JPH10186426A - 光重合性樹脂組成物 - Google Patents

光重合性樹脂組成物

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JPH10186426A
JPH10186426A JP31918696A JP31918696A JPH10186426A JP H10186426 A JPH10186426 A JP H10186426A JP 31918696 A JP31918696 A JP 31918696A JP 31918696 A JP31918696 A JP 31918696A JP H10186426 A JPH10186426 A JP H10186426A
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JP
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resin composition
semiconductor
photopolymerizable resin
superfine particles
acrylate
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JP31918696A
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Takashi Kawaseki
孝志 河関
Koichi Mizuma
浩一 水間
Toyoji Hayashi
豊治 林
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Mitsui Chemicals Inc
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Mitsui Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 紫外領域の波長の光だけでなく、可視領域の
波長の光を吸収させ重合開始剤として半導体超微粒子を
利用した光重合性樹脂組成物及び成型物を提供する。 【解決手段】 半導体超微粒子、溶剤及び重合可能なモ
ノマーからなることを特徴とする光重合性樹脂組成物;
半導体超微粒子、溶剤、重合可能なモノマー及び光重合
開始剤からなることを特徴とする光重合性樹脂組成物;
上記の光重合性樹脂組成物を硬化させた成型物。 【効果】 紫外領域の波長の光だけでなく、幅広い範囲
の波長を吸収させ重合開始剤としての利用が可能である
光重合性樹脂組成物及び成型物を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光電子デバイス、
非線形光学材料、光導波路等の光学材料、平版印刷、凸
版印刷等の感光性印刷用原版、写真材料などに利用され
る、光重合性樹脂組成物及び成型物に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の光硬化性樹脂たるフォトレジスト
等は、照射する光の波長が紫外線領域で作用する開始剤
を主に用いている。紫外光に対する開始剤には、励起状
態からの解裂や水素引き抜きによる反応が利用される、
高効率な開始剤が多数知られているが、解裂波長が可視
光領域の場合には励起エネルギー的に不利になるため、
開始効率を上げようとすると結合エネルギーを下げる必
要が生じ、熱的安定性という問題が必然的に生じてく
る。また可視領域で作用する開始剤は使用面での取り扱
いが面倒という問題もある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、半導体超微粒
子と溶剤とモノマーを混合し、必要ならば光重合開始剤
を添加したものに、これに光照射することにより重合反
応をし硬化させることのできる光重合性樹脂組成物を得
ることを目的としている。本発明の目的は、半導体超微
粒子の種類及び半導体超微粒子の粒子径を変化させるこ
とにより、半導体超微粒子自体が吸収する光の波長が変
化することを利用し、紫外領域の波長の光だけでなく、
幅広い範囲の波長を吸収させ重合開始剤としての利用が
可能である光重合性樹脂組成物を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、発明が解決し
ようとする課題に記載の難点を解決し、半導体超微粒子
を重合開始剤とする重合可能な組成物を鋭意検討した結
