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JPH07126313A - 硬化性組成物 - Google Patents

硬化性組成物

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Publication number
JPH07126313A
JPH07126313A JP29737593A JP29737593A JPH07126313A JP H07126313 A JPH07126313 A JP H07126313A JP 29737593 A JP29737593 A JP 29737593A JP 29737593 A JP29737593 A JP 29737593A JP H07126313 A JPH07126313 A JP H07126313A
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JP
Japan
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group
aliphatic
compound
sensitizer
curable composition
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Application number
JP29737593A
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English (en)
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JP3496256B2 (ja
Inventor
Eiji Takahashi
栄治 高橋
Hiroo Muramoto
博雄 村本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Soda Co Ltd
Original Assignee
Nippon Soda Co Ltd
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Publication date
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】下記のA、B及びC成分を含有してなることを
特徴とする硬化性組成物。 A成分:一般式化1で表されるスルホニウム塩化合物 【化1】 〔式中、R1 は、硫黄原子のα位に置換されていてもい
フェニル基又はエステル基を有するアルキル基を表し、
2 ,R3 は、置換されていてもよいアルキル基を表
し、Xは、SbF6 ,AsF6 ,PF6 又はBF4 を表
す〕 B成分:増感剤 C成分:脂肪族系のカチオン重合性化合物 【効果】本発明の硬化性組成物は、光,電子線,X線等
の活性エネルギー線照射又は加熱により、極めて薄い膜
から厚手の膜まで短時間で硬化することが可能であり、
また、その硬化物は、良好な透明性及び優れた物性を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、硬化性組成物に関し、
更に詳しくは、光,電子線,X線等の活性エネルギー線
照射又は加熱により、極めて薄い膜から厚手の膜まで短
時間で硬化するカチオン硬化性組成物に関する。該組成
物の硬化物は、良好な透明性及び優れた物性を有するた
め、クリアーコート等の透明性が要求される塗料、接着
剤、カラー液晶ディスプレー用カラーフィルター製造時
のフォトレジストの材料として好適に用いられる。
【0002】
【従来の技術】光、X線、電子線等の放射線によりエポ
キシ化合物等のカチオン重合性化合物を硬化させる触媒
及びその組成物には、特開昭50−151997号、特
開昭50−158680号、特開平2−178303
号、特開昭2−196812号等に記載されているもの
が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】エポキシ化合物等のカ
チオン重合性化合物の光カチオン硬化反応では、酸素に
よる重合反応の阻害が起こらないため、アクリル化合物
等のラジカル重合性化合物の光ラジカル硬化反応とは異
なり、極めて薄い膜でも短時間で光及び熱硬化すること
ができる。例えば、特開昭50−151997号や特開
平2−178303号等に記載されているような触媒
