JP2001163937A - レンズ用樹脂組成物およびレンズシ−ト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】密着性、耐擦傷性、復元性に優れたレンズ用樹
脂組成物およびこれを用いたレンズシ−トを提供する。 【解決手段】特定のウレタン（メタ）アクリレ−ト
（Ａ）と屈折率（２５℃）が１．５０以上の単官能性
（メタ）アクリレ−ト（Ｂ）と２官能性反応性単量体
（Ｃ）及び光重合開始剤（Ｄ）を含有することを特徴と
するレンズ用樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フレネルレンズや
レンチキュラ−レンズ等の光学部品の製造に適したレン
ズ用紫外線硬化性樹脂組成物に関する。さらに詳しく
は、プラスチック基板（例えば、メチルメタクリレ−ト
重合物、メチルメタクリレ−トと他の（メタ）アクリレ
−トとの共重合物（以下、「メチルメタクリレ−ト系
（共）重合物」という。）との密着性に優れたレンズ用
紫外線硬化性樹脂組成物からなるフレネルレンズやレン
チキュラ−レンズ等のレンズが設けられているレンズシ
−トに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フレネルレンズシ−トは、金型と
透明樹脂基板との間に紫外線硬化性樹脂組成物を流し込
み、紫外線を照射し、樹脂を硬化させる方法により製造
されている。最近、プロジェクションテレビの薄型化の
ニ−ズにともない、高屈折率の樹脂が要求されるように
なってきており、種々の提案がなされている（特開平５
−６５３１８号公報、特開平５−１５５９４４号公報、
特開平５−２４７１５６号公報、特開平５−２８７０３
７号公報等）。しかし、これら紫外線硬化性樹脂組成物
は、メチルメタクリレ−ト系（共）重合物を主成分とす
る基板との密着性が悪く、密着性を上げるために基板側
にプライマ−を使用する必要があった。プライマ−を用
いずに基板との密着性を良くする方法としては、低分子
炭化水素ジオ−ルのジ（メタ）アクリレ−トの使用（特
開平５−７８５０７号公報等）、エポキシ（メタ）アク
リレ−トの使用（特開平５−３１０８７１号公報等）な
どが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
組成物では、十分な基板との密着性を得ようとすると、
屈折率が低くなったり、樹脂がもろくなるため、レンズ
表面の耐傷性が劣る等問題があり、要求される密着性、
屈折率、耐傷性を兼ね備えたレンズを得ることができな
かった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
問題点に鑑み、鋭意検討した結果、特定のウレタン（メ
タ）アクリレ−ト（Ａ）と屈折率（２５℃）が１．５０
以上の単官能性（メタ）アクリレ−ト（Ｂ）と２官能性
反応性単量体（Ｃ）からなる樹脂が上記性能を満足する
ことを見いだし、本発明に到達した。すなわち、本発明
は、（１）ポリカ−ボネ−トジオ−ル（ａ）と任意成分
として（ａ）成分以外のジオ−ル化合物（ａ１）と有機
イソシアネ−ト（ｂ）と水酸基含有（メタ）アクリレ−
ト化合物（ｃ）の反応物であるウレタン（メタ）アクリ
レ−ト（Ａ）と屈折率（２５℃）が１．５０以上の単官
能性（メタ）アクリレ−ト（Ｂ）と２官能性反応性単量
体（Ｃ）及び光重合開始剤（Ｄ）を含有することを特徴
とするレンズ用樹脂組成物、（２）ポリカ−ボネ−トジ
オ−ル（ａ）が１，６ーヘキサンジオールから誘導され
た常温で固体のポリカーボネートジオールである（１）
項記載のレンズ用樹脂組成物、（３）ビスフェノ−ルＡ
型エポキシ（メタ）アクリレ−ト（Ｅ）を含有する
（１）あるいは（２）項記載のレンズ用樹脂組成物、
（４）（１）ないし（３）項記のいずれか１項の組成物
をプラスチック基板上に硬化させた樹脂からなるレンズ
が設けられているレンズシ−ト、に関する。

【０００５】本発明では、ポリカ−ボネ−トジオ−ル
（ａ）と有機イソシアネ−ト（ｂ）と水酸基含有（メ
タ）アクリレ−ト化合物（ｃ）の反応物であるウレタン
（メタ）アクリレ−ト（Ａ）を使用する。ウレタン（メ
タ）アクリレ−ト（Ａ）を構成するポリカ−ボネ−トジ
オ−ル（ａ）の具体例としては、例えば３−メチル−
１，５−ペンタンジオ−ル、１，６−ヘキサンジオ−
ル、シクロヘキサン−１，４−ジメタノ−ル等のジオ−
ル化合物とジメチルカ−ボネ−ト、ジエチルカ−ボネ−
ト等のカ−ボネ−ト化合物とを反応させることにより得
ることができる。又、市場から容易に入手することがで
きる。例えば、日本ポリウレタン（株）製、ニッポラン
９８０，９８１，９８２，９８３やダイセル化学工業
（株）製、プラクセルＣＤ−２０５，ＣＤ−２１００，
ＣＤ−２２０，ＣＤ−２０５ＰＬ，ＣＤ−２１０ＰＬ，
ＣＤ−２２０ＰＬ等がある。好ましいポリカ−ボネ−ト
ジオ−ル（ａ）としては、１，６−ヘキサンジオ−ルか
ら誘導された常温で固体のポリカ−ボネ−トジオ−ル
（市販品としては、例えば、日本ポリウレタン（株）
製、ニッポラン９８０，平均分子量２０００、融点５３
℃）等を挙げることができる。

