WO2009136482A1 - スルホニウム塩、光酸発生剤、光硬化性組成物及びこの硬化体 - Google Patents

スルホニウム塩、光酸発生剤、光硬化性組成物及びこの硬化体 Download PDF

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Abstract

本発明の目的は、可視光、紫外線、電子線及びX線等の活性エネルギー線による十分な光感応性を有するスルホニウム塩を提供することである。 本発明は、式(1)で表されるスルホニウム塩である。 ただし、Rは式(2)で表される基、R及びRはそれぞれ炭素数6~30のアリール基、炭素数4~30の複素環式炭化水素基、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基又は炭素数2~30のアルキニル基、Xは一価の多原子アニオン、R~Rはそれぞれアルキル基等、kは0~4の整数、mは0~3の整数、nは0~4の整数、Aは-S-、-O-、-SO-、-SO-又は-CO-で表される基を表す。

Description

スルホニウム塩、光酸発生剤、光硬化性組成物及びこの硬化体
 本発明は、スルホニウム塩、光酸発生剤、硬化性組成物及びこの硬化体に関する。詳しくは、光、電子線又はX線等の活性エネルギー線を作用させて、カチオン重合性化合物を硬化する際に好適なスルホニウム塩、このスルホニウム塩を含有する光酸発生剤、この光酸発生剤を含有する硬化性組成物及びこの硬化性組成物を硬化することにより得られる硬化体に関する。
 従来、光、電子線又はX線等の活性エネルギー線を作用させて、エポキシ化合物等のカチオン重合性化合物を硬化する際に使用する重合開始剤として、トリアリールスルホニウム塩(特許文献1)、ナフタレン骨格を有するフェナシルスルホニウム塩(特許文献2)、ジアルキルベンジルスルホニウム塩(特許文献3)及びチオキサントン骨格をスルホニウム塩へ導入したスルホニウム塩(特許文献4)が知られている。
特開昭50-151997号公報(対応米国特許:第4,136,102、第4,161,478、第4,173,551、第4,175,972、第4,219,654、第4,234,732、第4,250,311、第4,273,668、第4,283,312、第4,407,759、第4,417,061) 特開平9-118663号公報(対応米国特許:第6,093,753) 特開平2-178303号公報 特開平8-165290号公報
 トリアリールスルホニウム塩(特許文献1)、ナフタレン骨格を有するフェナシルスルホニウム塩(特許文献2)及びジアルキルベンジルスルホニウム塩(特許文献3)は、光感応性が著しく低く、可視光の照射によってはカチオン重合性化合物は全く重合しない。
 チオキサントン骨格をスルホニウム塩へ導入したスルホニウム塩(特許文献4)は、可視光の照射{特に、汎用高圧水銀灯のh線(405nm)、g線(436nm)や長波長のレーザー光}に対する光感応性が不十分であるという問題がある。
 本発明の目的は、可視光、紫外線、電子線及びX線等の活性エネルギー線による十分な光感応性を有するスルホニウム塩を提供することである。
 本発明のスルホニウム塩の特徴は、式(1)で表される点を要旨とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

(式(1)中、Rは式(2)で表される基、R及びRはそれぞれ炭素数6~30のアリール基、炭素数4~30の複素環式炭化水素基、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基又は炭素数2~30のアルキニル基を表し、これらのアリール基、複素環式炭化水素基、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基の水素原子の一部が置換基(t)で置換されていてもよい。Sは硫黄原子、Xは一価の多原子アニオンを表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

(式(2)中、R~Rはそれぞれアルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールチオカルボニル基、アシロキシ基、アリールチオ基、アルキルチオ基、アリール基、複素環式炭化水素基、アリールオキシ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基又はハロゲン原子、k、m及びnはそれぞれR、R、Rの数を表し、kは0~4の整数、mは0~3の整数、nは0~4の整数であり、Aは-S-、-O-、-SO-、-SO-又は-CO-で表される基、Oは酸素原子、Sは硫黄原子を表す。)
 本発明の光酸発生剤の特徴は、上記のスルホニウム塩を含有する点を要旨とする。
 本発明のエネルギー線硬化性組成物の特徴は、上記の光酸発生剤とカチオン重合性化合物とを含有する点を要旨とする。
 本発明の硬化体の特徴は、上記のエネルギー線硬化性組成物を硬化させて得られる点を要旨とする。
 本発明のスルホニウム塩は、可視光、紫外線、電子線及びX線等の活性エネルギー線による光感応性に優れている。
 本発明の光酸発生剤は、上記のスルホニウム塩を含有するため、活性エネルギー線の作用によるカチオン重合性化合物の硬化性に優れる。本発明の光酸発生剤は、光感応性に優れたスルホニウム塩を含有するため、増感剤を用いなくても可視光でカチオン重合性化合物を硬化させることができる。
 本発明のエネルギー線硬化性組成物は、上記の光酸発生剤を含有するため、可視光で硬化させることができる。本発明のエネルギー線硬化性組成物は、増感剤を用いる必要がないので、作業性に優れる。
 本発明の硬化体は、増感剤が含まれないため、増感剤の残存による着色や劣化がない。
 したがって、本発明のスルホニウム塩は、塗料、コーティング剤、インキ、レジスト(ポジ型レジスト、化学増幅型レジスト及びネガ型レジスト)、レジストフィルム、感光性材料、接着剤、成形材料、注型材料、パテ、ガラス繊維含浸剤、目止め材、シーリング材、封止材又は光造用材料等に用いられる光酸発生剤として好適である。また、本発明のエネルギー線硬化性組成物及び硬化体は、上記の用途に好適である。
 式(1)において、Rは式(2)で表される基であるが、式(2)において、R~Rのうち、アルキル基としては、炭素数1~18の直鎖アルキル基(メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、n-ペンチル、n-オクチル、n-デシル、n-ドデシル、n-テトラデシル、n-ヘキサデシル及びn-オクタデシル等)、炭素数1~18の分岐アルキル基(イソプロピル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert-ペンチル、イソヘキシル及びイソオクタデシル)、及び炭素数3~18のシクロアルキル基(シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル及び4-デシルシクロヘキシル等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、アルコキシ基としては、炭素数1~18の直鎖又は分岐のアルコキシ基(メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec-ブトキシ、tert-ブトキシ、ヘキシルオキシ、デシルオキシ、ドデシルオキシ及びオクタデシルオキシ等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、アルキルカルボニル基としては、炭素数2~18の直鎖又は分岐のアルキルカルボニル基(アセチル、プロピオニル、ブタノイル、2-メチルプロピオニル、ヘプタノイル、2-メチルブタノイル、3-メチルブタノイル、オクタノイル、デカノイル、ドデカノイル及びオクタデカノイル等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、アリールカルボニル基としては、炭素数7~11のアリールカルボニル基(ベンゾイル及びナフトイル等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、アルコキシカルボニル基としては、炭素数2~18の炭素数2~19の直鎖又は分岐のアルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、イソプロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、イソブトキシカルボニル、sec-ブトキシカルボニル、tert-ブトキシカルボニル、オクチロキシカルボニル、テトラデシルオキシカルボニル及びオクタデシロキシカルボニル等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、アリールオキシカルボニル基としては、炭素数7~11のアリールオキシカルボニル基(フェノキシカルボニル及びナフトキシカルボニル等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、アリールチオカルボニル基としては、炭素数7~11のアリールチオカルボニル基(フェニルチオカルボニル及びナフトキシチオカルボニル等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、アシロキシ基としては、炭素数2~19の直鎖又は分岐のアシロキシ基(アセトキシ、エチルカルボニルオキシ、プロピルカルボニルオキシ、イソプロピルカルボニルオキシ、ブチルカルボニルオキシ、イソブチルカルボニルオキシ、sec-ブチルカルボニルオキシ、tert-ブチルカルボニルオキシ、オクチルカルボニルオキシ、テトラデシルカルボニルオキシ及びオクタデシルカルボニルオキシ等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、アリールチオ基としては、炭素数6~20のアリールチオ基(フェニルチオ、2-メチルフェニルチオ、3-メチルフェニルチオ、4-メチルフェニルチオ、2-クロロフェニルチオ、3-クロロフェニルチオ、4-クロロフェニルチオ、2-ブロモフェニルチオ、3-ブロモフェニルチオ、4-ブロモフェニルチオ、2-フルオロフェニルチオ、3-フルオロフェニルチオ、4-フルオロフェニルチオ、2-ヒドロキシフェニルチオ、4-ヒドロキシフェニルチオ、2-メトキシフェニルチオ、4-メトキシフェニルチオ、1-ナフチルチオ、2-ナフチルチオ、4-[4-(フェニルチオ)ベンゾイル]フェニルチオ、4-[4-(フェニルチオ)フェノキシ]フェニルチオ、4-[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルチオ、4-(フェニルチオ)フェニルチオ、4-ベンゾイルフェニルチオ、4-ベンゾイル-2-クロロフェニルチオ、4-ベンゾイル-3-クロロフェニルチオ、4-ベンゾイル-3-メチルチオフェニルチオ、4-ベンゾイル-2-メチルチオフェニルチオ、4-(4-メチルチオベンゾイル)フェニルチオ、4-(2-メチルチオベンゾイル)フェニルチオ、4-(p-メチルベンゾイル)フェニルチオ、4-(p-エチルベンゾイル)フェニルチオ4-(p-イソプロピルベンゾイル)フェニルチオ及び4-(p-tert-ブチルベンゾイル)フェニルチオ等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、アルキルチオ基としては、炭素数1~18の直鎖又は分岐のアルキルチオ基(メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、イソプロピルチオ、ブチルチオ、イソブチルチオ、sec-ブチルチオ、tert-ブチルチオ、ペンチルチオ、イソペンチルチオ、ネオペンチルチオ、tert-ペンチルチオ、オクチルチオ、デシルチオ、ドデシルチオ及びイソオクタデシルチオ等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、アリール基としては、炭素数6~10のアリール基(フェニル、トリル、ジメチルフェニル及びナフチル等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、複素環式炭化水素基としては、炭素数4~20の複素環式炭化水素基(チエニル、フラニル、ピラニル、ピロリル、オキサゾリル、チアゾリル、ピリジル、ピリミジル、ピラジニル、インドリル、ベンゾフラニル、ベンゾチエニル、キノリル、イソキノリル、キノキサリニル、キナゾリニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、キサンテニル、チアントレニル、フェノキサジニル、フェノキサチイニル、クロマニル、イソクロマニル、ジベンゾチエニル、キサントニル、チオキサントニル及びジベンゾフラニル等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、アリールオキシ基としては、炭素数6~10のアリールオキシ基(フェノキシ及びナフチルオキシ等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、アルキルスルフィニル基としては、炭素数1~18の直鎖又は分岐のスルフィニル基(メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、プロピルスルフィニル、イソプロピルスルフィニル、ブチルスルフィニル、イソブチルスルフィニル、sec-ブチルスルフィニル、tert-ブチルスルフィニル、ペンチルスルフィニル、イソペンチルスルフィニル、ネオペンチルスルフィニル、tert-ペンチルスルフィニル、オクチルスルフィニル及びイソオクタデシルスルフィニル等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、アリールスルフィニル基としては、炭素数6~10のアリールスルフィニル基(フェニルスルフィニル、トリルスルフィニル及びナフチルスルフィニル等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、アルキルスルホニル基としては、炭素数1~18の直鎖又は分岐のアルキルスルホニル基(メチルスルホニル、エチルスルホニル、プロピルスルホニル、イソプロピルスルホニル、ブチルスルホニル、イソブチルスルホニル、sec-ブチルスルホニル、tert-ブチルスルホニル、ペンチルスルホニル、イソペンチルスルホニル、ネオペンチルスルホニル、tert-ペンチルスルホニル、オクチルスルホニル及びオクタデシルスルホニル等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、アリールスルホニル基としては、炭素数6~10のアリールスルホニル基(フェニルスルホニル、トリルスルホニル(トシル基)及びナフチルスルホニル等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基としては、式(3)で表されるヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

(AOはエチレンオキシ基及び/又はプロピレンオキシ基、qは1~5の整数を表す。)
 R~Rのうち、アミノ基としては、アミノ基(-NH)及び炭素数1~15の置換アミノ基(メチルアミノ、ジメチルアミノ、エチルアミノ、メチルエチルアミノ、ジエチルアミノ、n-プロピルアミノ、メチル-n-プロピルアミノ、エチル-n-プロピルアミノ、ジn-プロピルアミノ、イソプロピルアミノ、イソプロピルメチルアミノ、イソプロピルエチルアミノ、ジイソプロピルアミノ、フェニルアミノ、ジフェニルアミノ、メチルフェニルアミノ、エチルフェニルアミノ、n-プロピルフェニルアミノ及びイソプロピルフェニルアミノ等)等が挙げられる。
 R~Rのうち、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
 R~Rは、それぞれ同じであっても異なっていてもよく、一部異なっていてもよい。
 kは、Rの数を表し、0~4の整数であり、好ましくは0~3、さらに好ましくは0~2、特に好ましくは0又は1である。また、mは、Rの数を表し、0~3の整数であり、好ましくは0~2、さらに好ましくは0又は1である。また、nは、Rの数を表し、0~4の整数であり、好ましくは0~3、さらに好ましくは0~2、特に好ましくは0又は1である。この範囲であると、スルホニウム塩の光感応性がさらに良好となる。
 式(1)において、アリール基、複素環式炭化水素基、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基(R、R)の水素原子の一部は、置換基(t)で置換されていてもよいが、この置換基(t)としては、アルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールチオカルボニル基、アシロキシ基、アリールチオ基、アルキルチオ基、アリール基、複素環式炭化水素基、アリールオキシ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基及びハロゲン原子からなる群より選ばれる少なくとも一種が含まれる。この置換基(t)としては、R~Rについて説明した置換基と同様である。
 R及びRのうち、炭素数6~30のアリール基としては、単環式アリール基及び縮合多環式アリール基が含まれる。
 単環式アリール基としては、フェニル、ヒドロキシフェニル、トルイル、ジメチルフェニル、トリメチルフェニル、エチルフェニル、ジエチルフェニル、トリエチルフェニル、n-プロピルフェニル、イソプロピルフェニル、n-ブチルフェニル、イソブチルフェニル、sec-ブチルフェニル、tert-ブチルフェニル、メトキシフェニル、エトキシフェニル、n-プロポキシフェニル、イソプロポキシフェニル、n-ブトキシフェニル、イソブトキシフェニル、sec-ブトキシフェニル、tert-ブトキシフェニル、アセチルフェニル、ベンゾイルフェニル、ナフトイルフェニル、フェニルチオフェニル、ナフチルチオフェニル、ビフェニルイル、フェノキシフェニル、ナフトキシフェニル、ニトロフェニル、フルオロフェニル、クロロフェニル及びブロモフェニル等が挙げられる。
