JPH07505911A - 光重合可能な組成物のための可視の光増感剤 - Google Patents

光重合可能な組成物のための可視の光増感剤

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JPH07505911A JP5518544A JP51854493A JPH07505911A JP H07505911 A JPH07505911 A JP H07505911A JP 5518544 A JP5518544 A JP 5518544A JP 51854493 A JP51854493 A JP 51854493A JP H07505911 A JPH07505911 A JP H07505911A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 光重合可能な組成物のための可視の光増感剤発明の分野 本発明は、可視光中で吸収する光開始剤システムを含む光重合可能な組成物に関 する。更に特別には、本発明は、可視の増感剤と組み合わせて、選ばれた光解離 可能な開始剤を含む光重合可能な組成物に関する。
発明の背景 従来の光開始剤又は光開始剤システムの多くは、それらが可視スペクトルの紫外 又はもっと短い波長領域(即ち、青及び緑)における放射線によって主に活性化 可能であるので、光重合可能な組成物の適用可能性を限定する。可視スペクトル のもっと長い波長(即ち、赤)領域で発光しそして電子像化システムのための出 力装置として使用することができる、信頼性のある比較的安価なレーザーの利用 可能性は、このスペクトル領域によって活性化可能である光開始剤システムを開 発することを望ましくした。これらの光開始剤システムを含む光重合可能な組成 物のための応用は、グラフィクアートフィルム、補強薬品、印刷板、及びフォト レジストを含む。光重合可能な組成物中のホログラムの製造もまた、このスペク トル領域中の放射線によって活性化可能な光開始剤システムを要求する。
2、 2’ 、4. 4’ 、5. 5° −へキサアリールビスイミダゾール 、即ちHABIを含む光重合可能な組成物は良く知られている。これらの組成物 の感度を向上させる増感剤もまた知られている。Baum、米国特許第3.65 2.275号は、HABI光開始光開始テンステム剤として、選ばれたビス(p −ジアルキルアミノベンジリデン)ケトンを含む光重合可能な組成物を開示して いる。Dueber、米国特許第4゜162.162号は、アリールケトン及び p−ジアルキルアミノアルデヒドから誘導された、選ばれた増感剤を開示してい る。SmotherS、米国特許第4,917,977号、及びMonroe、 米国特許第4.987,230号はまた、光重合可能な組成物のための可視の増 感剤を開示している。しかしながら、為された進歩にもかかわらず、スペクトル の可視領域に対して感じる光開始剤システムに対する引き続くニーズが存在する 。
発明の要約 本発明の新規な組成物は、化学線放射線によって発生されたフリーラジカルによ ってその中で重合が開始される光重合可能な組成物である。
本明細書中で述べられるように、これらの組成物は、増感剤、重合可能なモノマ ー、及び、必要に応じて、バインダーを含有して成る光開始剤システムを含有し て成る。この組成物はまた、光重合可能なシステムの慣用の成分であるその他の 成分を含有して成って良い。
本発明において使用される増感剤は、匹敵する先行技術の化合物、例えばSmo thers、米国特許第4.917,977号、及びMonroe、米国特許第 4.987.230号中に開示された化合物を含む組成物の光速度よりも優れて いる光速度を有する光重合可能な組成物を典型的には製造する。本発明の増感剤 は優れた老化特性を有し、即ち、これらの増感剤による吸収は貯蔵に際して弱く ならない。これは、光重合可能な組成物が製造に引き続いて出荷そして貯蔵され なければならない商業的応用において特に重要である。加えて、これらの組成物 の露光に引き続いて、可視光における残留吸収は熱処理によって減らされる。
これは、可視光においてできる限り少ない残留吸収しか持ってはいけない、ホロ グラム、例えばホログラフィ−の光学要素の製造においては殊に重要である。こ れらの材料の製造は、典型的には、熱処理ステップを含む。
1つの実施態様においては、本発明は、フリーラジカル開始付加重合可能な少な くとも一種のエチレン性不飽和上ツマ−1及び増感剤を含有して成る化学線放射 線によって活性化可能な開始剤システムを含有して成る光重合可能な組成物であ って、該光開始剤システムは該組成物の化学線放射線への露光に際して該モノマ ーの重合を開始するのに十分な量で存在し、該増感剤が構造式。
R1 R1は、(1)水素、(2)1〜8の炭素原子の置換された又は置換されていな いアルキル、(3)CH2=CHCO−1(4)CH2=C(CH3)CO−1 (5) R+ s CO−(式中、Rl 5は5〜10の原子の置換された若し くは置換されていないアリール若しくはヘテロアリール、又は1〜8の炭素原子 を含む置換された若しくは置換されていないアルキルである)であり、そして R2及びR3は、同−又は異なっていて、nは、0又は1であり、 R4及びR5は、各々独立に、水素、クロロ、ヒドロキシル、1〜6の炭素原子 のアルキル、及び1〜6の炭素原子のアルコキシルであり):及び Xは、0、S、5eSNR,2、又はCR13R14(式中、R12、R13及 びR+4は、各々独立に、1〜6の炭素原子のアルキル又は置換された若しくは 置換されていないフェニルである)であり、R6は、水素又は1〜4の炭素原子 の置換された若しくは置換されていないアルキルであり、 R7は、(1)1〜8の炭素原子の置換された若しくは置換されていないアルキ ル若しくはソクロアルキル又は(2)5〜10原子の置換された若しくは置換さ れていないアリール若しくはヘテロアリールであり、 R3、R1、R1゜及びR5lは、各々独立に、水素、ハロゲン、ジアルキルア ミノ、1〜6の炭素原子の置換された若しくは置換されていないアルキル若しく はシクロアルキル、1〜6の炭素原子の置換された若しくは置換されていないア ルコキシル、1〜6の炭素原子の置換された若しくは置換されていないチオアル コキシル、若しくは置換されたフェニルであるか、又は(R,及びRe)、(R 11及びR1゜)若しくは(R,。及びR1,)は、5〜10原子の置換された 若しくは置換されていない芳香環に合わせられる) から成る群から選ばれる] の化合物であることを有して成る改善を含む組成物である。
1つの好ましい実施態様においては、光重合可能な組成物はまたバインダーを含 有して成る。もう一つの好ましい実施態様においては、R2及びR3は同一であ る。更に好ましい実施態様においては、開始剤システムは、付加的に、(1)へ キサアリールビスイミダゾール及び共開始剤か又は(2)(α−ハロ)メチル− 1,3,5−1−リアジン及びホウ酸塩のどちらかを含有して成る。
増感剤 本発明の増感剤は、上の構造式Iによって表される。置換が可能である場合には 、増感剤中に存在する任意の脂肪族又は芳香族基を、置換基の存在が増感剤の又 は本発明の操作のために必要とされる光重合可能なシステムの特性に悪く影響し ないという条件下で、良く知られた任意の有機置換基によって置換して良い。こ れらの特性は、例えば、増感剤の溶解度、吸収スペクトル及び安定性を含む。加 えて、置換基の存在は、増感剤がそれがその中に存在する光重合可能な組成物の 安定性に悪(影響したり又はモノマーの重合と干渉するようにせしめてはならな い。
このような置換基は、例えば、ハロゲン例えば塩素、臭素、及びフッ素、シアノ ;ニトロ;アルコキシ例えばメトキシ、エトキシ、i−プロポキシ、2−エトキ シエトキシ、及びベンジルオキシ:アリールオキシ例えばフェノキシ、3−ピリ ジルオキシ、1−ナフチルオキシ、及び3−テニルオキシ;チオアルコキシ例え ばチオエトキシ、チオフェノキシ、p−クロロチオフェノキシ:アシルオキシ例 えばアセトキシ、ベンジルオキシ、及びフェニルアセトキシ:アリールオキシカ ルボニル例えばフェノキンカルボニル:アルコキシカルボニル例えばメトキシカ ルボニル;スルホニル例えばメタンスルホニル及びp−トルエンスルホニル;カ ルバモイル例えばN−フェニルカルバモイル:アシル例えばベンゾイル及びアセ チル;アシルアミド例えばp−)ルエンスルホンアミド、ベンズアミド、及びア セトアミド;アルキルアミノ例えばジエチルアミノ、エチルベンジルアミノ、及 びl−ブチルアミノ:アリールアミノ例えばアニリノ及びジフェニルアミノを含 む。アリール基はまた、置換された又は置換されていないアルキル基例えばメチ ル、エチル、シクロペンチル、2−エトキシエチル、ベンジルなどによって置換 されていて良い。
