JP2005239877A - 活性エネルギー線酸発生剤組成物、活性エネルギー線硬化組成物、インクジェット用インク組成物及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トリアリールスルホニウム塩化合物と特定のイオン性化合物を含有する活性エネルギー線酸発生剤組成物、これを含有する活性エネルギー線硬化組成物、及びこれを用いたインクジェット用インク組成物及び画像形成方法に関し、詳しくは、トリアリールスルホニウム塩化合物と特定のイオン性化合物を含有する活性エネルギー線酸発生剤組成物を含有する活性エネルギー線硬化組成物を用い、反応性が高く高画質な画像を得ることのできる光硬化型のインクジェット用インク組成物及び画像形成方法に関する。
近年、インクジェット記録方式は簡便・安価に画像を作成できるため、写真、各種印刷、マーキング、カラーフィルター等の特殊印刷等、さまざまな印刷分野に応用されてきている。特に、微細等ットを出射、制御する記録装置や、色再現域、耐久性、出射適性等を改善したインク及びインクの吸収性、色材の発色性、表面光沢等を飛躍的に向上させた専用紙を用い、銀塩写真に匹敵する画質を得ることも可能となっている。今日のインクジェット記録方式の画質向上は、記録装置、インク、専用紙の全てが揃って初めて達成されている。
しかしながら、専用紙を必要とするインクジェットシステムは、記録媒体が制限されること、記録媒体のコストアップが問題となる。そこで、専用紙と異なる被転写媒体へインクジェット方式により記録する試みが多数なされている。具体的には、室温で固形のワックスインクを用いる相変化インクジェット方式、速乾性の有機溶剤を主体としたインクを用いるソルベント系インクジェット方式や、記録後紫外線(UV)光により架橋させるUVインクジェット方式等である。
中でも、UVインクジェット方式は、ソルベント系インクジェット方式に比べ比較的低臭気であり、速乾性、インク吸収性のない記録媒体への記録ができる点で近年注目されつつあり、例えば、特許文献1、2において、紫外線硬化型インクジェット用インクが開示されている。
一般的には、紫外線硬化型のインクとしては、ラジカル重合型インクのものがよく知られ、実用化されている。一方、カチオン重合型のインクは、ラジカル重合型インクに見られるような酸素による重合阻害がなく、低照度の光源を用いることができること、アクリルモノマーが持つ臭気もないこと、素材が低刺激性であること等有利な点があるが、未だ実用化に至っていない。
その一因としては、高湿下で著しく感度低下する性質、温度に感度が依存する性質、長期間保存時のインクの粘度増加等が挙げられる。環境依存性のあるインクは、その画質が環境に依存するという本質的な課題を有する。
特開平6−200204号公報
特表2000−504778号公報
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、保存性に優れた活性エネルギー線酸発生剤組成物を提供すること、カチオン重合性モノマーと混合した状態においても保存性に優れ、かつ硬化性の高い活性エネルギー線硬化組成物を提供すること、さらに長期間保存した場合でも増粘抑制に優れ、インク硬化性、基材密着性に優れ、滲みのない高品位の画像が得られるインクジェット用インク組成物及びこれを用いた画像形成方法を提供することにある。
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(請求項1)
下記一般式(a)で表される化合物及び下記一般式(b)で表される化合物を含有することを特徴とする活性エネルギー線酸発生剤組成物。
下記一般式(a)で表される化合物及び下記一般式(b)で表される化合物を含有することを特徴とする活性エネルギー線酸発生剤組成物。
一般式(a) Qn+(Ym-)n/m
(式中、Qn+はn価のカチオンを、Ym-はその共役酸のpKaの値が下記一般式(b)中のXB-の共役酸のpKaよりも大きい値を取るm価のアニオンを表し、n、mはそれぞれ1〜3の整数を表す。)
(式中、Qn+はn価のカチオンを、Ym-はその共役酸のpKaの値が下記一般式(b)中のXB-の共役酸のpKaよりも大きい値を取るm価のアニオンを表し、n、mはそれぞれ1〜3の整数を表す。)
(式中、RB1〜RB3は置換基を、XB-は対イオンを表す。)
(請求項2)
前記一般式(b)で表される化合物が、下記一般式(I−1)〜(I−3)から選ばれる少なくとも一つの化合物であることを特徴とする請求項1に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物。
(請求項2)
前記一般式(b)で表される化合物が、下記一般式(I−1)〜(I−3)から選ばれる少なくとも一つの化合物であることを特徴とする請求項1に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物。
(式中、R11、R12、R13は置換基を、m、n、pはそれぞれ0〜5の整数を、X11 -は対イオンを表す。)
(式中、R14は置換基を、qは0〜2の整数を表す。R15、R16は置換、無置換のアルキル基、置換、無置換のアルケニル基、置換、無置換のアルキニル基、または置換、無置換のアリール基を表す。X12 -は対イオンを表す。)
(式中、R17は置換基を、rは0〜3の整数を表す。R18は水素原子または置換、無置換のアルキル基を表し、R19、R20は置換、無置換のアルキル基、置換、無置換のアルケニル基、置換、無置換のアルキニル基、または置換、無置換のアリール基を表す。X13 -は対イオンを表す。)
(請求項3)
前記一般式(I−1)で表される化合物が、下記一般式(T−1)で表される化合物であることを特徴とする請求項2に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物。
(請求項3)
前記一般式(I−1)で表される化合物が、下記一般式(T−1)で表される化合物であることを特徴とする請求項2に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物。
(式中、RT11、RT12はアルキル基または芳香族基を表し、ZT1は酸素原子または硫黄原子を表し、RT13、RT14はそれぞれアルキル基、芳香族基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基を表し、mt1は0〜4の整数を表し、nt1及びpt1はそれぞれ1〜5の整数を表し、XT1は対アニオンを表す。)
(請求項4)
前記一般式(a)中のQn+が、N+、S+、P+のいずれかを有するカチオンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物。
(請求項4)
前記一般式(a)中のQn+が、N+、S+、P+のいずれかを有するカチオンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物。
(請求項5)
前記Qn+が第4級アンモニウムカチオンまたはピリジニウムカチオンであることを特徴とする請求項4に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物。
前記Qn+が第4級アンモニウムカチオンまたはピリジニウムカチオンであることを特徴とする請求項4に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物。
(請求項6)
前記一般式(a)中のYm-が、Cl-、Br-、I-、R601−SO3 -、SO4 2-、NO3 -、R602−COO-、AlO2 -、ClO4 -、PO4 3-、B(C6H5)4 -、R603−O-から選ばれる少なくとも1種のアニオン、前記一般式(b)中のXB-が、PF6 -、BF4 -、SbF6 -、GaF6 -、AsF6 -、B(C6F5)4 -、CnF(2n+1)SO3 -から選ばれる少なくとも1種のアニオンであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物。
ただし、nは1〜30の整数を、R601、R602はそれぞれ独立に炭素数1〜30の脂肪族基または炭素数6〜20の芳香族基を、R603は炭素数6〜20の芳香族基を表す。
前記一般式(a)中のYm-が、Cl-、Br-、I-、R601−SO3 -、SO4 2-、NO3 -、R602−COO-、AlO2 -、ClO4 -、PO4 3-、B(C6H5)4 -、R603−O-から選ばれる少なくとも1種のアニオン、前記一般式(b)中のXB-が、PF6 -、BF4 -、SbF6 -、GaF6 -、AsF6 -、B(C6F5)4 -、CnF(2n+1)SO3 -から選ばれる少なくとも1種のアニオンであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物。
ただし、nは1〜30の整数を、R601、R602はそれぞれ独立に炭素数1〜30の脂肪族基または炭素数6〜20の芳香族基を、R603は炭素数6〜20の芳香族基を表す。
(請求項7)
エポキシ化合物及び請求項1〜6のいずれか1項に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化組成物。
エポキシ化合物及び請求項1〜6のいずれか1項に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化組成物。
(請求項8)
前記エポキシ化合物が下記一般式(A)で表される脂環式エポキシ化合物であることを特徴とする請求項7に記載の活性エネルギー線硬化組成物。
前記エポキシ化合物が下記一般式(A)で表される脂環式エポキシ化合物であることを特徴とする請求項7に記載の活性エネルギー線硬化組成物。
(式中、R100は置換基を、m0は0〜2の整数を、r0は1〜3の整数を表す。L0は主鎖に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素数1〜15のr0+1価の連結基または単結合を表す。)
(請求項9)
前記エポキシ化合物が下記一般式(1)〜(6)で表される脂環式エポキシ化合物の少なくとも1種であることを特徴とする請求項7または8に記載の活性エネルギー線硬化組成物。
(請求項9)
前記エポキシ化合物が下記一般式(1)〜(6)で表される脂環式エポキシ化合物の少なくとも1種であることを特徴とする請求項7または8に記載の活性エネルギー線硬化組成物。
(式中、R101は置換基を、m1は0〜2の整数を表す。p1、q1はそれぞれ0または1を、r1は1〜3の整数を表す。L1は主鎖に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素数1〜15のr1+1価の連結基または単結合を表す。)
(式中、R102は置換基を、m2は0〜2の整数を表す。p2、q2はそれぞれ0または1を、r2は1〜3の整数を表す。L2は主鎖に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素数1〜15のr2+1価の連結基または単結合を表す。)
(式中、R103は置換基を、m3は0〜2の整数を表す。p3は0または1を表す。L3は主鎖に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素数1〜8の2価の連結基または単結合を表す。)
(式中、R104は置換基を、m4は0〜2の整数を表す。p4は0または1を表す。L4は主鎖に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素数1〜8の2価の連結基または単結合を表す。)
(式中、R105は置換基を表し、m5は1または2を表す。)
(式中、R106は置換基を表し、m6は0〜2の整数を表す。)
(請求項10)
オキセタン化合物を含有することを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化組成物。
(請求項10)
オキセタン化合物を含有することを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化組成物。
(請求項11)
前記活性エネルギー線酸発生剤組成物の活性エネルギー線が紫外線であることを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化組成物。
前記活性エネルギー線酸発生剤組成物の活性エネルギー線が紫外線であることを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化組成物。
(請求項12)
請求項7〜11のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化組成物を含有することを特徴とするインクジェット用インク組成物。
請求項7〜11のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化組成物を含有することを特徴とするインクジェット用インク組成物。
(請求項13)
請求項12に記載のインクジェット用インク組成物を、選択的にインク滴の吐出制御可能な少なくとも1つのノズルを有する記録ヘッドで、記録材料上に該インク滴を吐出し、該インク滴が着弾した後、活性エネルギー線を照射することによりインクを硬化させることを特徴とする画像形成方法。
請求項12に記載のインクジェット用インク組成物を、選択的にインク滴の吐出制御可能な少なくとも1つのノズルを有する記録ヘッドで、記録材料上に該インク滴を吐出し、該インク滴が着弾した後、活性エネルギー線を照射することによりインクを硬化させることを特徴とする画像形成方法。
本発明により、保存性に優れた活性エネルギー線酸発生剤組成物を提供すること、カチオン重合性モノマーと混合した状態においても保存性に優れ、かつ硬化性の高い活性エネルギー線硬化組成物を提供すること、さらに長期間保存した場合でも増粘抑制に優れ、インク硬化性、基材密着性に優れ、滲みのない高品位の画像が得られるインクジェット用インク組成物及びこれを用いた画像形成方法を提供することができる。
本発明者は、上記課題に鑑みて鋭意検討を行った結果、特定のスルホニウム塩化合物と特定のイオン性化合物を併用することにより、保存性に優れた活性エネルギー線酸発生組成物が得られ、これに特定のカチオン重合性モノマーを用いることにより、保存性に優れ、かつ硬化性の高い活性エネルギー線硬化組成物が得られ、該活性エネルギー線硬化組成物をインクジェットインクに用いた場合に、長期間保存した場合でもインク液の増粘抑制が非常に優れていることを見いだし、本発明に至った次第である。
以下本発明について詳細に説明する。
一般式(a)において、式中Qn+はn価のカチオンを表し、nは1〜3の整数を表し、Qn+はカチオンであれば特に制限はないが、例としては、金属イオン、N+、S+、O+またはP+を含むカチオンを挙げることができる。
金属イオンとして好ましくはLi+、Na+、K+、Be2+、Mg2+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Ru2+、Co2+、Ni2+、Cu+、Cu2+、Ag+、Zn2+、Al3+であり、より好ましくはLi+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Al3+であり、最も好ましくはNa+、K+、Ca2+である。
N+を含むカチオンの例としては、下記一般式(a−1)、一般式(a−2)で表される化合物を挙げることができる。
一般式(a−1)において、RA11は水素原子またはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、複素芳香族基を表し、RA12〜RA14はそれぞれ独立にアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、複素芳香族基を表し、例としてはアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、芳香族炭化水素基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、複素芳香族基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)等が挙げられ、これらのRA11〜RA14はさらに置換基を有していてもよく、RA11〜RA14で表される置換基に置換可能な基の例としては、上述したアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、複素芳香族基、複素環基の他に、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基(フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)、水酸基、ニトロ基、カルボキシル基等が挙げられ、これらの置換基は、RA11〜RA14で表される置換基に置換可能な基の例と同義の基によってさらに置換されていてもよく、また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。RA11〜RA14は好ましくは、炭素数1〜30のアルキル基または芳香族炭化水素が置換したアルキル基であり、より好ましくは炭素数1〜18のアルキル基である。