 縮合多環式アリール基としては、ナフチル、アントラセニル、フェナンスレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル、ベンゾアントラセニル、アントラキノリル、フルオレニル、ナフトキノリル、ヒドロキシナフチル、メチルナフチル、エチルナフチル、メトキシナフチル、エトキシナフチル、アセチルナフチル、ベンゾイルナフチル、フェニルチオナフチル、フェニルナフチル、フェノキシナフチル、ニトロナフチル、フルオロナフチル、クロロナフチル、ブロモナフチル、ヒドロキシアントラセニル、メチルアントラセニル、エチルアントラセニル、メトキシアントラセニル、エトキシアントラセニル、アセチルアントラセニル、ベンゾイルアントラセニル、フェニルチオアントラセニル、フェノキシアントラセニル、ニトロアントラセニル、フルオロアントラセニル、クロロアントラセニル及びブロモアントラセニル等が挙げられる。
 R及びRのうち、炭素数4~30の複素環式炭化水素基としては、1~3個のヘテロ原子(酸素原子、窒素原子及び硫黄原子等)を環内に含む環状炭化水素基が含まれ、単環式複素環式炭化水素基及び縮合多環式複素環式炭化水素基が含まれる。
 単環式複素環式炭化水素基としては、チエニル、フラニル、ピラニル、ピロリル、オキサゾリル、チアゾリル、ピリジル、ピリミジル、ピラジニル、ヒドロキシチエニル、メチルチエニル、エチルチエニル、メトキシチエニル、アセチルチエニル、ベンゾイルチエニル、フェニルチオチエニル、フェノキシチエニル、ニトロチエニル、フルオロチエニル、クロロチエニル、ブロモチエニル、ヒドロキシフラニル、メチルフラニル、エチルフラニル、メトキシフラニル、アセチルフラニル、ベンゾイルフラニル、フェニルチオフラニル、フェノキシフラニル、ニトロフラニル、フルオロフラニル、クロロフラニル及びブロモフラニル等が挙げられる。
 縮合多環式複素環式炭化水素基としては、インドリル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾチエニル、イソベンゾチエニル、キノリル、イソキノリル、キノキサリニル、キナゾリニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、キサンテニル、チアントレニル、フェノキサジニル、フェノキサチイニル、クロマニル、イソクロマニル、ジベンゾチエニル、キサントニル、チオキサントニル、ジベンゾフラニル、ヒドロキシキサンテニル、メチルキサンテニル、エチルキサンテニル、メトキシキサンテニル、アセチルキサンテニル、ベンゾイルキサンテニル、フェニルチオキサンテニル、フェノキシキサンテニル、ニトロキサンテニル、フルオロキサンテニル、クロロキサンテニル、ブロモキサンテニル、ヒドロキシチアントレニル、メチルチアントレニル、エチルチアントレニル、メトキシチアントレニル、ベンゾイルチアントレニル、フェニルチオチアントレニル、フェノキシチアントレニル、ニトロチアントレニル、フルオロチアントレニル、クロロチアントレニル、ブロモチアントレニル、ヒドロキシキサントニル、メチルキサントニル、ジメチルキサントニル、エチルキサントニル、ジエチルキサントニル、n-プロピルキサントニル、イソプロピルキサントニル、メトキシキサントニル、アセチルキサントニル、ベンゾイルキサントニル、フェニルチオキサントニル、フェノキシキサントニル、アセトキシキサントニル、ニトロキサントニル、フルオロキサントニル、クロロキサントニル、ヒドロキシチオキサントニル、メチルチオキサントニル、ジメチルチオキサントニル、エチルチオキサントニル、ジエチルチオキサントニル、n-プロピルチオキサントニル、イソプロピルチオキサントニル、メトキシチオキサントニル、アセチルチオキサントニル、ベンゾイルチオキサントニル、フェニルチオチオキサントニル、フェノキシチオキサントニル、アセトキシチオキサントニル、ニトロチオキサントニル、フルオロチオキサントニル、クロロチオキサントニル及びブロモチオキサントニル等が挙げられる。
 R及びRのうち、炭素数1~30のアルキル基としては、直鎖アルキル基(メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、オクチル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクダデシル、ベンジル、ジフェニルメチル、ナフチルメチル、アントラセニルメチル、フェナシル(-CHCOC)、ナフトイルメチル、アントイルメチル等)、分岐アルキル基(イソプロピル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert-ペンチル及びイソヘキシル等)及びシクロアルキル基(シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル及びシクロヘキシル等)等が挙げられる。
 R及びRのうち、炭素数2~30のアルケニル基としては、直鎖アルケニル基(ビニル、アリル、1-プロペニル、1-ブテニル、1-ペンテニル、1-デセニル及び1-ドデセニル等)及び分岐アルケニル基(イソプロペニル、2-ブテニル、3-ブテニル、1-メチル-1-プロペニル、1-メチル-2-プロペニル、2-メチル-1-プロペニル、2-メチル-2-プロペニル、2-ペンテニル、3-ペンテニル、4-ペンテニル、1-メチル-1-ブテニル、2-メチル-2-ブテニル、3-メチル-2-ブテニル、1,2-ジメチル-1-プロペニル、2-デセニル、8-デセニル、2-ドデセニル及び10-ドデセニルが挙げられる。
 R及びRのうち、炭素数2~30のアルキニル基としては、直鎖アルキニル基(エチニル、1-プロピニル、1-ブチニル、1-ぺンチニル、1-デシニル及び1-ドデシニル等)及び分岐アルキニル基(2-プロピニル、2-ブチニル、3-ブチニル、1-メチル-1-プロピニル、1-メチル-2-プロピニル、2-メチル-1-プロピニル、2-メチル-2-プロピニル、2-ペンチニル、3-ペンチニル、4-ペンチニル、1-メチル-1-ブチニル、2-メチル-2-ブチニル、3-メチル-2-ブチニル、1,2-ジメチル-1-プロピニル、2-デシニル、8-デシニル、2-ドデシニル、10-ドデシニル、2-ドデシニル及び10-ドデシニル等)等が挙げられる。
 R及びRのうち、水素原子の一部が置換基(t)で置換されていてもよい炭素数6~30のアリール基及び水素原子の一部が置換基(t)で置換されていてもよい炭素数4~30の複素環式炭化水素基が好ましく、さらに好ましくは炭素数4~30の複素環式炭化水素基、特に好ましくは縮合多環式複素環式炭化水素基、最も好ましくはチオキサントニルである。
 式(1)で表されるスルホニウム塩のうち、R又はRが炭素数6~30のアリール基又は炭素数4~30の複素環式炭化水素基であることが好ましい。また、R又はRがフェニル基であり、Aが-S-で表される基であり、k、m及びnが0であることが好ましい。また、R又はRがチオキサントニル基であり、Aが-S-で表される基であり、k、m及びnが0であることが好ましい。
 式(1)において、Xは、一価の多原子アニオンであれば制限がなく、本発明のスルホニウム塩に活性エネルギー線(可視光、紫外線、電子線及びX線等)を照射することにより発生する酸(HX)に対応するアニオンであるが、MY 、(Rf)PF6-b 、R BY4-c 、R GaY4-c 、RSO 、(RSO又は(RSOで表されるアニオンが好ましい。
 Mは、リン原子、ホウ素原子、ヒ素原子又はアンチモン原子を表す。
 Yはハロゲン原子(フッ素原子が好ましい。)を表す。
 Rfは、水素原子の80モル%以上がフッ素原子で置換されたアルキル基(炭素数1~8のアルキル基が好ましい。)を表す。Rfとしては、直鎖アルキル基(メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル及びオクチル等)、分岐アルキル基(イソプロピル、イソブチル、sec-ブチル及びtert-ブチル等)及びシクロアルキル基(シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル及びシクロヘキシル等)等が挙げられる。これらのアルキル基の水素原子がフッ素原子に置換された割合は、水素原子の含有モル数に基づいて、80モル%以上が好ましく、さらに好ましくは90%以上、特に好ましくは100%である。この範囲であると、スルホニウム塩の光感応性がさらに良好となる。特に好ましいRfとしては、CF-、CFCF-、(CFCF-、CFCFCF-、CFCFCFCF-、(CFCFCF-、CFCF(CF)CF-及び(CFC-が挙げられる。b個のRfはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
 Pは、リン原子、Fは、フッ素原子を表す。
 Rは水素原子の一部が少なくとも1個の元素又は電子求引基で置換されたフェニル基を表す。1個の元素としては、ハロゲン原子が含まれ、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子等が挙げられる。電子求引基としては、トリフルオロメチル基、ニトロ基及びシアノ基等が挙げられる。これらのうち、1個の水素原子がフッ素原子又はトリフルオロメチル基で置換されたフェニル基が好ましい。c個のRはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
 Bは、ホウ素原子、Gaは、ガリウム原子を表す。
 Rは、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のパーフルオロアルキル基又は炭素数6~20のアリール基を表し、アルキル基及びパーフルオロアルキル基は直鎖、分岐又は環状のいずれでもよく、アリール基は無置換であっても、置換基を有していてもよい。
 Sはイオウ原子、Oは酸素原子、Cは炭素原子、Nは窒素原子を表す。
 aは4~6の整数を表す。
 bは、1~5の整数が好ましく、さらに好ましくは2~4、特に好ましくは2又は3である。
 cは、1~4の整数が好ましく、さらに好ましくは4である。
 MY で表されるアニオンとしては、SbF 、AsF 、PF 又はBF で表されるアニオン等が挙げられる。
(Rf)PF6-b で表されるアニオンとしては、(CFCFPF 、(CFCFPF 、((CFCF)PF 、((CFCF)PF 、(CFCFCFPF 、(CFCFCFPF 、((CFCFCFPF 、((CFCFCFPF 、(CFCFCFCFPF 又は(CFCFCFCFPF で表されるアニオン等が挙げられる。これらのうち、(CFCFPF 、(CFCFCFPF 、((CFCF)PF 、((CFCF)PF 、((CFCFCFPF 又は((CFCFCFPF で表されるアニオンが好ましい。
 R BY4-c で表されるアニオンとしては、(C、((CF、(CF、(CBF 、CBF 又は(Cで表されるアニオン等が挙げられる。これらのうち、(C又は((CFで表されるアニオンが好ましい。
 R GaY4-c で表されるアニオンとしては、(CGa、((CFGa、(CFGa、(CGaF 、CGaF 又は(CGaで表されるアニオン等が挙げられる。これらのうち、(CGa又は((CFGaで表されるアニオンが好ましい。
 RSO で表されるアニオンとしては、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ペンタフルオロエタンスルホン酸アニオン、ヘプタフルオロプロパンスルホン酸アニオン、ノナフルオロブタンスルホン酸アニオン、ペンタフルオロフェニルスルホン酸アニオン、p-トルエンスルホン酸アニオン、ベンゼンスルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオン、メタンスルホン酸アニオン、エタンスルホン酸アニオン、プロパンスルホン酸アニオン及びブタンスルホン酸アニオン等が挙げられる。
 (RSOで表されるアニオンとしては、(CFSO、(CSO、(CSO又は(CSOで表されるアニオン等が挙げられる。
 (RSOで表されるアニオンとしては、(CFSO、(CSO、(CSO又は(CSOで表されるアニオン等が挙げられる。
 一価の多原子アニオンとしては、MY 、(Rf)PF6-b 、R BY4-c 、R GaY4-c 、RSO 、(RSO又は(RSOで表されるアニオン以外に、過ハロゲン酸イオン(ClO4、BrO 等)、ハロゲン化スルホン酸イオン(FSO 、ClSO 等)、硫酸イオン(CHSO 、CFSO 、HSO 等)、炭酸イオン
(HCO 、CHCO 等)、アルミン酸イオン(AlCl 、AlF 等)、ヘキサフルオロビスマス酸イオン(BiF )、カルボン酸イオン(CHCOO、CFCOO、CCOO、CHCOO、CCOO、CFCOO等)、アリールホウ酸イオン(B(C 、CHCHCHCHB(C 等)、チオシアン酸イオン(SCN)及び硝酸イオン(NO )等が使用できる。
 本発明のスルホニウム塩は、製造方法(1)~(4)等で製造できる。
<製造方法(1)>
 次反応式で示される方法(たとえば、第4版実験化学講座24巻、1992年、丸善株式会社発行、376頁、特開平7-329399号公報、特開平8-165290号公報、特開平10-212286号公報又は特開平10-7680号公報(対応米国特許:第6,054,501;この文献に開示された開示内容を参照により本出願に取り込む。)等に記載されている方法)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 反応式中、R、R、R、R、R、A、S、O、X、k、m及びnは、式(1)及び(2)と同様である。
 HXは、一価の多原子アニオンの共役酸を表す。HXとしては、入手しやすさ、酸の安定性及び反応収率の観点から、メタンスルホン酸、パーフルオロメタンスルホン酸及び硫酸が好ましい。
 脱水剤は、たとえば、無水リン酸及び無水酢酸等を表す。
 一価の多原子アニオン(X)は、たとえば、上記のように副分解反応により、他の一価の多原子アニオン(X’)に交換することができる。
 MX’は、アルカリ金属(リチウム、ナトリウム及びカリウム等)カチオンと一価の多原子アニオン(MY 、(Rf)PF6-b 、R BY4-c 、R GaY4-c 、RSO 、(RSO又は(RSOで表されるアニオンが好ましい。)との塩を表す。
 MXは、アルカリ金属(リチウム、ナトリウム及びカリウム等)カチオンと一価の多原子アニオン(メタンスルホン酸アニオン、パーフルオロメタンスルホン酸アニオン及び硫酸水素アニオンが好ましい。)との塩を表す。
 上記反応式中、第1段目の反応は、無溶剤下で行ってもよいし、必要により有機溶媒(アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エタノール、アセトン等)中で行ってもよい。反応温度は、20~105℃程度である。反応時間は、1~数十時間程度である。
 第2段目の反応は、第1段目の反応に引き続いて行ってもよいし、反応中間体(G2)を単離(必要に応じて精製)してから行ってもよい。反応中間体(G2)と、アルカリ金属カチオンと一価の多原子アニオンとの塩(MX)の水溶液とを混合・撹拌して、複分解反応を行い、析出する固体をろ別するか、または分離した油状物を有機溶媒で抽出して有機溶媒を除去することにより、本発明のスルホニウム塩が固体あるいは粘調な液体として得られる。得られる固体又は粘稠液体は必要に応じて適当な有機溶媒で洗浄するか、再結晶法もしくはカラムクロマトグラフィー法により精製することができる(以下、同様である。)。
<製造方法(2)>
 次反応式で示される方法(たとえば、Polymer Bulletin,14,279-286(1985)に記載されている方法;この文献に開示された開示内容を参照により本出願に取り込む。)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 反応式中、R、R、R、R、R、A、S、O、X、k、m及びnは、式(1)及び(2)と同様である。
 Iは、ヨウ素原子を表す。
(CCOCuは、安息香酸銅を表す。
 上記反応は、有機溶媒(クロロベンゼン及びニトロベンゼン等)で行うことができる。安息香酸銅は、触媒として用いる。
 反応温度は、100~130℃程度である。反応時間は、1~数十時間程度である。
 反応終了後、反応液をエーテル等に注ぎ、析出した固体をろ別するか、または分離した油状物を有機溶媒で抽出して溶剤を除去することにより、本発明のスルホニウム塩が固体あるいは粘調な液体として得られる。
<製造方法(3)>
 次反応式で示される方法(たとえば、特開平7-300504号公報に記載されている方法(対応米国特許:第5,798,396;この文献に開示された開示内容を参照により本出願に取り込む。)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 反応式中、R、R、R、R、R、A、S、O、X、k、m及びnは、式(1)及び(2)と同様である。
 MXは、上記と同様である。
 RSO は、有機硫酸アニオンを表す。
 MRSOは、アルカリ金属カチオンと有機硫酸アニオンとの塩を表す。
 上記反応式中、第1段目の反応は、無溶剤下で行ってもよいし、必要により、有機溶媒(アセトニトリル、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、クロロホルム及びジクロロメタン等)中で行ってもよい。反応温度は、20~105℃程度である。反応時間は1~数十時間程度である。
 第2段目の反応は、製造方法(1)と同様にして行うことができる。
<製造方法(4)>
 次反応式で示される方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 反応式中、R、R、R、R、R、A、S、O、X、k、m及びnは、式(1)及び(2)と同様である。
 Hは、水素原子を表す。
 HSOは硫酸を表す。
 上記反応は、無溶媒下で行ってもよいし、必要により有機溶媒中で行ってもよい。反応温度は、20~100℃程度が好ましく、さらに好ましくは20~30℃である。反応時間は1~数十時間程度が好ましく、さらに好ましくは1~3時間である。反応終了後、反応液を水(蒸留水等)に注ぎ、析出した固体をろ別するか、または分離した油状物を有機溶媒で抽出して溶剤を除去することにより、本発明のスルホニウム塩が固体あるいは粘調な液体として得られる。
 硫酸の使用量(重量%)は、ジスルフィド(G6)の重量に基づいて、2000~4000程度が好ましく、さらに好ましくは2500~3500である。
 水の使用量(重量%)は、ジスルフィド(G6)の重量に基づいて、20000~40000程度が好ましく、さらに好ましくは25000~35000である。
 上記の製造方法で用いる原料(G1)は、公知の方法により得ることができ、たとえば、以下に示した反応式(1)~(4)のようにして製造できる。
<反応式(1)>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 反応式中、R、R、R、S、O、k、m及びnは、式(2)と同様である。
 Yは、塩素原子又は臭素原子を表す。
 Hは水素原子を表す。
 塩基は、塩基(水酸化カリウム等)を表す。