果、粒子径の制御された半導体超微粒子と溶剤と重合可
能なモノマーと必要ならば光重合開始剤を混合すること
により、可視領域の波長の光でも照射すれば光重合が可
能な光重合性樹脂組成物を発見し、これを創出した。
【0005】すなわち、本発明は、半導体超微粒子、溶
剤及び重合可能なモノマーからなることを特徴とする光
重合性樹脂組成物を提供するものである。
【0006】また、本発明は、半導体超微粒子、重合可
能なモノマー、溶剤及び光重合開始剤からなることを特
徴とする光重合性樹脂組成物を提供するものである。
【0007】更に、本発明は、半導体超微粒子、溶剤及
び重合可能なモノマーからなる光重合性樹脂組成物また
は半導体超微粒子、溶剤、重合可能なモノマー及び光重
合開始剤からなる光重合性樹脂組成物を硬化させた成型
物を提供するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられる半導体超微粒子の種類としては、シ
リコン、ゲルマニウム等の14族の半導体超微粒子、T
iO2やZnO等の酸化物半導体超微粒子、GaAs、
InP、InSb等の13族−15族半導体超微粒子、
CdS、CdSe、ZnSe、CdTe、ZnS、Hg
S、HgSe等の12族−16族半導体超微粒子、Pb
S、PbSe、等の14族−16族半導体超微粒子であ
り、重合可能なモノマー中に均一に分散可能なものであ
れば特に限定されず、光吸収において直接遷移型半導体
については特に有効である。本発明に用いられる粒子径
が制御された半導体超微粒子としては、粒子径が1〜1
00nmの範囲であり、光重合を効率よく進行させるた
めには粒子径分布が制御された半導体超微粒子を用いる
ことがより好ましい。例えば当社でこれまで行ってきた
光触媒法(特開平04−189801、特開平05−1
84913、特願平08−199020)により合成さ
れる半導体超微粒子などである。これは半導体超微粒子
が生成する溶液中に重合可能なモノマーを被覆安定化剤
として共存させ、特定波長の光を照射しながら半導体超
微粒子の生成反応を行い、成長してきた粒子径に対応す
る光の吸収波長が照射波長に一致したところで半導体超
微粒子がその波長の光を吸収し、半導体超微粒子表面で
光重合反応が起こり、ポリマーで被覆安定化される半導
体超微粒子である。これによると、ナノメートル程度か
らの粒子径の制御された半導体超微粒子を凝集させるこ
となく得ることができ、高度な産業上にも実用的に使用
できる材料として提供される。また他の方法で粒子径を
調整した半導体超微粒子も本発明に用いることが可能で
ある。例えば被覆安定化剤として重合可能なモノマーの
代わりにチオール、チオフェノール類等の有機化合物を
用いても良い。
【0009】かかるようにして生成させた半導体超微粒
子を重合可能なモノマー中に均一に分散させる。重合可
能なモノマーとしては光学材料等に用いられる場合もあ
るため、硬化した後透明性を有しているものが好まし
く、分散させる半導体超微粒子が半導体超微粒子自体の
安定性、生成上の都合により各種溶液中に存在している
ことが多いことから、溶剤としては、分散媒の溶媒と相
溶性の良い溶剤が好ましい。溶剤としての具体例として
はメチルアルコール、エチルアルコール、アセトニトリ
ル、ジメチルホルムアミド等であり、これらの溶剤は重
合可能なモノマーの粘度を調整することにも用いられ、
重合可能なモノマーに対して1〜20wt%で使用する
のが好ましい。重合可能なモノマーの具体例としてはア
クリル酸メチル、アクリル酸ブチル、メタアクリル酸メ
チル、2−エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキ
シプロピルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリ
ロイルホスフェート等の単官能性アクリレート、1,3
−ブタンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオ
ールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレ
ート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、アリル
メタアクリレート、テトラエチレングリコールジメタア
クリレート等の2官能性アクリレート、トリメチロール
プロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリ
アクリレート等の3官能アクリレート、3官能以上の多
官能基を持つアクリレート、ビスフェノールA型、ノボ
ラック型、脂環型の各エポキシオリゴマーのエポキシ基
を、アクリル酸でエステル化したエポキシアクリレー
ト、イソシアネート基をもつものにヒドロキシル基を持
つアクリレートを反応させてつくるポリウレタンアクリ
レート、その他ポリエーテルアクリレート、ポリエステ
ルアクリレート等があり、それぞれを単独で用いてもよ
いし、必要ならば混合して使用しても一向に構わない。
【0010】分散させる半導体超微粒子の割合としては
重合を短時間におこなわせしめるのに必要な量を添加す
ればよいが、好ましくは0.1wt%〜20wt%の濃
度で添加するのが好ましい。これは添加量が少なすぎる
と光照射による重合反応の進行が遅れ、多すぎると重合
した際に添加した半導体超微粒子が凝集し析出してくる
ためである。
【0011】本発明の光重合性樹脂組成物の光照射によ
る硬化反応を促進させるために、必要ならば照射する光
の波長領域で開始剤として作用する光重合開始剤を半導
体超微粒子と併用して用いてもよいが、かかる具体的例
としてはジクロロアセトフェノン、トリクロロアセトフ
ェノン、p-tert-ブチルトリクロロアセトフェノン等の
アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ベンジル、ベン
ゾインイソブチルエーテル、テトラメチルチウラムスル
フィド、p-イソプロピル-α-ヒドロキシイソブチルフェ
ノン、α-ヒドロキシイソブチルフェノン等がある。
【0012】これら光重合開始剤の配合量はモノマーの
重量に対し0.1〜5wt%の範囲内で使用されること
が望ましい。
【0013】上記のように調製された光重合性樹脂組成
物をガラス、プラスチック等の基盤の上に浸漬法、スピ
ンコート法等により所望の形態にした後、光照射を行い
目的とする形態の成形物を得るが、硬化させるために使
用する光源としては特に制限はなく、光重合性樹脂組成
物を重合せしめるのに必要な光源を使用すればよいが、
好ましい例としては高圧水銀ランプ、キセノンランプ等
の光源にシャープカットフィルターを使用して硬化に必
要な波長の光を分離し使用してもよいし、アルゴンイオ
ンレーザーや色素レーザー等のレーザー光をそのまま利
用してもよい。また光重合性樹脂組成物を全露光して光
硬化を行ってもよいし、走査露光することにより、部分
的に硬化させ、未硬化の部分を洗浄して取り除き、その
部分を別のポリマーで覆うことにより硬化させた部分を
保護して、目的とする成型物を得ても良いことはいうま
でもない。この成型物は平板型光導波路、非線形光学材
料、等の光学材料、印刷用原版、写真材料などに利用さ
れ、本発明の目的を達成することができる。
【0014】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが本発明はこれらのみに限定されるものではない。 実施例1 過塩素酸カドミウム6水和物1×10-2mol/l、ス
チレンモノマー3.2×10-2mol/l、ジビニルベ
ンゼン8×10-2mol/l、ジメチルスルホキシド
0.1mol/lのアセトニトリル溶液250mlを調
製した。これをフラスコにいれスターラーチップで溶液
を撹拌しながらアルゴンガスで置換した後、波長45
7.9nmでアルゴンイオンレーザーの光をフラスコ前
面に照射し、組成が0.1容量%の硫化水素/ヘリウム
混合ガスを流量270ml/minで溶液中に供給する
ことにより反応を進行させた。得られた半導体超微粒子
を含んだコロイド溶液を透過型電子顕微鏡により観察し
たところ、1次粒子径が約5ナノメーターであるCdS
半導体超微粒子から成る、粒子径が約20nmである半
導体超微粒子が得られた。得られたCdS半導体超微粒
子を含んだコロイド溶液を遠心分離し、固形分を取り出
し、このうち100mgをジメチルホルムアミド5ml
中に再分散させた。この溶液から1mlを取り出しトリ
メチロールプロパントトリアクリレート10gと混合
し、目的とする光重合性樹脂組成物を得た。光重合性樹
脂組成物の硬化は光重合性樹脂組成物をガラス板上に塗
布し、500Wの高圧水銀ランプにシャープカットフィ
ルターを用いて436nm付近の光を、120秒間照射
することにより行った。
【0015】実施例2 過塩素酸鉛3水和物2×10-3mol/l、照射波長5
28.7nmのアルゴンイオンレーザーを使用する以外
