発起人

光重合開始剤

光重合開始剤は、光（通常は紫外線）にさらされることで重合を活性化させる特殊な化合物です。特定の波長の光にさらされると、分解してフリーラジカル、カチオン、またはアニオンを生成します。 光重合開始剤は、一般的にタイプI光重合開始剤とタイプII光重合開始剤に分類される。これらの開始剤は、オフセットインキ、スクリーンインキ、接着剤、白色ラッカー、フォトレジスト、顔料入りコーティング、および紙、金属、木材、プラスチックのコーティングに使用される。

I型光開始剤

タイプI光開始剤は、照射により単分子結合の切断が起こり、フリーラジカルが直接生成される。一般的に使用されるタイプI光開始剤には、ベンゾインメチルエーテル、4,4′-ジメチルベンジル、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、および2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノンなどがある。

これらの開始剤は、硬化速度が速く、効率が高いことで知られており、共開始剤を必要としない。しかし、いくつかの制限もある。溶解度が限られていること、酸素阻害を受けやすいこと、また、一部のタイプI開始剤はタイプII開始剤に比べて着色性が低いものの、特に高濃度系では、時間の経過とともに黄変を引き起こす可能性がある。

タイプII光開始剤

タイプII光開始剤は二分子反応を起こし、光開始剤の励起状態が第二の分子（共開始剤）と相互作用してフリーラジカルを生成します。一般的に使用されるタイプII光開始剤の例としては、4,4′-ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンや2,4-ジエチル-9H-チオキサンテン-9-オンなどが挙げられます。

これらの開始剤は可視光を吸収し、密着性の向上や黄変の低減など、フィルム特性の改善をもたらすことができる。しかし、硬化速度は遅く、共開始剤を必要とするため、移動や毒性のリスクが生じる可能性がある。効率が低く、共開始剤が必要なため、タイプIIシステムでは、所望の硬化レベルを達成するために、より高い濃度が必要となる場合が多い。

生体適合性のある光開始剤

Irgacure 2959およびリチウムフェニル-2,4,6-トリメチルベンゾイルホスフィネート（LAP）は、血管様構造体の3Dバイオプリンティング用ゼラチンメタクリレートの調製において、一般的に使用される光開始剤である。

生体適合性開始剤は、光力学療法、抗菌コーティング、3Dバイオプリンティング、および組織工学で利用されるハイドロゲル（ゼラチンメタクリレートやデキストランメタクリレートハイドロゲルなど）の調製を含む、さまざまな用途において極めて重要な役割を果たしています。これらの用途には、軟骨や骨の組織工学に加え、象牙質プライマーのような歯科用材料も含まれます。 その中でも、リチウムフェニル-2,4,6-トリメチルベンゾイルホスフィネート（LAP）が最も広く使用されている開始剤である。

LAPは、水溶性かつ生体適合性を兼ね備えた光重合開始剤であり、生物学的用途に特に適している。その優れた水溶性と可視光スペクトル内での効果的な重合速度により、Irgacure 2959よりも好んで用いられている。さらに、LAPは毒性が低く、細胞生存率を高めることが示されており、生体適合性のある用途での使用をさらに裏付けている。

ラジカル開始剤

ラジカル開始剤は、ビニル系およびアクリル系モノマーの重合に使用されます。アゾ系重合開始剤は、塗料用アクリル樹脂、吸水性樹脂、高分子凝集剤、接着剤、および紙用仕上げ剤に広く使用されています。ラジカル重合は、熱エネルギー、光、または放射能によって生成されるフリーラジカルの形成によって開始されます。これらのラジカル開始剤は、制御されたラジカル重合にも使用されます。

制御ラジカル重合開始剤

制御ラジカル重合開始剤は、ビニルモノマーの重合に使用される。重合には、原子移動ラジカル重合（ATRP）、可逆付加・断片化連鎖移動重合（RAFT）、およびニトロキシド媒介重合（NMP）の3種類がある。

原子移動ラジカル重合（ATRP）開始剤

原子移動ラジカル重合（ATRP）は、正確な分子量と狭いポリ分散度を持つ、よく定義されたポリマーの合成を可能にする制御ラジカル重合技術である。ATRP開始剤は、通常、ブロモアルカンやクロロアルカンなどのハロゲン化化合物である。 例えば、2-ヒドロキシエチル-2-ブロモイソブチレートは、ヒドロキシ官能基を有するテレケリックポリマーの形成に一般的に使用され、これらはカルボキシレートまたはイソシアネートで修飾された表面、粒子、あるいは生体分子の改質に応用される。ペンタエリスリトールテトラキス（2-ブロモイソブチレート）は、四官能性ポリマーの調製に使用される。

可逆的付加・断片化鎖移動重合（RAFT）開始剤

RAFT重合は、ビニルモノマーのホモポリマーやブロック共重合体の調製に用いられる。一般的な開始剤には、1,1′-アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）や2,2′-アゾビス（2-メチルプロピオニトリル）などがある。 RAFTによって合成されたブロック共重合体は、薬物送達、生体鉱化、生体適合化、およびハイドロゲル用途で広く使用されています。

ニトロキシド媒介重合（NMP）用開始剤

NMPプロセスでは、ラジカル開始剤、モノマー、および中間ラジカル種を捕捉するためのニトロキシドラジカルが使用され、これによりホモポリマーおよびブロックポリマーの形成が可能となる。 N-tert-ブチル-N-(2-メチル-1-フェニルプロピル)-O-(1-フェニルエチル)ヒドロキシラミンやN-tert-ブチル-O-[1-[4-(クロロメチル)フェニル]エチル]-N-(2-メチル-1-フェニルプロピル)ヒドロキシルアミンなどの開始剤は、スチレンおよびアクリレート系ポリマーや共重合体の合成に使用される。安定したニトロキシドラジカルであるTEMPOは、リビングラジカル重合を制御するために不可欠である。NMPから生成されたブロック共重合体は、顔料分散液、メモリデバイス、および複合材料の製造に使用される。

溶解性に基づく開始剤

水溶性光重合開始剤

水溶性開始剤とは、水性環境において重合を開始できる化合物のことである。水不溶性の開始剤を水溶性モノマーと併用する場合、まず非水溶媒に溶解させた上で、モノマーと混合し、水相中にエマルジョンを形成する必要がある。このプロセスは、光にさらされた際の光重合促進効果を制限する可能性がある。 対照的に、光重合性化合物が開始剤と同じ溶媒相にある場合、光重合はより効率的に進行する。

特にハイドロゲルシステムにおける親水性重合条件の台頭により、新しい種類の水溶性光開始剤に対する需要が生まれています。 当社は、水系光重合用の効果的な開始剤として、リチウムフェニル-2,4,6-トリメチルベンゾイルホスフィネート（LAP）およびジフェニル（2,4,6-トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド（TPO）の水分散性光開始剤ナノ粒子を提供しています。

油溶性光開始剤

油溶性光開始剤は、油やその他の有機溶媒に溶解する化合物であり、油性系における重合反応を開始するために使用されます。これにより得られるポリマーは、木材用塗料、インク、接着剤などに広く利用されています。このカテゴリーで最も頻繁に使用される開始剤には、ベンゾフェノン、チオキサントン、および4-ヒドロキシベンゾフェノンやカンフルキノンなどのカンフルキノン類が含まれます。