 チオキサントン誘導体とチオフェノール誘導体とを有機溶媒(ジメチルホルムアミド等)中、塩基の存在下で反応させることによって、チオキサントン骨格を有するスルフィド(G11)が得られる。
<反応式(2)>
 反応式(2)は、第4版実験化学講座23巻(1991年、丸善)、276~277頁等に記載されている酸化反応が適用できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 反応式中、R、R、R、S、O、k、m及びnは、式(2)と同様である。
 Hは水素原子を表す。
 酸化剤は、酸化剤(過酸化水素等)を表す。
 チオキサントン骨格を有するスルフィド(G11)を酸化剤を用いて温和な条件下で酸化すると、チオキサントン骨格を有するスルホキシド(G12)が得られる。また、過剰の酸化剤の存在下、強い条件で行うと、スルフィド(G11)はさらに酸化されて、チオキサントン骨格を有するスルホン(G13)が得られる。
<反応式(3)>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 反応式中、R、R、R、S、O、k、m及びnは、式(2)と同様である。
 Yは、塩素原子又は臭素原子を表す。
 Hは水素原子を表す。
 塩基は、塩基(水酸化カリウム等)を表す。
 チオキサントン誘導体とフェノール誘導体とを有機溶媒(ジメチルホルムアミド等)中、塩基の存在下で反応させることによって、チオキサントン骨格を有するエーテルが得られる。
<反応式(4)>
 次の反応式(4)のうち、第1段目の反応は、第4版実験化学講座19巻(1992年、丸善)424頁等に記載されている反応が適用できる。
 また、第2段目の反応は、新実験化学講座14-II巻(1978年、丸善)804頁等に記載されている反応が適用できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 反応式中、R、R、R、S、O、k、m及びnは、式(2)と同様である。
 Hは水素原子、Clは塩素原子、SOClは塩化スルフリルを表す。
 ルイス酸は、AlCl、SbCl又はFeClで表される化合物等を表す。
 安息香酸誘導体と塩化スルフリル(SOCl)とを反応させることによって、安息香酸誘導体のハロゲン化物を得ることができる(第1段目の反応)。引き続き、チオキサントン誘導体と安息香酸誘導体のハロゲン化物とをルイス酸の存在下で反応させることによって、チオキサントン骨格を有するケトンが得られる(第2段目の反応)。
 上記の製造方法で用いる原料(G3)は、公知の方法により得ることができ、たとえば、以下に示した反応式(5)のようにして製造できる。
<反応式(5)>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 反応式中、R、R、R、S、O、k、m及びnは、式(2)と同様である。
 SOClは塩化スルフリルを表す。
 HS-Rは、チオールを表す。
 チオキサントン誘導体(反応式(1)~(4)と同様にして得る。)を塩化スルフリルで塩素化した後(第1段目の反応)、チオキサントン誘導体の塩素化体とチオールとを有機溶媒(ジメチルホルムアミド等)中、塩基の存在下で反応させることによって、チオキサントン骨格を有するスルフィド(G3)が得られる。
 上記の製造方法で用いる原料(G5)は、公知の方法により得ることができ、たとえば、以下に示した反応式(6)のようにして製造できる。
<反応式(6)>
 製造方法(1)と同様の方法が適用できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 反応式中、R、R、R、S、O、k、m及びnは、式(2)と同様である。
 HVは、強酸(たとえば、メタンスルホン酸、パーフルオロメタンスルホン酸及び硫酸等)を表す。
 脱水剤は、たとえば、無水リン酸及び無水酢酸等を表す。
 反応式中、R、R、R、R、R、A、S、O、X、k、m及びnは、式(1)及び(2)と同様である。
 HXは、一価の多原子アニオンの共役酸を表す。HXとしては、入手しやすさ、酸の安定性及び反応収率の観点から、メタンスルホン酸、パーフルオロメタンスルホン酸及び硫酸が好ましい。
 脱水剤は、たとえば、無水リン酸及び無水酢酸等を表す。
 一価の多原子アニオン(X)は、たとえば、上記のように副分解反応により、他の一価の多原子アニオン(X’)に交換することができる。
 MX’は、アルカリ金属(リチウム、ナトリウム及びカリウム等)カチオンと一価の多原子アニオン(MY 、(Rf)PF6-b 、R BY4-c 、R GaY4-c 、RSO 、(RSO又は(RSOで表されるアニオンが好ましい。)との塩を表す。
 MXは、アルカリ金属(リチウム、ナトリウム及びカリウム等)カチオンと一価の多原子アニオン(メタンスルホン酸アニオン、パーフルオロメタンスルホン酸アニオン及び硫酸アニオンが好ましい。)との塩を表す。
 ジフェニルスルフィド、ジフェニルスルホキシド、ジフェニルスルホン、ジフェニルエーテル又はベンゾフェノンと、ジフェニルスルフィドとから製造方法(1)と同様にして、スルホニウム塩(G5)を得ることができる。
 本発明のスルホニウム塩の化学構造は、一般的な分析手法(たとえば、H-、11B-、13C-、19F-、31P-核磁気共鳴スペクトル、赤外吸収スペクトル及び/又は元素分析等によって同定することができる。
 本発明のスルホニウム塩は、光酸発生剤として好適である。
 光酸発生剤とは、光照射によりその化学構造が分解し、酸を発生するものをいう。発生した酸は、エポキシドの硬化反応等の触媒として適用できる。
 本発明の光酸発生剤は、単独で使用してもよいし、他の光酸発生剤を含有させてもよい。
 他の光酸発生剤を含有する場合、他の光酸発生剤の含有量(モル%)は、スルホニウム塩のモル数に基づいて、1~100が好ましく、さらに好ましくは5~50である。
 他の光酸発生剤としては、オニウムイオン(スルホニウム、ヨードニウム、セレニウム、アンモニウム及びホスホニウム等)又は遷移金属錯体イオンと、アニオンとの塩が含まれる。
 アニオンとしては、MY 、(Rf)PF6-b 、R BY4-c 、R GaY4-c 、RSO 、(RSO又は(RSOで表されるアニオン以外に、過ハロゲン酸イオン(ClO4、BrO 等)、ハロゲン化スルホン酸イオン(FSO 、ClSO 等)、硫酸イオン(CHSO 、CFSO 、HSO 等)、炭酸イオン(HCO 、CHCO 等)、アルミン酸イオン(AlCl 、AlF 等)、ヘキサフルオロビスマス酸イオン(BiF )、カルボン酸イオン(CHCOO、CFCOO、CCOO、CHCOO、CCOO、CFCOO等)、アリールホウ酸イオン(B(C 、CHCHCHCHB(C 等)、チオシアン酸イオン(SCN)及び硝酸イオン(NO )等が使用できる。
 スルホニウムイオンとしては、トリアリールスルホニウム、ジアリールスルホニウム、モノアリールスルホニウム及びトリアルキルスルホニウムが含まれる。
 トリアリールスルホニウムとしては、トリフェニルスルホニウム、トリ-p-トリルスルホニウム、トリ-o-トリルスルホニウム、トリス(4-メトキシフェニル)スルホニウム、1-ナフチルジフェニルスルホニウム、2-ナフチルジフェニルスルホニウム、トリス(4-フルオロフェニル)スルホニウム、トリ-1-ナフチルスルホニウム、トリ-2-ナフチルスルホニウム、トリス(4-ヒドロキシフェニル)スルホニウム、4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム、4-(p-トリルチオ)フェニルジ-p-トリルスルホニウム、4-(4-メトキシフェニルチオ)フェニルビス(4-メトキシフェニル)スルホニウム、4-(フェニルチオ)フェニルビス(4-フルオロフェニル)スルホニウム、4-(フェニルチオ)フェニルビス(4-メトキシフェニル)スルホニウム、4-(フェニルチオ)フェニルジ-p-トリルスルホニウム、ビス[4-(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド、ビス〔4-{ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]スルホニオ}フェニル〕スルフィド、ビス{4-[ビス(4-フルオロフェニル)スルホニオ]フェニル}スルフィド、ビス{4-[ビス(4-メチルフェニル)スルホニオ]フェニル}スルフィド、ビス{4-[ビス(4-メトキシフェニル)スルホニオ]フェニル}スルフィド、4-(4-ベンゾイル-2-クロロフェニルチオ)フェニルビス(4-フルオロフェニル)スルホニウム、4-(4-ベンゾイル-2-クロロフェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム、4-(4-ベンゾイルフェニルチオ)フェニルビス(4-フルオロフェニル)スルホニウム、4-(4-ベンゾイルフェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム、7-イソプロピル-9-オキソ-10-チア-9,10-ジヒドロアントラセン-2-イルジ-p-トリルスルホニウム、7-イソプロピル-9-オキソ-10-チア-9,10-ジヒドロアントラセン-2-イルジフェニルスルホニウム、2-[(ジ-p-トリル)スルホニオ]チオキサントン、2-[(ジフェニル)スルホニオ]チオキサントン、2-{[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニオ}チオキサントン、4-[4-(4-tert-ブチルベンゾイル)フェニルチオ]フェニルジ-p-トリルスルホニウム、4-[4-(4-tert-ブチルベンゾイル)フェニルチオ]フェニルジフェニルスルホニウム、4-[4-(ベンゾイルフェニルチオ)]フェニルジ-p-トリルスルホニウム、4-[4-(ベンゾイルフェニルチオ)]フェニルジフェニルスルホニウム、5-(4-メトキシフェニル)チアアンスレニウム、5-フェニルチアアンスレニウム、5-トリルチアアンスレニウム、5-(4-エトキシフェニル)チアアンスレニウム及び5-(2,4,6-トリメチルフェニル)チアアンスレニウム等が挙げられる(米国特許第4231951号、米国特許第4256828号、特開平7-61964号(対応米国特許:第5,502,083、第5,534,557)、特開平7-10914号、特開平7-25922号、特開平8-27208号、特開平8-27209号、特開平8-165290号、特開平8-301991号、特開平9-143212号、特開平9-278813号、特開平10-7680号(対応米国特許第6,054,501)、特開平10-212286号、特開平10-287643号、特開平10-245378号、特開平8-157510号、特開平10-204083号、特開平8-245566号、特開平8-157451号、特開平7-324069号(対応米国特許:第5,633,409、第5,691,112)、特開平9-268205号、特開平9-278935号、特開2001-288205号、特開平11-80118号、特開平10-182825号、特開平10-330353、特開平10-152495、特開平5-239213号、特開平7-333834号(対応米国特許第5,624,787)、特開平9-12537号、特開平8-325259号、特開平8-160606号(対応米国特許第5,679,496)、特開2000-186071号(対応米国特許第6,368,769号)、特表2005-501040号(対応PCTパンフレットWO03/008404)、特開2005-530698号(対応PCTパンフレットWO03/072568)、特開2006-104185号(対応米国特許出願:第2004/0244641、第2007/0054974)、特表2006-518332号(対応PCTパンフレットWO2004/055000)及び特開2007-254454号(対応米国特許出願第2007/0197677)等;これらの文献に開示された開示内容を参照により本出願に取り込む。)。
 ジアリールスルホニウムとしては、ジフェニルフェナシルスルホニウム、ジフェニル4-ニトロフェナシルスルホニウム、ジフェニルベンジルスルホニウム及びジフェニルメチルスルホニウム等が挙げられる(特開平7-300504号(対応米国特許第5,798,396)、特開昭64-45357号及び特開昭64-29419号等;この文献に開示された開示内容を参照により本出願に取り込む。)。
 モノアリールスルホニウムとしては、フェニルメチルベンジルスルホニウム、4-ヒドロキシフェニルメチルベンジルスルホニウム、4-メトキシフェニルメチルベンジルスルホニウム、4-アセトカルボニルオキシフェニルメチルベンジルスルホニウム、2-ナフチルメチルベンジルスルホニウム、2-ナフチルメチル(1-エトキシカルボニル)エチルスルホニウム、フェニルメチルフェナシルスルホニウム、4-ヒドロキシフェニルメチルフェナシルスルホニウム、4-メトキシフェニルメチルフェナシルスルホニウム、4-アセトカルボニルオキシフェニルメチルフェナシルスルホニウム、2-ナフチルメチルフェナシルスルホニウム、2-ナフチルオクタデシルフェナシルスルホニウム及び9-アントラセニルメチルフェナシルスルホニウム等が挙げられる(特開平6-345726号、特開平8-325225号、特開平9-118663号(対応米国特許第6,093,753号)、特開平2-196812号(対応米国特許第5,399,596)、特開平2-1470号(対応米国特許第5,399,596)、特開平2-196812号(対応米国特許第5,399,596)、特開平3-237107号、特開平3-17101号、特開平6-228086号、特開平10-152469号、特開平7-300505号(対応米国特許第5,798,396)、特開2000-39706号(対応PCTパンフレットWO91/06039)、特開2003-277353及び特開2003-277352等;これらの文献に開示された開示内容を参照により本出願に取り込む。)。
 トリアルキルスルホニウムとしては、ジメチルフェナシルスルホニウム、フェナシルテトラヒドロチオフェニウム、ジメチルベンジルスルホニウム、ベンジルテトラヒドロチオフェニウム及びオクタデシルメチルフェナシルスルホニウム等が挙げられる(特開平4-308563号、特開平5-140210号、特開平5-140209号、特開平5-230189号、特開平6-271532号、特開昭58-37003号、特開平2-178303号、特開平10-338688号、特開平9-328506号、特開平11-228534号、特開平8-27102号(対応米国特許:第5,691,111、第5,756,850)、特開平7-333834号(対応米国特許第5,624,787)、特開平5-222167号(対応欧州特許第0527107B1)、特開平11-21307号(対応米国特許第6,127,092)、特開平11-35613号(対応米国特許第6,162,881)及び米国特許第6,031,014号等;これらの文献に開示された開示内容を参照により本出願に取り込む。)。
 ヨードニウムイオンとしては、ジフェニルヨードニウム、ジ-p-トリルヨードニウム、ビス(4-ドデシルフェニル)ヨードニウム、ビス(4-メトキシフェニル)ヨードニウム、(4-オクチルオキシフェニル)フェニルヨードニウム、ビス(4-デシルオキシフェニル)ヨードニウム、4-(2-ヒドロキシテトラデシルオキシ)フェニルフェニルヨードニウム、4-イソプロピルフェニル(p-トリル)ヨードニウム、イソブチルフェニル(p-トリル)ヨードニウム等が挙げられる(Macromolecules,10,1307(1977)、特開平6-184170号(対応米国特許:第5,468,902、第5,550,265、第5,668,192、第6,147,184、第6,153,661)、米国特許第4,256,828号、米国特許第4,351,708号、特開昭56-135519号(対応米国特許第4,351,708)、特開昭58-38350号、特開平10-195117号、特開2001-139539号(対応米国特許第6,380,277)、特開2000-510516号(対応米国特許第6,291,540)及び特開2000-119306号(対応欧州特許第0994124B1)等;これらの文献に開示された開示内容を参照により本出願に取り込む。)。
 セレニウムイオンとしては、トリアリールセレニウム(トリフェニルセレニウム、トリ-p-トリルセレニウム、トリ-o-トリルセレニウム、トリス(4-メトキシフェニル)セレニウム、1-ナフチルジフェニルセレニウム、トリス(4-フルオロフェニル)セレニウム、トリ-1-ナフチルセレニウム、トリ-2-ナフチルセレニウム、トリス(4-ヒドロキシフェニル)セレニウム、4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルセレニウム及び4-(p-トリルチオ)フェニルジ-p-トリルセレニウム等)、ジアリールセレニウム(ジフェニルフェナシルセレニウム、ジフェニルベンジルセレニウム及びジフェニルメチルセレニウム等)、モノアリールセレニウム(フェニルメチルベンジルセレニウム、4-ヒドロキシフェニルメチルベンジルセレニウム、フェニルメチルフェナシルセレニウム、4-ヒドロキシフェニルメチルフェナシルセレニウム及び4-メトキシフェニルメチルフェナシルセレニウム等)及びトリアルキルセレニウム(ジメチルフェナシルセレニウム、フェナシルテトラヒドロセレノフェニウム、ジメチルベンジルセレニウム、ベンジルテトラヒドロセレノフェニウム及びオクタデシルメチルフェナシルセレニウム等)等が挙げられる(特開昭50-151997号(対応米国特許:第4,058,401、第4,136,102、第4,161,478、第4,173,551、第4,175,972、第4,219,654、第4,234,732、第4,250,311、第4,273,668、第4,283,312、第4,407,759、第4,417061)、特開昭50-151976号(対応米国特許第4,058,400、第4,161,405)、特開昭53-22597号(対応米国特許第4,193,799)等;これらの文献に開示された開示内容を参照により本出願に取り込む。)。
