ならびにゾル−ゲル反応でハイブリッド膜を作製した。得られたハイブリッド膜を、150℃で1.5時間アフターキュアすることで、強固で透明な膜(膜厚86nm)が得られた。得られた膜の屈折率は1.56であり、耐熱性も高かった。
(実施例5)
・部分縮合ゾルの調製
3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(APTMS)4gをテトラヒドロフラン(THF)5mlに溶解し、水0.5gおよびギ酸40.5mgを加えた後、60℃で2時間攪拌し、冷却後、部分縮合したシリカゾル(固形分25%)を調製した。
・硬化膜の作成
9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレンのアクリル酸エステル0.1g、前記部分縮合ゾル0.4g(固形分換算0.1g)、THF10g、光ラジカル開始剤(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名「ダロキュア1173」)2mg、および光酸発生剤[4−(1−エトキシカルボニルエトキシ)フェニル−2’,4’,6’−トリメチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、日本曹達(株)製]2mgを加えて調製した塗布液を、ガラス基板にスピンコートして製膜した。得られた塗膜に、紫外線を照射(1300mJ/cm2)し、アクリレートの硬化ならびにゾル−ゲル反応でハイブリッド膜を作製した。得られたハイブリッド膜を、150℃で1.5時間アフターキュアすることで、強固で透明な膜(膜厚86nm)が得られた。得られた膜の屈折率は1.56であり、耐熱性も高かった。
(実施例6)
・部分縮合ゾルの調製
3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(APTMS)2.07g、フェニルトリメトキシシラン(PTMS)1.98gをテトラヒドロフラン(THF)5mlに溶解し、水0.5gおよびギ酸40.5mgを加えた後、60℃で2時間攪拌し、冷却後、部分縮合したシリカゾル(固形分27.2%)を調製した。
・硬化膜の作成
9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレンのアクリル酸エステル0.1g、前記部分縮合ゾル0.37(固形分換算0.1g)、THF10g、光ラジカル開始剤(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名「ダロキュア1173」)2mg、および光酸発生剤[4−(1−エトキシカルボニルエトキシ)フェニル−2’,4’,6’−トリメチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、日本曹達(株)製]2mgを加えて調製した塗布液を、ガラス基板にスピンコートして製膜した。得られた塗膜に、紫外線を照射(1300mJ/cm2)し、アクリレートの硬化ならびにゾル−ゲル反応でハイブリッド膜を作製した。得られたハイブリッド膜を、150℃で1.5時間アフターキュアすることで、強固で透明な膜(膜厚86nm)が得られた。得られた膜の屈折率は1.58であり、耐熱性も高かった。
(実施例7)
・部分縮合ゾルの調製
3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(APTMS)2g、フェニルトリメトキシシラン(PTMS)2gおよびテトライソプロポキシチタン20gをテトラヒドロフラン(THF)10mlに溶解し、ギ酸60mgを加えた後、60℃で2時間攪拌し、冷却後、部分縮合したゾルを調製した(固形分約17%)。
・硬化膜の作成
9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレンのアクリル酸エステル0.1g、前記部分縮合ゾル0.56g(固形分換算0.1g)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)4g、光ラジカル開始剤(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名「ダロキュア1173」)2mg、および光酸発生剤[4−(1−エトキシカルボニルエトキシ)フェニル−2’,4’,6’−トリメチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、日本曹達(株)製]2mgを加えて調製した塗布液を、ガラス基板にスピンコートして製膜した。得られた塗膜に、紫外線を照射(1300mJ/cm2)し、アクリレートの硬化ならびにゾル−ゲル反応でハイブリッド膜を作製した。得られたハイブリッド膜を、150℃で1.5時間アフターキュアすることで、強固で透明な膜(膜厚280nm)が得られた。得られた膜の屈折率は1.65であり、耐熱性も高かった。
(実施例8)
9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレンのアクリル酸エステル0.1g、実施例7で調製した部分縮合ゾル1.38g(固形分換算0.23g)、PGMEA4g、光ラジカル開始剤(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名「ダロキュア1173」)4mg、および光酸発生剤[4−(1−エトキシカルボニルエトキシ)フェニル−2’,4’,6’−トリメチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、日本曹達(株)製]4mgを加え、さらにTHFで10倍希釈して得られた塗布液を、ガラス基板にスピンコートして製膜した。得られた塗膜に、紫外線を照射(1300mJ/cm2)し、アクリレートの硬化ならびにゾル−ゲル反応でハイブリッド膜を作製した。得られたハイブリッド膜を150℃で1.5時間アフターキュアすることで、強固で透明な膜(膜厚55nm)が得られた。得られた膜の屈折率は1.81であり、耐熱性も高かった。
(比較例1)
ペンタエリスリトールトリアクリレート0.1g、実施例5で調製した部分縮合ゾル0.4g(固形分換算0.1g)、THF10g、光ラジカル開始剤(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名「ダロキュア1173」)2mg、および光酸発生剤[4−(1−エトキシカルボニルエトキシ)フェニル−2’,4’,6’−トリメチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、日本曹達(株)製]2mgを加えて調製した塗布液を、ガラス基板にスピンコートして製膜した。得られた塗膜に、紫外線を照射(1300mJ/cm2)し、アクリレートの硬化ならびにゾル−ゲル反応でのハイブリッド膜を作製した。得られたハイブリッド膜を150℃で1.5時間アフターキュアし、透明な膜(膜厚86nm)が得られた。得られた膜の屈折率は1.48であった。