は、光硬化には有効である。しかし、触媒は芳香族化合
物であるため、クリアーコート等に使用すると太陽光等
により、経時的に着色が生じたり、高温状態に曝される
ような場合においても着色を示すことがある。また、芳
香族化合物を光触媒とする限りは、有効波長領域での吸
収が大きくなるため、光照射による厚膜硬化は困難であ
る。従って、脂肪族の光触媒が望ましいが、脂肪の化合
物が光触媒として作用し、かつ実用に耐えられるような
光活性を示す旨の報告はない。
【0004】本発明は、これらの事情からみてなされた
もので、光,電子線,X線等の活性エネルギー線照射又
は加熱により、極めて薄い膜から厚手の膜まで短時間で
硬化することが可能であり、その硬化物は、良好な透明
性及び優れた物性を有するカチオン硬化性組成物を提供
することを目的としている。
【0005】
【問題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するため、鋭意検討したところ、特定の熱潜在性
カチオン重合触媒、増感剤および脂肪族系のカチオン重
合性化合物を使用することで、光,電子線,X線等の活
性エネルギー線照射又は加熱により、極めて薄い膜から
厚手の膜まで短時間で硬化し、その硬化物は、光や熱に
対して安定な透明性及び物性を示す光硬化性組成物を見
出し、本発明を完成するに至った。
【0006】本発明は下記のA、B及びC成分を含有し
てなる硬化性組成物である。 A成分:一般式化2で表されるスルホニウム塩化合物
【0007】
【化2】
【0008】〔式中、R1 は、硫黄原子のα位に置換さ
れていてもよいフェニル基又はエステル基を有するアル
キル基を表し、R2 ,R3 は、それぞれ置換基を有して
いてもよいアルキル基を表し、Xは、SbF6 ,AsF
6 ,PF6 またはBF4 を表す〕 B成分:増感剤 C成分:脂肪族系のカチオン重合性化合物
【0009】以下、本発明を詳細に説明する。 (A成分)本発明のA成分は、上記一般式化2で表され
るスルホニウム塩化合物の脂肪族系熱潜在性カチオン重
合触媒である。
【0010】上記一般式化2において、R1 は、硫黄原
子のα位にメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、
ブチル、t−ブチル等のアルキル基、F,Cl,Br,
I等のハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基等のアル
コキシ基やフェノキシ基等で置換されていてもよいフェ
ニル基を有するアルキル基、又は硫黄原子のα位にエス
テル基を有するアルキル基からなる群からより選ばれた
一種であり、具体的には、ベンジル基、2−メチルベン
ジル基、4−クロロベンジル基、4−メトキシベンジル
基、α−フェネチル基、2−フェニル−2−プロピル
基、エトキシカルボニルメチル基、ドデシルオキシカル
ボニルメチル基、1−(エトキシカルボニル)エチル
基、1−(エトキシカルボニル)プロピル基、2−(エ
トキシカルボニル)−2−プロピル基、1−(ドデシル
オキシカルボニル)エチル基、1−(ドデシルオキシカ
ルボニル)プロピル基、2−(ドデシルオキシカルボニ
ル)−2−プロピル基等を例示することができる。
【0011】R2 ,R3 は、それぞれメチル、エチル、
プロピル、イソプロピル、ブチル、t−ブチル等のアル
キル基、F,Cl,Br,I等のハロゲン原子、メトキ
シ基、エトキシ基等のアルコキシ基、水酸基、シアノ
基、ニトロ基、カルボキシル基、CO2 1 基、OCO
2 基等で置換されていてもよいアルキル基の群からよ
り選ばれた基であるが、好ましくは、メチル、エチル、
プロピル、イソプロピル、ブチル等のアルキル基、メト
キシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、水酸基、カルボ
キシル基、COOR1 基、OCOR2 基等で置換されて
いてもよいアルキル基の群からより選ばれた基である。
は、SbF6 ,AsF6 ,PF6 またはBF4 であり、
この内、SbF6 が好んで使用される。
【0012】上記のCO2 1 基、OCOR2 基におい
て、R1 ,R2 は、メチル、エチル、プロピル、ブチ
ル、シクロヘキシル、ドデシル等のアルキル基、F,C
l,Br,I等のハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ
等のアルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル
基等で置換されていてもよいアルキル基の群からより選
ばれた基であるが、好ましくは、メチル、エチル、プロ
ピル、ブチル、シクロヘキシル、ドデシル等のアルキル
基、メトキシ基、エトキシ等のアルコキシ基、カルボキ
シル基等で置換されていてもよいアルキル基の群からよ
り選ばれた基である。
【0013】(B成分)B成分である増感剤とは、上記
スルホニウム塩化合物の光反応を促進する化合物をい
う。例えば、水素ラジカルを容易に放出する化合物、ラ
ジカル重合禁止剤、スルホニウム塩化合物の光反応過程
で、スルホニウム塩化合物と反応して結果的にプロトン
を放出する化合物である。
【0014】具体的には、チオール類、炭化水素化合物
等の水素ラジカルを容易に放出する化合物、4−メトキ
シフェノール、ハイドロキノン、フェノチアジン等のラ
ジカル重合禁止剤、N,N−ジフェニル−p−フェニレ
ンジアミン等のアニリン化合物、および下記一般式化
3、化4で示される化合物などが例示されるが、好まし
くは、4−メトキシフェノール等のフェノール誘導体で
ある。
【0015】
【化3】
【0016】〔式中、R4 ,R5 は、同一又は異なる直
鎖又は分枝のアルキル基を表し、R4とR5 は一体とな
って結合してもよく、R6 は、水素原子、アルキル基又
はハロゲン原子をを表し、R7 は、水素原子、水酸基、
置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよ
いフェニル基、置換されていてもよいベンジルル基、置
換されていてもよいアルコキシ基、置換されていてもよ
いフェノキシ基、置換されていてもよいベンジルルオキ
シ基を表す〕
【0017】上記一般式化3の化合物としては、例え
ば、p−ジメチルアミノ安息香酸、p−ジメチルアミノ
ベンズアルデヒド、p−ジメチルアミノ安息香酸エチ
ル、p−ジメチルアミノ安息香酸(2−n−ブトキシエ
チル)、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、p−
ジメチルアミノアセトフェノン、p−ジエチルアミノ安
息香酸、p−ジエチルアミノベンズアルデヒドなどが挙
げることができる。
【0018】(C成分)C成分である脂肪族系のカチオ
ン重合性化合物としては、例えば、下記の化5〜化8に
示す化合物が挙げることができる。この内、脂環型エポ
キシやビニルエーテルなどが好ましく使用される。
【0019】
【化4】
【0020】
【化5】
【0021】
【化6】
【0022】
【化7】
【0023】
【化8】
【0024】また、コーティングやフォトレジスト等に
好適に使用される肪族系の反応性ポリマーとしては、下
記一般式化9のモノマーを単独もしくは共重合したもの
が挙げられる。但し、コモノマーは、メチルメタクリレ
ートやエチルアクリレートのような脂肪族のモノマー
で、かつカチオン重合を阻害しないものが好ましい。
【0025】
【化9】
【0026】〔式中、R8 〜R17は、水素原子又はメチ
ル、エチル、プロピル、ブチル等のアルキル基を表し、
18は、CH2 又はCH2 CH2 OCOを表す〕
【0027】本発明において、前記脂肪族系熱潜在性カ
チオン重合触媒と脂肪族系のカチオン重合性化合物との
配合割合は、脂肪族系のカチオン重合性化合物100部
に対し、脂肪族系熱潜在性カチオン重合触媒0.01〜
20部、好ましくは0.1〜10部の割合で配合する。
この脂肪族系熱潜在性カチオン重合触媒量が少ないと、
脂肪族系のカチオン重合性化合物の光硬化性が低下し、
過剰であると硬化物の特性が低下する。
【0028】一方、前記増感剤と脂肪族系のカチオン重
合性化合物との配合割合は、脂肪族系のカチオン重合性
化合物100部に対し、増感剤0.001〜10部、好
ましくは0.01〜5部の割合で配合する。この増感剤
量が少ないと、脂肪族系熱潜在性カチオン重合触媒の光
反応性が低下し、過剰であると組成物の特性が低下す
る。
【0029】本発明の硬化性組成物は、光により容易に
硬化することができる。光による硬化は、波長500n
m以下の光、特に紫外線が好適に使用されるため、光源
としては、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高
圧水銀灯、メタルハライドランプ、クセノンランプ、カ
ーボンアーク灯等が用いられる。また、レーザー光を用
いることもできる。
【0030】本発明の硬化性組成物は、α線、β線、γ