 アンモニウムイオンとしては、テトラアルキルアンモニウム(テトラメチルアンモニウム、エチルトリメチルアンモニウム、ジエチルジメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、トリメチル-n-プロピルアンモニウム、トリメチルイソプロピルアンモニウム、トリメチル-n-ブチルアンモニウム、トリメチルイソブチルアンモニウム、トリメチル-t-ブチルアンモニウム、トリメチル-n-ヘキシルアンモニウム、ジメチルジ-n-プロピルアンモニウム、ジメチルジイソプロピルアンモニウム、ジメチル-n-プロピルイソプロピルアンモニウム、メチルトリ-n-プロピルアンモニウム及びメチルトリイソプロピルアンモニウム等)、ピロリジニウム(N,N-ジメチルピロリジニウム、N-エチル-N-メチルピロリジニウム及びN,N-ジエチルピロリジニウム等)、イミダゾリニウム(N,N′-ジメチルイミダゾリニウム、N,N′-ジエチルイミダゾリニウム、N-エチル-N′-メチルイミダゾリニウム、1,2,3-トリメチルイミダゾリニウム、1,3,4-トリメチルイミダゾリニウム、1,3-ジエチル-2-メチルイミダゾリニウム、1,3-ジエチル-4-メチルイミダゾリニウム及び1,2,3,4-テトラメチルイミダゾリニウム等)、テトラヒドロピリミジニウム(N,N′-ジメチルテトラヒドロピリミジニウム、N,N′-ジエチルテトラヒドロピリミジニウム、N-エチル-N′-メチルテトラヒドロピリミジニウム及び1,2,3-トリメチルテトラヒドロピリミジニウム等)、モルホリニウム(N,N′-ジメチルモルホリニウム、N-エチル-N-メチルモルホリニウム及びN,N-ジエチルモルホリニウム等)、ピペリジニウム(N,N-ジメチルピペリジニウム、N-エチル-N′-メチルピペリジニウム及びN,N′-ジエチルピペリジニウム等)、ピリジニウム(N-メチルピリジニウム、N-エチルピリジニウム、N-n-プロピルピリジニウム、N-イソプロピルピリジニウム、N-n-ブチルピリジニウム、N-ベンジルピリジニウム及びN-フェナシルピリジウム等)、イミダゾリウム(N,N′-ジメチルイミダゾリウム、N-エチル-N-メチルイミダゾリウム、N,N′-ジエチルイミダゾリウム、1,2-ジエチル-3-メチルイミダゾリウム、1,3-ジエチル-2-メチルイミダゾリウム及び1-メチル-3-n-プロピル-2,4-ジメチルイミダゾリウム等)、キノリウム(N-メチルキノリウム、N-エチルキノリウム、N-n-プロピルキノリウム、N-イソプロピルキノリウム、N-n-ブチルキノリウム、N-ベンジルキノリウム及びN-フェナシルキノリウム等)、イソキノリウム(N-メチルイソキノリウム、N-エチルイソキノリウム、N-n-プロピルイソキノリウム、N-イソプロピルイソキノリウム、N-n-ブチルイソキノリウム、N-ベンジルイソキノリウム及びN-フェナシルイソキノリウム等)、チアゾニウム(ベンジルベンゾチアゾニウム及びフェナシルベンゾチアゾニウム等)、及びアルリジニウム(ベンジルアクリジウム及びフェナシルアクリジウム等)等が挙げられる(米国特許第4,069,055号、特許公報第2519480号、特開平5-222112号、特開平5-222111号、特開平5-262813号、特開平5-255256号、特開平7-109303号、特開平10-101718号、特開平2-268173号、特開平9-328507号、特開平5-132461号、特開平9-221652号、特開平7-43854号、特開平7-43901号、特開平5-262813号、特開平4-327574、特開平2-43202号、特開昭60-203628号、特開昭57-209931号(対応英国特許出願第2099825)及び特開平9-221652号等;これらの文献に開示された開示内容を参照により本出願に取り込む。)。
 ホスホニウムイオンとしては、テトラアリールホスホニウム(テトラフェニルホスホニウム、テトラ-p-トリルホスホニウム、テトラキス(2-メトキシフェニル)ホスホニウム、テトラキス(3-メトキシフェニル)ホスホニウム及びテトラキス(4-メトキシフェニル)ホスホニウム等)、トリアリールホスホニウム(トリフェニルベンジルホスホニウム、トリフェニルフェナシルホスホニウム、トリフェニルメチルホスホニウム及びトリフェニルブチルホスホニウム等、及びテトラアルキルホスホニウム(トリエチルベンジルホスホニウム、トリブチルベンジルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム、テトラヘキシルホスホニウム、トリエチルフェナシルホスホニウム及びトリブチルフェナシルホスホニウム等)等が挙げられる(特開平6-157624号、特開平5-105692号、特開平7-82283号及び特開平9-202873号等)。
 遷移金属錯体イオンとしては、クロム錯体カチオン{(η5-シクロペンタジエニル)(η6-トルエン)Cr、(η5-シクロペンタジエニル)(η6-キシレン)Cr、(η5-シクロペンタジエニル)(η6-1-メチルナフタレン)Cr、(η5-シクロペンタジエニル)(η6-クメン)Cr、(η5-シクロペンタジエニル)(η6-メシチレン)Cr、(η5-シクロペンタジエニル)(η6-ピレン)Cr、(η5-フルオレニル)(η6-クメン)Cr、(η5-インデニル)(η6-クメン)Cr、ビス(η6-メシチレン)Cr2+、ビス(η6-キシレン)Cr2+、ビス(η6-クメン)Cr2+、ビス(η6-トルエン)Cr2+、(η6-トルエン)(η6-キシレン)Cr2+、(η6-クメン)(η6-ナフタレン)Cr2+、ビス(η5-シクロペンタジエニル)Cr、ビス(η5-インデニル)Cr、(η5-シクロペンタジエニル)(η5-フルオレニル)Cr及び(η5-シクロペンタジエニル)(η5-インデニル)Cr等}、及び鉄錯体カチオン{(η5-シクロペンタジエニル)(η6-トルエン)Fe、(η5-シクロペンタジエニル)(η6-キシレン)Fe、(η5-シクロペンタジエニル)(η6-1-メチルナフタレン)Fe、(η5-シクロペンタジエニル)(η6-クメン)Fe、(η5-シクロペンタジエニル)(η6-メシチレン)Fe、(η5-シクロペンタジエニル)(η6-ピレン)Fe、(η5-フルオレニル)(η6-クメン)Fe、(η5-インデニル)(η6-クメン)Fe、ビス(η6-メシチレン)Fe2+、ビス(η6-キシレン)Fe2+、ビス(η6-クメン)Fe2+、ビス(η6-トルエン)Fe2+、(η6-トルエン)(η6-キシレン)Fe2+、(η6-クメン)(η6-ナフタレン)Fe2+、ビス(η5-シクロペンタジエニル)Fe、ビス(η5-インデニル)Fe、(η5-シクロペンタジエニル)(η5-フルオレニル)Fe及び(η5-シクロペンタジエニル)(η5-インデニル)Fe等}等が挙げられる(ただし、Crはクロム原子、Feは鉄原子を表す。)(Macromol. Chem.,81,86(1965)、Angew.Makromol.Chem.,50,9(1976)、Macromol.Chem.,153,229(1972)、J.Polym.Sci.,Polym.Chem.Edn.,14,1547(1976)、Chem.Ztg.,108,345(1984)、J.Imaging.Sci.,30,174(1986)、J.Photochem.Photobiol.A:Chem.,77(1994)、J.Rad.Curing.,26(1986)、Adv.Polym.Sci.,78,61(1986)、米国特許第4,973,722号、同第4,992,572号、同第3,895,954号、ヨーロッパ特許公開公報第203829号、同第354181号、同第94914号、同第109851号、同第94915号、特開平58-210904号(対応米国特許第4,868,288号)、特開昭59-108003号(対応米国特許:第5,089,536、第5,191,101、第5,385,954)、特開2000-226396号(対応欧州特許第1153905)及び特開平2-284903号(対応米国特許:第5,130,406、第5,179,179、第5,366,947)等;これらの文献に開示された開示内容を参照により本出願に取り込む。)。
 本発明の光酸発生剤は、カチオン重合性化合物への溶解を容易にするため、あらかじめカチオン重合を阻害しない溶剤に溶かしておいてもよい。
 溶剤としては、カーボネート(プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、1,2-ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート及びジエチルカーボネート等);エステル(酢酸エチル、乳酸エチル、β-プロピオラクトン、β―ブチロラクトン、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン及びε-カプロラクトン等);エーテル(エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールジブチルエーテル等);及びエーテルエステル(エチレングリコールモノメチルエーテル酢酸エステル、プロピレングリコールモノエチルエーテル酢酸エステル及びジエチレングリコールモノブチルエーテル酢酸エステル等)等が挙げられる。
 溶剤を使用する場合、溶剤の使用割合は、本発明の光酸発生剤100重量部に対して、15~1000重量部が好ましく、さらに好ましくは30~500重量部である。
 本発明のエネルギー線硬化性組成物は、上記の光酸発生剤とカチオン重合性化合物とから構成される。
 カチオン重合性化合物としては、環状エーテル(エポキシド及びオキセタン等)、エチレン性不飽和化合物(ビニルエーテル及びスチレン等)、ビシクロオルトエステル、スピロオルトカーボネート及びスピロオルトエステル等が挙げられる(特開平11-060996号、特開平09-302269号、特開2003-026993号、特開2002-206017号(対応米国特許出願第2003/0170396)、特開平11-349895号(対応米国特許第6,322,892)、特開平10-212343号、特開2000-119306号(対応米国特許第6,558,871)、特開平10-67812号(対応米国特許第6,054,501)、特開2000-186071号(対応米国特許第6,368,769)、特開平08-85775号、特開平08-134405号、特開2008-20838、特開2008-20839、特開2008-20841、特開2008-26660、特開2008-26644、特開2007-277327、フォトポリマー懇話会編「フォトポリマーハンドブック」(1989年、工業調査会)、総合技術センター編「UV・EB硬化技術」(1982年、総合技術センター)、ラドテック研究会編「UV・EB硬化材料」(1992年、シーエムシー)、技術情報協会編「UV硬化における硬化不良・阻害原因とその対策」(2003年、技術情報協会)、色材、68、(5)、286-293(1995)、ファインケミカル、29、(19)、5-14(2000)等;これらの文献に開示された開示内容を参照により本出願に取り込む。)。
 エポキシドとしては、公知のもの等が使用でき、芳香族エポキシド、脂環式エポキシド及び脂肪族エポキシドが含まれる。
 芳香族エポキシドとしては、少なくとも1個の芳香環を有する1価又は多価のフェノール(フェノール、ビフェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェノールノボラック、クレゾールノボラック及びこれらの臭素化物又はこれらのアルキレンオキシド付加体した化合物)のグリシジルエーテル、及び少なくとも1個の芳香環を有する1価又は多価のカルボン酸(フタル酸及び3-メチルフタル酸等)のグリシジルエステル(ジグリシジルフタレート及びジグリシジル-3-メチルフタレート等)が挙げられる。
 脂環式エポキシドとしては、少なくとも1個のシクロヘキセンやシクロペンテン環を有する化合物を酸化剤でエポキシ化することによって得られる化合物(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4-エポキシ-1-メチルシクロヘキシル-3,4-エポキシ-1-メチルヘキサンカルボキシレート、6-メチル-3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-6-メチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4-エポキシ-3-メチルシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシ-3-メチルシクロヘキサンカルボキシレート、3,4-エポキシ-5-メチルシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシ-5-メチルシクロヘキサンカルボキシレート、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル-5,5-スピロ-3,4-エポキシ)シクロヘキサンメタジオキサン、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、3,4-エポキシ-6-メチルシクロヘキシルカルボキシレート、メチレンビス(3,4-エポキシシクロヘキサン)、ジシクロペンタジエンジエポキシド及びエチレンビス(3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)等)が挙げられる。
 脂肪族エポキシドとしては、脂肪族多価アルコール又はこのアルキレンオキシド付加体のポリグリシジルエーテル(1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールAジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ソルビトールのテトラグリシジルエーテル及びジペンタエリスリトールのヘキサグリシジルエーテル等)、脂肪族多塩基酸のポリグリシジルエステル(ジグリシジルテトラヒドロフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート及びジグリシジルヘキサヒドロ-3-メチルフタレート等)、長鎖不飽和化合物のエポキシ化物(エポキシ化大豆油及びエポキシ化ポリブタジエン等)、グリシジル基含有ポリマー(グリシジル(メタ)アクリレートのホモポリマー又はこれと他の不飽和モノマーとのコポリマー等)、及びジメチルシロキサン骨格を有する多官能エポキシド(Journal of Polym. Sci.、Part A、Polym. Chem.,Vol.28,497(1990);この文献に開示された開示内容を参照により本出願に取り込む。)等が挙げられる。
 オキセタンとしては、公知のもの等が使用でき、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチルベンゼン、[1-(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)エチル]フェニルエーテル、イソブトキシメチル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、イソボルニルオキシエチル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、イソボルニル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、2-エチルヘキシル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、エチルジエチレングリコール(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルオキシエチル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、テトラヒドロフルフリル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、テトラブロモフェニル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、2-テトラブロモフェノキシエチル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、トリブロモフェニル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、2-トリブロモフェノキシエチル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、2-ヒドロキシエチル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、2-ヒドロキシプロピル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ブトキシエチル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ペンタクロロフェニル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ペンタブロモフェニル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ボルニル(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、3,7-ビス(3-オキセタニル)-5-オキサ-ノナン、3,3’-(1,3-(2-メチレニル)プロパンジイルビス(オキシメチレン))ビス-(3-エチルオキセタン)、1,4-ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、1,2-ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]エタン、1,3-ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]プロパン、エチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、トリシクロデカンジイルジメチレン(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、トリメチロールプロパントリス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、1,4-ビス(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)ブタン、1,6-ビス(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)ヘキサン、ペンタエリスリトールトリス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ポリエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールペンタキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールテトラキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、3-エチル-3-フェノキシメチルオキセタン、3-エチル-3-(4-メチルフェノキシ)メチルオキセタン、3-エチル-3-(4-フルオロフェノキシ)メチルオキセタン、3-エチル-3-(1-ナフトキシ)メチルオキセタン、3-エチル-3-(2-ナフトキシ)メチルオキセタン、3-エチル-3-{[3-(エトキシシリル)プロポキシ]メチル}オキセタン、オキセタニルシルセスキオキセタン及びフェノールノボラックオキセタン等が挙げられる。