Claims (14)

  1. 下記式(1)で表される多官能性(メタ)アクリレート、下記式(2)で表される化合物又はその部分縮合物である重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物、光酸発生剤および光ラジカル開始剤で構成された重合性組成物。
    Figure 0004756977
    (式中、R1a、R1b、R2aおよびR2bは置換基を示し、R3aおよびR3bはアルキレン基を示し、R4aおよびR4bは水素原子又はメチル基を示す。k1及びk2は同一又は異なって0〜4の整数を示し、m1及びm2は同一又は異なって0〜3の整数を示し、n1およびn2は同一又は異なって0又は1以上の整数を示し、p1およびp2は同一又は異なって1〜4の整数を示す。ただし、m1+p1及びm2+p2は、それぞれ、1〜5の整数である)
    X−(A)−Si(OR)(R)3−a (2)
    [式中、Xは、ビニル基又は(メタ)アクリロイル基である重合性基、Aは連結基を示し、Rは、炭化水素基又は基−[(RO)−R](式中、Rは、アルキレン基であり、Rは炭化水素基であり、bは1以上の整数を示す)であり、Rは、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子又は炭化水素基を示す。aは1〜3の整数、cは0又は1を示す。]
  2. 式(1)において、R3aおよびR3bがC2−3アルキレン基、n1およびn2がそれぞれ1又は2、かつp1およびp2がそれぞれ1〜3である請求項1記載の重合性組成物。
  3. 式(2)において、重合性基が(メタ)アクリロイル基である請求項記載の重合性組成物。
  4. 式(2)で表される化合物が、(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリC1−4アルコキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリ(C1−4アルコキシC2−4アルコキシ)シラン、(メタ)アクリロイルオキシアルキルアミノアルキルトリC1−4アルコキシシラン、および(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリC6−10アリールオキシシランから選択された少なくとも1種である請求項記載の重合性組成物。
  5. 光酸発生剤が、トリアリールスルホニウム塩、ビス(アルキルアリール)ヨードニウム塩、および下記式(6)で表される化合物から選択された少なくとも1種である請求項1記載の重合性組成物。
    Figure 0004756977
    (式中、R17、R18およびR19は置換基、p、qおよびrは同一又は異なってそれぞれ0〜4の整数、Yは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基又はアルキル基を示す。)
  6. 重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物の割合が、式(1)で表される多官能性(メタ)アクリレート100重量部に対して、50〜700重量部であり、光酸発生剤の割合が、式(1)で表される多官能性(メタ)アクリレート100重量部に対して、0.5〜5重量部である請求項1記載の重合性組成物。
  7. さらに、重合性基を有しない加水分解縮合性有機ケイ素化合物を含む請求項1記載の重合性組成物。
  8. 重合性基を有しない加水分解縮合性有機ケイ素化合物が、下記式(3)で表される化合物、下記式(3)で表される化合物のオリゴマー、又は下記式(3)で表される化合物の部分縮合物で構成されている請求項記載の重合性組成物。
    Si(OR)(R)4−d (3)
    [式中、Rは、炭化水素基又は基−[(R10O)−R11](式中、R10は、アルキレン基であり、R11は炭化水素基であり、eは1以上の整数を示す)であり、Rは、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子又は炭化水素基を示す。dは1〜4の整数を示す。]
  9. 重合性基を有しない加水分解縮合性有機ケイ素化合物が、C6−8アリールトリC1−4アルコキシシラン、テトラC1−4アルコキシシラン、テトラC6−8アリールオキシシラン、およびテトラC1−4アルコキシシランのオリゴマーから選択された少なくとも1種の化合物又はその部分縮合物で構成されている請求項記載の重合性組成物。
  10. さらに、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、および亜鉛から選択された非ケイ素系金属のアルコキシドを含む請求項1記載の重合性組成物。
  11. 請求項1記載の重合性組成物を、基材上に塗布して塗膜を形成したのち、光照射し、前記重合性組成物の硬化物を製造する方法。
  12. 光照射後、さらに加熱する請求項11記載の方法。
  13. 重合性基を有する加水分解縮合性有機ケイ素化合物が部分的に縮合した重合性組成物を基材上に塗布する請求項11記載の方法。
  14. 請求項1記載の重合性組成物が硬化した硬化物。
JP2005282809A 2005-09-28 2005-09-28 重合性組成物およびその硬化物 Active JP4756977B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005282809A JP4756977B2 (ja) 2005-09-28 2005-09-28 重合性組成物およびその硬化物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005282809A JP4756977B2 (ja) 2005-09-28 2005-09-28 重合性組成物およびその硬化物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007091870A JP2007091870A (ja) 2007-04-12
JP4756977B2 true JP4756977B2 (ja) 2011-08-24