線、中性子線X線、加速電子線のような電離性放射線に
よっても容易に硬化することができる。電離性放射線に
よる硬化の場合は、通常0.5〜60Mradの線量の
範囲が使用でき、1〜50Mradの範囲が好ましい。
【0031】本発明の硬化性組成物は、加熱により容易
に硬化することができる。加熱は、50℃〜200℃、
好ましくは、80℃〜180℃の範囲で使用される。な
お、光、電離性放射線及び熱を併用して硬化させること
も可能である。
【0032】本発明の脂肪族系熱潜在性カチオン重合触
媒と一般式増感剤の組み合わせから成る組成物は、ラジ
カル重合性化合物を光硬化することができる。
【0033】(作 用)脂肪族系熱潜在性カチオン重合
触媒は、脂肪族系のカチオン重合性化合物を加熱により
硬化させることはできるが、光硬化させることはできな
い。しかし、増感剤は、脂肪族系熱潜在性カチオン重合
触媒の光反応を著しく加速するため、脂肪族系のカチオ
ン重合性化合物を光硬化することができるようになる。
また、熱潜在性カチオン重合触媒およびカチオン重合性
化合物は、脂肪族のものを使用するため、光の透過性が
向上し、極めて薄い膜から厚手の膜まで短時間で硬化す
ることができるとともに、その硬化物は、光や熱に対し
て安定な透明性を示すようになる。
【0034】
【実施例】
(光硬化テスト)ERL−4221(UCC社製脂環型
エポキシ)に、表1〜表3に示すようにスルホニウム塩
化合物及び増感剤をプロピオンカーボネートに溶解さ
せ、スルホニウム塩化合物は純分として1部になるよう
に添加して、配合物を調製した。この配合物をブリキ板
に厚さ3μmになるように塗布し、下記の条件で光硬化
させた。この時、硬化したものには○印、硬化しなかっ
たものには×印で表し、その結果を表4に示した。
【0035】UV照射器 :ベルトコンベア型UV照射
器 ランプ :2kw(80w/cm)平行光型高圧水
銀灯、距離10cm コンベア速度:2m/分
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【表3】
【0039】
【表4】
【0040】(熱硬化テスト)ERL−4221(UC
C社製脂環型エポキシ)に、表1〜表3に示すようにス
ルホニウム塩化合物及び増感剤をプロピオンカーボネー
トに溶解させ、スルホスルホニウム塩化合物は純分とし
て1部になるように添加して、配合物を調製した。これ
らの配合物をサンプル瓶に0.5gとり、130℃のオ
ーブンに入れ、硬化するまでの時間を測定した。この
時、硬化物が着色しなかったものには○印、着色が見ら
れたものには×印で表し、その結果を表5に示した。
【0041】
【表5】
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の硬化性組
成物は、従来の芳香族化合物を硬化触媒とする系の場合
に問題であった、クリアーコート等に使用すると太陽光
等により、経時的に着色が生じたり、高温状態に曝され
るような場合においても着色を示すことがある問題点、
及び、有効波長領域での吸収が大きくなるため、光照射
による厚膜硬化は困難であった点を解決するものであ
る。
【0043】すなわち、本発明の硬化性組成物は、光,
電子線,X線等の活性エネルギー線照射又は加熱によ
り、極めて薄い膜から厚手の膜まで短時間で硬化するこ
とが可能であり、また、その硬化物は、良好な透明性及
び優れた物性を有するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08G 59/68 NKM G03F 7/027 7/029 H01L 21/027

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記のA成分、B成分及びC成分を含有し
    てなることを特徴とする硬化性組成物。 A成分:一般式化1で表されるスルホニウム塩化合物 【化1】 〔式中、R1 は、硫黄原子のα位に置換されていてもい
    フェニル基又はエステル基を有するアルキル基を表し、
    2 ,R3 は、それぞれ置換基を有していてもよいアル
    キル基を表し、Xは、SbF6 ,AsF6 ,PF6 又は
    BF4 を表す〕 B成分:増感剤 C成分:脂肪族系のカチオン重合性化合物
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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