は実施例1と同条件で硫化鉛超微粒子コロイド溶液を合
成した。得られた硫化鉛半導体超微粒子を含んだコロイ
ド溶液を遠心分離し、固形分を取り出し、このうち10
0mgをジメチルホルムアミド1ml中に再分散させ
た。この溶液をトリメチロールプロパントトリアクリレ
ート10gと混合し、目的とする光重合性樹脂組成物を
得た。光重合性樹脂組成物の硬化は光重合性樹脂組成物
をガラス板上に塗布し、500Wのキセノンランプにシ
ャープカットフィルターを用いて540nm付近の光
を、600秒間照射することにより行った。
【0016】実施例3 過塩素酸カドミウム6水和物2.5×10-3mol、チ
オフェノール3.8×10-3mol、p−アミノチオフ
ェノール3.8×10-3molを含むアセトニトリル2
00ml溶液に、さらにメチルアルコール200mlを
加えた溶液を調製した。これをフラスコにいれスターラ
ーチップで溶液を撹拌しながらアルゴンガスで置換した
後、組成が5容量%の硫化水素/ヘリウム混合ガスを流
量270ml/minで溶液中に供給することにより反
応を進行させた。得られた半導体超微粒子を含んだコロ
イド溶液を透過型電子顕微鏡により観察したところ、1
次粒子径が約3nmであるCdS半導体超微粒子が得ら
れた。この溶液を減圧濃縮した後、トルエンを加えて沈
殿させ固形分を取り出した。固形分0.05gをメチル
アルコール1mlに分散させ、これをトリメチロールプ
ロパントトリアクリレート10gと混合し、目的とする
光重合性樹脂組成物を得た。光重合性樹脂組成物の硬化
反応は実施例1と同様である。
【0017】実施例4 水酸化ナトリウム0.14gをメチルアルコール−エチ
ルアルコール混合溶媒(混合体積比5:7)120ml
に溶解させ、これにポリビニルピロリドン1.0gを添
加し、溶解させた。この溶液を環流管をつけた300m
lフラスコに入れ、水浴で70℃に加熱しながら窒素気
流下で環流した。ここに硝酸亜鉛6水和物0.66gを
5mlのエチルアルコールに溶解した溶液を、環流して
いるフラスコ中に4ml加えた。次に硝酸亜鉛6水和物
溶液の残り1mlに蒸留水2mlを加え、環流している
フラスコ中に添加した後10時間窒素気流下中で環流を
続けた。環流をやめ、溶液の温度が下がってからエバポ
レーターで濃縮、乾燥しZnO半導体超微粒子を得た。
得られたZnO半導体超微粒子0.1gをジメチルホル
ムアミド1mlに溶解しトリメチロールプロパントトリ
アクリレート10gと混合し、目的とする光重合性樹脂
組成物を得た。光重合性樹脂組成物の硬化は光重合性樹
脂組成物をガラス板上に塗布し、355nmのレーザー
光を120秒間照射することにより行った。
【0018】
【発明の効果】本発明は、半導体超微粒子を重合可能な
モノマーの光重合開始剤とすることによって、紫外領域
の波長の光だけでなく、可視領域の波長の光を吸収さ
せ、光重合を可能にする光重合性樹脂組成物を提供する
ことができる。本発明により得られた光重合性樹脂組成
物は、非線形特性を有し、有用な非線形光学材料を製造
することができる。従って非線形光学材料の光電子デバ
イスに大きく貢献することができる。また走査露光によ
り直接導波路形成等がなされ工程数の省略が可能な光重
合性樹脂組成物を提供することが可能なため電子材料、
センサー材料、医薬、農薬、触媒材料にも本発明は貢献
することができ、産業上の利用に重要な意義を有する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体超微粒子、溶剤及び重合可能なモ
    ノマーからなることを特徴とする光重合性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 半導体超微粒子、溶剤、重合可能なモノ
    マー及び光重合開始剤からなることを特徴とする光重合
    性樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の光重合
    性樹脂組成物を硬化させた成型物。
JP31918696A 1996-10-24 1996-11-29 光重合性樹脂組成物 Pending JPH10186426A (ja)

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JP28202296 1996-10-24
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