R1は、水素、又は1〜8の炭素原子のアルキル若しくはシクロアルキル例えば メチル、エチル、n−プロピル、1so−ブチル、n−ヘキシル、シクロペンチ ル、シクロヘキシル、ベンジルなどで良い。R,はアクリレート又はメタクリレ ートで良い。亀はまた、5〜10原子のアリール又はヘテロアリール例えばフェ ニル、ナフチル、ピリジニル、フラニル、チオフェニルなどで良い。R1はまた 、R,、CO−[式中、R+sは5〜10原子の芳香族基又は1〜8の炭素原子 のアルキル基である]で良い。これらの基は、上で述べたように置換されていな くても良く又は置換されていても良い。R1は、好ましくは水素、1〜7の炭素 原子のアルキル、又はR,5CO−[式中、R1はメチル又は置換された若しく は置換されていないフェニルである〕である。R3は、最も好ましくは、水素、 メチル、エチル、i−プロピル、n−プロピル、ベンジル、アセチル、及びベン ゾイルから成る群から選ばれる。
本発明の実施のために必要とはされないけれども、合成の容易さのために、R2 及びR3が同一であることが好ましい。
好ましい増感剤の1つのグループにおいては、R2及びR8は同一でありそして 上の構造式Hによって表される。更に好ましいグループにおいては、nは0であ る。好ましい増感剤は、R1及びR5が同一でそして水素と等しい増感剤S−5 である。
好ましい増感剤のもう一つのグループにおいては、R2及びR2は同一でありそ して上の構造式■によって表される。R7は、1〜8の炭素原子のアルキル又は シクロアルキル例えばメチル、エチル、n−プロピル、1so−ブチル、n−へ キシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ベンジルなどで良い。R7はまた、 5〜10原子のアリール又はヘテロアリール例えばフェニル、ナフチル、ピリジ ニル、フラニル、チオフェニルなどで良い。これらの基は、上で述べたように置 換されていなくても良く又は置換されていても良い。R7は、好ましくは1〜4 の炭素原子のアルキル基、更に好ましくはメチル又はエチルである。
増感剤の1つの更に好ましいグループにおいては、XはC(CH3) 2である 。なお更に好ましいグループにおいては、R8、R8、R11SRIG、及びR 1+は同一でそして水素と等しく、そしてR7は1〜4の炭素原子のアルキルで ある。このグループの代表的メンバーは増感剤S−1である。
もう一つの更に好ましいグループにおいては、XはOである。なお更に好ましい グループにおいては、R6、R8、R9、RIOl及びR11は同一でそして水 素と等しく、そしてR?は1〜4の炭素原子のアルキルである。このグループの 代表的メンバーは増感剤S−2である。
もう一つの更に好ましいグループにおいては、XはSである。なお更に好ましい グループにおいては、R6、Rs、Ro、R+。、及びR++l;!同一でそし て水素と等しく、そしてR7は1〜4の炭素原子のアルキルである。このグルー プの代表的メンバーは増感剤S−3である。もう一つのなお更に好ましいグルー プにおいては、R,、R,。、及びRoは同一でそして水素と等しく、R7は1 〜4の炭素原子のアルキルであり、そしてR8及びR9は合わせられて6員芳香 環を形成する。このグループの代表的メンバーは増感剤S−4である。
本発明の増感剤は、個別に又は同じクラスの増感剤のその他のメンバーと若しく はその他の増感組成物、例えばBaum、米国特許第3,652.275号、D ueber、米国特許第4.162,162号及び第4,454,218号、S mo t h e r s、米国特許第4,917゜977号並びにMonro e、米国特許第4,987.230号中に開示された増感剤と組み合わせて使用 して良い。2以上のこのような組成物の使用は、種々のレーザー出力放射線とマ ツチするように一層広いスペクトル範囲にわたって増感を有効にする。
ヘキサアリールビスイミダゾール 本発明の増感剤は、2. 2’ 、4. 4’ 、5. 5’ −へキサアリー ルビスイミダゾール、即ちHAB Iと組み合わせて使用して良い。化学線放射 線に対する露光に際して解離して対応するトリアリールイミダゾリルフリーラジ カルを形成するこれらの化合物は、Chambers、米国特許第3.479, 185号、Ce5cor+、米国特許第3. 784゜557号、Dessau er、米国特許第4.252,887号及び第4.311,783号、Tana ka、米国特許第4,459.349号、Wada、米国特許第4,410.6 ’21号、5heets、米国特許第4,662,286号、並びに5ato、 米国特許第4. 760゜150号中に述べられた。ヘキサアリールビスイミダ ゾールは、スペクトルの255〜275nmの領域において極大に吸収し、そし て通常は300〜375nmの領域において、もっと少ないけれども、幾らかの 吸収を示す。吸収帯は次第に消えて430nmはどの高い波長を含む傾向がある けれども、増感剤の非存在下ではこれらの化合物はそれらの解離のためにスペク トルの255〜375nmの領域において富んだ光を通常は要求する。
好ましいHABIは、フェニル基上の他の位置が置換されていない又はクロロ、 メチル若しくはメトキシによって置換されている2−o−クロロ置換ヘキサフェ ニルビスイミダゾールである。これらの化合物は、Dessauer、米国特許 第4,252,887号及び5heets、米国特許第4.662.286号中 に開示されている。特に好ましいのは、o−CI HABI、2.3−ジーCI  HABI、2.4−7−CI HABI、及び2.3.5−TCI HABI である。
一般には、水素原子供与体、連鎖移動剤、ロイコ染料、又は電子供与体から成る 1以上の共開始剤を、ヘキサアリールビスイミダゾール及び増感剤と共に使用す る。有用な共開始剤は、Chambers、米国特許第3.479.185号及 びSmothers、米国特許第4.994.347号中に開示されている。適 切な共開始剤は、有機チオール例えば2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メ ルカプトベンズオキサゾール、及び2−メルカプトベンズイミダゾールを含む。
使用することができるその他のものは、当該技術において知られている種々の第 三級アミン、N−フェニルグリシン、及び1.1−ジメチル−3,5−ジヶトソ クロヘキサンを含む。N−ビニルカルバゾールモノマーを含むシステムを除いて 、好ましい共開始剤はN−フェニルグリシン、2−メルカプトベンズオキサゾー ル及び2−メルカプトベンゾチアゾールである。モノマー、N−ビニルカルバゾ ールを含む光重合可能な組成物のためには、好ましい連鎖移動剤は、5−クロロ −2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、1−H −1,2,4−トリアゾル−3−チオール、6−エトキシー2−メルカプトベン ゾチアゾール、4−メチル−4H−1,2,4−トリアゾル−3−チオール及び 1−ドデカンチオールである。
ホウ酸アニオン/1. 3. 5−トリアジン本発明の増感剤は、ホウ酸アニオ ン及び(α−ハロ)メチル−1,3゜5−トリアジンと共に使用して良い。有用 なホウ酸アニオンは、Gottschalk、米国特許第4.772,530号 及び第4. 772゜541号、並びにKoike、米国特許第4,950,5 81号中に開示されている。ホウ酸アニオンは、以下の一般式。
B Z IZ 2Z s Z 4− [式中、 21、Zl、Z、及びZ4は、独立に、アルキル、アリール、アラルキル、アル ケニル、アルキニル、脂環式、複素環式、及びアリル基から成る群から、Zl、 Zl、Z3及びZ4の少なくとも1つがアリールではないという条件付きで、選 ばれる]によって表される。
各々の基は20までの炭素原子を含んで良いが、約7以下の炭素原子を有する基 が好ましい。アルキル基は、線状、分岐した又は環状で良く、そして置換され又 は置換されていなくて良い。存在して良い代表的アルキル基は、例えば、メチル 、エチル、n−プロピル、l−ブチル、5eC8−ブチル、n−ブチル、n−ペ ンチルなどである。代表的な環状アルキル基は、シクロブチル、シクロペンチル 、及びシクロヘキシルを含む。
アラルキル基の代表的な例は、ベンジル、並びに例えばアルキル、アルコキシル 、ハロ、シアノ及びその他の慣用の芳香族置換基のような基によって置換された ベンジルである。アリール基の代表的な例は、置換されていない、又は例えばア ルキル、アルコキシル、ハロ、シアノ、ニトロ及びその他の慣用の芳香族置換基 のような基によって置換されていて良いフェニル及びナフチルを含む。代表的な アルケニル基はプロペニル及びエチニルである。複素環式基の例は、例えば、慣 用の芳香族置換基によって置換された3−チオフェニル、4−ピリノニル、及び 3−チオフェニルを含む。
好ましくは、3より大きくはないが少なくとも1つのZl、Zl、Z3、及びZ 4はアルキル基である。更に好ましいのは、Z、〜Z4が3つのアリール基及び 1つのアルキル基の組み合わぜであるアニオンである。フェニル及びp−メトキ シフェニル基が好ましいアリール基である。アニオンの好ましいグループは、ホ ウ酸トリフェニルアルキルアニオンである。
好ましいアニオンはホヴ酸トリフェニルブチルである。
ホウ酸アニオンと会合したカチオンが有意の量の化学線放射線を吸収しないこと が好ましい。何故ならば、これは光速度を減らすであろうからである。代表的な カチオンは、アルカリ金属カチオン及び第四級アンモニウムカチオンである。