 エチレン性不飽和化合物としては、公知のカチオン重合性単量体等が使用でき、脂肪族モノビニルエーテル、芳香族モノビニルエーテル、多官能ビニルエーテル、スチレン及びカチオン重合性窒素含有モノマーが含まれる。
 脂肪族モノビニルエーテルとしては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、2-クロロエチルビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル、2-アセトキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、アリルビニルエーテル、2-メタクリロイロオキシエチルビニルエーテル及び2-アクリロイロオキシエチルビニルエーテル等が挙げられる。
 芳香族モノビニルエーテルとしては、2-フェノキシエチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル及びp-メトキシフェニルビニルエーテル等が挙げられる。
 多官能ビニルエーテルとしては、ブタンジオール-1,4-ジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、1,4-ベンゼンジビニルエーテル、ハイドロキノンジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル(1,4-ビス[(ビニルオキシ)メチル]シクロヘキサン)、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル及びヘキサンジオールジビニルエーテル等が挙げられる。
 スチレンとしては、スチレン、α-メチルスチレン、p-メトキシスチレン及びp-tert-ブトキシスチレン等が挙げられる。
 カチオン重合性窒素含有モノマーとしては、N-ビニルカルバゾール及びN-ビニルピロリドン等が挙げられる。
 ビシクロオルトエステルとしては、1-フェニル-4-エチル-2,6,7-トリオキサビシクロ[2.2.2]オクタン及び1-エチル-4-ヒドロキシメチル-2,6,7-トリオキサビシクロ-[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
 スピロオルトカーボネートとしては、1,5,7,11-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン及び3、9-ジベンジル-1,5,7,11-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン等が挙げられる。
 スピロオルトエステルとしては、1,4,6-トリオキサスピロ[4.4]ノナン、2-メチル-1,4,6-トリオキサスピロ[4.4]ノナン及び1,4,6-トリオキサスピロ[4.5]デカン等が挙げられる。
 これらのカチオン重合性化合物のうち、エポキシド、オキセタン及びビニルエーテルが好ましく、さらに好ましくはエポキシド及びオキセタン、特に好ましくは脂環式エポキシド及びオキセタンである。また、これらのカチオン重合性化合物は単独で使用してもよく、または2種以上を併用してもよい。
 エネルギー線硬化性組成物中の本発明の光酸発生剤の含有量は、カチオン重合性化合物100部に対し、0.05~20重量部が好ましく、さらに好ましくは0.1~10重量部である。この範囲であると、カチオン重合性化合物の重合がさらに十分となり、硬化体の物性がさらに良好となる。なお、この含有量は、カチオン重合性化合物の性質やエネルギー線の種類と照射量、温度、硬化時間、湿度、塗膜の厚み等のさまざまな要因を考慮することによって決定され、上記範囲に限定されない。
 本発明のエネルギー線硬化性組成物には、必要に応じて、公知の添加剤(増感剤、顔料、充填剤、帯電防止剤、難燃剤、消泡剤、流動調整剤、光安定剤、酸化防止剤、密着性付与剤、イオン補足剤、溶剤、非反応性の樹脂及びラジカル重合性化合物等)を含有させることができる。
 本発明のエネルギー線硬化性組成物には、基本的に増感剤の必要がないが、硬化性を補完するものとして、必要により、増感剤を含有できる。このような増感剤としては、公知(特開平11-279212号及び特開平09-183960号等)の増感剤等が使用でき、アントラセン{アントラセン、9,10-ジブトキシアントラセン、9,10-ジメトキシアントラセン、2-エチル-9,10-ジメトキシアントラセン、2-tert-ブチル-9,10-ジメトキシアントラセン、2,3-ジメチル-9,10-ジメトキシアントラセン、9-メトキシ-10-メチルアントラセン、9,10-ジエトキシアントラセン、2-エチル-9,10-ジエトキシアントラセン、2-tert-ブチル-9,10-ジエトキシアントラセン、2,3-ジメチル-9,10-ジエトキシアントラセン、9-エトキシ-10-メチルアントラセン、9,10-ジプロポキシアントラセン、2-エチル-9,10-ジプロポキシアントラセン、2-tert-ブチル-9,10-ジプロポキシアントラセン、2,3-ジメチル-9,10-ジプロポキシアントラセン、9-イソプロポキシ-10-メチルアントラセン、9,10-ジベンジルオキシアントラセン、2-エチル-9,10-ジベンジルオキシアントラセン、2-tert-9,10-ジベンジルオキシアントラセン、2,3-ジメチル-9,10-ジベンジルオキシアントラセン、9-ベンジルオキシ-10-メチルアントラセン、9,10-ジ-α-メチルベンジルオキシアントラセン、2-エチル-9,10-ジ-α-メチルベンジルオキシアントラセン、2-tert-9,10-ジ-α-メチルベンジルオキシアントラセン、2,3-ジメチル-9,10-ジ-α-メチルベンジルオキシアントラセン、9-(α-メチルベンジルオキシ)-10-メチルアントラセン、9,10-ジフェニルアントラセン、9-メトキシアントラセン、9-エトキシアントラセン、9-メチルアントラセン、9-ブロモアントラセン、9-メチルチオアントラセン及び9-エチルチオアントラセン等};ピレン;1,2-ベンズアントラセン;ペリレン;テトラセン;コロネン;チオキサントン{チオキサントン、2-メチルチオキサントン、2-エチルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン及び2,4-ジエチルチオキサントン等};フェノチアジン;キサントン;ナフタレン{1-ナフトール、2-ナフトール、1-メトキシナフタレン、2-メトキシナフタレン、1,4-ジヒドロキシナフタレン、1,5-ジヒドロキシナフタレン、1,6-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジメトキシナフタレン、1,1′-チオビス(2-ナフトール)、1,1′-ビ-(2-ナフトール)及び4-メトキシ-1-ナフトール等};ケトン{ジメトキシアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、4’-イソプロピル-2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン、2-ヒドロキシメチル-2-メチルプロピオフェノン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、p-ジメチルアミノアセトフェノン、p-tert-ブチルジ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、p-アジドベンザルアセトフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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-n-ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、ミヒラーケトン、4,4’-ビスジエチルアミノベンゾフェノン、4,4’-ジクロロベンゾフェノン及び4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルスルフィド等};カルバゾール{N-フェニルカルバゾール、N-エチルカルバゾール、ポリ-N-ビニルカルバゾール及びN-グリシジルカルバゾール等};クリセン{1,4-ジメトキシクリセン、1,4-ジエトキシクリセン、1,4-ジプロポキシクリセン、1,4-ジベンジルオキシクリセン及び1,4-ジ-α-メチルベンジルオキシクリセン等};フェナントレン{9-ヒドロキシフェナントレン、9-メトキシフェナントレン、9-エトキシフェナントレン、9-ベンジルオキシフェナントレン、9,10-ジメトキシフェナントレン、9,10-ジエトキシフェナントレン、9,10-ジプロポキシフェナントレン、9,10-ジベンジルオキシフェナントレン、9,10-ジ-α-メチルベンジルオキシフェナントレン、9-ヒドロキシ-10-メトキシフェナントレン及び9-ヒドロキシ-10-エトキシフェナントレン等}等が挙げられる。
 増感剤を含有する場合、増感剤の含有量は、光酸発生剤100部に対して、1~300重量部が好ましく、さらに好ましくは5~200重量部である。
 顔料としては、公知の顔料等が使用でき、無機顔料(酸化チタン、酸化鉄及びカーボンブラック等)及び有機顔料(アゾ顔料、シアニン顔料、フタロシアニン顔料及びキナクリドン顔料等)等が挙げられる。
 顔料を含有する場合、顔料の含有量は、光酸発生剤100部に対して、0.5~400000重量部が好ましく、さらに好ましくは10~150000重量部である。
 充填剤としては、公知の充填剤等が使用でき、溶融シリカ、結晶シリカ、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸マグネシウム、マイカ、タルク、ケイ酸カルシウム及びケイ酸リチウムアルミニウム等が挙げられる。
 充填剤を含有する場合、充填剤の含有量は、光酸発生剤100部に対して、50~600000重量部が好ましく、さらに好ましくは300~200000重量部である。
 帯電防止剤としては、公知の帯電防止剤等が使用でき、非イオン型帯電防止剤{グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)アルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン脂肪酸エステル及びアルキルジエタノールアミド等};アニオン型帯電防止剤{アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩及びアルキルリン酸塩等};カチオン型帯電防止剤{テトラアルキルアンモニウム塩及びトリアルキルベンジルアンモニウム塩等};両性型帯電防止剤{アルキルベタイン及びアルキルイミダゾリウムベタイン等};高分子型帯電防止剤{第四級アンモオ含有スチレン-(メタ)アクリレート共重合体、第四級アンモニオ含有スチレン-アクリロニトリル-マレイミド共重合体、ポリオキシエチレングリコール、ポリエーテルエステルアミド、ポリエーテルアミドイミド、エチレンオキシド-エピクロロヒドリン共重合体及びメトキシポリオキシエチレングリコール(メタ)アクリレート共重合体等}等が挙げられる。
 帯電防止剤を含有する場合、帯電防止剤の含有量は、光酸発生剤100部に対して、0.1~20000重量部が好ましく、さらに好ましくは0.6~5000重量部である。
 難燃剤としては、公知の難燃剤等が使用でき、無機難燃剤{三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化錫、水酸化錫、酸化モリブデン、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、赤燐、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及びアルミン酸カルシウム等};臭素難燃剤{テトラブロモ無水フタル酸、ヘキサブロモベンゼン及びデカブロモビフェニルエーテル等};及びリン酸エステル難燃剤{トリス(トリブロモフェニル)ホスフェート等}等が挙げられる。
 難燃剤を含有する場合、難燃剤の含有量は、光酸発生剤100部に対して、0.5~40000重量部が好ましく、さらに好ましくは5~10000重量部である。
 消泡剤としては、公知の消泡剤等が使用でき、アルコール消泡剤{イソプロパノール、n-ブタノール、オクタエチルアルコール及びヘキサデシルアルコール等};金属石鹸消泡剤{ステアリン酸カルシウム及びステアリン酸アルミニウム等};リン酸エステル消泡剤{トリブチルホスフェート等};脂肪酸エステル消泡剤{グリセリンモノラウレート等};ポリエーテル消泡剤{ポリアルキレングリコール等};シリコーン消泡剤{ジメチルシリコーンオイル及びシリカ・シリコーンコンパウンド等};及び鉱物油消泡剤{シリカ粉末を分散させた鉱物油等}等が挙げられる。
 消泡剤を含有する場合、消泡剤の含有量は、光酸発生剤100部に対して、0.1~20000重量部が好ましく、さらに好ましくは0.5~5000重量部である。
 流動調整剤としては、公知の流動性調整剤等が使用でき、水素添加ヒマシ油、酸化ポリエチレン、有機ベントナイト、コロイド状シリカ、アマイドワックス、金属石鹸及びアクリル酸エステルポリマー等が挙げられる。
 流動性調整剤を含有する場合、流動性調整剤の含有量は、光酸発生剤100部に対して、0.1~20000重量部が好ましく、さらに好ましくは0.5~5000重量部である。
 光安定剤としては、公知の光安定剤等が使用でき、紫外線吸収型安定剤{ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、サリチレート、シアノアクリレート及びこれらの誘導体等};ラジカル補足型安定剤{ヒンダードアミン等};及び消光型安定剤{ニッケル錯体等}等が挙げられる。
 光安定剤を含有する場合、光安定剤の含有量は、光酸発生剤100部に対して、0.05~40000重量部が好ましく、さらに好ましくは0.5~10000重量部である。
 酸化防止剤としては、公知の酸化防止剤等が使用でき、フェノール系酸化防止剤(モノフェノール系、ビスフェノール系及び高分子フェノール系等)、硫黄系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤等が挙げられる。
 酸化防止剤を含有する場合、酸化防止剤の含有量は、光酸発生剤100部に対して、0.1~20000重量部が好ましく、さらに好ましくは0.6~5000重量部である。
 密着性付与剤としては、公知の酸化防止剤等が使用でき、カップリング剤、シランカップリング剤及びチタンカップリング剤等が挙げられる。
 密着性付与剤を含有する場合、密着性付与剤の含有量は、密着性付与剤100部に対して、0.1~20000重量部が好ましく、さらに好ましくは0.6~5000重量部である。
 イオン補足剤としては、公知のイオン補足剤等が使用でき、有機アルミニウム(アルコキシアルミニウム及びフェノキシアルミニウム等)等が挙げられる。
 イオン補足剤を含有する場合、イオン補足剤の含有量は、光酸発生剤100部に対して、0.1~20000重量部が好ましく、さらに好ましくは0.6~5000重量部である。
 溶剤としては、カチオン重合性化合物の溶解やエネルギー線硬化性組成物の粘度調整のために使用できれば制限はなく、エーテル{アニソール、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン及びエチル-tert-ブチルエーテル等};芳香族炭化水素{トルエン、キシレン、クメン、エチルベンゼン及びメシチレン等};ケトン{アセトン、メチルエチルケトン、イソブチルケトン及びシクロヘキサノン等};アルコール{メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール及びtert-ブタノール等};ニトリル{アセトニトリル等}等が挙げられる。
 溶剤を含有する場合、溶剤の含有量は、光酸発生剤100部に対して、50~2000000重量部が好ましく、さらに好ましくは200~500000重量部である。
 非反応性の樹脂としては、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリブタジエン、ポリカーボナート、ポリスチレン、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリブテン、スチレンブタジエンブロックコポリマー水添物、(メタ)アクリル酸エステルの共重合体及びポリウレタン等が挙げられる。これらの樹脂の数平均分子量は、1000~500000が好ましく、さらに好ましくは5000~100000である(数平均分子量はGPC等の一般的な方法によって測定された値である。)。
 非反応性の樹脂を含有する場合、非反応性の樹脂の含有量は、光酸発生剤100部に対して、5~400000重量部が好ましく、さらに好ましくは50~150000重量部である。
 非反応性の樹脂を含有させる場合、非反応性の樹脂をカチオン重合性化合物等と溶解しやすくするため、あらかじめ溶剤に溶かしておくことが望ましい。
 ラジカル重合性化合物としては、公知{フォトポリマー懇話会編「フォトポリマーハンドブック」(1989年、工業調査会)、総合技術センター編「UV・EB硬化技術」(1982年、総合技術センター)、ラドテック研究会編「UV・EB硬化材料」(1992年、シーエムシー)、技術情報協会編「UV硬化における硬化不良・阻害原因とその対策」(2003年、技術情報協会)}のラジカル重合性化合物等が使用でき、単官能モノマー、2官能モノマー、多官能モノマー、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート及びウレタン(メタ)アクリレートが含まれる。
 単官能モノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、スチレン、ビニルシクロヘキセン、イソブチレン及びブタジエン等が挙げられる。
 2官能モノマーとしては、2価アルコール又はこれらのアルキレンオキシド付加体のジ(メタ)アクリレート{2価アルコール(エチレングリコール、プロピレングリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールAの水素化物及びこれらのアルキレンオキシド付加体等)のジ(メタ)アクリレート}、及びジビニルベンゼン等が挙げられる。