Family

ID=37977950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005282809A Active JP4756977B2 (ja) 2005-09-28 2005-09-28 重合性組成物およびその硬化物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4756977B2 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5526331B2 (ja) 2007-04-27 2014-06-18 国立大学法人 香川大学 反射防止膜およびその製造方法。
JP5469313B2 (ja) * 2008-03-26 2014-04-16 大阪瓦斯株式会社 フルオレン骨格を有するケイ素化合物
JP5297079B2 (ja) * 2008-05-07 2013-09-25 大阪瓦斯株式会社 フルオレン骨格を有するケイ素化合物およびその重合性組成物
WO2010061744A1 (ja) * 2008-11-27 2010-06-03 東レ株式会社 シロキサン樹脂組成物およびそれを用いたタッチパネル用保護膜
WO2010146983A1 (ja) * 2009-06-19 2010-12-23 日産化学工業株式会社 低誘電率インプリント材料
JP5671302B2 (ja) * 2009-11-10 2015-02-18 富士フイルム株式会社 インプリント用硬化性組成物、パターン形成方法およびパターン
CN103890018B (zh) 2011-08-11 2016-08-17 大阪燃气化学有限公司 具有芴骨架的多官能性(甲基)丙烯酸酯及其固化性组合物
KR101549722B1 (ko) * 2012-07-03 2015-09-02 제일모직주식회사 광경화 조성물, 상기 조성물로 형성된 보호층 및 이를 포함하는 광학 부재
JP5965776B2 (ja) * 2012-08-07 2016-08-10 大阪ガスケミカル株式会社 傾斜膜形成用組成物およびこの組成物により形成される傾斜膜
KR101953923B1 (ko) * 2013-07-23 2019-05-22 동우 화인켐 주식회사 열경화성 수지 조성물 및 그 조성물로 형성된 보호막을 구비한 컬러 필터 및 표시 장치
JP6333753B2 (ja) * 2015-02-17 2018-05-30 富士フイルム株式会社 感光性組成物、硬化物の製造方法、硬化物、硬化膜、タッチパネル及び表示装置
TWI702204B (zh) * 2016-02-03 2020-08-21 日商田岡化學工業股份有限公司 具有茀骨架的雙酚類、其製造方法,以及衍生自該雙酚類之聚芳酯樹脂、(甲基)丙烯酸酯化合物及環氧樹脂
JP7023203B2 (ja) * 2018-08-31 2022-02-21 大阪ガスケミカル株式会社 フルオレン化合物を用いた自己修復材料
CN114605626B (zh) * 2022-04-11 2024-03-01 仲恺农业工程学院 一种含芴基的有机硅化合物及其制备方法与应用