一般式(a−2)において、RA21は水素原子またはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、複素芳香族基を表し、好ましくはアルキル基であり、より好ましくは炭素数1〜30のアルキル基または芳香族炭化水素が置換したアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数1〜18のアルキル基である。QA2は窒素カチオンとXA2とともに5員または6員の含窒素芳香族環を形成するのに必要な原子団を表し、XA2は炭素、窒素、硫黄、酸素を表し、窒素カチオンとXA2によって形成される5員または6員環の例としては、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環を挙げることができ、好ましくはイミダゾール環、ピラゾール環、ピリジン環であり、より好ましくはピリジン環である。RA22はそれぞれ独立に、QA2と窒素カチオンとXA2によって形成される5員または6員環の任意の位置に置換可能な水素原子または置換基を表し、nA2は1〜5の整数を表し、RA22の例としては上述したRA11〜RA14で表される置換基に置換可能な基の例と同義の置換基を挙げることができる。これらの置換基は、上述したRA1〜RA3で表される置換基に置換可能な基の例と同義の置換基によってさらに置換されていてもよく、また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。複数のRA22はそれぞれ任意に互いに結合して環を形成していてもよい。
S+を含むカチオンの例としては、チオピリリウムカチオン、チオクロメニリウムカチオン、イソチオクロメニリウムカチオン、チオキサンチンチリウムカチオン、後述する一般式(b)中の
と同義のカチオンを挙げることができる。好ましくは、チオピリリウムカチオン、後述する一般式(b)中の
と同義のカチオンであり、さらに好ましくは、Qn+と一般式(b)で表される化合物の
が同一構造を有するカチオンである。
O+を含むカチオンの例としては、ピリリウムカチオンを挙げることができる。
P+を含むカチオンの例としては、下記一般式(a−3)で表される化合物を挙げることができる。
式中、RA31〜RA34はそれぞれ独立に、上述した一般式(a−1)中のRA12〜RA14で表される置換基の例と同義の置換基を表す。RA31〜RA34は好ましくは、炭素数1〜30のアルキル基または炭素数6〜30の芳香族炭化水素基であり、より好ましくは炭素数1〜18のアルキル基または炭素数6〜18の芳香族炭化水素基である。
一般式(a)中のQn+は、N+、S+またはP+を含むカチオンであることが好ましく、より好ましくはS+を含むカチオン、一般式(a−1)、一般式(a−2)または一般式(a−3)で表されるカチオンであり、最も好ましくは一般式(a−1)、一般式(a−2)または一般式(a−3)で表されるカチオンである。
Ym-はその共役酸のpKaの値が一般式(b)中のXB-の共役酸のpKaよりも大きい値を取るm価のアニオンを表し、mは1〜3の整数を表す。Ym-はその共役酸である(H)mYのpKaYが、XB-の共役酸であるHXBのpKaXBに対して、pKaY>pKaXBを満たせば特に制限はなく、mが2以上の場合HmYの第一段階目のpKaYが、XB-の共役酸であるHXBのpKaXBに対して、pKaY>pKaXBを満たせばよい。Ym-の好ましい例としてはハロゲンイオン、スルホン酸イオン、SO4 2-、NO3 -、カルボン酸イオン、AlO2 -、ClO4 -、PO4 3-、SCN-、CN-、B(C6H5)4 -、フェノキサオドイオンであり、より好ましくはCl-、Br-、I-、R601−SO3 -、SO4 2-、NO3 -、R602−COO-、AlO2 -、ClO4 -、PO4 3-、B(C6H5)4 -、R603−O-である(式中、R601、R602はそれぞれ独立に炭素数1〜30の脂肪族基、または炭素数6〜20の芳香族基を表し、R603は炭素数6〜20の芳香族基を表し、R601、R602、R603は上述したRA11〜RA14で表される置換基に置換可能な基の例と同義の置換基によってさらに置換されていてもよい)。Yの例としてさらに好ましくは、Cl-、Br-、I-、CH3−SO3 -、p−CH3−C6H4−SO4 2-、NO3 -、R602−COO-、AlO2 -、PO4 3-、B(C6H5)4 -、R603−O-であり、最も好ましくはCl-、Br-、I-、CH3−SO3 -、p−CH3−C6H4−SO4 2-、R602−COO-、AlO2 -、PO4 3-、B(C6H5)4 -、R603−O-である。Qn+が第4級アンモニウムカチオンである場合には、Ym-は特にCl-、Br-、I-、AlO2 -、PO4 3-、B(C6H5)4 -、R603−O-であることが好ましい。
一般式(a)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明の一般式(a)で表される化合物は、カチオン重合性を有する化合物100質量部に対して、0.001〜20質量部の比率で含有させることが好ましい。一般式(a)で表される化合物が0.001質量部未満では、十分な保存性を得ることが困難であり、20質量部を越えて含有させても、更なる保存性向上効果はない。含有量は0.005〜10質量部であることがより好ましく、0.01〜5質量部であることが最も好ましい。これら本発明の本発明の一般式(a)で表される化合物は、1種または2種以上を選択して使用することができる。
次に一般式(b)で表される化合物について説明する。一般式(b)において、RB1〜RB3は置換基を表し、それぞれが同一でも異なる置換基でもよく、置換基としては特に制限はないが、例としては、アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、芳香族炭化水素基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、複素芳香族基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)等が挙げられ、これらのRB1〜RB3で表される置換基はさらに置換基を有していてもよく、RB1〜RB3で表される置換基に置換可能な基の例としては、上述したアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、複素芳香族基、複素環基の他に、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基(フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)、水酸基、ニトロ基、カルボキシル基等が挙げられ、これらの置換基は、上述した置換基によってさらに置換されていてもよく、また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。RB1〜RB3はそれぞれ任意に互いに結合して環を形成していてもよい。RB1〜RB3は好ましくは、アルキル基、芳香族炭化水素基であり、これらはさらに置換基を有していてもよく、置換基としては上述したRB1〜RB3で表される置換基に置換可能な基の例を挙げることができる。
XB-は対イオンを表し、対イオンとしては、F-、Cl-、Br-等のハロゲンイオン、BF4 -、B(C6F5)4 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -、GaF6 -、等の錯イオン、ベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−CH3C6H4SO3 -、C6H5SO3 -)、アルキルスルホン酸イオン(例えば、CH3SO3 -、C2H5SO3 -)、フッ化アルキルスルホン酸イオン(例えば、CF3SO3 -、C2F5SO3 -、C9F19SO3 -)、フッ化アルキルベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−CF3−C6H4SO3 -、p−CF3−C6F4SO3 -)、フッ化ベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−F−C6H4SO3 -、C6F5SO3 -)等のスルホネートイオンを挙げることができる。対イオンとしては、PF6 -、BF4 -、SbF6 -、GaF6 -、AsF6 -、B(C6F5)4 -、フッ化アルキルスルホン酸イオン(例えば、CF3SO3 -、C2F5SO3 -、C9F19SO3 -)がより好ましく、BF4 -、B(C6F5)4 -及びPF6 -が最も好ましい。
さらに、一般式(I−1)、(I−2)、(I−3)で表されるスルホニウム塩について説明する。
一般式(I−1)において、R11、R12、R13は置換基を表す。置換基の例としては、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等)、炭素数1〜6個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等)、炭素数3〜6個のシクロアルキル基(例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、炭素数1〜6個のアルケニル基(例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−ブテニル基等)、炭素数1〜6個のアルキ二ル基(例えば、アセチレニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、2−ブチニル基等)、炭素数1〜6個のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等)、炭素数1〜6個のアルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、n−プロピルチオ基、iso−プロピルチオ基、n−ブチルチオ基、tert−ブチルチオ基等)、炭素数6〜14のアリール基(例えばフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等)、炭素数6〜10のアリールオキシ基(例えばフェノキシ基、ナフトキシ基等)、炭素数6〜10のアリールチオ基(例えばフェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、トリフルオロアセチル基、ベンゾイル基等)、アシルオキシ基(例えばアセトキシ基、プロピオニルオキシ基、トリフルオロアセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基等)、炭素数4〜8のヘテロ原子含有芳香族環基(例えばフリル基、チエニル基等)、ニトロ基、シアノ基等が挙げられる。
換基として好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アシル基である。これらの置換基のうち可能なものはさらに置換されていてもよい。
換基として好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アシル基である。これらの置換基のうち可能なものはさらに置換されていてもよい。
m、n、pは0〜5の整数を表し、それぞれが1以上であることが好ましい。
X11 -は対アニオンを表す。対アニオンとしては、F-、Cl-、Br-等のハロゲンイオン、BF4 -、B(C6F5)4 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -、GaF6 -等の錯イオン、ベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−CH3C6H4SO3 -、C6H5SO3 -)、アルキルスルホン酸イオン(例えば、CH3SO3 -、C2H5SO3 -)、フッ化アルキルスルホン酸イオン(例えば、CF3SO3 -、C2F5SO3 -、C9F19SO3 -)、フッ化アルキルベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−CF3−C6H4SO3 -、p−CF3−C6F4SO3 -)、フッ化ベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−F−C6H4SO3 -、C6F5SO3 -)等のスルホネートイオンを挙げることができる。対アニオンとしては、PF6 -、BF4 -、SbF6 -、GaF6 -、AsF6 -、B(C6F5)4 -、フッ化アルキルスルホン酸イオン(例えば、CF3SO3 -、C2F5SO3 -、C9F19SO3 -)がより好ましく、BF4 -、B(C6F5)4 -及びPF6 -が最も好ましい。
X11 -は対アニオンを表す。対アニオンとしては、F-、Cl-、Br-等のハロゲンイオン、BF4 -、B(C6F5)4 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -、GaF6 -等の錯イオン、ベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−CH3C6H4SO3 -、C6H5SO3 -)、アルキルスルホン酸イオン(例えば、CH3SO3 -、C2H5SO3 -)、フッ化アルキルスルホン酸イオン(例えば、CF3SO3 -、C2F5SO3 -、C9F19SO3 -)、フッ化アルキルベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−CF3−C6H4SO3 -、p−CF3−C6F4SO3 -)、フッ化ベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−F−C6H4SO3 -、C6F5SO3 -)等のスルホネートイオンを挙げることができる。対アニオンとしては、PF6 -、BF4 -、SbF6 -、GaF6 -、AsF6 -、B(C6F5)4 -、フッ化アルキルスルホン酸イオン(例えば、CF3SO3 -、C2F5SO3 -、C9F19SO3 -)がより好ましく、BF4 -、B(C6F5)4 -及びPF6 -が最も好ましい。
一般式(I−2)において、R14は置換基を表す。置換基の例としては、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等)、炭素数1〜6個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等)、炭素数3〜6個のシクロアルキル基(例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、炭素数1〜6個のアルケニル基(例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−ブテニル基等)、炭素数1〜6個のアルキ二ル基(例えば、アセチレニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、2−ブチニル基等)、炭素数1〜6個のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等)、炭素数1〜6個のアルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、n−プロピルチオ基、iso−プロピルチオ基、n−ブチルチオ基、tert−ブチルチオ基等)、炭素数6〜14のアリール基(例えばフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等)、炭素数6〜10のアリールオキシ基(例えばフェノキシ基、ナフトキシ基等)、炭素数6〜10のアリールチオ基(例えばフェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、トリフルオロアセチル基、ベンゾイル基等)、アシルオキシ基(例えばアセトキシ基、プロピオニルオキシ基、トリフルオロアセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基等)、炭素数4〜8のヘテロ原子含有芳香族環基(例えばフリル基、チエニル基等)、ニトロ基、シアノ基等が挙げられる。好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基である。これらの置換基のうち可能なものはさらに置換されていてもよい。