 多官能モノマーとしては、2官能モノマー以外のモノマーが使用でき、多価アルコール(トリメチロールプロパン、グリセリン及びペンタエリスリトール及びこのアルキレンオキシド付加体等)の(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 エポキシ(メタ)アクリレートとしては、エポキシド{芳香族エポキシド、脂環式エポキシド及び脂肪族エポキシド等}と、(メタ)アクリル酸とを反応させて得られるエポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 ポリエステル(メタ)アクリレートとしては、芳香族多塩基酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸及びピロメリット酸等)又は脂肪族多塩基酸(コハク酸、アジピン酸及びセバシン酸等)と、多価アルコール(エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ビスフェノール及びこれらのアルキレンオキシド付加体等)とから得たヒドロキシ末端のポリエステルを、(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得られるポリエステル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 ウレタン(メタ)アクリレートとしては、多官能イソシアネート{脂環式イソシアネート(イソホロンジイソシアネート及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等)、脂肪族イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート及びヘキサメチレンジイソシアネート等)、芳香族イソシアネート(トルエンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート及びジフェニルメタンジイソシアネート等)等}と、多価アルコール{エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ビスフェノール、水添ビスフェノール、ポリカプロラクトンジオール、ポリエステルジオール及びポリカーボネートジオール等}とから得たイソシアネート末端のプレポリマーを、ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート{2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート及びペンタエリスリトールのトリ(メタ)アクリレート等}とのウレタン化反応によって得られるウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 ラジカル重合性化合物を含有する場合、ラジカル重合性化合物の含有量は、光酸発生剤100部に対して、5~400000重量部が好ましく、さらに好ましくは50~150000重量部である。
 ラジカル重合性化合物を含有する場合、これらをラジカル重合によって高分子量化するために、熱又は光によって重合を開始するラジカル重合開始剤を使用することが好ましい。
 ラジカル重合開始剤としては、公知のラジカル重合開始剤等が使用でき、熱ラジカル重合開始剤及び光ラジカル重合開始剤が含まれる。
 熱ラジカル重合開始剤としては、有機過酸化物{ケトンパーオキシド(メチルエチルケトンパーオキシド及びシクロヘキサノンパーオキシド等)、パーオキシケタール(2,2-ビス(tert-ブチルパーオキシ)ブタン及び1,1-ビス(tert-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン等)、ヒドロパーオキシド(tert-ブチルヒドロパーオキシド及びクメンヒドロパーオキシド等)、ジアルキルパーオキシド(ジ-tert-ブチルパーオキシド等)、ジアシルパーオキシド(イソブチリルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド及びベンゾイルパーオキシド等)、パーオキシジカーボネート(ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等)、パーオキシエステル(tert-ブチルパーオキシイソブチレート及び2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン等)等}、及びアゾ化合物{1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチル-4-メトキシバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-(2-プロペニル)プロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミド)、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2’-アゾビス(2-メチルプロパン)、2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)及びジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)等}等が挙げられる。
 光ラジカル重合開始剤としては、アセトフェノン開始剤{アセトフェノン、p-tert-ブチルトリクロロアセトフェノン及び2,2-ジエトキシアセトフェノン等}、ベンゾフェノン開始剤{ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル及び4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルスルフィド等}、ミヒラーケトン開始剤{4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン及び4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等}、ベンゾイン開始剤{ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル等}、チオキサントン開始剤{チオキサントン、2-メチルチオキサントン、2-エチルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン及び2,4-ジエチルチオキサントン等}及びアシルホスフィン開始剤{モノアシルホスフィンオキシド及びビスアシルホスフィンオキシド等}等が挙げられる。
 ラジカル重合開始剤を含有する場合、ラジカル重合開始剤の含有量は、ラジカル重合性化合物100部に対して、0.01~20重量部が好ましく、さらに好ましくは0.1~10重量部である。
 本発明のエネルギー線硬化性組成物は、カチオン重合性化合物、光酸発生剤及び必要により添加剤を、室温(20~30℃程度)又は必要により加熱(40~90℃程度)下で、均一に混合溶解するか、またはさらに、3本ロール等で混練して調製することができる。
 本発明のエネルギー線硬化性組成物は、エネルギー線を照射することにより硬化させて、硬化体を得ることができる。
 エネルギー線としては、本発明のスルホニウム塩の分解を誘発するエネルギーを有する限りいかなるものでもよいが、低圧、中圧、高圧若しくは超高圧の水銀灯、メタルハライドランプ、LEDランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ、蛍光灯、半導体固体レーザ、アルゴンレーザ、He-Cdレーザ、KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザ又はFレーザ等から得られる紫外~可視光領域(波長:約100~約800nm)のエネルギー線が好ましい。なお、エネルギー線には、電子線又はX線等の高エネルギーを有する放射線を用いることもできる。
 エネルギー線の照射時間は、エネルギー線の強度やエネルギー線硬化性組成物に対するエネルギー線の透過性に影響を受けるが、常温(20~30℃程度)で、0.1秒~10秒程度で十分である。しかしエネルギー線の透過性が低い場合やエネルギー線硬化性組成物の膜厚が厚い場合等にはそれ以上の時間をかけるのが好ましいことがある。エネルギー線照射後0.1秒~数分後には、ほとんどのエネルギー線硬化性組成物はカチオン重合により硬化するが、必要であればエネルギー線の照射後、室温(20~30℃程度)~150℃で数秒~数時間加熱しアフターキュアーすることも可能である。
 本発明のエネルギー線硬化性組成物のうち、R及び/又はRがアルキル基であるスルホニウム塩を含有するものは、加熱によっても硬化することができる。加熱温度は、50~250℃程度が好ましく、さらに好ましくは80~200℃である。加熱時間は、数分~数時間程度である。
 本発明のエネルギー線硬化性組成物の具体的な用途としては、塗料、コーティング剤、インキ、レジスト(ポジ型レジスト、化学増幅型レジスト、ネガ型レジスト)、レジストフィルム、感光性材料、接着剤、成形材料、注型材料、パテ、ガラス繊維含浸剤、目止め材、シーリング材、封止材及び光造用材料等が挙げられる。
 本発明のスルホニウム塩は、光照射によって強酸が発生することから、公知(特開2003-267968号、特開2003-261529号(対応米国特許出願:第2003/0207201、第2003/0235779)、特開2002-193925号(対応米国特許第6,723,483)等;これらの文献に開示された開示内容を参照により本出願に取り込む。)の化学増幅型レジスト材料用の光酸発生剤等としても使用できる。
 化学増幅型レジスト材料としては、(1)酸の作用によりアルカリ現像液に可溶となる樹脂及び光酸発生剤を必須成分とする2成分系化学増幅型ポジ型レジスト、(2)アルカリ現像液に可溶な樹脂、酸の作用によりアルカリ現像液に可溶となる溶解阻害剤及び光酸発生剤を必須成分とする3成分系化学増幅型ポジ型レジスト、並びに(3)アルカリ現像液に可溶な樹脂、酸の存在下で加熱処理することにより樹脂を架橋しアルカリ現像液に不溶とする架橋剤及び光酸発生剤を必須成分とする化学増幅型ネガ型レジストが含まれる。
 以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下特記しない限り、部は重量部、%は重量%を意味する。
(製造例1)2-(フェニルチオ)チオキサントンの合成
 2-クロロチオキサントン11.0部、チオフェノール4.9部、水酸化カリウム2.5部及びN,N-ジメチルホルムアミド162部を均一混合し、130℃で9時間反応させた後、反応溶液を室温(約25℃)まで冷却し、蒸留水200部中に投入し、生成物を析出させた。これをろ過し、残渣を水で濾液のpHが中性になるまで洗浄した後、残渣を減圧乾燥させ、黄色粉末状の生成物を得た。カラムクロマトグラフィー(溶離液:トルエン/ヘキサン=1/1:容量比)にて生成物を精製して、2-(フェニルチオ)チオキサントンを収率45%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.43(1H、d)、8.25(1H、s)、7.75~7.90(3H、m)、7.66(1H、d)、7.60(1H、t)、7.42~7.46(5H、m)}。
(製造例2)2-[(フェニル)スルフィニル]チオキサントンの合成
 製造例1で合成した2-(フェニルチオ)チオキサントン11.2部、アセトニトリル215部及び硫酸0.02部を40℃で撹拌しながら、これに30%過酸化水素水溶液4.0部を徐々に滴下し、40~45℃で14時間反応させた後、反応溶液を室温(約25℃)まで冷却し、蒸留水200部中に投入し、生成物を析出させた。これをろ過し、残渣を水で濾液のpHが中性になるまで洗浄した後、残渣を減圧乾燥させ、黄色粉末状の生成物を得た。カラムクロマトグラフィー(溶離液:酢酸エチル/トルエン=1/3:容量比)にて生成物を精製して、2-[(フェニル)スルフィニル]チオキサントンを収率83%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.75(1H、s)、8.45(1H、d)、8.01(2H、d)、7.75~7.85(4H、m)、7.53~7.62(4H、m)}。
(実施例1)[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート(10)の合成
 製造例1で合成した2-(フェニルチオ)チオキサントン4.3部、製造例2で合成した2-[(フェニル)スルフィニル]チオキサントン4.5部、無水酢酸4.1部及びアセトニトリル110部を40℃で撹拌しながら、これにトリフルオロメタンスルホン酸2.4部を徐々に滴下し、40~45℃で1時間反応させた後、反応溶液を室温(約25℃)まで冷却し、蒸留水150部中に投入し、クロロホルムで抽出し、水相のpHが中性になるまで水で洗浄した。クロロホルム相をロータリーエバポレーターに移して溶媒を留去した後、トルエン50部を加えて超音波洗浄器でトルエン中に分散し約15分間静置してから上澄みを除く操作を3回繰り返して、生成した固体を洗浄した。ついで、固体をロータリーエバポレーターに移して、溶媒を留去することにより、[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム トリフレート(トリフレート=トリフルオロメタンスルホン酸アニオン)を得た。このトリフレートをジクロロメタン212部に溶かし、10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液65部中に投入してから、室温(約25℃)で2時間撹拌し、ジクロロメタン層を分液操作にて水で3回洗浄した後、ロータリーエバポレーターに移して溶媒を留去することにより、[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェートを収率95%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.72(1H、s)、8.54(1H、s)、8.46(2H、d)、8.27(1H、d)、7.76~8.10(14H、m)、7.60~7.69(4H、m)}。また、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、840cm-1付近にP-F結合の吸収を確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(実施例2)[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート(10)と[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]ジフェニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート(20)とを含む混合物の合成
 製造例1で合成した2-(フェニルチオ)チオキサントン10.0部、ジフェニルスルホキシド6.3部、無水酢酸9.6部及びアセトニトリル273部を40℃で撹拌しながら、これにトリフルオロメタンスルホン酸5.7部を徐々に滴下し、40~45℃で3時間反応させた後、反応溶液を室温(約25℃)まで冷却し、蒸留水300部中に投入し、生成物を析出させた。これをろ過し、残渣を水で濾液のpHが中性になるまで洗浄し、残渣を減圧乾燥した後、ジエチルエーテル100部を加えて超音波洗浄器でジエチルエーテル中に分散し約15分間静置してから上澄みを除く操作を3回繰り返して、生成した固体を洗浄し、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去することにより、黄色粉末状固体を得た。黄色粉末状固体をジクロロメタン200部に溶かし、10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液103部中に投入した後、室温(約25℃)で2時間撹拌し、有機層を水で数回洗浄し、減圧乾燥することにより、[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェートを11%、[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]ジフェニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェートを18%含む混合物{この他に、4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェートを19%、フェニル-4-(フェニルチオ)フェニルチオキサントニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェートを52%含んでいた。}を得た。この混合物は、以下のHPLC分取条件により各フラクションを分取し、H-NMRにより同定した。また、各フラクションの含有量は、以下のHPLC条件にて、検量線を作成し定量した。また、各フラクションについて、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、840cm-1付近にP-F結合の吸収を確認した。
(HPLC分取条件)
 装 置:Waters 600 controller(日本ウォーターズ株式会社製)
 カラム:Shodex K-2001(昭和電工株式会社製)
 溶離液:クロロホルム
 流 量:3ml/min
 カラム温度:40℃
 検出器:Waters2414示差屈折計(日本ウォーターズ株式会社製)
 分画間隔:30秒
 注入量:500μL
(NMRデータ)
[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.72(1H、s)、8.54(1H、s)、8.46(2H、d)、8.27(1H、d)、7.76~8.10(14H、m)、7.60~7.69(4H、m)
[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]ジフェニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.53(1H、s)、8.47(1H、s)、8.00(1H、d)、7.69~7.92(15H、m)、7.65(1H、t)、7.54(2H、d)
4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)7.72~7.87(12H、m)、7.54~7.63(5H、m)、7.42(2H、d)