4つのアルキル基を含む第四級アンモニウムカチオンが好ましい。アルキル基は 、線状、分岐した又は環状で良く、そして置換され又は置換されていなくて良い 。代表的な第四級アンモニウムカチオンは、テトラメチルアンモニウム、テトラ エチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニ ウム、ベンツルジメチルテトラデシルアンモニウム、及び(2−ヒドロキシエチ ル)トリメチルアンモニウムである。
比較的大きなアルキル基を有するカチオンが、コーティング溶媒中のホウ酸塩の 溶解度が一般的に増加されるので、有利に使用されることができる。アルキル基 が一緒になって全部で約30までの炭素原子を含むカチオンが好ましい。ヒドロ キシエチルは溶解度及び/又は光速度を改善する可能性がある。特に好ましいカ チオンは、(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウム及びベンツルジメ チルテトラデシルアンモニウムである。
上述のホウ酸イオン及び増感剤は、少なくとも一種の(α−ハロ)メチル基を含 むs−トリアジンと組み合わせて使用される。トリアジンの例は、Bonham 、米国特許第3.987.037号、B u h r、米国特許第4.619, 998号、Kawamura、米国特許第4,772.534号、Koike、 米国特許第4.810.618号及び第4.950,581号、Higashi 、米国特許第4. 826. 753号、並びにCoy I e、米国特許第4 .912.218号中に与えられている。s−トリアジンは、以下の構造式:[ 式中、同−又は異なっていて良いR16、Rl ?及びR111は、各々、水素 、アルキル基、置換されたアルキル基、アリール基、置換されたアリール基、ア ラルキル基、アミノ基、置換されたアミノ基、又はアルコキシル基を、これらの 置換基の少なくとも1つがモノ−、ジー、又はトリーハロゲン−置換されたメチ ル基であるという条件下で、表す。モノ−、ジー、及びトリーハロゲン−置換さ れたメチル基の例は、クロロメチル、ブロモメチル、ヨードメチル、ジクロロメ チル、ジブロモメチル、ショートメチル、トリクロロメチル、トリブロモメチル 、及びトリヨードメチルを含む。
更に好ましいのは、少なくとも1つのジクロロメチル又はトリクロロメチル基を 含むトリアジンである。最も好ましいトリアジンは少なくとも1つのトリクロロ メチル基を含む。最も好ましいトリアジンは2,4゜6−トリス(トリクロロメ チル)−1,3,5−トリアジンである。
モノマー/バインダ一 本発明の組成物は、フリーラジカル開始重合を受けて高分子量化合物を生成させ る、一般的にモノマーとして知られている、少なくとも一種のエチレン性不飽和 化合物を含む。この組成物は、少なくとも一種のこのような物質を含みそしてこ のような物質の混合物を含んで良い。一般に、光ポリマー応用のための好ましい モノマーは、100℃より高い、更に好ましくは150℃より高い沸点を有する 。
典型的なモノマーは、アルコール好ましくはポリオールの不飽和エステル、例え ば、ジエチレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、エ チレングリコールジメタクリレート、ペンタエリトリトールトリー及びテトラア クリレート及びメタクリレート;不飽和アミド、例えば1.6−へキサメチレン ビス−アクリルアミド;ビニルエステル例えばジビニルフタレ−ト、ジビニルフ タレート、及びジビニルベンゼン−1,3−ジスルホネート:スチレン及びその 誘導体;並びにN−ビニル化合物、例えばN−ビニルカルバゾールである。フリ ーラジカル開始重合によって重合可能でそして光重合可能な組成物において有用 な多数のその他の不飽和モノマーが、当業者には知られている。フォトレジスト 応用のためには、好ましいモノマーは、トリメチロールプロパントリアクリレー ト、エトキシル化されたトリメチロールプロパンのトリアクリレートエステル、 テトラエチレングリコールジアクリレート、及びテトラエチレングリコールジメ タクリレートである。
バインダーは、本発明の好ましい光重合可能な組成物中に存在する必要に応じた 成分である。このバインダーは、予備成形された巨大分子のポリマー状又は引脂 物質である。一般に、バインダーは、コーティング溶媒中に可溶性でそして光重 合可能なシステムの他の成分と相溶性(Compatjble)でなければなら ない。代表的なバインダーは、ポリ(メチルメタクリレート)、並びにメチルメ タクリレートと他のアルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、メタクリ ル酸及び/又はアクリル酸とのコポリマー、ポリ(酢酸ビニル)及びその部分的 に加水分解された誘導体、ゼラチン:セルロースエステル及びエーテル、例えば セルロースアセテートブチレート:並びにポリエチレンオキシドである。光重合 可能な組成物において有用な多数のその他のバインダーが、当業者には知られて いる。
ホログラムを記録するのに適した光重合可能な組成物は、Haugh、米国特許 第3.658.526号、Chandross、米国特許第3゜993.485 号、並びにFielding、米国特許第4. 535゜041号及び第4.5 88.664号中に開示されている。好ましい光重合可能な組成物は、K e  y s、米国特許第4.942,102号、Monroe、米国特許第4.94 2.112号、Smothers、米国特許第4.959,284号、及びTr out、米国特許第4,963.471号中に開示されている。好ましい組成物 においては、モノマー又はバインダーのどちらかが、(1)(i)置換された又 は置換されていないフェニル、(ii)置換された又は置換されていないナフチ ル、及び(iti) 3つまでの環を有する置換された又は置換されていない複 素環式芳香族部分から成る群から選ばれた芳香族部分、(2)塩素、(3)臭素 、並びにこれらの混合物から成る群から選ばれた1以上の部分を含み、そしてそ の他の構成成分は上で述べたーまたは複数の部分を実質的に含まない。モノマー が上で述べた部分を含む組成物が更に好ましい。
モノマーが上で述べた部分を含みそしてバインダーが上で述べた部分を含まない システムに関しては、液体モノマーは、例えば、2−フェノキシエチルアクリレ ート、2−フェノキシエチルメタクリレート、フェノールエトキンレートモノア クリレート、2−(p−クロロフェノキシ)エチルアクリレート、フェニルアク リレート、2−(1−ナフチルオキシ)エチルアクリレート、エチル1−ベンゾ イル−2−ビニル−1−シクロプロパンカルボキンレートなどを含む。液体モノ マーと組み合わせて有利に使用することができる固体モノマーは、例えば、N− ビニルカルバゾール、2,4.6−ドリブロモフエニルアクリレート又はメタク リレート、ペンタクロロフェニルアクリレート又はメタクリレート、2−ナフチ ルアクリレート又はメタクリレートなどを含む。バインダーは、例えば、セルロ ースアセテートブチレート、ポリ(メチルメタクリレート)、ポリ(ビニルブチ ラール)、ポリ(酢酸ビニル)、並びに3〜25重量%のフッ素を含むフッ素含 有バインダー例えば酢酸ビニルとテトラフルオロエチレン及び/又はヘキサフル オロプロピレンとのコポリマーを含む。反射ホログラムのためには、好ましいバ インダーは、ポIバビニルブチラール)、ポリ(酢酸ビニル)、並びに酢酸ビニ ルとテトラフルオロエチレン及び/又はヘキサフルオロプロピレンとの3〜25 重量%のフッ素を含むコポリマー例えば82:18(モル%)の酢酸ビニル/テ トラフルオロエチレンコポリマーである。
バインダーが上で述べた部分を含みモしてモノマーが上で述べた部分を含まない システムに関しては、モノマーは、例えば、トリエチレングリコールジアクリレ ート及びジメタクリレート、デカンジオールジアクリレート、エトキシエトキシ エチルアクリレート、1so−ボルニルアクリレート、エチル1−アセチル−2 −ビニル−1−シクロプロパンカルボキンレートなどを含む。バインダーは、例 えば、ポリスチレン及び少なくとも約60%のスチレンを含有するコポリマーを 含む。
光ポリマーの橋かけが望まれる場合には、2以上の末端エチレン性不飽和基を含 む少なくとも一種の多官能モノマーの約5重量%までを、本発明の組成物中に組 み入れて良い。この多官能モノマーは、本発明の組成物の他の成分と相溶性でな ければならずそして好ましくは液体である。
適切なモノマーは、ビスフェノールAのジー(2−アクリルオキシエチル)エー テル、エトキシル化されたビスフェノールAジアクリレートなどを含む。
その他の成分 光重合可能な組成物に慣用的に添加されるその他の成分は、フィルムの物理的特 性を改質するために存在することができる。このような成分は、可塑剤、熱安定 剤、蛍光増白剤、紫外線吸収物質、接着改質剤、コーティング助剤、及び離型剤 を含む。
可塑剤は、慣用的な様式でフィルムの接着、柔軟性、硬さ及びその他の機械的特 性を改質するために存在して良い。バインダーが存在する時には、バインダー並 びに本発明の組成物のエチレン性不飽和モノマー及びその他の成分と相溶性であ る可塑剤が選ばれるであろう。アクリルバインダーの場合には、例えば、可塑剤 は、ジブチルフタレート及び芳香族酸のその他のエステル:脂肪族ポリ酸のエス テル、例えばジイソオクチルアジペート、グリコール、ポリオキンアルキレング リコール、脂肪族ポリオールの芳香族酸又は脂肪酸エステル、アルキル及びアリ ールホスフェート:並びに塩素化されたパラフィンを含むことができる。一般に 、水不溶性可塑剤が、より大きな高湿度貯蔵安定性のために好ましいが、改善さ れた寛容度を得るためには必要ではない。