qは0〜2の整数を表し、1以上であることが好ましく、より好ましくは2である。またR15、R16は置換、無置換のアルキル基、置換、無置換のアルケニル基、置換、無置換のアルキニル基、または置換、無置換のアリール基を表す。
置換基の例としては、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、等)、炭素数1〜6個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等)、炭素数3〜6個のシクロアルキル基(例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、炭素数1〜6個のアルケニル基(例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−ブテニル基等)、炭素数1〜6個のアルキ二ル基(例えば、アセチレニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、2−ブチニル基等)、炭素数1〜6個のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等)、炭素数1〜6個のアルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、n−プロピルチオ基、iso−プロピルチオ基、n−ブチルチオ基、tert−ブチルチオ基等)、炭素数6〜14のアリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等)、炭素数6〜10のアリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフトキシ基等)、炭素数6〜10のアリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基、等)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、トリフルオロアセチル基、ベンゾイル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、トリフルオロアセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基等)、炭素数4〜8のヘテロ原子含有芳香族環基(例えば、フリル基、チエニル基等)、ニトロ基、シアノ基、水酸基等が挙げられる。好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基である。
R15、R16として好ましくは、置換、無置換のアルキル基、または置換、無置換のアリール基であり、置換基として好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アシル基、水酸基である。
X12 -は対アニオンを表す。対アニオンとしては、F-、Cl-、Br-等のハロゲンイオン、BF4 -、B(C6F5)4 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -、GaF6 -等の錯イオン、ベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−CH3C6H4SO3 -、C6H5SO3 -)、アルキルスルホン酸イオン(例えば、CH3SO3 -、C2H5SO3 -)、フッ化アルキルスルホン酸イオン(例えば、CF3SO3 -、C2F5SO3 -、C9F19SO3 -)、フッ化アルキルベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−CF3−C6H4SO3 -、p−CF3−C6F4SO3 -)、フッ化ベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−F−C6H4SO3 -、C6F5SO3 -)等のスルホネートイオンを挙げることができる。対アニオンとしては、PF6 -、BF4 -、SbF6 -、GaF6 -、AsF6 -、B(C6F5)4 -、フッ化アルキルスルホン酸イオン(例えば、CF3SO3 -、C2F5SO3 -、C9F19SO3 -)がより好ましく、BF4 -、B(C6F5)4 -及びPF6 -が最も好ましい。
一般式(I−3)において、R17は置換基を表す。置換基の例としては、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等)、炭素数1〜6個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等)、炭素数3〜6個のシクロアルキル基(例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、炭素数1〜6個のアルケニル基(例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−ブテニル基等)、炭素数1〜6個のアルキ二ル基(例えば、アセチレニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、2−ブチニル基等)、炭素数1〜6個のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等)、炭素数6〜14のアリール基(例えばフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、トリフルオロアセチル基、ベンゾイル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、トリフルオロアセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基等)、炭素数6〜10のアリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等)、炭素数4〜8のヘテロ原子含有芳香族環基(例えば、フリル基、チエニル基等)、ニトロ基、シアノ基、等が挙げられる。好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アシル基である。
rは0〜3の整数を表し、1以上であることが好ましく、より好ましくは2である。R18は水素原子または置換、無置換のアルキル基を表し、R19、R20は置換、無置換のアルキル基、置換、無置換のアルケニル基、置換、無置換のアルキニル基、または置換、無置換のアリール基を表す。
置換基の例としては、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等)、炭素数1〜6個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等)、炭素数3〜6個のシクロアルキル基(例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、炭素数1〜6個のアルケニル基(例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−ブテニル基等)、炭素数1〜6個のアルキ二ル基(例えば、アセチレニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、2−ブチニル基等)、炭素数1〜6個のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等)、炭素数6〜14のアリール基(例えばフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、トリフルオロアセチル基、ベンゾイル基等)、アシルオキシ基(例えばアセトキシ基、プロピオニルオキシ基、トリフルオロアセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基等)、炭素数6〜10のアリール基(例えばフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等)、炭素数4〜8のヘテロ原子含有芳香族環基(例えばフリル基、チエニル基等)、ニトロ基、シアノ基、等が挙げられる。好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アシル基である。
R18として好ましくは、水素原子または無置換の低級アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基)であり、R19、R20として好ましくは、置換、無置換のアルキル基、または置換、無置換のアリール基であり、置換基として好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アシル基である。
X13 -は対アニオンを表す。対アニオンとしては、F-、Cl-、Br-等のハロゲンイオン、BF4 -、B(C6F5)4 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -、GaF6 -等の錯イオン、ベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−CH3C6H4SO3 -、C6H5SO3 -)、アルキルスルホン酸イオン(例えば、CH3SO3 -、C2H5SO3 -)、フッ化アルキルスルホン酸イオン(例えば、CF3SO3 -、C2F5SO3 -、C9F19SO3 -)、フッ化アルキルベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−CF3−C6H4SO3 -、p−CF3−C6F4SO3 -)、フッ化ベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−F−C6H4SO3 -、C6F5SO3 -)等のスルホネートイオンを挙げることができる。対アニオンとしては、PF6 -、BF4 -、SbF6 -、GaF6 -、AsF6 -、B(C6F5)4 -、フッ化アルキルスルホン酸イオン(例えば、CF3SO3 -、C2F5SO3 -、C9F19SO3 -)がより好ましく、BF4 -、B(C6F5)4 -及びPF6 -が最も好ましい。
以下に、一般式(b)、(I−1)、(I−2)(I−3)で表されるスルホニウム塩の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
一般式(T−1)において、RT11、RT12はアルキル基または芳香族基を表す。アルキル基は直鎖でも分岐を有していても、環状になっていてもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられ、芳香族基としては、芳香族炭化水素環基でも芳香族複素環基でもよく、縮合環を有していてもよく、例としては芳香族炭化水素基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、芳香族複素環基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基等)等が挙げられる。上述したアルキル基または芳香族基は、さらに置換基を有していていもよく、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよく、縮合環を有していてもよく、置換基の例としては、上述したアルキル基の他に、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、芳香族炭化水素基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、複素芳香族基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基(フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)等が挙げられ、これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよく、また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。RT11、RT12で表されるアルキル基または芳香族基は、さらに置換基を有していても、有していなくてもよいが、好ましくは、無置換のアルキル基または芳香族基であるか、またはハロゲン原子が置換したアルキル基、またはアルコキシ基が置換した芳香族基であり、より好ましくは、無置換のアルキル基または芳香族基であるか、またはフッ素原子が置換したアルキル基、またはアルコキシ基が置換した芳香族基であり、フッ素原子が置換したアルキル基の例としてはフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等を挙げることができる。
ZT1は酸素原子または硫黄原子を表し、ZT1はスルホニウムイオンが結合したベンゼン環に対して、オルト位またはパラ位に結合することが好ましく、パラ位で結合することがより好ましい。RT13、RT14はそれぞれアルキル基、芳香族基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基を表し、アルキル基、芳香族基は上述したRT11、RT12と同義の基を表し、アルコキシ基、アリールオキシ基としては、酸素原子に上述したRT11、RT12と同義の基が一箇所結合した基であり、例としてはアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)等が挙げられ、アルキルチオ基、アリールチオ基としては、硫黄原子に上述したRT11、RT12と同義の基が一箇所結合した基であり、例としては、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)等が挙げられる。上述した芳香族基、アリールオキシ基、アリールチオ基は、縮合環を有していてもよい。上述したアルキル基、芳香族基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基はさらに置換基を有していていもよく、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよく、縮合環を有していてもよく、該置換基の例としては、上述したRT11の置換基の例と同義の基を挙げることができ、これらの置換基は、さらに置換基によって置換されていてもよく、また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。RT13、RT14で表されるアルキル基、芳香族基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基はさらに置換基を有していても、有していなくてもよいが、好ましくは、無置換のアルキル基、芳香族基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基であるか、またはハロゲン原子が置換したアルキル基またはアルコキシ基が置換した芳香族基であり、より好ましくは無置換のアルキル基、芳香族基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基であるか、またはフッ素原子が置換したアルキル基、またはアルコキシ基が置換した芳香族基であり、フッ素原子が置換したアルキル基の例としては、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等を挙げることができる。
mt1は0〜4の整数を表し、好ましく0〜3であり、より好ましくは0〜2であり、nt1及びpt1はそれぞれ1〜5の整数を表し、それぞれ好ましくは1〜3であり、より好ましくはそれぞれ1〜2である。複数個のRT12、RT13、RT14、はそれぞれ、同じでも異なってもよく、RT11とRT12あるいは複数個のRT12同士が結合して環を形成してもよく、RT12とRT13あるいは複数個のRT13同士が結合して環を形成してもよく、RT12とRT14あるいは複数個のRT14同士が結合して環を形成してもよく、RT12とRT14が結合して環を形成してもよい。RT13の少なくとも一つはスルホニウムイオンが結合したベンゼン環に対して、オルト位またはパラ位に結合することが好ましく、パラ位で結合することがより好ましい。RT14の少なくとも一つはスルホニウムイオンが結合したベンゼン環に対して、オルト位またはパラ位に結合することが好ましく、パラ位で結合することがより好ましい。XT1は対アニオンを表し、対アニオンとしては、F-、Cl-、Br-等のハロゲンイオン、BF4 -、B(C6F5)4 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -、GaF6 -等の錯イオン、ベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−CH3C6H4SO3 -、C6H5SO3 -)、アルキルスルホン酸イオン(例えば、CH3SO3 -、C2H5SO3 -)、フッ化アルキルスルホン酸イオン(例えば、CF3SO3 -、C2F5SO3 -、C9F19SO3 -)、フッ化アルキルベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−CF3−C6H4SO3 -、p−CF3−C6F4SO3 -)、フッ化ベンゼンスルホン酸イオン(例えば、p−F−C6H4SO3 -、C6F5SO3 -、)等のスルホネートイオンを挙げることができる。対アニオンとしては、PF6 -、BF4 -、SbF6 -、GaF6 -、AsF6 -、B(C6F5)4 -、フッ化アルキルスルホン酸イオン(例えば、CF3SO3 -、C2F5SO3 -、C9F19SO3 -)がより好ましく、BF4 -、B(C6F5)4 -及びPF6 -が最も好ましい。