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06220131A (ja) * 1993-01-22 1994-08-09 Nippon Kayaku Co Ltd 放射線硬化性樹脂組成物、光学材料用樹脂組成物及びその硬化物
JPH08302284A (ja) * 1995-05-09 1996-11-19 Osaka City 光硬化性コ−ティング組成物及びそれを用いる硬化皮膜
KR100969835B1 (ko) * 2002-01-25 2010-07-13 스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤 투명 복합체 조성물
JP3728751B2 (ja) * 2003-02-10 2005-12-21 荒川化学工業株式会社 硬化性組成物およびその硬化物
JP4742789B2 (ja) * 2005-03-28 2011-08-10 東レ株式会社 アルカリ現像用感光性透明樹脂組成物、および半透過型液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007091870A (ja) 2007-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4756977B2 (ja) 重合性組成物およびその硬化物
JP4723272B2 (ja) 光重合性樹脂組成物およびその硬化物
US11634610B2 (en) Siloxane polymer compositions and their use
JP5922341B2 (ja) フルオレン化合物および金属酸化物を含む組成物
US9638998B2 (en) Silane composition and cured film thereof, and method for forming negative resist pattern using same
JP6117623B2 (ja) 硬化性組成物およびその硬化物
WO2008004705A1 (fr) Composition de résine photosensible pour guide d'onde optique, film sec, guide d'onde optique et son procédé de fabrication
JP6117624B2 (ja) 硬化性組成物およびその硬化物
JP5469313B2 (ja) フルオレン骨格を有するケイ素化合物
JP4469202B2 (ja) 光重合性樹脂組成物、その硬化物および製造方法
TW202033622A (zh) 樹脂組合物、感光性樹脂組合物、硬化膜、硬化膜之製造方法、圖案硬化膜及圖案硬化膜之製作方法
JP5297079B2 (ja) フルオレン骨格を有するケイ素化合物およびその重合性組成物
JP2014056122A (ja) 感光性組成物
JP5571979B2 (ja) 新規フルオレン化合物およびその金属酸化物複合体
JPWO2006003990A1 (ja) 光導波路用感光性樹脂組成物及びその硬化物からなる光導波路
JP4564997B2 (ja) ポリシラン化合物の製造方法
JP6448083B2 (ja) 光硬化性樹脂組成物及び高屈折性樹脂硬化体
JP2018127410A (ja) 硬化性組成物及びその硬化物
JP3883453B2 (ja) 光重合性ポリシラン化合物およびその製造方法
KR100725143B1 (ko) 감광성 조성물 및 그 제조 방법
JP5965776B2 (ja) 傾斜膜形成用組成物およびこの組成物により形成される傾斜膜
JP4061134B2 (ja) ポリシラン化合物
JP2006163157A (ja) 放射線硬化性樹脂組成物及びこれを用いた光導波路並びに光導波路の製造方法
JP2002309094A (ja) ポリマ材料及びポリマ膜

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20070320

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20070320

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070510

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20070510

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20070607

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080903

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20081001

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20081002

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20090206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20090206

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110407

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110517

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110531

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4756977

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140610

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250