多くのエチレン性不飽和モノマーが、殊に長期間又は高められた温度で貯蔵され た時には、熱重合を受けやすい。通常は、慣用の重合抑制剤が、本発明の光重合 可能な組成物の貯蔵安定性を改善するために存在するであろう。Pazos、米 国特許第4,168,982号中に述べられたジニトロソダイマーもまた有用で あろう。モノマーは一般にそれらの製造業者によって添加された熱重合抑制剤を 含むので、追加の抑制剤を添加することはしばしば不必要である。
ノニオン界面活性剤を、コーティング助剤として本発明の光重合可能な組成物に 添加して良い。典型的なコーティング助剤は、ポリエチレンオキシド例えばPo  IyoxLLl’WSRN、並びにフッ素化されたノニオン界面活性剤例えば FIuorad”’FC−430及びFluorad”’FC−431である。
蛍光増白剤、例えば米国特許第2.784.183号、第3. 664゜394 号及び第3,854.950号中に開示されたものを、ハレーションに起因する ゆがみを減らすために添加して良い。紫外線吸収物質もまた米国特許第3,85 4.950号中に開示されている。
応用に依存して、不活性添加剤、例えば染料、顔料及び充填剤を用いることがで きる。これらの添加剤は、一般に、光重合可能な層の露光と干渉しないような小 量で存在する。
組成物 上述の光開始剤システムは、化学線放射線に対する露光に際してモノマーの重合 を開始するのに十分な量で存在しなければならない。読み出しのために必要な物 理的特性変化が露光及び重合に際して生成されるのに十分なモノマーが存在しな ければならない。読み出しのために使用される典型的な物理的特性変化は、溶解 度、透過性、接着及び凝集、粘着性又はトナビリティ(tonabi ] i  ty) 、電気伝導度、並びに屈Plenum、ニューヨーク、1992中のB 、M、Monroe、399〜440頁を参照せよ)。存在する場合には、バイ ンダーは、組成物がコートされる時にフィルムを形成するのに十分な量で存在し なければならない。
本発明の光重合可能な組成物の組成は意図された応用に依存するであろうけれど も、一般に、成分の割合は一般的に組成物の総重量を基にして以下のパーセント 範囲内であろう:光開始剤システム(増感剤+光開始剤システムのその他の成分 ) 約03%〜約15%:モノマー 約80%〜約99%、バインダー 約0% 〜約90%、そしてその他の成分 約O%〜約5%。組成物が乾いたフィルムと して使用される予定である場合には、バインダーは組成物の少なくとも約25% でなければならずそしてモノマーは約60%を越えてはならない。バインダーの 量が約25%未満であるか、又はモノマーの量が約60%を越える場合には、組 成物は乾いたフィルムを形成するには不十分な粘度を有する。
存在する増感剤の量は、露光のために使用される化学線放射線の−または複数の 波長、増感剤の吸収スペクトル、及び光重合可能な組成物の層の厚さに依存する であろう。Thommes and Webers。
J、Imag、Sci、、λ9.112 (1985)によって述べられたよう に、043の光学密度は、洗い出し例えばフォトレノストによって現像されるシ ステムのために有効な光重合をもたらす。増感剤の吸収極大が化学線放射線のソ ースの強度極大とマツチしていることが一般には好ましい。一般には、増感剤は 、組成物の約0.05〜約1.0%好ましくは約0.1%〜釣り 50%を構成 するであろう。
ホログラムの製造に適した光重合可能な組成物のためには、成分の割合は、組成 物の総重量を基にして一般的に以下のパーセント範囲内であろう:バインダー、 25〜90%、好ましくは45〜75%;−または複数のモノマー、5〜60% 、好ましくは15〜50%:可塑剤、0〜25%、好ましくは0〜15%:光開 始剤システム、01〜10%、好ましくは1〜7%:そしてその他の成分、0〜 5%、典型的には0〜4%。
基体/コーティング 本発明の光重合可能な組成物は、広い範囲の基体の上にコートすることができる 。“基体”とは、任意の天然又は合成支持体、好ましくは柔軟な又は堅い形で存 在することができる支持体を意味する。例えば、基体は、金属シート若しくはホ イル、合成有機樹脂のシート若しくはフィルム、セルロースペーパー、繊維板、 及び類似物、又はこれらの材料の2以上の複合物で良い。
特定の基体は一般に意図された応用によって決定されるであろう。例えば、印刷 回路を製造する時には、基体は繊維板の上の銅コーテイングである板で良い。リ トグラフの印刷板の製造においては、基体は陽極酸化されたアルミニウムで良い 。特別な基体は、アルミナ噴射されたアルミニウム、陽極酸化されたアルミニウ ム、アルミナ噴射されたポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンテ レフタレートフィルム、例えば、樹脂下塗りされたポリエチレンテレフタレート フィルム、ポリビニルアルコールコートされた紙、橋かけされたポリエステルで コートされた紙、ナイロン、ガラス、セルロースアセテートフィルム、重質(h eavy)紙例えばリトグラフの紙、及び類似物を含む。ホログラムの製造のた めには、ポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。
露光 光増感剤の吸収帯と重なるスペクトルの領域中の波長を供給する化学線放射線の 任意の−または複数のソースを、光重合を活性化するために使用することができ る。この放射線は、自然又は人工的、単色光又は多色光、非干渉性又は干渉性で 良(、そして高い効率のためには光開始剤システムの吸収と、波長において密に 対応しなければならない。
慣用の光源は、蛍光灯、水銀、金属添加剤(add i t 1ve)及びアー ク灯を含む。干渉性の光源は、キセノン、アルゴンイオン、及びイオン化された ネオンレーザ−1並びに調子を合わせることができる染料レーザー及び周波数を 2倍にしたネオジム:YAGレーザーであり、それらの発光は増感剤の可視吸収 帯内に入るか又はそれらと重なる。
ホログラフィ−の光ポリマーシステムの露光のためには、干渉性光源、即ち、レ ーザーが必要とされる。典型的には、必要とされる安定性及び干渉長さを有する が二三の固定された波長のラインで作動するイオンレーザ−が使用される。可視 スペクトルを横切って増感される光ポリマーフィルムの現像に関しては、調子を 合わせることができるレーザー、例えば調子を合わせることができる染料レーザ ーが、これらの物質の広いスペクトル感度とマツチするために必要とされる。ホ ログラム又はホログラフィ−の光学要素(即ち、回折格子、鏡、レンズ、又は光 学要素の組み合わせとして作用するホログラム)を再現(recons t r uetion)のために使用されるであろうのと同じ波長の化学線放射線によっ て記録することがしばしば望ましいので、調子を合わせることができるレーザー は、任意の所望の波長で又は1より多い選ばれた波長でホログラムを記録しそし てホログラフィ−の光学要素を作ることの加えられた柔軟性を提供する。
本発明の組成物からのホログラムの製造においては、化学線放射線への第二の総 合的な露光によってホログラムを固定する。ホログラムの屈折率変調は、総合的 な露光に引き続く約0.5〜3時間の100〜150℃への加熱によって増進す ることができる。
ホログラフィ−の記録システム ホログラフィ−は光学情報貯蔵の1つの形である。一般的な原理は多J、Upa tnieksによる“レーザーによる写真術”中で述べられている。ホログラフ ィ−の有用な議論は、物理科学及び技術の百科事典、6巻、507〜519頁、 R,A、Meyers、編集、Academic出版社、0rlando、FL 、1987中のC,C,Guestによる“ホログラフィ−”中に提示されてい る。
撮像されるべき対象物を干渉性の光で照らし、そして記録する媒体に感じる光を 対象物から反射された光を受けるように位置付ける。反射された光のこのビーム は対象物ビームとして知られている。同時に、一部の干渉性の光を記録媒体に向 け、そして対象物をバイパスさせる。このビームは参照ビームとして知られてい る。参照ビームと記録する媒体に衝突する対象物ビームの相互作用から生じる干 渉パターンを、記録する媒体中に記録する。
参照及び対象物ビームを同じ側から記録する媒体に入るようにせしめることによ って形成されるホログラムは伝導ホログラムとして知られている。伝導ホログラ ムは、当該技術において良く知られている方法、例えばLeith及びUpat nieks、米国特許第3. 506. 327号、第3,838,903号及 び第3.894,787号中に開示された方法によって製造することができる。
参照及び対象物ビームを反対側から記録する媒体に入り、その結果それらがほぼ 反対方向に移動するようにせしめることによって形成されるホログラムは、反射 ホログラムとして知られている。反射ホログラムは軸上(on−axis)方法 によって製造することができる。参照ビームを記録する媒体を通して対象物の上 に投射する。対象物は光を反射し、これが戻りそして記録する媒体の顔中で参照 ビームと相互作用する。