以下に一般式(T−1)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定
されるものではない。
されるものではない。
本発明に係るスルホニウム塩は、カチオン重合性を有する化合物100質量部に対して、0.2〜20質量部の比率で含有させることが好ましい。重合開始剤の含有量が0.2質量部未満では、硬化物を得ることが困難であり、20質量部を越えて含有させても、更なる硬化性向上効果はない。これら本発明のスルホニウム塩は、1種または2種以上を選択して使用することができる。
また、本発明の活性エネルギー線硬化組成物においては、さらにエポキシ化合物を含有することが好ましい。エポキシ化合物としては芳香族エポキシド、脂環式エポキシドが用いられる。
芳香族エポキシドとして好ましいものは、少なくとも1個の芳香族核を有する多価フェノールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体とエピクロルヒドリンとの反応によって製造されるジまたはポリグリシジルエーテルであり、例えばビスフェノールAあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールAあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル、ならびにノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。ここでアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド等が挙げられる。
脂環式エポキシドとしては、少なくとも1個のシクロへキセンまたはシクロペンテン環等のシクロアルカン環を有する化合物を、過酸化水素、過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化することによつて得られる、シクロヘキセンオキサイドまたはシクロペンテンオキサイド含有化合物が好ましい。
脂肪族エポキシドの好ましいものとしては、脂肪族多価アルコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル等があり、その代表例としては、エチレングリコールのジグリシジルエーテル、プロピレングリコールのジグリシジルエーテルまたは1,6−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル等のアルキレングリコールのジグリシジルエーテル、グリセリンあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはトリグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテル等が挙げられる。ここでアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド等が挙げられる。
これらのエポキシドのうち、迅速な硬化性を考慮すると、芳香族エポキシド及び脂環式エポキシドが好ましく、特に脂環式エポキシドが好ましい。本発明では、上記エポキシドの1種を単独で使用してもよいが、2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
脂環式エポキシドとして特に好ましいのは以下の一般式(A)、(1)〜(6)で表される化合物である。
一般式(A)、(1)〜(6)において、R100、R101、R102、R103、R104、R105、R106はそれぞれ置換基を表す。置換基としては、例えば、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等)、炭素数1〜6個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等)、炭素数1〜6個のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、トリフルオロアセチル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、トリフルオロアセトキシ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基等)等が挙げられる。上記置換基の中でも好ましいものは、アルキル基、アルコキシ基、またはアルコキシカルボニル基である。
前記一般式(A)、(1)〜(6)において、m0、m1、m2、m3、m4、m6はそれぞれ0〜2の整数を表し、0または1が好ましい。また、m5は1または2を表す。
前記一般式(A)において、L0は、主鎖に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素数1〜15のr0+1価の連結基あるいは単結合を、前記一般式(1)において、L1は主鎖に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素数1〜15のr1+1価の連結基あるいは単結合を、前記一般式(2)において、L2は主鎖に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素数1〜15のr2+1価の連結基あるいは単結合を、前記一般式(3)、前記一般式(4)において、L3、L4はそれぞれ主鎖に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素数8の2価の連結基または単結合を表す。
上記主鎖に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい2価の連結基の例としては、以下の列挙する基及びこれらの基と−O−基、−S−基、−CO−基、−CS−基を複数組み合わせてできる基を挙げることができる。
メチレン基[−CH2−]、
エチリデン基[>CHCH3]、
イソプロピリデン[>C(CH3)2]、
1,2−エチレン基[−CH2CH2−]、
1,2−プロピレン基[−CH(CH3)CH2−]、
1,3−プロパンジイル基[−CH2CH2CH2−]、
2,2−ジメチル−1,3−プロパンジイル基[−CH2C(CH3)2CH2−]、
2,2−ジメトキシ−1,3−プロパンジイル基[−CH2C(OCH3)2CH2−]、
2,2−ジメトキシメチル−1,3−プロパンジイル基[−CH2C(CH2OCH3)2CH2−]、
1−メチル−1,3−プロパンジイル基[−CH(CH3)CH2CH2−]、
1,4−ブタンジイル基[−CH2CH2CH2CH2−]、
1,5−ペンタンジイル基[−CH2CH2CH2CH2CH2−]、
オキシジエチレン基[−CH2CH2OCH2CH2−]、
チオジエチレン基[−CH2CH2SCH2CH2−]、
3−オキソチオジエチレン基[−CH2CH2SOCH2CH2−]、
3,3−ジオキソチオジエチレン基[−CH2CH2SO2CH2CH2−]、
1,4−ジメチル−3−オキサ−1,5−ペンタンジイル基[−CH(CH3)CH2OCH(CH3)CH2−]、
3−オキソペンタンジイル基[−CH2CH2COCH2CH2−]、
1,5−ジオキソ−3−オキサペンタンジイル基[−COCH2OCH2CO−]、
4−オキサ−1,7−ヘプタンジイル基[−CH2CH2CH2OCH2CH2CH2−]、
3,6−ジオキサ−1,8−オクタンジイル基[−CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2−]、
1,4,7−トリメチル−3,6−ジオキサ−1,8−オクタンジイル基[−CH(CH3)CH2OCH(CH3)CH2OCH(CH3)CH2−]、
5,5−ジメチル−3,7−ジオキサ−1,9−ノナンジイル基[−CH2CH2OCH2C(CH3)2CH2OCH2CH2−]、
5,5−ジメトキシ−3,7−ジオキサ−1,9−ノナンジイル基[−CH2CH2OCH2C(OCH3)2CH2OCH2CH2−]、
5,5−ジメトキシメチル−3,7−ジオキサ−1,9−ノナンジイル基[−CH2CH2OCH2C(CH2OCH3)2CH2OCH2CH2−]、
4,7−ジオキソ−3,8−ジオキサ−1,10−デカンジイル基[−CH2CH2O−COCH2CH2CO−OCH2CH2−]、
3,8−ジオキソ−4,7−ジオキサ−1,10−デカンジイル基[−CH2CH2CO−OCH2CH2O−COCH2CH2−]、
1,3−シクロペンタンジイル基[−1,3−C5H8−]、
1,2−シクロヘキサンジイル基[−1,2−C6H10−]、
1,3−シクロヘキサンジイル基[−1,3−C6H10−]、
1,4−シクロヘキサンジイル基[−1,4−C6H10−]、
2,5−テトラヒドロフランジイル基[2,5−C4H6O−]
p−フェニレン基[−p−C6H4−]、
m−フェニレン基[−m−C6H4−]、
α,α′−o−キシリレン基[−o−CH2−C6H4−CH2−]、
α,α′−m−キシリレン基[−m−CH2−C6H4−CH2−]、
α,α′−p−キシリレン基[−p−CH2−C6H4−CH2−]、
フラン−2,5−ジイル−ビスメチレン基[2,5−CH2−C4H2O−CH2−]、
チオフェン−2,5−ジイル−ビスメチレン基[2,5−CH2−C4H2S−CH2−]、
イソプロピリデンビス−p−フェニレン基[−p−C6H4−C(CH3)2−p−C6H4−]
3価以上の連結基としては、上記で列挙した2価の連結基〜任意の部位の水素原子を必要なだけ除いてできる基、及びそれらと−O−基、−S−基、−CO−基、−CS−基を複数組み合わせてできる基を挙げることができる。
エチリデン基[>CHCH3]、
イソプロピリデン[>C(CH3)2]、
1,2−エチレン基[−CH2CH2−]、
1,2−プロピレン基[−CH(CH3)CH2−]、
1,3−プロパンジイル基[−CH2CH2CH2−]、
2,2−ジメチル−1,3−プロパンジイル基[−CH2C(CH3)2CH2−]、
2,2−ジメトキシ−1,3−プロパンジイル基[−CH2C(OCH3)2CH2−]、
2,2−ジメトキシメチル−1,3−プロパンジイル基[−CH2C(CH2OCH3)2CH2−]、
1−メチル−1,3−プロパンジイル基[−CH(CH3)CH2CH2−]、
1,4−ブタンジイル基[−CH2CH2CH2CH2−]、
1,5−ペンタンジイル基[−CH2CH2CH2CH2CH2−]、
オキシジエチレン基[−CH2CH2OCH2CH2−]、
チオジエチレン基[−CH2CH2SCH2CH2−]、
3−オキソチオジエチレン基[−CH2CH2SOCH2CH2−]、
3,3−ジオキソチオジエチレン基[−CH2CH2SO2CH2CH2−]、
1,4−ジメチル−3−オキサ−1,5−ペンタンジイル基[−CH(CH3)CH2OCH(CH3)CH2−]、
3−オキソペンタンジイル基[−CH2CH2COCH2CH2−]、
1,5−ジオキソ−3−オキサペンタンジイル基[−COCH2OCH2CO−]、
4−オキサ−1,7−ヘプタンジイル基[−CH2CH2CH2OCH2CH2CH2−]、
3,6−ジオキサ−1,8−オクタンジイル基[−CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2−]、
1,4,7−トリメチル−3,6−ジオキサ−1,8−オクタンジイル基[−CH(CH3)CH2OCH(CH3)CH2OCH(CH3)CH2−]、
5,5−ジメチル−3,7−ジオキサ−1,9−ノナンジイル基[−CH2CH2OCH2C(CH3)2CH2OCH2CH2−]、
5,5−ジメトキシ−3,7−ジオキサ−1,9−ノナンジイル基[−CH2CH2OCH2C(OCH3)2CH2OCH2CH2−]、
5,5−ジメトキシメチル−3,7−ジオキサ−1,9−ノナンジイル基[−CH2CH2OCH2C(CH2OCH3)2CH2OCH2CH2−]、
4,7−ジオキソ−3,8−ジオキサ−1,10−デカンジイル基[−CH2CH2O−COCH2CH2CO−OCH2CH2−]、
3,8−ジオキソ−4,7−ジオキサ−1,10−デカンジイル基[−CH2CH2CO−OCH2CH2O−COCH2CH2−]、
1,3−シクロペンタンジイル基[−1,3−C5H8−]、
1,2−シクロヘキサンジイル基[−1,2−C6H10−]、
1,3−シクロヘキサンジイル基[−1,3−C6H10−]、
1,4−シクロヘキサンジイル基[−1,4−C6H10−]、
2,5−テトラヒドロフランジイル基[2,5−C4H6O−]
p−フェニレン基[−p−C6H4−]、
m−フェニレン基[−m−C6H4−]、
α,α′−o−キシリレン基[−o−CH2−C6H4−CH2−]、
α,α′−m−キシリレン基[−m−CH2−C6H4−CH2−]、
α,α′−p−キシリレン基[−p−CH2−C6H4−CH2−]、
フラン−2,5−ジイル−ビスメチレン基[2,5−CH2−C4H2O−CH2−]、
チオフェン−2,5−ジイル−ビスメチレン基[2,5−CH2−C4H2S−CH2−]、
イソプロピリデンビス−p−フェニレン基[−p−C6H4−C(CH3)2−p−C6H4−]
3価以上の連結基としては、上記で列挙した2価の連結基〜任意の部位の水素原子を必要なだけ除いてできる基、及びそれらと−O−基、−S−基、−CO−基、−CS−基を複数組み合わせてできる基を挙げることができる。
L0、L1、L2、L3、L4はそれぞれ置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等)、炭素数1〜6個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等)、炭素数1〜6個のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、トリフルオロアセチル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、トリフルオロアセトキシ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基等)等が挙げられる。置換基として好ましいのは、アルキル基、アルコキシ基、またはアルコキシカルボニル基である。
L0、L1、L2としては、主鎖に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素数1〜8の2価の連結基が好ましく、あるいはL0、L1、L2、L3、L4としてはそれぞれ主鎖が炭素のみ〜なる炭素数1〜5の2価の連結基がより好ましい。
p1、q1はそれぞれ0または1を表し、p1+q1が1以上であることが好ましい。p2、q2はそれぞれ0または1を表し、それぞれ1が好ましい。p3、p4はそれぞれ0または1を表す。
以下に、好ましい脂環式エポキシドの具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明に係る上記各脂環式エポキシド化合物においては、分子量を分子内のエポキシ基の総数で除した数値が160〜300であることが好ましい。
前記一般式(A)、(1)〜(6)で表される脂環式エポキシド化合物の合成は、例えば、以下に列挙する特許明細書に記載の方法に準じて行うことができる。
A:米国特許2,745,847号明細書
B:米国特許2,750,395号明細書
C:米国特許2,853,498号明細書
D:米国特許2,853,499号明細書
E:米国特許2,863,881号明細書
以下に、上記特許明細書に記載されている方法に準じて、上記例示化合物の合成例の一例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
B:米国特許2,750,395号明細書
C:米国特許2,853,498号明細書
D:米国特許2,853,499号明細書
E:米国特許2,863,881号明細書