フェニル-4-(フェニルチオ)フェニルチオキサントニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.70(1H、s)、8.46(1H、d)、8.26(1H、d)、8.07(1H、d)、7.53~7.98(10H、m)、7.42~7.46(3H、m)
(HPLC条件)
 装 置:LaChrom D-7000型(株式会社日立製作所製)
 カラム:Inertsil Ph-3(4.6mmi.d. x 250mm、ジーエルサイエンス株式会社製)
 溶離液:メタノール/水/過塩素酸ナトリウム=87/10/3(重量比)
 流 量:1ml/min
 カラム温度:40℃
 検出器:L-7455型ダイオードアレイ検出器(株式会社日立製作所製)
(実施例3)[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]ジフェニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート(30)の合成
 ジチオサリチル酸10.0部及び硫酸300部を撹拌しながら、これに4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム ペンタフルオロホスフェート16.8部を徐々に加え、室温(約25℃)で1時間反応させた後、反応溶液を蒸留水3000部中に投入し、生成物を析出させた。これをろ過し、残渣を水で濾液のpHが中性になるまで洗浄して、固体を得た。この固体をメタノール390部に溶かし、10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液997部中に投入した後、室温(約25℃)で2時間撹拌し、有機層を水で数回洗浄し、減圧乾燥することにより、[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]ジフェニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェートを収率80%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.53(1H、s)、8.47(1H、d)、8.00(1H、d)、7.69~7.92(15H、m)、7.65(1H、t)、7.54(2H、d)}。また、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、840cm-1付近にP-F結合の吸収を確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(実施例4)[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート(40)の合成
 「10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液65部」を「5%ヘキサフルオロアンチモン酸カリウム73.8部」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート(40)を収率95%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.72(1H、s)、8.54(1H、s)、8.46(2H、d)、8.27(1H、d)、7.76~8.10(14H、m)、7.60~7.69(4H、m)}。また、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、650cm-1付近にSb-F結合の吸収を確認した。
(実施例5)[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート(40)と[4-(2-チオキサントニルチオ)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(50)とを含む混合物の合成
 「10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液103部」を「5%ヘキサフルオロアンチモン酸カリウム117.0部」に変更したこと以外、実施例2と同様にして、[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネートを11%、[4-(2-チオキサントニルチオ)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を18%含む混合物{この他に、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を19%、フェニル-4-(フェニルチオ)フェニルチオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネートを52%含んでいた。}を得た。この混合物は、実施例2と同様のHPLC分取条件により各フラクションを分取し、H-NMRにより同定した。また、各フラクションの含有量は、実施例2と同様のHPLC条件にて、検量線を作成し定量した。また、各フラクションについて、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、650cm-1付近にSb-F結合の吸収を確認した。
(NMRデータ)
[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.72(1H、s)、8.54(1H、s)、8.46(2H、d)、8.27(1H、d)、7.76~8.10(14H、m)、7.60~7.69(4H、m)
[4-(2-チオキサントニルチオ)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:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.53(1H、s)、8.47(1H、s)、8.00(1H、d)、7.69~7.92(15H、m)、7.65(1H、t)、7.54(2H、d)
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:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)7.72~7.87(12H、m)、7.54~7.63(5H、m)、7.42(2H、d)
フェニル-4-(フェニルチオ)フェニルチオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.70(1H、s)、8.46(1H、d)、8.26(1H、d)、8.07(1H、d)、7.53~7.98(10H、m)、7.42~7.46(3H、m)
(実施例6)[4-(2-チオキサントニルチオ)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(60)の合成
 「10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液997部」を「5%ヘキサフルオロアンチモン酸カリウム1132部」に変更したこと以外、実施例3と同様にして、[4-(2-チオキサントニルチオ)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(60)を収率78%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.53(1H、s)、8.47(1H、d)、8.00(1H、d)、7.69~7.92(15H、m)、7.65(1H、t)、7.54(2H、d)}。また、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、650cm-1付近にSb-F結合の吸収を確認した。
(実施例7)[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(70)の合成
 「10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液65部」を「10%テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸リチウム92.1部」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(70)を収率95%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.72(1H、s)、8.54(1H、s)、8.46(2H、d)、8.27(1H、d)、7.76~8.10(14H、m)、7.60~7.69(4H、m)}。また、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、980cm-1付近にB-C結合の吸収を確認した。
(実施例8)[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(70)と[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]ジフェニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(80)とを含む混合物の合成
 「10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液103部」を「10%テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸リチウム146部」に変更したこと以外、実施例2と同様にして、[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを11%、[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]ジフェニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを18%含む混合物{この他に、4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを19%、フェニル-4-(フェニルチオ)フェニルチオキサントニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを52%含んでいた。}を得た。この混合物は、実施例2と同様のHPLC分取条件により各フラクションを分取し、H-NMRにより同定した。また、各フラクションの含有量は、実施例2と同様のHPLC条件にて、検量線を作成し定量した。また、各フラクションについて、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、980cm-1付近にB-C結合の吸収を確認した。
(NMRデータ)
[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.72(1H、s)、8.54(1H、s)、8.46(2H、d)、8.27(1H、d)、7.76~8.10(14H、m)、7.60~7.69(4H、m)
[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]ジフェニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.53(1H、s)、8.47(1H、s)、8.00(1H、d)、7.69~7.92(15H、m)、7.65(1H、t)、7.54(2H、d)
4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)7.72~7.87(12H、m)、7.54~7.63(5H、m)、7.42(2H、d)
フェニル-4-(フェニルチオ)フェニルチオキサントニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.70(1H、s)、8.46(1H、d)、8.26(1H、d)、8.07(1H、d)、7.53~7.98(10H、m)、7.42~7.46(3H、m)
(実施例9)[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]ジフェニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(90)の合成
 「10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液997部」を「10%テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸リチウム1413部」に変更したこと以外、実施例3と同様にして、[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]ジフェニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(90)を収率79%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.53(1H、s)、8.47(1H、d)、8.00(1H、d)、7.69~7.92(15H、m)、7.65(1H、t)、7.54(2H、d)}。また、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、980cm-1付近にB-C結合の吸収を確認した。
(実施例10)[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート(110)の合成
 「10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液65部」を「5%ヘキサフルオロリン酸カリウム49.4部」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート(110)を収率95%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.72(1H、s)、8.54(1H、s)、8.46(2H、d)、8.27(1H、d)、7.76~8.10(14H、m)、7.60~7.69(4H、m)}。また、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、840cm-1付近にP-F結合の吸収を確認した。
(実施例11)[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート(110)と[4-(2-チオキサントニルチオ)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(120)とを含む混合物の合成
 「10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液103部」を「5%ヘキサフルオロリン酸カリウム78.3部」に変更したこと以外、実施例2と同様にして、[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェートを11%、[4-(2-チオキサントニルチオ)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を18%含む混合物{この他に、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を19%、フェニル-4-(フェニルチオ)フェニルチオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェートを52%含んでいた。}を得た。この混合物は、実施例2と同様のHPLC分取条件により各フラクションを分取し、H-NMRにより同定した。また、各フラクションの含有量は、実施例2と同様のHPLC条件にて、検量線を作成し定量した。また、各フラクションについて、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、840cm-1にP-F結合の吸収を確認した。
(NMRデータ)
[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.72(1H、s)、8.54(1H、s)、8.46(2H、d)、8.27(1H、d)、7.76~8.10(14H、m)、7.60~7.69(4H、m)
[4-(2-チオキサントニルチオ)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:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.53(1H、s)、8.47(1H、s)、8.00(1H、d)、7.69~7.92(15H、m)、7.65(1H、t)、7.54(2H、d)
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:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)7.72~7.87(12H、m)、7.54~7.63(5H、m)、7.42(2H、d)
フェニル-4-(フェニルチオ)フェニルチオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート:
d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.70(1H、s)、8.46(1H、d)、8.26(1H、d)、8.07(1H、d)、7.53~7.98(10H、m)、7.42~7.46(3H、m)
(実施例12)[4-(2-チオキサントニルチオ)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(130)の合成
 「10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液997部」を「5%ヘキサフルオロリン酸カリウム758部」に変更したこと以外、実施例3と同様にして、[4-(2-チオキサントニルチオ)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(130)を収率79%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.53(1H、s)、8.47(1H、d)、8.00(1H、d)、7.69~7.92(15H、m)、7.65(1H、t)、7.54(2H、d)}。また、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、840cm-1付近にP-F結合の吸収を確認した。