反射ホログラムはまた軸離れ(off−axis)方法によって製造することが できる。干渉性放射線の元のビームを2つの部分に分ける。
1つの部分を媒体の上に投射する。もう一つを巧みに操作して媒体の後ろの対象 物の上に投射する。軸離れ方法によって製造された反射ホログラムは、Hart man、米国特許第3.532,406号中1こ開示されている。
本発明の光重合可能な組成物は、可視光に感じる。これは、それらが種々の可視 光源によって露光されることを可能にする。広い増感範囲はポリマー状の像を可 能にし、これは現像によって更に処理されて、形成されるべきレノスト像又はそ の他のレリーフ像を生成させることができる。これらの組成物は、オフセット及 び凸版印刷のための印刷板において、並びに印刷回路を作るための液体若しくは 乾燥フィルムの形のフォトレジストにおいて又は蝕刻において又はハンダマスク (solderma s k s)において有用である。本発明の組成物及びそ れらから製造される像のためのその他の特別な用途は、当業者には明らかであろ う。
本発明のある種の組成物は、ホログラムの生成のために特に有用である。これら のホログラムはまた、ディスプレイ、ヘッドアップ(head−up)ディスプ レイ、ホログラフィ−の光学要素、ホログラフィ−のノツチフィルター、安全の 応用などとして使用することができる。これらの組成物から製造されたホログラ ムのためのその他の特別な用途は、当業者には明らかであろう。
合成 本発明の増感剤は、アルデヒド又はジメチンへミンアニンと対応するケトンとの 塩基接触縮合によって容易に製造される。手順は、Gutkに与えられている。
増感剤S−1〜S−5の合成は、実施例1〜5中に述べられている。類似の合成 を他の増感剤を製造するために使用することができる。
本発明の有利な特徴は、本発明を例示するがそれを限定しない以下の実施例を参 照することによって観察することができる。
o−Cl−11ABI ビイミダゾール、2,2゛−ビス[2−クロロフェニル ]−4,4”、5.5’ −テトラフエニル−、CAS 1707−68−2 2−CI−5−No□−HABI ビイミダゾール、2.2′−ビス[2−クロ ロ−5−二トロフェニル] −4,4’ 、5. 5’−テトラフェニル− 2,3−シーCI HABI ビイミダゾール、2.2゛−ビス[2,3−ジク ロロフェニルコ−4,4°、5.5°−テトラフェニル−、CAS 11101 0−84−2.4−ノーCI HABI ビイミダゾール、2.2゛−ビス[2 ,4−ジクロロフェニル]−4,4’ 、5. 5°−テトラフェニル−、CA S 1707−70−6、CAS 7189−83−5 2.4−ノーF 11^BI ビイミダゾール、2,2゛−ビス[2,4−ジフ ルオロフェニル] −4,4’ 、5. 5’ −テトラフェニル− DMF N、N−ジメチルホルムアミドo−F−11ABI ビイミダゾール、 2,2°−ビス[2−フルオロフェニル]−4,4’ 、5. 5” −テトラ フェニル:CAS 2326−14−9、CASフイラン↑−の アセトアルデ ヒド、 (1,3−ジヒドロ−1゜3.3−アルデヒド トリメチル−2H−イ ンドルー2−イリデン)− 9−JA 9−シュOIJレジンカルボキスアルデヒド、9−カルボキスアルデ ヒド、2. 3. 6. 7−テトラヒドロ−1,H,5H−ベンゾ[i、j] キノリジン、CAS 33985−71−6MMT 4−メチル−48−1,2 ,4−トリアゾル−3−チオール;CAS 24854−43−1o−NO2H ABI ビイミダゾール、2,2° −ビス[2−ニトロフェニル] −4,4 ’ 、5. 5°−テトラフェニル−;CAS 85949−83−3、CAI ffCN−ビニルカルバゾール:9−ビニルカルバゾール、CAS 1484− 13−5 Photomer ”’ 4039 フェノールエトキンレートモノアクリレー ト:CAS 56641−05−5:HenkelProcess Chemi cal Company、Ambler、PA Sartomer 349 エトキシル化されたビスフェノールAジアクリレー ト:CAS 24447−78−7:Sartomer Company、We st Chester、PA 増感剤S−13−トロパノン、2.4−ビス[(1,3−ジヒドロ−1,3,3 −トリメチル−2H−インドルー2−イリデン)エチリデン]− 増感剤S−23−トロバノン、2.4−ビス[2−(3−エチル−2(3H)− ベンゾキサゾリリデン)エチリデン]− 増感剤S−33−)ロバノン、2.4−ビス[2−(3−エチル−2(3H)− ベンゾチアゾリリデン)エチリデン]− 増感剤S−43−トロバノン、2.4−ビス[2−(1−エチルナフト[1,2 −d]チアゾルー2(IH)−イリデン)エチリデンコー 増感剤S−53−)ロバノン、2.4−ビス[(2,3,6゜7−チトラヒドロ ーIH,5H−ベンゾ[i。
J]−キノリジン−9−イル)メチレン]−増感剤C−17クロペンタノン、2 .5−ビス[(1,3−ジヒドロ−1,3,3−トリメチル−2H−インドルー 2−イリデン)エチリデン]−;CAS 27713−85−5 増感剤C〜2 シクロペンタノン、2,5−ビス[2−(3−エチル−2(3H )−ベンゾキサゾリリデン)エチリデン]− 増感剤C−3シクロペンタノン、2.5−ビス[2−(3−エチル−2(3H) −ベンゾチアゾリリデン)エチリデン]−:CAS 27714−24−増感剤 C−5シクロペンタノン、2.5−ビス[(2,3゜6.7−チトラヒドローL H,5H−ベンゾ[1、J]−キノリジン−9−イル)メチレン]−;CAS  125594−50−5 増感剤5Q−13H−インドリウム、2−[[3−[(1,3−ジヒドロ−3, 3−ジメチル−1−エチル−5−メトキシ−2H−インドルー2−イリデン)メ チル]−2−ヒドロキシー4−オキソ−2−シクロブテン−1−イリデン]メチ ル]−5−メトキシ−1,3,3−トリメチル−1水酸化物、内部塩 o−TFM HABI ビイミダゾール、2.2′ −ビス[2−()リフルオ ロメチル)−フェニル] −4,4’ 、5゜5゛−テトラフェニル−、CAS  111382、3.5−TCI HABI ビイミダゾール、2,2°−ビス [2,3,5−トリクロロフェニルコー4. 4’ 、5. 5゜−テトラフェ ニル− TFE/VAc ポリ(テトラフルオロエチレン/酢酸ビニル)コポリマー:指 示されたように21ニア9又は23 : 77重量%) T)IF テトラヒドロフラン Vinac ′R’ B−100ポリ(酢酸ビニル) ;M、 w、350.  000;CAS 9003−20−7+Air Products、Allen town、PA一般的手順 以下に続〈実施例においては、“全固体”は組成物中の不揮発性成分の全量を指 すことが理解されなければならないが、これらの成分の幾つかは室温では固体よ りもむしろ不揮発性液体である可能性がある。
サンプル製造 すべての商業的に入手できる成分は、別途の精製なしで供給者から受け取ったま ま使用した。コーティング溶液は、薄暗い光の下の琥珀色のボトル中で溶媒(全 溶液の80〜85重量%)及び不揮発性コーティング成分(15%)を添加しそ してこれらの成分が完全に溶解するまで機械的撹拌機によって混合することによ って製造した。この溶媒は、ジクロロメタン(全溶媒の90〜95重量%)、2 −ブタノン(0〜5%)、及びメタノール(5%)の混合物であった。
溶液を、150ミクロン又は200ミクロンのドクターナイフ、50〜70℃に 設定された3、7mの乾燥機、及び積層機ステーメタンを備えたTa I bo yウェブコーターを使用して4cm/secの速度でポリエチレンテレフタレー トの50ミクロン厚さの透明なフィルム支持体の」二にコートした。コーティン グが乾燥機を出る時に、25ミクロンのポリエチレンテレフタレート又は25ミ クロンのポリプロピレンのカバーノートをコーティングに積層した。乾燥コーテ ィング厚さは、8〜27ミクロンの範囲であった。コートされたサンプルは、使 用するまで室温で黒いポリエチレンバッグ中に貯蔵した。
光漂白 光漂白を評価するために、コートされたフィルムの新しい254cmX2.54 cmのサンプルの吸光度(A。)を、標準的な二重ビーム分光光度計(Perk in Elmer モデル Lambda−9)を使用して極大可視吸収の波長 (λ、1、)で測定した。サンプルは380から780nmまで走査した。サン プルを、Douthitt DCop−xii光装置(Doutbitt Co rp、、Detroit。
Ml)中に装着されたTheimer−3trahler #5027水銀アー ク光ポリマー灯(Exposure Systems Corp、、Bridg eport、CT)からの紫外及び可視光に1分間露光させ、そして漂白された 吸光度値(A)をλ□、で測定した。漂白効率(%B)を、 %B= (A/A、)X100 (式1)によって計算した。