以下に、上記特許明細書に記載されている方法に準じて、上記例示化合物の合成例の一例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔合成例1〕
例示化合物EP−9:Ethylenglycol−bis−(4−methyl−3,4−epoxy−cyclohexanecarboxylate)の合成
〈Methyl−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の合成〉
公知のDiels−Alder反応によって、イソプレンとアクリル酸メチルを原料に、Methyl−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)を合成した。反応は、文献(J.Organomet.Chem.,285,1985,333−342、J.Phys.Chem.,95,5,1992,2293−2297、Acta.Chem.Scand.,47,6,1993,581−591)あるいは米国特許第1,944,731号明細書等に記載された条件に準じた反応条件で行ない、高収率で目的の化合物を得た。
例示化合物EP−9:Ethylenglycol−bis−(4−methyl−3,4−epoxy−cyclohexanecarboxylate)の合成
〈Methyl−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の合成〉
公知のDiels−Alder反応によって、イソプレンとアクリル酸メチルを原料に、Methyl−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)を合成した。反応は、文献(J.Organomet.Chem.,285,1985,333−342、J.Phys.Chem.,95,5,1992,2293−2297、Acta.Chem.Scand.,47,6,1993,581−591)あるいは米国特許第1,944,731号明細書等に記載された条件に準じた反応条件で行ない、高収率で目的の化合物を得た。
〈Ethylenglycol−bis−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の合成〉
Methyl−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の340g(2mol)と、エチレングリコール62g(1mol)とにトルエンスルホン酸1水和物1gを添加し、80〜90℃で8時間反応した。反応液を重曹水で洗浄した後、減圧蒸留を行い、目的の化合物を得た。収率は92%だった。
Methyl−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の340g(2mol)と、エチレングリコール62g(1mol)とにトルエンスルホン酸1水和物1gを添加し、80〜90℃で8時間反応した。反応液を重曹水で洗浄した後、減圧蒸留を行い、目的の化合物を得た。収率は92%だった。
〈例示化合物EP−9の合成〉
Ethylenglycol−bis−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の306g(1mol)を2Lの三頭フラスコに入れ、内温を35〜40℃に保ったまま、過酢酸含有率が25質量%のアセトン溶液770g(過酢酸192g(2.5mol))を4時間かけて滴下した。滴下終了後、そのままの温度で4時間後反応した。反応液は−11℃で一晩保存した後、過酢酸の残量を調べ理論量の98%以上が反応していることを確認した。
Ethylenglycol−bis−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の306g(1mol)を2Lの三頭フラスコに入れ、内温を35〜40℃に保ったまま、過酢酸含有率が25質量%のアセトン溶液770g(過酢酸192g(2.5mol))を4時間かけて滴下した。滴下終了後、そのままの温度で4時間後反応した。反応液は−11℃で一晩保存した後、過酢酸の残量を調べ理論量の98%以上が反応していることを確認した。
次いで、反応液をトルエン1Lで希釈し、水流アスピレーターによる減圧下で50℃に加熱し溜出物がなくなるまで低沸点成分を溜去し除去した。残った反応組成物を減圧蒸留し、目的の例示化合物EP−9を得た。収率は78%であった。
得られた例示化合物EP−9の構造は、NMR、MASS分析で確認した。
1H NMR (CDCl3) δ(ppm):1.31(s,6H,CH3−)、1.45〜2.50(m,14H,シクロヘキサン環)、3.10(m,2H,エポキシ根元)、4.10(s,4H,−CH2−O−)
〔合成例2〕
例示化合物EP−12:Propane−1,2−diol−bis−(4−methyl−3,4−epoxy−cyclohexanecarboxylate)の合成
〈Propane−1,2−diol−bis−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の合成〉
Methyl−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の340g(2mol)と、Propane−1,2−diolの76g(1mol)にトルエンスルホン酸1水和物1gを添加し、80〜90℃で8時間反応した。反応液を重曹水で洗浄した後、減圧蒸留を行い目的の化合物を得た。収率は90%だった。
〔合成例2〕
例示化合物EP−12:Propane−1,2−diol−bis−(4−methyl−3,4−epoxy−cyclohexanecarboxylate)の合成
〈Propane−1,2−diol−bis−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の合成〉
Methyl−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の340g(2mol)と、Propane−1,2−diolの76g(1mol)にトルエンスルホン酸1水和物1gを添加し、80〜90℃で8時間反応した。反応液を重曹水で洗浄した後、減圧蒸留を行い目的の化合物を得た。収率は90%だった。
〈例示化合物EP−12の合成〉
Propane−1,2−diol−bis−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の320g(1mol)を2Lの三頭フラスコに入れ、内温を35〜40℃に保ったまま、過酢酸含有率が25質量%のアセトン溶液770g(過酢酸192g(2.5mol))を4時間かけて滴下した。滴下終了後、そのままの温度で4時間後反応した。反応液は−11℃で一晩保存した後、過酢酸の残量を調べ理論量の98%以上が反応していることを確認した。
Propane−1,2−diol−bis−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の320g(1mol)を2Lの三頭フラスコに入れ、内温を35〜40℃に保ったまま、過酢酸含有率が25質量%のアセトン溶液770g(過酢酸192g(2.5mol))を4時間かけて滴下した。滴下終了後、そのままの温度で4時間後反応した。反応液は−11℃で一晩保存した後、過酢酸の残量を調べ理論量の98%以上が反応していることを確認した。
次いで、反応液をトルエン1Lで希釈し、水流アスピレーターによる減圧下で50℃に加熱し溜出物がなくなるまで低沸点成分を溜去し除去した。
残った反応組成物を減圧蒸留し、目的の例示化合物EP−12を得た。収率は75%だった。
得られた例示化合物EP−12の構造は、NMR、MASS分析で確認した。
1H NMR (CDCl3) δ(ppm):1.23(d,3H,CH3−)、1.31(s,6H,CH3−)、1.45〜2.50(m,14H,シクロヘキサン環)、3.15(m,2H,エポキシ根元)、4.03(m,1H,−O−CH2−)、4.18(m,1H,−O−CH2−)、5.15(m,1H,>CH−O−)
〔合成例3〕
例示化合物EP−17:2,2−Dimethyl−propane−1,3−diol−bis−(4−methyl−3,4−epoxy−cyclohexanecarboxylate)の合成
〈2,2−Dimethyl−propane−1,3−diol−bis−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の合成〉
Methyl−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の340g(2mol)と、2,2−Dimethyl−propane−1,3−diolの104g(1mol)とに、トルエンスルホン酸1水和物1gを添加し80〜90℃で12時間反応した。反応液を重曹水で洗浄した後、減圧蒸留を行い目的の化合物を得た。収率は86%だった。
〔合成例3〕
例示化合物EP−17:2,2−Dimethyl−propane−1,3−diol−bis−(4−methyl−3,4−epoxy−cyclohexanecarboxylate)の合成
〈2,2−Dimethyl−propane−1,3−diol−bis−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の合成〉
Methyl−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の340g(2mol)と、2,2−Dimethyl−propane−1,3−diolの104g(1mol)とに、トルエンスルホン酸1水和物1gを添加し80〜90℃で12時間反応した。反応液を重曹水で洗浄した後、減圧蒸留を行い目的の化合物を得た。収率は86%だった。
〈例示化合物EP−17の合成〉
2,2−Dimethyl−propane−1,3−diol−bis−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の348g(1mol)を2Lの三頭フラスコに入れ、内温を40℃に保ったまま、過酢酸含有率が25質量%のアセトン溶液770g(過酢酸192g(2.5mol))を4時間かけて滴下した。滴下終了後、そのままの温度で4時間後反応した。反応液は−11℃で一晩保存した後、過酢酸の残量を調べ理論量の98%以上が反応していることを確認した。
2,2−Dimethyl−propane−1,3−diol−bis−(4−methyl−3−cyclohexenecarboxylate)の348g(1mol)を2Lの三頭フラスコに入れ、内温を40℃に保ったまま、過酢酸含有率が25質量%のアセトン溶液770g(過酢酸192g(2.5mol))を4時間かけて滴下した。滴下終了後、そのままの温度で4時間後反応した。反応液は−11℃で一晩保存した後、過酢酸の残量を調べ理論量の98%以上が反応していることを確認した。
次いで、反応液をトルエン1Lで希釈し、水流アスピレーターによる減圧下で50℃に加熱し溜出物がなくなるまで低沸点成分を溜去し除去した。
残った反応組成物を減圧蒸留し、目的の例示化合物EP−17を得た。収率は70%だった。
例示化合物EP−17の構造は、NMR、MASS分析で確認した。
1H NMR (CDCl3) δ(ppm):0.96(s,6H,CH3−)、1.31(s,6H,CH3−)、1.45〜2.50(m,14H,シクロヘキサン環)、3.00(m,2H,エポキシ根元)、3.87(s,4H,−O−CH2−)
〔合成例4〕
例示化合物EP−31:1,3−Bis−(4−methyl−3,4−epoxy−cyclohexylmethyloxy)−2−propanolの合成
〈4−Methyl−3−cyclohexenylmethanolの合成〉
公知のDiels−Alder反応によって、イソプレンとアクロレインを原料に、4−Methyl−3−cyclohexenyl aldehydeを合成した。反応は、文献(J.Amer.Chem.Soc.,119,15,1997,3507−3512、Tetrahedron Lett.,40,32,1999,5817−5822)等に記載された条件に準じた反応条件で行ない、高収率で目的の化合物を得た。次いで、この化合物を還元することで4−Methyl−3−cyclohexenylmethanolを高収率で合成した。
〔合成例4〕
例示化合物EP−31:1,3−Bis−(4−methyl−3,4−epoxy−cyclohexylmethyloxy)−2−propanolの合成
〈4−Methyl−3−cyclohexenylmethanolの合成〉
公知のDiels−Alder反応によって、イソプレンとアクロレインを原料に、4−Methyl−3−cyclohexenyl aldehydeを合成した。反応は、文献(J.Amer.Chem.Soc.,119,15,1997,3507−3512、Tetrahedron Lett.,40,32,1999,5817−5822)等に記載された条件に準じた反応条件で行ない、高収率で目的の化合物を得た。次いで、この化合物を還元することで4−Methyl−3−cyclohexenylmethanolを高収率で合成した。
〈1,2−Bis−(4−methyl−3−cyclohexenylmethyloxy)−2−propanolの合成〉
4−Methyl−3−cyclohexenylmethanolの284g(2mol)と、エピクロルヒドリンを92g(1mol)含むアセトン1L溶液に炭酸カリウムを305g(2.2mol)添加し、50℃で8時間反応した。析出した塩をろ過によって除去し、反応液を減圧濃縮した後、残った粗生物の減圧蒸留を行い目的の化合物を得た。収率は90%だった。
4−Methyl−3−cyclohexenylmethanolの284g(2mol)と、エピクロルヒドリンを92g(1mol)含むアセトン1L溶液に炭酸カリウムを305g(2.2mol)添加し、50℃で8時間反応した。析出した塩をろ過によって除去し、反応液を減圧濃縮した後、残った粗生物の減圧蒸留を行い目的の化合物を得た。収率は90%だった。
〈例示化合物EP−31の合成〉
1,2−Bis−(4−methyl−3−cyclohexenylmethyloxy)−2−propanolの308g(1mol)を2Lの三頭フラスコに入れ、内温を35〜40℃に保ったまま、過酢酸含有率が25質量%のアセトン溶液770g(過酢酸192g(2.5mol))を4時間かけて滴下した。滴下終了後、そのままの温度で4時間後反応した。反応液は−11℃で一晩保存した後、過酢酸の残量を調べ理論量の98%以上が反応していることを確認した。
1,2−Bis−(4−methyl−3−cyclohexenylmethyloxy)−2−propanolの308g(1mol)を2Lの三頭フラスコに入れ、内温を35〜40℃に保ったまま、過酢酸含有率が25質量%のアセトン溶液770g(過酢酸192g(2.5mol))を4時間かけて滴下した。滴下終了後、そのままの温度で4時間後反応した。反応液は−11℃で一晩保存した後、過酢酸の残量を調べ理論量の98%以上が反応していることを確認した。
次いで、反応液をトルエン1Lで希釈し、水流アスピレーターによる減圧下で50℃に加熱し溜出物がなくなるまで低沸点成分を溜去し除去した。
残った反応組成物を減圧蒸留し、目的の例示化合物EP−31を得た。収率は83%だった。
例示化合物EP−31の構造は、NMR、MASS分析で確認した。
1H NMR (CDCl3) δ(ppm):1.31(s,6H,CH3−)、1.4〜2.0(m,14H,シクロヘキサン環)、2.7(s,1H,−OH)、3.10(m,2H,エポキシ根元)、3.45(d,4H,−CH2−O−)、3.50(m,4H,−CH2−O−)、3.92(m,1H,>CH−)
〔合成例5〕
例示化合物EP−35:Bis−(4−methyl−3,4−epoxy−cyclohexylmethyl)oxalateの合成
〈Bis−(4−methyl−3−cyclohexenylmethyl)succinateの合成〉
4−Methyl−3−cyclohexenylmethanolの284g(2mol)と、コハク酸無水物を100g(1mol)含むトルエン1L溶液とに、トルエンスルホン酸1水和物5gを添加し、生成する水を水分離装置で除去しながら110〜120℃で8時間反応した。反応液を重曹水で洗浄した後、減圧濃縮でトルエンを溜去した。残った粗生物の減圧蒸留を行い目的の化合物を得た。収率は90%だった。
〔合成例5〕
例示化合物EP−35:Bis−(4−methyl−3,4−epoxy−cyclohexylmethyl)oxalateの合成
〈Bis−(4−methyl−3−cyclohexenylmethyl)succinateの合成〉