(比較例1)ジフェニル-2-チオキサントニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート(H10)の合成
 製造例1で合成した2-(フェニルチオ)チオキサントン15.0部、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート41.9部、安息香酸銅(II)0.4部及びクロロベンゼン300部を均一混合し、120~125℃で3時間反応させた後、反応溶液を室温(約25℃)まで冷却し、蒸留水300部中に投入し、生成物を析出させた。これをろ過し、残渣を水で濾液のpHが中性になるまで洗浄し、残渣を減圧乾燥した後、トジエチルエーテル100部を加えて超音波洗浄器でジエチルエーテル中に分散し約15分間静置してから上澄みを除く操作を3回繰り返して、生成した固体を洗浄した。ついで、固体をロータリーエバポレーターに移して、溶媒を留去することにより、黄色固体を得た。この黄色固体をジクロロメタン770部に溶かし、10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液342部中に投入した後、室温(約25℃)で2時間撹拌し、有機層を水で数回洗浄し、減圧乾燥することにより、ジフェニル-2-チオキサントニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェートを収率98%、純度85%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.72(1H、s)、8.47(1H、d)、8.30(1H、d)、8.13(2H、d)、7.78~7.98(11H、m)、7.70(1H、t)}。純度はHPLCにより(HPLC条件は上記と同様である。)により定量した。また、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、840cm-1付近にP-F結合の吸収を確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(比較例2)4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムトリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート(H20)の合成
 ジフェニルスルホキシド12.1部、ジフェニルスルフィド9.3部及びメタンスルホン酸43.0部を撹拌しながら、これに無水酢酸7.9部を滴下し、40~50℃で5時間反応させた後、室温(約25℃)まで冷却し、この反応溶液を20%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液121部中に投入し、室温(約25℃)で1時間撹拌して、黄色のやや粘調な油状物が析出した。この油状物を酢酸エチルにて抽出し、有機層を水で数回洗浄した後、有機層から溶剤を留去し、得られた残渣にトルエンを加えて溶解した後、ヘキサンを加え、10℃で1時間よく撹拌した後静置した。1時間後、溶液は2層に分離したため、上層を分液によって除いた。残った下層にヘキサンを加え、室温(約25℃)でよく混合すると淡黄色の結晶が析出した。これをろ別し、減圧乾燥して、4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムトリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェートを収率60%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)7.72~7.87(12H、m)、7.54~7.63(5H、m)、7.42(2H、d)}。また、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、840cm-1付近にP-F結合の吸収を確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(比較例3)ジフェニル-2-チオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート(H30)の合成
 「10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液342部」を「5%ヘキサフルオロアンチモン酸カリウム388.4部」に変更したこと以外、比較例1と同様にして、ジフェニル-2-チオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネートを収率97%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.72(1H、s)、8.47(1H、d)、8.30(1H、d)、8.13(2H、d)、7.78~7.98(11H、m)、7.70(1H、t)}。また、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、650cm-1付近にSb-F結合の吸収を確認した。
(比較例4)ジフェニル-2-チオキサントニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(H40)の合成
 「10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液342部」を「10%テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸リチウム484.6部」に変更したこと以外、比較例1と同様にして、ジフェニル-2-チオキサントニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを収率97%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.72(1H、s)、8.47(1H、d)、8.30(1H、d)、8.13(2H、d)、7.78~7.98(11H、m)、7.70(1H、t)}。また、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、980cm-1付近にB-C結合の吸収を確認した。
(比較例5)4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(H50)の合成
 「20%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液121部」を「10%テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸リチウム342.9部」に変更したこと以外、比較例2と同様にして、4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを収率60%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)7.72~7.87(12H、m)、7.54~7.63(5H、m)、7.42(2H、d)}。また、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、980cm-1付近にB-C結合の吸収を確認した。
(比較例6)ジフェニル-2-チオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート(H60)の合成
 「10%トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸カリウム水溶液342部」を「5%ヘキサフルオロリン酸カリウム260.1部」に変更したこと以外、比較例1と同様にして、ジフェニル-2-チオキサントニルスルホニウム ヘキサフルオロホスホスフェートを収率97%で得た。生成物はH-NMRにて同定した{d6-ジメチルスルホキシド、δ(ppm)8.72(1H、s)、8.47(1H、d)、8.30(1H、d)、8.13(2H、d)、7.78~7.98(11H、m)、7.70(1H、t)}。また、赤外吸光分光分析(KBr錠剤法)により、540cm-1付近にP-F結合の吸収を確認した。
(比較例7)
 CPI-101A{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の50%プロピレンカーボネート溶液、サンアプロ株式会社製}を比較用のスルホニウム塩(H70)とした。
(比較例8)
 CPI-100PA{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の50%プロピレンカーボネート溶液、サンアプロ株式会社製}を比較用のスルホニウム塩(H80)とした。
(エネルギー線硬化性組成物の調製及びこの評価)
 評価試料{実施例1~12及び比較例1~8で得たスルホニウム塩}と、溶媒(プロピレンカーボネート)とを表1に示した配合量(重量部)で均一混合してスルホニウム塩溶液を調製し、この溶液と、エポキシド(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ダウケミカル株式会社製、UVR-6110)とを表1に示した配合量(重量部)で均一混合して、エネルギー線硬化性組成物を調製した。
 なお、実施例4、5、6、比較例3又は7で得たスルホニウム塩は、ヘキサフルオロアンチモン酸塩であり、実施例1、2、3、7、8、9、比較例1、2、4又は5で得たトリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸塩及びテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸塩よりも、溶解性が低いため、これらよりも溶媒の配合量を多くした。また、実施例10、11、12、比較例6又は8で得たスルホニウム塩は、ヘキサフルオロリン酸塩であり、実施例4、5、6、比較例3又は7で得たヘキサフルオロアンチモン酸塩よりも、さらに溶解性が低いため、これらよりも溶媒の配合量を多くした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001

 比較例7又は8で用いた溶媒のうち、それぞれ、5部は、CPI-101A又はCPI-100Pに含有されていたものである。
 上記で得たエネルギー線硬化性組成物をアプリケーター(40μm)でポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに塗布した。PETフィルムに紫外線照射装置を用いて、フィルターによって波長を限定した可視光を照射した。なお、フィルターは3種類用いた。照射後、40分後の塗膜硬度を鉛筆硬度(JIS K5600-5-4:1999;対応国際規格ISO/DIS15184:1996;この文献に開示された開示内容を参照により本出願に取り込む。)を測定し、以下の基準により評価し(硬化後の塗膜厚は約40μm)、これらの結果を表2及び3に示した。鉛筆硬度が高いほど、エネルギー線硬化性組成物の光硬化性が良好であること、すなわちスルホニウム塩のカチオン重合性化合物に対する重合開始能(スルホニウム塩の光感応性)が優れていることを示す。
(評価基準)
 ◎:鉛筆硬度が2H以上
 ○:鉛筆硬度がH~B
 △:鉛筆硬度が2B~4B
 ×:液状~タックがあり、鉛筆硬度を測定できない
(可視光の照射条件)
・紫外線照射装置:ベルトコンベア式UV照射装置(アイグラフィックス株式会社製)
・ランプ:1.5kW高圧水銀灯
・照度:条件-1a;260mW/cm(365nmヘッド照度計で測定)
    条件-2a;182mW/cm(405nmヘッド照度計で測定)
    条件-3a;64mW/cm(405nmヘッド照度計で測定)
・積算光量:条件-1a;150mJ/cm(365nmヘッド照度計で測定)
      条件-2a;2300mJ/cm(405nmヘッド照度計で測定)
      条件-3a;1940mJ/cm(405nmヘッド照度計で測定)
      条件-1b;960mJ/cm(365nmヘッド照度計で測定)
      条件-2b;12430mJ/cm(405nmヘッド照度計で測定)
      条件-3b;6470mJ/cm(405nmヘッド照度計で測定)
 条件-1b~3bは、条件-1a~3aよりも照射時間を長くしたこと以外、条件-1a~3aと同じである。
・フィルター:条件-1a、b;365フィルター(アイグラフィックス株式会社製、365nm以下の光をカットするフィルター)
       条件-2a、b;L-39(株式会社ケンコー光学製、390nm以下の光をカットするフィルター)
       条件-3a、b;L-42(ケンコー光学社製、420nm以下の光をカットするフィルター)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表2及び3中、c1~c5及びa1~a4は、以下のカチオン又はアニオンを示す。
c1 [4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウム
c2 [4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル-2-チオキサントニルスルホニウムと、[4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]ジフェニルスルホニウムとの混合物
c3 [4-(2-チオキサントニルチオ)フェニル]ジフェニルスルホニウム
c4 ジフェニル-2-チオキサントニルスルホニウム
c5 4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム
a1 トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート
a2 ヘキサフルオロアンチモネート
a3 テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート
a4 ヘキサフルオロホスフェート
 表2及び3の結果からわかるように、各アニオン(a1~a4)同士についてそれぞれ比較すると、比較用のスルホニウム塩では365nm以上の可視光でのカチオン重合性化合物の硬化が著しく低いのに対して、本発明のスルホニウム塩は、この可視光によって、カチオン重合性化合物の硬化が良好に起こることがわかった。
 本発明のスルホニウム塩は、塗料、コーティング剤、インキ、レジスト(ポジ型レジスト、化学増幅型レジスト、ネガ型レジスト)、レジストフィルム、感光性材料、接着剤、成形材料、注型材料、パテ、ガラス繊維含浸剤、目止め材、シーリング材、封止材、光造用材料等に使用される光酸発生剤として好適に用いられる。

Claims (9)

  1. 式(1)で表されることを特徴とするスルホニウム塩。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019

    (式(1)中、Rは式(2)で表される基、R及びRはそれぞれ炭素数6~30のアリール基、炭素数4~30の複素環式炭化水素基、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基又は炭素数2~30のアルキニル基を表し、これらのアリール基、複素環式炭化水素基、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基の水素原子の一部が置換基(t)で置換されていてもよい。Sは硫黄原子、Xは一価の多原子アニオンを表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020

    (式(2)中、R~Rはそれぞれアルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールチオカルボニル基、アシロキシ基、アリールチオ基、アルキルチオ基、アリール基、複素環式炭化水素基、アリールオキシ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基又はハロゲン原子、k、m及びnはそれぞれR、R、Rの数を表し、kは0~4の整数、mは0~3の整数、nは0~4の整数であり、Aは-S-、-O-、-SO-、-SO-又は-CO-で表される基、Oは酸素原子、Sは硫黄原子を表す。)
  2. 又はRがそれぞれ炭素数6~30のアリール基又は炭素数4~30の複素環式炭化水素基である請求項1に記載のスルホニウム塩。
  3. 又はRがフェニル基であり、Aが-S-で表される基であり、k、m及びnが0である請求項1に記載のスルホニウム塩。
  4. 又はRがチオキサントニル基であり、Aが-S-で表される基であり、k、m及びnが0である請求項1に記載のスルホニウム塩。
  5. がMY 、(Rf)PF6-b 、R BY4-c 、R GaY4-c 、RSO 、(RSO又は(RSOで表されるアニオン(Mはリン原子、ホウ素原子、ヒ素原子又はアンチモン原子、Yはハロゲン原子、Rfは水素原子の80モル%以上がフッ素原子で置換されたアルキル基、Pはリン原子、Fはフッ素原子、Rは少なくとも1個の水素原子がハロゲン原子、トリフルオロメチル基、ニトロ基又はシアノ基で置換されたフェニル基、Bはホウ素原子、Gaはガリウム原子、Rは炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のパーフルオロアルキル基又は炭素数6~20のアリール基、Sはイオウ原子、Oは酸素原子、Cは炭素原子、Nは窒素原子を表し、aは4~6の整数、bは1~5の整数、cは1~4の整数を表す。)である請求項1~4のいずれかに記載のスルホニウム塩。
  6. が、SbF 、AsF 、PF 、BF 、(CFCFPF 、(C、((CF、(CGa又は((CFGaで表されるアニオンである請求項1~4のいずれかに記載のスルホニウム塩。
  7. 請求項1~6のいずれかに記載のスルホニウム塩を含有することを特徴とする光酸発生剤。
  8. 請求項7に記載の光酸発生剤とカチオン重合性化合物とを含有することを特徴とするエネルギー線硬化性組成物。
  9. 請求項8に記載のエネルギー線硬化性組成物を硬化して得られることを特徴とする硬化体。
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