残留吸収 残留吸光度を評価するために、コートされたフィルムの新しい2.54cmx2 .54cmのサンプルを、上で述べたように紫外及び可視光に1分間露光し、そ して120’Cで2時間加熱した。吸収スペクトルを、上で述べたように380 から780nmまで測定した。相対残留吸光度(R)を、スペクトルの積分され た面積(S)対全く染料を含まない対照サンプルの積分された面積(So)の比 として計算したコR=S/So (式2) ホログラム記録 フィルム支持体とそのままのカバーシートとの両方を有するコートされたフィル ムを、lOx13cmの切片に切った。カバーシートを除去し、そして次にフィ ルムを、柔らか(て粘着性のコーティングを透明なガラス板の上に積層させるこ とによって装着した。フィルム支持体は、露光及び処理操作の間所定の場所に放 置した。
ガラス板の上に載せられたコーティングサンプルを、一連のホログラフィ−の鏡 を記録しそして露光及び波長の関数としてホログラム反射効率を測定することに よって評価した。ホログラフィ−の鏡は、まずコーティングサンプル板を透明な ガラスカバー板と前の表面のアルミニウムで処理されたガラス鏡との間に、薄い キシレン層を間にして、固く挟むことによって生成させた。この薄いキシレンの 層は、ガラス及び鏡をフィルムに光学的に結合するのに役立った。特記しない限 り、サンプル板は、フィルム面に垂直に向けられそしてガラスカバー板、キシレ ン層、フィルム支持体、コーティング、ガラスサンプル板、及びキシレン層を、 この順序で通過し、そして次に鏡から離れてそれ自体の上に反射して戻るように 回けられた、平行にされた514nmのアルゴンイオンレーザ−ビームによって 露光させた。このレーザービームは、2.0cmの径及び10 mW/ c m  ”の強度を有していた。一連の16のホログラフィ−の鏡を、各々サンプル板 の上の切り離された重ならない位置で、レーザービーム中に配置されたコンピュ ーター制御されたンヤツターを使用してレーザー露光時間を増加させて変化させ て、記録した。
レーザー露光シリーズが完了した後で、ガラスカバー板、アルミニウム鏡、及び キンレン層を除去し、そしてコーティングを上で述べたように紫外及び可視光に 総合的に露光させた。次に、コーティングを、サンプル板を強制空気対流オーブ ン中で約120℃で1〜3時間加熱することによって、熱的に処理した。次に、 各々のホログラフィ−の鏡の透過スペクトルを、標準的な二重ビーム走査分光光 度:r4 (Perkin EImer モデル Lambda−9)を使用し てサンプル板の面に垂直に向けられたサンプルビームによって記録した。各々の ホログラフィ−の鏡に関する極大反射効率及びピーク反射波長を、それらの透過 スペクトルから測定した。ピーク反射波長での反射効率対全レーザー露光のグラ フを光速度を決定するために使用したが、これは、ここでは極大ホログラフィ− 反射効率を得るために必要とされる極小レーザー露光として定義される。
屈折率変調(RIM)を、ホログラム反射効率、反射波長、及びコーティング厚 さから良く知られている結合波動理論(H,Koge I n ik、Bel  ] 5yst、Tech、J、、48.2909〜2947゜1969)を使用 して計算した。この理論からすると、鏡のRIMは、その反射効率、即ち、反射 された入射放射線のパーセント、厚さ:並びにプローブ放射線の角度及び波長か ら計算することができる。RIMは厚さ及び波長に依存しないので、それはホロ グラフィ−の記録する効率を比較する際に使用するための好都合なパラメーター である。
実施例1 増感剤S−1:H,Fr i tz、 Chem、 Be r、 、92. 1 809〜1817 (1959)の手順によってDMF中で2−メチレン−1゜ 3.3−トリメチルインドリン及びオキシ塩化リンから製造されたフィッン+− 7/l/デヒド、20.1g (0,10モル)を、100mLのt−ブタノー ル中の12.4g (0,11モル)のカリウムt−ブトキシドの溶液に添加し 、そして生成した混合物を還流まで加熱した。35mLのt−ブタノール中の7 . 0g (0,05モル)の3−トロバノンの溶液を、75分の期間にわたっ て添加した。反応混合物を還流で更に5時間加熱し、30mLの水によって希釈 し、そして室温まで冷却した。生成物はオイルとして分離した。水性ブタノール 層を傾斜除去した後で、生成物を55℃で真空中で乾燥すると3.8gの粗製の ガラス状の固体が得られた。石油エーテル及びトルエンの混合物からの再結晶は 、1゜3gの増感剤S−1(5%収率)を与えた;mp 182〜185°C: λ、、x=501nm (CH2C12) 、ε=91.000゜実施例2 化合物■:湿気を排除することに注意しながら、800mLのDMFを0〜5℃ に冷却しそして65g (0,42’5モル)のオキシ塩化リンを15分の期間 にわたって添加した。生成した溶液に、100g(0゜346モル)の3−エチ ル−2−メチルベンゾキサゾリウムヨーダイトを添加した。65g (0,82 1モル)のピリジンを45分の期間にわたって添加する間、反応混合物を5〜1 5℃で撹拌した。反応混合物を室温に加温し、そして冷却によって反応温度を約 35℃で維持しながら15分の期間にわたって80mLの水を次第に添加するこ とによってクエンチした。反応混合物を約30分間撹拌し、そして820mLの 水中に溶解した540g (3,25モル)のヨウ化カリウムを30分にわたっ て添加して生成物をヨウ化物塩として沈殿させた。反応温度はこの時間の間に4 0℃に上がった。生成したスラリーを氷バス中で冷却し、そして生成物を濾過に よって集めた。生成物を、氷水、冷たいメタノール、及びエーテルによって次々 と洗浄し、そして真空中で55℃で乾燥する七、107.3gの化合物■(90 %)が得られた;mp 275〜276℃。
増感剤S 2:25mLの乾いたTHF中の1. 0g (7,2ミリモル)の 3−トロパノン、5. 2g (15,1ミリモル)の化合物I、及び2. 8 g (25,0ミリモル)のカリウムt−ブトキシドの混合物を、湿気を排除す ることに注意しながら2時間還流した。次に反応混合物を、200mLの水中に 注いだ。沈殿した生成物を、濾過によって集め、水で洗浄し、そして真空中で5 5℃で乾燥すると、1.9gの増感剤S−2(55%)が得られた;mp 14 8〜150℃;λ□、=499nm (CH2C12) 、ε=75,000゜ 実施例3 化合物■ 化合物■、mp 282〜283℃を、化合物Iの製造におけるよう にしてDMF中の3−エチル−2−メチルベンゾチアゾリウムp−+−用エンス ルホネート及びオキシ塩化リンから89%収率で製造した。
増感剤S−3湿気を排除することに注意しながら、5. 0g (23゜0ミリ モル)の25%メタノール性ナトリウムメトキシド溶液を、4゜3gのピリジン 及び6.5gの無水メタノール中の1. 0g (15,8ミリモル)の3−ト ロバノン及び5. 7g (7,2ミリモル)の化合物■の溶液に添加した。反 応混合物を30時間還流で加熱し、そして2゜OmLの水中に注いだ。沈殿を、 濾別し、水、THF、及びジエチルエーテルで次々と洗浄し、そして真空中で5 5℃で乾燥すると、1.4gの増感剤S−3(39%)が得られた;mp 15 9〜162℃:λ7.。
=536nm (CHzCIz) 、ε=90,000゜実施例4 化合物■:化合物■、mp 211〜212°Cを、化合物Iを製造するために 述べられた手順によって3−エチル−2−メチルナフト[1゜2−d]チアゾリ ウムp−トルエンスルホネート及びオキシ塩化リンから56%収率で製造した。
増感剤5−4=湿気を排除することに注意しながら、25mLの乾いたTHF中 の1. 0g (7,2ミリモル)の3−トロパノン、6. 2g(15,1ミ リモル)の化合物■及び2. 8g (25,0ミリモル)のカリウムt−ブト キシドの混合物を、1時間還流で加熱した。反応混合物を氷/メタノールバス中 で冷却した。沈殿を、濾別し、水、冷却したメタノール、及びエーテルで次々と 洗浄し、そして真空中で55°Cで乾燥すると、3.5gの増感剤S−4(78 %)が得られた:mp 265〜266℃;λ−1−=560nm (CH2C IJ 、ε=95.000゜増感剤S−5: 20%水性水酸化カリウム溶液、 12. 5g (44゜8ミリモル)を、50mLのエタノール中の2. 9g  (14,4ミリモル)の9−JA及び1. 0g (7,2ミリモル)の3− トロバノンの溶液に添加し、そしてこの混合物を一晩還流で加熱した。1.1g (5゜5ミリモル)の9−JAの第二仕込みを反応混合物に添加し、そして還流 を更に5日間続けた。反応混合物を室温に冷却した。沈殿を濾別し、冷却された エタノール及びエーテルで次々と洗浄し、そして真空中で55°Cで乾燥すると 、32gの粗製生成物が得られた。ジクロロメタン及びメタノールの混合物から の3.Ogの粗製生成物の再結晶は、1゜6gの増感剤S−5(44%)を与え た;mp 290〜293℃:λ−−−=469nm (CI42C12) 、 ε=48.000゜実施例6〜10及び対叩実施例A−E これらの実施例は、比較の化合物に対して、本発明の増感剤の(1)より大きな 相対光安定性、及び(2)典型的なより低い残留吸光度を示す。比較の化合物の 合成は、Smothers、米国特許第4.917゜977号、及びMonro e、米国特許第4.987.230号中に与えられている。TFE/VAcバイ ンダーの製造は、Trout、米国特許第4.963,471号中に与えられて いる。