4−Methyl−3−cyclohexenylmethanolの284g(2mol)と、コハク酸無水物を100g(1mol)含むトルエン1L溶液とに、トルエンスルホン酸1水和物5gを添加し、生成する水を水分離装置で除去しながら110〜120℃で8時間反応した。反応液を重曹水で洗浄した後、減圧濃縮でトルエンを溜去した。残った粗生物の減圧蒸留を行い目的の化合物を得た。収率は90%だった。
〈例示化合物EP−35の合成〉
Bis−(4−methyl−3−cyclohexenylmethyl)succinateの335g(1mol)を2Lの三頭フラスコに入れ、内温を35〜40℃に保ったまま、過酢酸含有率が25質量%のアセトン溶液770g(過酢酸192g(2.5mol))を4時間かけて滴下した。滴下終了後、そのままの温度で4時間後反応した。反応液は−11℃で一晩保存した後、過酢酸の残量を調べ理論量の98%以上が反応していることを確認した。
Bis−(4−methyl−3−cyclohexenylmethyl)succinateの335g(1mol)を2Lの三頭フラスコに入れ、内温を35〜40℃に保ったまま、過酢酸含有率が25質量%のアセトン溶液770g(過酢酸192g(2.5mol))を4時間かけて滴下した。滴下終了後、そのままの温度で4時間後反応した。反応液は−11℃で一晩保存した後、過酢酸の残量を調べ理論量の98%以上が反応していることを確認した。
次いで、反応液をトルエン1Lで希釈し、水流アスピレーターによる減圧下で50℃に加熱し、溜出物がなくなるまで低沸点成分を溜去し除去した。
残った反応組成物を減圧蒸留し、例示化合物EP−35を得た。収率は75%だった。
例示化合物EP−35の構造は、NMR、MASS分析で確認した。
1H NMR (CDCl3) δ(ppm):1.31(s,6H,CH3−)、1.4〜2.0(m,14H,シクロヘキサン環)、3.10(m,2H,エポキシ根元)、2.62(s,4H,−CH2−CO−)、4.05(d,4H,−CH2−O−)
その他の上記で列挙した本発明に係る各脂環式エポキシド化合物も、上記の方法と同様にして収率良く合成できる。
その他の上記で列挙した本発明に係る各脂環式エポキシド化合物も、上記の方法と同様にして収率良く合成できる。
本発明の活性エネルギー線硬化組成物においては、上記説明した本発明に係る前記一般式(A)、(1)〜(6)で表される脂環式エポキシド化合物と共に、オキセタン化合物を含有することが好ましい。オキセタン化合物としては、従来公知のオキセタン化合物を用いることができるが、特に2位が置換されていないオキセタン化合物を併用することで、感度向上効果あるいは硬化膜物性の改良効果を得ることができ好ましい。
以下、2位が置換されていないオキセタン化合物について説明する。
2位が置換されていないオキセタン化合物の一例としては、下記一般式(101)で示される化合物が挙げられる。
一般式(101)において、R1は水素原子やメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のフルオロアルキル基、アリル基、アリール基、フリル基またはチエニル基である。R2はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜6個のアルキル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、2−メチル−2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基等の炭素数2〜6個のアルケニル基、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基、フェノキシエチル基等の芳香環を有する基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ブチルカルボニル基等の炭素数2〜6個のアルキルカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等の炭素数2〜6個のアルコキシカルボニル基、またはエチルカルバモイル基、プロピルカルバモイル基、ブチルカルバモイル基、ペンチルカルバモイル基等の炭素数2〜6個のN−アルキルカルバモイル基等である。本発明で使用するオキセタン化合物としては、1個のオキセタン環を有する化合物を使用することが、得られる組成物が粘着性に優れ、低粘度で作業性に優れるため、特に好ましい。
2個のオキセタン環を有する化合物の一例としては、下記一般式(102)で示される化合物等が挙げられる。
一般式(102)において、R1は上記一般式(101)におけるそれと同様の基である。R3は、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等の線状または分枝状アルキレン基、ポリ(エチレンオキシ)基、ポリ(プロピレンオキシ)基等の線状または分枝状ポリ(アルキレンオキシ)基、プロペニレン基、メチルプロペニレン基、ブテニレン基等の線状または分枝状不飽和炭化水素基、またはカルボニル基またはカルボニル基を含むアルキレン基、カルボキシル基を含むアルキレン基、カルバモイル基を含むアルキレン基等である。
また、R3としては、下記一般式(103)、(104)及び(105)で示される基から選択される多価基も挙げることができる。
一般式(103)において、R4は水素原子やメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜4個のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のアルコキシ基、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メルカプト基、低級アルキルカルボキシル基、カルボキシル基、またはカルバモイル基である。
一般式(104)において、R5は酸素原子、硫黄原子、メチレン基、NH、SO、SO2、C(CF3)2、またはC(CH3)2を表す。
一般式(105)において、R6はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜4個のアルキル基、またはアリール基である。nは0〜2000の整数である。R7はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基の炭素数1〜4個のアルキル基、またはアリール基である。R7としては、更に下記一般式(106)で示される基〜選択される基も挙げることができる。
一般式(106)において、R8はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜4個のアルキル基、またはアリール基である。mは0〜100の整数である。
2個のオキセタン環を有する化合物の具体例としては、下記化合物が挙げられる。
例示化合物11は、前記一般式(102)において、R1がエチル基、R3がカルボキシル基である化合物である。また、例示化合物12は、前記一般式(102)において、R1がエチル基、R3が前記一般式(105)でR6及びR7がメチル基、nが1である化合物である。
2個のオキセタン環を有する化合物において、上記の化合物以外の好ましい例としては、下記一般式(107)で示される化合物がある。
一般式(107)において、R1は前記一般式(101)のR1と同義である。
また、3〜4個のオキセタン環を有する化合物の一例としては、下記一般式(108)で示される化合物が挙げられる。
一般式(108)において、R1は前記一般式(101)におけるR1と同義である。R9としては、例えば、下記A〜Cで示される基等の炭素数1〜12の分枝状アルキレン基、下記Dで示される基等の分枝状ポリ(アルキレンオキシ)基または下記Eで示される基等の分枝状ポリシロキシ基等が挙げられる。jは3または4である。
上記Aにおいて、R10はメチル基、エチル基またはプロピル基等の低級アルキル基である。また、上記Dにおいて、pは1〜10の整数である。
3〜4個のオキセタン環を有する化合物の一例としては、例示化合物13が挙げられる。
更に、上記説明した以外の1〜4個のオキセタン環を有する化合物の例としては、下記一般式(109)で示される化合物が挙げられる。
一般式(109)において、R8は前記一般式(106)のR8と同義である。R11はメチル基、エチル基、プロピル基またはブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基またはトリアルキルシリル基であり、rは1〜4である。
本発明で使用するオキセタン化合物の好ましい具体例としては、以下に示す化合物がある。
上述したオキセタン環を有する各化合物の製造方法は、特に限定されず、従来知られた方法に従えばよく、例えば、パティソン(D.B.Pattison,J.Am.Chem.Soc.,3455,79(1957))が開示している、ジオールからのオキセタン環合成法等がある。
さらなる感度向上効果あるいは効果膜物性向上効果あるいは環境湿度変動耐性向上効果を得るために、下記一般式(I)、(II)、(III)、(IV)または(V)で表されるオキセタン化合物を含有していてもよい。
一般式(I)において、R101〜R104は水素原子または置換基を表す。R105は置換、無置換のアルコキシ基、または置換、無置換のアリールオキシ基を表し、m1は0、1または2を表す。R106は置換基を表し、n1は0〜3を表す。
一般式(II)において、R201〜R204は水素原子または置換基を表す。R205は置換、無置換のアルコキシ基、または置換、無置換のアリールオキシ基を表し、m2は0、1または2を表す。R206は置換基を表し、n2は0〜3を表す。
一般式(III)において、R301〜R304は水素原子または置換基を表す。R305、R306は置換基を表し、m3、n3は0〜4を表す。
一般式(IV)において、R401〜R404は水素原子または置換基を表す。R405は置換基を表し、m4は0〜4を表す。L1は主鎖に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素数1〜15の2価の連結基を表す。
一般式(V)において、R501〜R504は水素原子または置換基を表す。R505は置換、無置換のアルキル基を表す。R506は置換基を表し、m5は0〜3を表す。L2は主鎖に酸素原子または硫黄原子を含んでもよい炭素数1〜15の2価の連結基、または酸素原子を表す。
一般式(I)のR101〜R104、一般式(II)のR201〜R204、一般式(III)のR301〜R304、一般式(IV)のR401〜R405、一般式(V)のR501〜R504で表される置換基の例としては、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等)、炭素数1〜6個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等)、炭素数3〜6個のシクロアルキル基(例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、炭素数1〜6個のアルケニル基(例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−ブテニル基等)、炭素数1〜6個のアルキニル基(例えば、アセチレニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、2−ブチニル基等)、炭素数1〜6個のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、トリフルオロアセチル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、トリフルオロアセトキシ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基等が挙げられる。
R101とR102、R103とR104、R201とR202、R203とR204、R301とR302、R303とR304、R401とR402、R403とR404、R501とR502、R503とR504のように同一炭素上の2つの置換基が互いに末端で結合して2価の基となり環を形成してもよい。
これらの基は更に置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等)、炭素数1〜6個のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、トリフルオロアセチル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、トリフルオロアセトキシ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。置換基として好ましいのは、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基である。
これらのオキセタン化合物は、オキセタン環の3位には1つ以上の置換基を有するのが好ましい。好ましい置換基としては、炭素数1〜6個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等)、炭素数3〜6個のシクロアルキル基(例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、炭素数1〜6個のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、トリフルオロアセチル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、トリフルオロアセトキシ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基等)等が挙げられる。これらは更に置換されていてもよく、置換基として好ましいのは、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基である。
これらのオキセタン化合物は、3位に置換、無置換のアルキル基が置換されているのが好ましく、2つのアルキル基で置換されることでオキセタンの3位が3級の炭素になることがより好ましい。アルキル基の置換基として好ましいものは、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基である。
これらのオキセタン化合物は、4位に電子吸引性基を置換することで、より反応性を高くすることが可能である。電子吸引性基とはハメットの置換基定数σpが正の値を取る置換基のことであり、電子吸引性基の具体例としては、−NO2、−CN、−SO2−Alkyl、−SO2−Aryl、−CO−Alkyl、−CO−Aryl、−CO−O−Alkyl、−CO−O−Aryl、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子)が挙げられる。本発明のオキセタン化合物において4位の置換基として好ましい電子吸引性基は、α〜γ位の炭素原子上に前記の電子吸引性基の置換したアルキル基であり、特にフッ素原子で置換されたアルキル基が好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化組成物はさらにビニルエーテル化合物を含有していていもよい。
ビニルエーテル化合物としては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピ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、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジまたはトリビニルエーテル化合物、エチルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、イソプロペニルエーテル−O−プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル等のモノビニルエーテル化合物等が挙げられる。
これらのビニルエーテル化合物のうち、硬化性、密着性、表面硬度を考慮すると、ジまたはトリビニルエーテル化合物が好ましく、特にジビニルエーテル化合物が好ましい。本発明では、上記ビニルエーテル化合物の1種を単独で使用してもよいが、2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
本発明の活性エネルギー線硬化組成物においては、さらに光酸発生剤を併用してもよい。例えば、化学増幅型フォトレジストや光カチオン重合に利用される化合物が用いられる(有機エレクトロニクス材料研究会編、「イメージング用有機材料」、ぶんしん出版(1993年)、187〜192ページ参照)。本発明に好適な化合物の例を以下に挙げる。
第1に、ジアゾニウム、アンモニウム、ヨードニウム、スルホニウム、ホスホニウム等の芳香族オニウム化合物のB(C6F5)4 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -、p−CH3C6H4SO3 -塩、CF3SO3 -塩等のスルホン酸塩を挙げることができる。対アニオンとしてボレート化合物を持つもの及びPF6 -塩が酸発生能力が高く好ましい。
オニウム化合物の具体的な例を以下に示す。
第2に、スルホン酸を発生するスルホン化物を挙げることができる。具体的な化合物を以下に例示する。
第3に、ハロゲン化水素を発生するハロゲン化物も用いることができる。以下に具体的な化合物を例示する。
第4に、鉄アレン錯体を挙げることができる。
光重合促進剤としては、アントラセン、アントラセン誘導体(例えば、旭電化工業社製のアデカオプトマーSP−100)、フェノチアジン(10H−フェノチアジン)、フェノチアジン誘導体(例えば、10−メチルフェノチアジン、10−エチルフェノチアジン、10−デシルフェノチアジン、10−アセチルフェノチアジン10−デシルフェノチアジン−5−オキシド、10−デシルフェノチアジン−5,5−ジオキシド、10−アセチルフェノチアジン−5,5−ジオキシド等)挙げられる。これらの光重合促進剤は1種または複数を組み合わせて使用することができる。
本発明のインクジェット用インク組成物には、上記説明した構成要素の他に、各種の添加剤を用いることができる。
本発明のインクジェット用インク組成物で用いる色材としては、重合性化合物の主成分に溶解または分散できる色材が使用できるが、耐候性の点から顔料が好ましい。
本発明で好ましく用いることのできる顔料を、以下に列挙する。
C.I.Pigment Yellow−1、3、12、13、14、17、81、83、87、95、109、42、
C.I.Pigment Orange−16、36、38、
C.I.Pigment Red−5、22、38、48:1、48:2、48:4、49:1、53:1、57:1、63:1、144、146、185、101、
C.I.Pigment Violet−19、23、
C.I.Pigment Blue−15:1、15:3、15:4、18、60、27、29、
C.I.Pigment Green−7、36、
C.I.Pigment White−6、18、21、
C.I.Pigment Black−7
上記顔料の分散には、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等を用いることができる。また、顔料の分散を行う際に分散剤を添加することも可能である。分散剤としては、高分子分散剤を用いることが好ましく、高分子分散剤としてはAvecia社のSolsperseシリーズが挙げられる。また、分散助剤として、各種顔料に応じたシナージストを用いることも可能である。これらの分散剤及び分散助剤は、顔料100質量部に対し、1〜50質量部添加することが好ましい。分散媒体は、溶剤または重合性化合物を用いて行うが、本発明のインクジェット用インク組成物では、インク着弾直後に反応・硬化させるため、無溶剤であることが好ましい。溶剤が硬化画像に残ってしまうと、耐溶剤性の劣化、残留する溶剤のVOCの問題が生じる。よって、分散媒体は溶剤ではなく重合性化合物、その中でも最も粘度の低いモノマーを選択することが分散適性上好ましい。
C.I.Pigment Orange−16、36、38、
C.I.Pigment Red−5、22、38、48:1、48:2、48:4、49:1、53:1、57:1、63:1、144、146、185、101、
C.I.Pigment Violet−19、23、
C.I.Pigment Blue−15:1、15:3、15:4、18、60、27、29、
C.I.Pigment Green−7、36、
C.I.Pigment White−6、18、21、
C.I.Pigment Black−7
上記顔料の分散には、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等を用いることができる。また、顔料の分散を行う際に分散剤を添加することも可能である。分散剤としては、高分子分散剤を用いることが好ましく、高分子分散剤としてはAvecia社のSolsperseシリーズが挙げられる。また、分散助剤として、各種顔料に応じたシナージストを用いることも可能である。これらの分散剤及び分散助剤は、顔料100質量部に対し、1〜50質量部添加することが好ましい。分散媒体は、溶剤または重合性化合物を用いて行うが、本発明のインクジェット用インク組成物では、インク着弾直後に反応・硬化させるため、無溶剤であることが好ましい。溶剤が硬化画像に残ってしまうと、耐溶剤性の劣化、残留する溶剤のVOCの問題が生じる。よって、分散媒体は溶剤ではなく重合性化合物、その中でも最も粘度の低いモノマーを選択することが分散適性上好ましい。
顔料の分散は、顔料粒子の平均粒径を0.08〜0.5μmとすることが好ましく、最大粒径は0.3〜10μm、好ましくは0.3〜3μmとなるよう、顔料、分散剤、分散媒体の選定、分散条件、ろ過条件を適宜設定する。この粒径管理によって、ヘッドノズルの詰まりを抑制し、インクの保存安定性、インク透明性及び硬化の感度を維持することができる。
本発明のインクジェット用インク組成物においては、色材濃度として、インク全体の1〜10質量%であることが好ましい。
本発明においては、吐出安定性、保存性を向上させる目的で、熱塩基発生剤も用いることができる。
熱塩基発生剤としては、例えば、加熱により脱炭酸して分解する有機酸と塩基の塩、分子内求核置換反応、ロッセン転位、ベックマン転位等の反応により分解してアミン類を放出する化合物や、加熱により何らかの反応を起こして塩基を放出するものが好ましく用いられる。具体的には、英国特許第998,949号記載のトリクロロ酢酸の塩、米国特許第4,060,420号に記載のアルファースルホニル酢酸の塩、特開昭59−157637号に記載のプロピール酸類の塩、2−カルボキシカルボキサミド誘導体、特開昭59−168440号に記載の塩基成分に有機塩基の他にアルカリ金属、アルカリ土類金属を用いた熱分解性酸との塩、特開昭59−180537号に記載のロッセン転位を利用したヒドロキサムカルバメート類、加熱によりニトリルを生成する特開昭59−195237号に記載のアルドキシムカルバメート類等が挙げられる。その他、英国特許第998,945号、米国特許第3,220,846号、英国特許第279,480号、特開昭50−22625号、同61−32844号、同61−51139号、同61−52638号、同61−51140号、同61−53634号、同61−53640号、同61−55644号、同61−55645号等に記載の熱塩基発生剤が有用である。更に具体的に例を挙げると、トリクロロ酢酸グアニジン、トリクロロ酢酸メチルグアニジン、トリクロロ酢酸カリウム、フェニルスルホニル酢酸グアニジン、p−クロロフェニルスルホニル酢酸グアニジン、p−メタンスルホニルフェニルスルホニル酢酸グアニジン、フェニルプロピオール酸カリウム、フェニルプロピオール酸グアニジン、フェニルプロピオール酸セシウム、p−クロロフェニルプロピオール酸グアニジン、p−フェニレン−ビス−フェニルプロピオール酸グアニジン、フェニルスルホニル酢酸テトラメチルアンモニウム、フェニルプロピオール酸テトラメチルアンモニウムがある。上記の熱塩基発生剤は広い範囲で用いることができる。
本発明のインクジェット用インク組成物は、特開平8−248561号、同9−34106号をはじめとし、既に公知となっている活性光線の照射で発生した酸により新たに酸を発生する酸増殖剤を含有することも可能である。
本発明のインクジェット用インク組成物は、活性エネルギー線硬化組成物、顔料分散剤と共に、顔料をサンドミル等の通常の分散機を用いてよく分散することにより製造される。予め、顔料高濃度の濃縮液を調製しておき、活性エネルギー線硬化組成物で希釈することが好ましい。通常の分散機による分散でも充分な分散が可能であり、このため、過剰な分散エネルギーがかからず、多大な分散時間を必要としないため、インク成分の分散時の変質を招きにくく、安定性に優れたインクが調製される。インクは、孔径3μm以下、更には1μm以下のフィルターにて濾過することが好ましい。
本発明のインクジェット用インク組成物は、25℃での粘度が5〜50mPa・sと高めに調整することが好ましい。25℃での粘度が5〜50mPa・sのインクは、特に通常の4〜10KHzの周波数を有するヘッドから、10〜50KHzの高周波数のヘッドにおいても安定した吐出特性を示す。粘度が5mPa・s未満の場合は、高周波数のヘッドにおいて、吐出の追随性の低下が認められ、50mPa・sを越える場合は、加熱による粘度の低下機構をヘッドに組み込んだとしても吐出特性そのものの低下を生じ、吐出の安定性が不良となり、全く吐出できなくなる。
また、本発明のインクジェット用インク組成物は、ピエゾヘッドにおいては、10μS/cm以下の電導度とし、ヘッド内部での電気的な腐食のないインクとすることが好ましい。また、コンティニュアスタイプにおいては、電解質による電導度の調整が必要であり、この場合には、0.5mS/cm以上の電導度に調整する必要がある。
本発明においては、インクジェット用インク組成物の25℃における表面張力が、25〜40mN/mの範囲にあることが好ましい。25℃におけるインクジェット用インク組成物の表面張力が25mN/m未満では、安定した出射が得られにくく、また40mN/mを越えると所望のドット径を得ることができない。25〜40mN/mの範囲外では、本発明のように、インクジェット用インク組成物の粘度や含水率を制御しながら出射、光照射しても、さまざまな支持体に対して均一等ット径を得ることが困難となる。
表面張力を調整するために、必要に応じて、界面活性剤を含有させてもよい。本発明に係るインクに好ましく使用される界面活性剤としては、例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第4級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤、重合性基を有する界面活性化合物等が挙げられる。これらの中で特に、シリコーン変性アクリレート、フッ素変性アクリレート、シリコーン変性エポキシ、フッ素変性エポキシ、シリコーン変性オキセタン、フッ素変性オキセタン等、不飽和結合やオキシラン、オキセタン環等重合性基を有する界面活性化合物が好ましい。
本発明のインクジェット用インク組成物には、上記説明した以外にさまざまな添加剤を用いることができる。例えば、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類を添加することができる。記録媒体との密着性を改善するため、極微量の有機溶剤を添加することも有効である。この場合、耐溶剤性やVOCの問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その使用量は0.1〜5%の範囲であり、好ましくは0.1〜3%である。また、ラジカル重合性モノマーと開始剤を組み合わせ、ラジカル・カチオンのハイブリッド型硬化インクとすることも可能である。
本発明の画像形成方法においては、インクジェット用インク組成物を、選択的にインク滴の吐出制御可能な少なくとも1つのノズルを有する記録ヘッドで、記録材料上に該インク滴を吐出し、該インク滴が着弾した後、活性エネルギー線を照射することによりインクを硬化させる。
本発明の画像形成方法においては、インク出射時にはインクをインクジェットノズルごと加温し、インク液を低粘度させることが好ましい。加熱温度としては、30〜80℃、好ましくは35〜60℃である。
本発明において、インクが着弾し、活性光線を照射して硬化した後の総インク膜厚が2〜20μmであることが好ましい。スクリーン印刷分野の画像形成では、総インク膜厚が20μmを越えているのが現状であるが、記録材料が薄いプラスチック材料であることが多い軟包装印刷分野では、記録材料のカール・しわの問題でだけでなく、印刷物全体のこし・質感が変わってしまうという問題があるため使えない。また、本発明では、各ノズルより吐出する液滴量が2〜15plであることが好ましい。
本発明においては、高精細な画像を形成するためには、照射タイミングができるだけ早い方が好ましいが、インクの粘度または含水率が好ましい状態となるタイミングで光照射を開始することが好ましい。詳しくは、発生光線の照射条件として、インク着弾後0.001〜2.0秒の間に活性光線照射を開始することが好ましく、より好ましくは0.001〜0.4秒である。また、0.1〜3秒後、好ましくは0.2〜1秒以内に、インクの流動性が失われる程度まで光照射を行なった後、終了させることが好ましい。上記条件とすることにより、ドット径の拡大やドット間の滲みを防止することができる。
活性光線の照射方法として、その基本的な方法が特開昭60−132767号に開示されている。これによると、記録ヘッドユニットの両側に光源を設け、シャトル方式で記録ヘッドと光源を走査する。照射は、インク着弾後、一定時間を置いて行われることになる。更に、駆動を伴わない別光源によって硬化を完了させる。米国特許第6,145,979号では、照射方法として、光ファイバーを用いた方法や、コリメートされた光源を記録ヘッドユニット側面に設けた鏡面に当て、記録部へUV光を照射する方法が開示されている。本発明の画像形成方法においては、これらのいずれの照射方法も用いることができる。
また、活性光線を照射を2段階に分け、まずインク着弾後0.001〜2.0秒の間に前述の方法で活性光線を照射し、かつ、全印字終了後、更に活性光線を照射する方法も好ましい態様の1つである。活性光線の照射を2段階に分けることで、よりインク硬化の際に起こる記録材料の収縮を抑えることが可能となる。
活性光線照射で用いる光源の例としては、水銀アークランプ、キセノンアークランプ、螢光ランプ、炭素アークランプ、タングステン−ハロゲン複写ランプ高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、無電極UVランプ、低圧水銀ランプ、UVレーザー、キセノンフラッシュランプ、捕虫灯、ブラックライト、殺菌灯、冷陰極管、LEDを等があるが、これらに限定されないが、この中でも蛍光管が低エネルギー・低コストであり、好ましい。光源波長としては250〜370nm、好ましくには270〜320nmに発光波長のピークがある光源が感度の点で好ましい。照度は、1〜3000mW/cm2、好ましくは1〜200mW/cm2である。また、電子線により硬化させる場合には、通常300eVの以下のエネルギーの電子線で硬化させるが、1〜5Mradの照射量で瞬時に硬化させることも可能である。
本発明のインクジェット用インク組成物を用いて、記録媒体への画像印字を行うが、記録媒体としては、従来各種の用途で使用されている広汎な合成樹脂を全て用いることができ、具体的には、例えば、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブタジエンテレフタレート等が挙げられ、これらの合成樹脂基材の厚みや形状は何ら限定されない。
本発明で用いることのできる基材としては、通常の非コート紙、コート紙等の他に、非吸収性支持体を用いることができるが、その中でも、基材として非吸収性支持体を用いることが好ましい。
本発明においては、非吸収性支持体としては、各種非吸収性のプラスチック及びそのフィルムを用いることができ、各種プラスチックフィルムとしては、例えば、PETフィルム、OPSフィルム、OPPフィルム、ONyフィルム、PVCフィルム、PEフィルム、TACフィルムを挙げることができる。その他のプラスチックとしては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ABS、ポリアセタール、PVA、ゴム類等が使用できる。また、金属類や、ガラス類にも適用可能である。これらの記録材料の中でも、特に熱でシュリンク可能な、PETフィルム、OPSフィルム、OPPフィルム、ONyフィルム、PVCフィルムへ画像を形成する場合に本発明の構成は、有効となる。これらの基材は、インクの硬化収縮、硬化反応時の発熱等により、フィルムのカール、変形が生じやすいばかりでなく、インク膜が基材の収縮に追従し難い。
これら、各種プラスチックフィルムの表面エネルギーは大きく異なり、記録材料によってインク着弾後のドット径が変わってしまうことが、従来から問題となっていた。本発明の構成では、表面エネルギーの低いOPPフィルム、OPSフィルムや表面エネルギーの比較的大きいPETまでを含むが、基材として、濡れ指数が40〜60mN/mであることが好ましい。
本発明において、包装の費用や生産コスト等の記録材料のコスト、プリントの作成効率、各種のサイズのプリントに対応できる等の点で、長尺(ウェブ)な記録材料を使用する方が有利である。
以下、本発明を実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
実施例1
《活性エネルギー線硬化組成物の調製》