9.79gのTFE/VAc (21/79重量%、固有粘度 THF中で1. 5dL/g);3.30gのPhotomer”’4039 ;0.90gのN VC;0.450gのSartomer 349;0゜150gのMMT;0. 375gのo−CI HABI;表1中に示した増感剤;76.50gのジクロ ロメタン;4.25gのメタノール:及び4.25gの2−ブタノンを含むコー ティング溶液を製造した。これらの溶液を、150ミクロンのドクターナイフに よってコートし、乾燥し、露光し、漂白効率に関して分析し、120℃で2時間 加熱し、そして一般的手順中で述べたようにして残留吸光度に関して分析した。
乾燥コーティング厚さは8〜12ミクロンであった。結果を表1中に与える。
表1 A なし 0.0000−1.0 7 S−20,0270491,2 CC−20,0210341,4 9S−40,0360411,7 嶺紫外線照射の後ではあるが熱処理前のね、8において残る吸収3式1を参照せ よ。
5熱処理の後で残る積分された吸収;式2を参照せよ。
実施例11〜19及び比較実施例F−Hこれらの実施例は、光重合可能な組成物 における本発明の増感剤の使用を示し、そしである種のこれらの増感剤の光速度 と類似の比較化合物の光速度とを比較する。実施例12.13.15、及び17 、並びi二対照実施例F、G、及びHに関しては、9.79gのTFE/VAc  (23/7’l量%、固有粘度 THF中で1.52dL/g);2.85g のPhotomer”’4039:1.35gのNVC;0.450gのsar tomer 349;0.150gのMMT:0.375gのo−CI HAB I+表2中に示した増感剤+76.5gのジクロロメタン;4.25gのメタノ ール;及び4.25gの2−ブタノン力Xら成るコーティング溶液を製造した。
これらの溶液を、150ミクロンのドクターナイフによってコートし、乾燥し、 そして撮像して一連の反ル1ホログラムを記録した。これらのホログラムを紫外 及び可視光に露光して、そして次に120°Cで1時間加熱して、そして一般的 手順中で述べたようにして反射効率、屈折率変調、及び光速度に関して分析しj こ。乾燥コーティング厚さは10〜13ミクロンの範囲であった。結果を表2中 に与える。
実施例11.14.16、及び18に関しては、コーティング溶液が9.79g のTFE/VAc (23/77重量%、固有粘度 THF中で1.52dL/ g):2.70gのPhotomer”’4039 ;135gのNVC;0. 450gのSartomer 349;0゜375gのMMT;0.375gの o−CI HABI ;表2中ニ示シた増感剤;76.5gのジクロロメタン: 4.25gのメタノール:及び425gの2−ブタノンから成っていた以外は同 じ手順に従った。
乾燥コーティング厚さは13〜17ミクロンの範囲であった。
表2 17 S−40,03603098,85010,0391反射効率 5極大反射の波長 ゛屈折率変調 実施例20 この実施例は、全色、全整色の応答を有する組成物を製造するための、本発明の 増感剤と赤い光を吸収する増感剤との組み合わせた使用を示す。
19.49gのTFE/VAc (21/79重量%、固有粘度 THF中で1 .53dL/g)+6.90gのPhotomer”’4039:1.50gの NVC;0.900gのSartomer 349+0゜300gのMMT;0 .300gの増感剤S−2:0.030gの増感剤S−3;0.015gの増感 剤5Q−1;0.84gの2. 3. 5−TCI HABI;153.Ogの ジクロロメタン:8.5gのメタノール、及び8.5gの2−ブタノンから成る コーティング溶液を製造した。この溶液を、150ミクロンのドクターナイフに よってコートし、乾燥し、そして撮像して514及び647nmで一連の反射ホ ログラムを記録した。これらのホログラムを紫外及び可視光に露光し、1206 Cで2時間加熱し、そして上で述べたようにして反射効率に関して分析した。乾 燥コーティング厚さは12〜16ミクロンであった。結果を表3中に与える。
表3 撮像波長 光速度 RE” 波長ゝ (r+m) (mJ/cm”) (%) (nm)514 5 99.9 50 2 647 30 98.0 633 °反射効率 6極大反射の波長 実施例21〜28 これらの実施例は、種々のへキサアリールビスイミダゾール光開始剤と一緒の本 発明の増感剤の使用を示す。
7.90gのTFE/VAc (23/77重量%、固有粘度 THF中で1. 52dL/g);2.70gのPhotomer”’4039;0.60gのN VC;0.360gのSartomer 349;0゜120gのMMT;0. 0156gの増感剤S−3:表4中に示したヘキサアリールビスイミダゾール+ 76.5gのジクロロメタン:4.25gのメタノール:及び4.25gの2− ブタノンから成るコーティング溶液を製造した。これらの溶液を、150ミクロ ンのドクターナイフによってコートし、乾燥し、そして撮像して一連の反射ホロ グラムを記録した。これらのホログラムを紫外及び可視光に露光し、120℃で 2時間加熱し、そして一般的手順中で述べたようにして分析した。乾燥コーティ ング厚さは12〜16ミクロンの範囲であった。結果を表4中に与える。
表4 26 2.3−ジーCI IIABI O,33199,9502272,4− ジーCL HABI O,33199,8503282,4−ジーF HABI  O,30099,9505292−CI−5−N02II八Bl O,341 99,8503°反射効率 5極大反射の波長 実施例29〜31 これらの実施例は、(α−ハロ)メチル−1,3,5−)リアジン、ホウ酸塩、 及び本発明の増感剤から成る光開始剤システムを例示する。
9.91g(1’)TFE/VAc (21/79重量%、固有粘度 THF中 で1.53dL/g);3.60gのPhotomer”’4039 :0.9 0gのNVC;0.450のSartomer 349;0.375gのMMT ;0.0750gの2. 4. 6−トリス(トリクロロメチル)−1,3,5 −トリアジン;0.0375gのテトラブチルアンモニウムトリフェニルブチル ボレート;表5中に示した増感剤;76゜5gのジクロロメタン;4.25gの メタノール;及び4.25gの2−ブタノンから成るコーティング溶液を製造し た。これらのサンプルを、実施例21〜28中で述べたようにして評価した。乾 燥コーティング厚さは7〜9ミクロンの範囲であった。結果を表5中に与える。
表5 29 S−10,0270463,85033OS−30,0270570,8 50331S−50,0600377,2502°反射効率 5極大反射の波長 実施例32〜36及び対照実施例■〜Lこれらの実施例は、本発明の増感剤の光 重合可能な組成物並びに比較化合物の光重合可能な組成物における貯蔵安定性を 例示する。
9.79gのTFE/VAc (21/79重量%、固有粘度 THF中で1. 5dL/g);3.30gのPhotomer”’4039 ;0.90gのN VC;0.45gのSartomer 349;0.15gのMMT;0.37 5gのo−CI HABIH表6中に示した増感剤;76.50gのジクロロメ タン;4.25gのメタノール;及び4.25gの2−ブタノンを含むコーティ ング溶液を製造した。これらの溶液を、150ミクロンのドクターナイフによっ てコートしそして一般的手順中で述べたようにして乾燥した。乾燥コーティング 厚さは8〜12ミクロンの範囲であった。
各々のコーティングに関して(1)製造直後にそして(2)部屋の温度及び湿度 での暗い所での5力月の貯蔵の後で、吸収スペクトルを380〜780nmで測 定した。貯蔵の間の増感染料のロスを、各々の増感剤のλ11.での吸光度(A )における減少から計算した・染料ロス(%)= (1−A老化した/A新しい )x100結果を表6中に報告する。
表6 32 S−10,02707 I C−10,022542 33S−20,027030 J C−20,0210100 34S−30,02700 K C−30,036040 35S−40,036022 36S−50,04500 L C−50,027014 本発明を説明してきたので、ここに以下のこと及びそれらの同等物を請求する。
国際調査報告