下記組成からなる活性エネルギー線硬化組成物101を遮光下に調製した。
《活性エネルギー線硬化組成物の調製》
下記組成からなる活性エネルギー線硬化組成物101を遮光下に調製した。
スルホニウム塩化合物:TAS−1(固形分質量50%炭酸プロピレン溶液)
5質量部
エポキシ化合物:EP−17 30質量部
オキセタン化合物:アロンオキセタンOXT−221 70質量部
上記活性エネルギー線硬化組成物101の調製において、スルホニウム塩化合物、エポキシ化合物の種類を表1、2のように変更して、活性エネルギー線硬化組成物102〜108を調製した。
5質量部
エポキシ化合物:EP−17 30質量部
オキセタン化合物:アロンオキセタンOXT−221 70質量部
上記活性エネルギー線硬化組成物101の調製において、スルホニウム塩化合物、エポキシ化合物の種類を表1、2のように変更して、活性エネルギー線硬化組成物102〜108を調製した。
活性エネルギー線硬化組成物101の調製において、スルホニウム塩化合物、エポキシ化合物の種類と添加量を表1、2のように変更し、さらにイオン性化合物を表1、2のように添加して活性エネルギー線硬化組成物109〜159を調製した。
表1、2に略記した記号の詳細を下記に示す。
UVI6990:トリフェニルスルホニウム塩(サイラキュアUVI6990、ユニオンカーバイド社製)
S−1:脂環式エポキシ化合物(セロキサイド3000、ダイセルUCB社製)
《活性エネルギー線硬化組成物の評価》
(粘性変化)
活性エネルギー線硬化組成物20mlをスクリューキャップ付きガラス容器に入れ、蓋を閉めた後、70℃の恒温槽内で遮光下1ヶ月間保存後の活性エネルギー線硬化組成物の粘性変化を調べた。粘性変化は、遮光下1ヶ月間常温保存した活性エネルギー線硬化組成物を基準として、70℃で保存した活性エネルギー線硬化組成物を金属スパチュラで触り、触感から下記基準で評価した。
S−1:脂環式エポキシ化合物(セロキサイド3000、ダイセルUCB社製)
《活性エネルギー線硬化組成物の評価》
(粘性変化)
活性エネルギー線硬化組成物20mlをスクリューキャップ付きガラス容器に入れ、蓋を閉めた後、70℃の恒温槽内で遮光下1ヶ月間保存後の活性エネルギー線硬化組成物の粘性変化を調べた。粘性変化は、遮光下1ヶ月間常温保存した活性エネルギー線硬化組成物を基準として、70℃で保存した活性エネルギー線硬化組成物を金属スパチュラで触り、触感から下記基準で評価した。
5:活性エネルギー線硬化組成物の触感に有意な差が見られなかった
4:活性エネルギー線硬化組成物の粘性にわずかに差がある
3:活性エネルギー線硬化組成物の粘性が明らかに増加した
2:活性エネルギー線硬化組成物がゲル状になった
1:活性エネルギー線硬化組成物が固体になった
4以上が保存性に関し、使用上好適な組成物である。
4:活性エネルギー線硬化組成物の粘性にわずかに差がある
3:活性エネルギー線硬化組成物の粘性が明らかに増加した
2:活性エネルギー線硬化組成物がゲル状になった
1:活性エネルギー線硬化組成物が固体になった
4以上が保存性に関し、使用上好適な組成物である。
(UV硬化性)
70℃の恒温槽内で遮光下1ヶ月間保存した活性エネルギー線硬化組成物1mlを157cm2のPETフィルムに塗布し、30℃に加熱した状態で、高圧水銀灯を用いて照射エネルギー10mJ/cm2にて20秒間照射を行ない、塗膜の硬化性を金属スパチュラで触り、触感から下記基準で評価した。
70℃の恒温槽内で遮光下1ヶ月間保存した活性エネルギー線硬化組成物1mlを157cm2のPETフィルムに塗布し、30℃に加熱した状態で、高圧水銀灯を用いて照射エネルギー10mJ/cm2にて20秒間照射を行ない、塗膜の硬化性を金属スパチュラで触り、触感から下記基準で評価した。
3:塗膜が固体化した
2:塗膜がゲル化した
1:塗膜が硬化せず
2以上が硬化性に関して実使用上好適な組成物である。
2:塗膜がゲル化した
1:塗膜が硬化せず
2以上が硬化性に関して実使用上好適な組成物である。
評価の結果を表1、2に示す。
表1、2から明らかなように、本発明の活性エネルギー線光酸発生剤組成物、エポキシ化合物、オキセタン化合物からなる活性エネルギー線硬化組成物は高温下で保存しても硬化性能を損なうことなく安定に保存可能であることが分かる。
実施例2
《マゼンタインクの調製》
下記の組成からなるマゼンタインク1を調製した。マゼンタインク1は、活性エネルギー線光酸発生剤組成物を除く各組成物を、サンドグラインダーを用いて4時間分散した後、活性エネルギー線光酸発生剤組成物を添加し、0.8μmのメンブランフィルターで濾過を行った後、50℃に加熱しながら減圧脱水を行って調製した。
《マゼンタインクの調製》
下記の組成からなるマゼンタインク1を調製した。マゼンタインク1は、活性エネルギー線光酸発生剤組成物を除く各組成物を、サンドグラインダーを用いて4時間分散した後、活性エネルギー線光酸発生剤組成物を添加し、0.8μmのメンブランフィルターで濾過を行った後、50℃に加熱しながら減圧脱水を行って調製した。
顔料:C.I.ピグメントレッド184 3質量部
分散剤:ソルスパース24000(Avecia社製) 1質量部
オキセタン化合物:アロンオキセタンOXT−221 70質量部
エポキシ化合物:EP−17 30質量部
活性エネルギー線光酸発生剤組成物:スルホニウム塩化合物、TAS−1(固形分質量50%炭酸プロピレン溶液) 5質量部
マゼンタインク1の調製において、顔料、オキセタン化合物、エポキシ化合物、活性エネルギー線酸発生剤組成物の種類と添加量を表3、4のように変更して、マゼンタインク102〜159を調製した。
分散剤:ソルスパース24000(Avecia社製) 1質量部
オキセタン化合物:アロンオキセタンOXT−221 70質量部
エポキシ化合物:EP−17 30質量部
活性エネルギー線光酸発生剤組成物:スルホニウム塩化合物、TAS−1(固形分質量50%炭酸プロピレン溶液) 5質量部
マゼンタインク1の調製において、顔料、オキセタン化合物、エポキシ化合物、活性エネルギー線酸発生剤組成物の種類と添加量を表3、4のように変更して、マゼンタインク102〜159を調製した。
表3、4に略記した記号の詳細を下記に示す。
〈顔料〉
P0:C.I.ピグメントレッド184
P1:粗製銅フタロシアニン(東洋インク製造社製「銅フタロシアニン」)250部、塩化ナトリウム2500部及びポリエチレングリコール(東京化成社製「ポリエチレングリコール300」)160部を、スチレン製4.55L(1ガロン)のニーダー(井上製作所社製)に仕込み、3時間混練した。次に、この混合物を2.5Lの温水に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌しスラリー状とした後、濾過、水洗を5回繰り返して塩化ナトリウム及び溶剤を除き、次いでスプレードライをして乾燥して顔料P1を得た。
P0:C.I.ピグメントレッド184
P1:粗製銅フタロシアニン(東洋インク製造社製「銅フタロシアニン」)250部、塩化ナトリウム2500部及びポリエチレングリコール(東京化成社製「ポリエチレングリコール300」)160部を、スチレン製4.55L(1ガロン)のニーダー(井上製作所社製)に仕込み、3時間混練した。次に、この混合物を2.5Lの温水に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌しスラリー状とした後、濾過、水洗を5回繰り返して塩化ナトリウム及び溶剤を除き、次いでスプレードライをして乾燥して顔料P1を得た。
P2:キナクリドン系赤顔料(チバスペシャリティケミカルズ社製「シンカシアマゼンタRT−355−D」)250部、塩化ナトリウム2500部及び「ポリエチレングリコール300」160部を、スチレン製4.55L(1ガロン)ニーダーに仕込み、P1と同様にして顔料P2を得た。
〈エポキシ化合物〉
S−1:脂環式エポキシ化合物(セロキサイド3000、ダイセルUCB社製)
〈光酸発生剤〉
UVI6990:トリフェニルスルホニウム塩(サイラキュアUVI6990、ユニオンカーバイド社製)
〈オキセタン化合物〉
OXT−221:ジ〔1−エチル(3−オキセタニル)〕メチルエーテル(東亞合成社製)
S−1:脂環式エポキシ化合物(セロキサイド3000、ダイセルUCB社製)
〈光酸発生剤〉
UVI6990:トリフェニルスルホニウム塩(サイラキュアUVI6990、ユニオンカーバイド社製)
〈オキセタン化合物〉
OXT−221:ジ〔1−エチル(3−オキセタニル)〕メチルエーテル(東亞合成社製)
《インクジェット画像記録及び評価》
上記調製した各マゼンタインクを用いて、下記の方法に従って画像記録し得られた画像の評価を行った。また上記調製した各マゼンタインクを遮光下70℃1週間恒温槽内で保存した後、同様の評価を行った。
上記調製した各マゼンタインクを用いて、下記の方法に従って画像記録し得られた画像の評価を行った。また上記調製した各マゼンタインクを遮光下70℃1週間恒温槽内で保存した後、同様の評価を行った。
〔画像評価A〕
(画像記録)
得られた各マゼンタインクを、液滴サイズ7plが得られるピエゾタイプのインクジェットノズル(ノズルピッチ360dpi、本発明でいうdpiとは2.54cm当たりのドット数を表す)を、ノズル部分を50℃に加熱制御し、コロナ処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルムを基材に用いて出射し、マゼンタベタ画像と6ポイントMS明朝体文字を印字した。光源は、308nmに主ピークを持つ蛍光管を用い、光源直下、基材面の照度が10mW/cm2の条件で、着弾0.3秒後に露光を開始し、0.8秒後に露光を終了させた。なお、露光エネルギーは5mJ/cm2であった。この画像印字を低湿環境(35℃、20%RH)及び高湿環境(35℃、80%RH)にて行った。
(画像記録)
得られた各マゼンタインクを、液滴サイズ7plが得られるピエゾタイプのインクジェットノズル(ノズルピッチ360dpi、本発明でいうdpiとは2.54cm当たりのドット数を表す)を、ノズル部分を50℃に加熱制御し、コロナ処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルムを基材に用いて出射し、マゼンタベタ画像と6ポイントMS明朝体文字を印字した。光源は、308nmに主ピークを持つ蛍光管を用い、光源直下、基材面の照度が10mW/cm2の条件で、着弾0.3秒後に露光を開始し、0.8秒後に露光を終了させた。なお、露光エネルギーは5mJ/cm2であった。この画像印字を低湿環境(35℃、20%RH)及び高湿環境(35℃、80%RH)にて行った。
(画像の評価)
以上のようにして得られた各画像について、下記の評価を行った。
以上のようにして得られた各画像について、下記の評価を行った。
〈インク硬化性〉
各環境下で形成した印字画像について、下記の基準に則りインク硬化性の評価を行った。
各環境下で形成した印字画像について、下記の基準に則りインク硬化性の評価を行った。
○:露光終了直後に触っても画像はタッキネスがない
△:露光終了直後に触ると画像はタッキネスが若干あるが、1分後にはタッキネスがなくなる
×:露光終了1分後でもタッキネスが残る
〈基材接着性〉
各環境下で形成したベタ画像上に、幅25mmのセロテープ(R)を貼り付けて強く圧着した後、90度の剥離角度で素早く剥離し、隔離後の画像の状態を目視観察し、下記の基準に則り基材接着性の評価を行った。
△:露光終了直後に触ると画像はタッキネスが若干あるが、1分後にはタッキネスがなくなる
×:露光終了1分後でもタッキネスが残る
〈基材接着性〉
各環境下で形成したベタ画像上に、幅25mmのセロテープ(R)を貼り付けて強く圧着した後、90度の剥離角度で素早く剥離し、隔離後の画像の状態を目視観察し、下記の基準に則り基材接着性の評価を行った。
○:テープ剥離でも画像は剥がれない
△:テープ剥離で画像が一部剥がれる
×:テープ剥離で画像が全て剥がれる
〈画像滲み耐性〉
各環境下で形成した6ポイントMS明朝体文字をルーペで観察し、隣り合うドットの状態を観察し、下記の基準に則り画像滲み耐性の評価を行った。
△:テープ剥離で画像が一部剥がれる
×:テープ剥離で画像が全て剥がれる
〈画像滲み耐性〉
各環境下で形成した6ポイントMS明朝体文字をルーペで観察し、隣り合うドットの状態を観察し、下記の基準に則り画像滲み耐性の評価を行った。
○:2ドット間の滲みがほとんどない
△:2ドット間の滲みが僅かに見られる
×:ドットが大きく滲む
以上により得られた結果を表5〜8に示す。
△:2ドット間の滲みが僅かに見られる
×:ドットが大きく滲む
以上により得られた結果を表5〜8に示す。
なお、表5中、インク201〜208は70℃1週間保存後、インク液の顕著な増粘により射出評価ができなかった。
〔画像評価B〕
上記画像評価Aにおいて、インクを印字した後の露光照射開始時間を0.5秒に、また露光照射終了時間を1.0秒後に変更した以外は、同様にして、画像記録及び評価を行った。露光時間、露光エネルギーは画像評価Aと同じくそれぞれ0.5秒間、5mJ/cm2であった。得られた結果を表9〜12に示す。
上記画像評価Aにおいて、インクを印字した後の露光照射開始時間を0.5秒に、また露光照射終了時間を1.0秒後に変更した以外は、同様にして、画像記録及び評価を行った。露光時間、露光エネルギーは画像評価Aと同じくそれぞれ0.5秒間、5mJ/cm2であった。得られた結果を表9〜12に示す。
なお、表9中、インク201〜208は70℃1週間保存後、インク液の顕著な増粘により射出評価ができなかった。
表5〜12より明らかなように、本発明の活性エネルギー線酸発生剤組成物を含む本発明の活性エネルギー線硬化組成物を含有するインクは、比較例に対し、高湿環境下やさまざまな露光環境でも優れたインク硬化性、基材密着性に優れ、滲みのない高品位の画像を得られることが分かる。また、本発明のインクを高温下で保存した場合でもインク特性に劣化が見られず、保存性の高いインクが得られることが分かる。
Claims (13)
- 前記一般式(b)で表される化合物が、下記一般式(I−1)〜(I−3)から選ばれる少なくとも一つの化合物であることを特徴とする請求項1に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物。
- 前記一般式(a)中のQn+が、N+、S+、P+のいずれかを有するカチオンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物。
- 前記Qn+が第4級アンモニウムカチオンまたはピリジニウムカチオンであることを特徴とする請求項4に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物。
- 前記一般式(a)中のYm-が、Cl-、Br-、I-、R601−SO3 -、SO4 2-、NO3 -、R602−COO-、AlO2 -、ClO4 -、PO4 3-、B(C6H5)4 -、R603−O-から選ばれる少なくとも1種のアニオン、前記一般式(b)中のXB-が、PF6 -、BF4 -、SbF6 -、GaF6 -、AsF6 -、B(C6F5)4 -、CnF(2n+1)SO3 -から選ばれる少なくとも1種のアニオンであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物。
ただし、nは1〜30の整数を、R601、R602はそれぞれ独立に炭素数1〜30の脂肪族基または炭素数6〜20の芳香族基を、R603は炭素数6〜20の芳香族基を表す。 - エポキシ化合物及び請求項1〜6のいずれか1項に記載の活性エネルギー線酸発生剤組成物を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化組成物。
- 前記エポキシ化合物が下記一般式(1)〜(6)で表される脂環式エポキシ化合物の少なくとも1種であることを特徴とする請求項7または8に記載の活性エネルギー線硬化組成物。
- オキセタン化合物を含有することを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化組成物。
- 前記活性エネルギー線酸発生剤組成物の活性エネルギー線が紫外線であることを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化組成物。
- 請求項7〜11のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化組成物を含有することを特徴とするインクジェット用インク組成物。
- 請求項12に記載のインクジェット用インク組成物を、選択的にインク滴の吐出制御可能な少なくとも1つのノズルを有する記録ヘッドで、記録材料上に該インク滴を吐出し、該インク滴が着弾した後、活性エネルギー線を照射することによりインクを硬化させることを特徴とする画像形成方法。
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