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.フリーラジカル開始付加重合可能な少なくとも一種のエチレン性不飽和モノ マー、及び増感剤を含有して成る化学線放射線によって活性化可能な開始剤シス テムを含有して成る光重合可能な組成物において、該光開始剤システムは該組成 物の化学線放射線への露光に際して該モノマーの重合を開始するのに十分な量で 存在し、該増感剤が構造式:▲数式、化学式、表などがあります▼ [式中、 R1は、(1)水素、(2)1〜8の炭素原子の置換された又は置換されていな いアルキル、(3)CH2=CHCO−、(4)CH2=C(CH3)CO−、 (5)R15CO−(式中、R15は5〜10の原子の置換された着しくは置換 されていないアリール若しくはヘテロアリール、又は1〜8の炭素原子を含む置 換された若しくは置換されていないアルキルである)であり、そして R2及びR3は、同−又は異なっていて、▲数式、化学式、表などがあります▼ (式中、 nは、0又は1であり、 R4及びR5は、各々独立に、水素、クロロ、ヒドロキシル、1〜6の炭素原子 のアルキル、及び1〜6の炭素原子のアルコキシルである);及び ▲数式、化学式、表などがあります▼ (式中、 Xは、O、S、Se、NR12、又はCR13R14(式中、R12、R13及 びR14は、各々独立に、1〜の炭素原子のアルキル又は置換された若しくは置 換されていないフェニルである)であり、R6は、水素又は1〜4の炭素原子の 置換された若しくは置換されていないアルキルであり、 R7は、(1)1〜8の炭素原子の置換された若しくは置換されていないアルキ ル若しくはシクロアルキル又は(2)5〜10原子の置換された若しくは置換さ れていないアリール若しくはヘテロアリールであり、R6、R9、R10及びR 11は、各々独立に、水素、ハロゲン、ジアルキルアミノ、1〜6の炭素原子の 置換された若しくは置換されていないアルキル若しくはシクロアルキル、1〜6 の炭素原子の置換された若しくは置換されていないアルコキシル、1〜6の炭素 原子の置換された若しくは置換されていないチオアルコキシル、若しくは置換さ れたフェニルであるか、又は(R8及びR9)、(R9及びR10)若しくは( R10及びR11)は、5〜10原子の置換された着しくは置換されていない芳 香環に合わせられる)から成る群から選ばれる] の化合物であることを有して成る改善を含む組成物。 2.該組成物が付加的にバインダ−を含有して成る、請求の範囲1記載の組成物 。 3.該開始剤システムが、付加的に、(1)ヘキサアリールピスイミダゾール及 び共開始剤か又は(2)(α−ハロ)メチル−1、3、5−トリアジン及びホウ 酸塩[ここで該ホウ酸塩は、(a)アルカリ金属カチオン若しくは第四級アンモ ニウムカチオン及び(b)式:BZ1Z2ZaZ4 (式中、 Z1、Z2、Z3及びZ4は、独立に、アルキル、アリール、アラルキル、アル ヶニル、アルキニル、脂環式、複素環式、及びアリル基から成る群から、Z1、 Z2、Z3及びZ4の少なくとも1つがアリールではないという条件付きで、選 ばれる)によって表されるホウ酸アニオンを含む]のどちらかを含有して成る、 請求の範囲2記載の組成物。 4.R2及びR3が同一である、請求の範囲3記載の組成物。 5.R2及びR3がIIによって表され、nがO又は1であり、そしてR5及び R5が各々独立に水素、クロロ、ヒドロキシル、1〜6の炭素原子のアルキル、 及び1〜6の炭素原子のアルコキシルである、請求の範囲4記載の組成物。 6.nが0であり、そしてR5及びR6が同一でそして水素と等しい、請求の範 囲5記載の組成物。 7.R2及びR3がIIIによって表され、XがO、S、Se、NR12、又は CRI3R14(式中、R12、R13及びR14は、各々独立に、1〜6の炭 素原子のアルキル又は置換された若しくは置換されていないフェニルである)で あり、R6が水素又は1〜4の炭素原子の置換された若しくは置換されていない アルキルであり、R7が(1)1〜8の炭素原子の置換された若しくは置換され ていないアルキル若しくはシクロアルキル又は(2)5〜10原子の置換された 若しくは置換されていないアリール若しくはヘテロアリールであり、R8、R9 、R10及びR11が、各々独立に、水素、ハロゲン、ジアルキルアミノ、1〜 6の炭素原子の置換された若しくは置換されていないアルキル若しくはシクロア ルキル、1〜6の炭素原子の置換された若しくは置換されていないアルコキシル 、1〜6の炭素原子の置換された若しくは置換されていないチオアルコキシル、 若しくは置換されたフェニルであるか、又は(R8及びR9)、(R9及びR1 0)若しくは(R10及びR11)が、5〜10原子の置換された若しくは置換 されていない芳香環に合わせられる、請求の範囲4記載の組成物。 8.XがC(CH3)2であり、R6、R8、R9、R10及びR11が同一で そして水素と等しく、そしてR7が1〜4の炭素原子のアルキルである、請求の 範囲7記載の組成物。 9.XがOであり、R6、R8、R9、R10及びR11が同一でそして水素と 等しく、そしてR7が1〜4の炭素原子のアルキルである、請求の範囲7記載の 組成物。 10.XがSであり、R6、R8、R9、R10及びR11が同一でそして水素 と等しく、そしてR7が1〜4の炭素原子のアルキルである、請求の範囲7記載 の組成物。 11.XがSであり、R6、R10及びR11が同一でそして水素と等しく、R 7が1〜4の炭素原子のアルキルであり、そしてR8及びR9が合わせられて6 員芳香環を形成する、請求の範囲7記載の組成物。 12.構造式: ▲数式、化学式、表などがあります▼ [式中、 R1は、(1)水素、(2)1〜8の炭素原子の置換された又は置換されていな いアルキル、(3)CH2=CHCO−、(4)CH2=C(CH3)CO−、 (5)R15CO−(式中、R15は5〜10の原子の置換された若しくは置換 されていないアリール若しくはヘテロアリール、又は1〜8の炭素原子を含む置 換された着しくは置換されていないアルキルである)であり、そして R2及びR3は、同一又は異なっていて、▲数式、化学式、表などがあります▼ (式中、 nは、O又は1であり、 R4及びR5は、各々独立に、水素、クロロ、ヒドロキシル、1〜6の炭素原子 のアルキル、及び1〜6の炭素原子のアルコキシルである):及び▲数式、化学 式、表などがあります▼ (式中、 Xは、O、S、Se、NR12、又はCR13R14(式中、R12、R13及 びR14は、各々独立に、1〜6の炭素原子のアルキル又は置換された若しくは 置換されていないフェニルである)であり、R6は、水素又は1〜4の炭素原子 の置換された若しくは置換されていないアルキルであり、 R7は、(1)1〜8の炭素原子の置換された若しくは置換されていないアルキ ル若しくはシクロアルキル又は(2)5〜10原子の置換された若しくは置換さ れていないアリール若しくはヘテロアリールであり、R8、R9、R10及びR 11は、各々独立に、水素、ハロゲン、ジアルキルアミノ、1〜6の炭素原子の 置換された若しくは置換されていないアルキル着しくはシクロアルキル、1〜6 の炭素原子の置換された若しくは置換されていないアルコキシル、1〜6の炭素 原子の置換された若しくは置換されていないチオアルコキシル、若しくは置換さ れたフェニルであるか、又は(R8及びR9)、(R9及びR10)若しくは( R10及びR11)は、5〜10原子の置換された若しくは置換されていない芳 香環に合わせられる) から成る群から選ばれる] の化合物。 13.R2及びR3が同一である、請求の範囲12記載の化合物。 14.R2及びR3がIIによって表され、nが0又は1であり、そしてR5及 びR6が各々独立に水素、クロロ、ヒドロキシル、1〜6の炭素原子のアルキル 、及び1〜6の炭素原子のアルコキシルである、請求の範囲13記載の化合物。 15.nが0であり、そしてR5及びR6が同一でそして水素と等しい、請求の 範囲14記載の化合物。 16.R2及びR3がIIIによって表され、XがO、S、Se、NR12、又 はCR13R14(式中、R12、R13及びR14は、各々独立に、1〜6の 炭素原子のアルキル又は置換された若しくは置換されていないフェニルである) であり、R6が水素又は1〜4の炭素原子の置換された若しくは置換されていな いアルキルであり、R7が(1)1〜8の炭素原子の置換された若しくは置換さ れていないアルキル若しくはシクロアルキル又は(2)5〜10原子の置換され た若しくは置換されていないアリール若しくはヘテロアリールであり、R8、R 9、R10及びR11が、各々独立に、水素、ハロゲン、ジアルキルアミノ、1 〜6の炭素原子の置換された若しくは置換されていないアルキル若しくはシクロ アルキル、1〜6の炭素原子の置換された若しくは置換されていないアルコキシ ル、1〜6の炭素原子の置換された若しくは置換されていないチオアルコキシル 、若しくは置換されたフェニルであるか、又は(R8及びR9)、(R9及びR 10)若しくは(R10及びR11)が、5〜10原子の置換された若しくは置 換されていない芳香環に合わせられる、請求の範囲12記載の化合物。 17.XがC(CH3)2であり、R6、R8、R9、R10及びR11が同一 でそして水素と等しく、そしてR7が1〜4の炭素原子のアルキルである、請求 の範囲16記載の化合物。 18.XがOであり、R6、R8、R9、R10及びR11が同一でそして水素 と等しく、そしてR7が1〜4の炭素原子のアルキルである、請求の範囲17記 載の組成物。 19.XがSであり、R6、R8、R9、R10及びR11が同一でそして水素 と等しく、そしてR7が1〜4の炭素原子のアルキルである、請求の範囲17記 載の組成物。 20.XがSであり、R6、R10及びR11が同一でそして水素と等しく、R 7が1〜4の炭素原子のアルキルであり、そしてR8及びR9が合わせられて6 員芳香環を形成する、請求の範囲19記載の組成物。
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