【０００６】（Ａ）を構成する有機イソシアネ−ト
（ｂ）としては、例えば、２，４−トリレンジイソシア
ネ−ト、２，６−トリレンジイソシアネ−ト、キシリレ
ンジイソシアネ−ト、４，４’−ジフェニルメタンジイ
ソシアネ−ト、イソホロンジイソシアネ−ト、ジシクロ
ヘキシルメタンジイソシアネ−ト、ヘキサメチレンジイ
ソシアネ−ト、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネ
−ト、これらの変性物（カ−ボジイミド、ウレトジオ
ン、ビュ−レット、イソシアヌレ−ト等の変性物）およ
びこれらの２種以上の混合物等が挙げられる。これらの
うち好ましいものは、２，４−トリレンジイソシアネ−
ト、２，６−トリレンジイソシアネ−ト、ヘキサメチレ
ンジイソシアネ−ト、トリメチルヘキサメチレンジイソ
シアネ−トおよびこれらの２種以上の混合物である。

【０００７】（Ａ）を構成する水酸基含有（メタ）アク
リレ−ト化合物（ｃ）としては、２−ヒドロキシエチル
（メタ）アクリレ−ト、２−ヒドロキシプロピル（メ
タ）アクリレ−ト、４−ヒドロキシブチル（メタ）アク
リレ−ト、２−ヒドロキシ−３−ブトキシプロピル（メ
タ）アクリレ−ト、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプ
ロピル（メタ）アクリレ−ト、ポリエチレングリコ−ル
モノ（メタ）アクリレ−ト、シクロヘキサン−１，４−
ジメタノ−ルモノ（メタ）アクリレ−ト等が挙げられ
る。これらのうち、好ましいものとしては、２−ヒドロ
キシエチル（メタ）アクリレ−ト、２−ヒドロキシプロ
ピル（メタ）アクリレ−トである。

【０００８】ウレタン（メタ）アクリレ−ト（Ａ）の製
法は特に限定されないが、例えば、ポリカ−ボネ−トジ
オ−ル（ａ）成分の水酸基１当量に対して、有機イソシ
アネ−ト（ｂ）のイソシアネ−ト基１．０５〜２．５当
量が好ましく、特に好ましくは１．１〜２．０当量を反
応させ、ウレタンプレポリマ−を合成し、次いでこのウ
レタンプレポリマ−のイソシアネ−ト基１当量に対し
て、水酸基含有（メタ）アクリレ−ト（ｃ）の水酸基好
ましくは０．９〜１．５当量、特に好ましくは１．０〜
１．１当量を反応させる。反応温度は、８０〜１００℃
が好ましく、反応時間は、ウレタンプレポリマ−化反応
では、約１０〜２０時間が好ましく、ウレタンプレポリ
マ−と（ｃ）成分の反応では、約１０〜２０時間が好ま
しい。

【０００９】ウレタン（メタ）アクリレ−ト（Ａ）は、
ポリカ−ボネ−トジオ−ル（ａ）成分以外の任意成分の
ジオ−ル化合物（ａ１）として、例えば、エチレングリ
コ−ル、ネオペンチルグリコ−ル、３−メチル−１，５
−ペンタンジオ−ル、ビスフェノ−ルＡジエトキシジオ
−ル、ビスフェノ−ルＡジプロポキシジオ−ル、ビスフ
ェノ−ルＡポリ（ｎ≒４〜１５）エトキシジオ−ル、ビ
スフェノ−ルＡポリ（ｎ≒４〜１５）プロポキシジオ−
ル等のジオ−ル（ａ２）やこれらジオ−ル（ａ２）と無
水コハク酸、アジピン酸、無水フタル酸、イソフタル
酸、テレフタル酸等の多塩基酸又はその無水物との反応
物であるポリエステルジオ−ル（ａ３）等も併用するこ
とができる。その使用量は、ポリカ−ボネ−トジオ−ル
（ａ）、１００重量部に対して、０〜２００重量部を使
用するのが好ましい。

【００１０】屈折率（２５℃）が１．５０以上の単官能
性（メタ）アクリレ−ト（Ｂ）の具体例としては、例え
ばフェニルオキシエチル（メタ）アクリレ−ト、フェニ
ルオキシエチルオキシエチル（メタ）アクリレ−ト、メ
チル−フェニルオキシエチル（メタ）アクリレ−ト、
２，４，６−トリブロムフェニルオキシエチル（メタ）
アクリレ−ト、０−フェニルフェニルオキシエチル（メ
タ）アクリレ−ト、０−フェニルフェニルオキシエチル
オキシエチル（メタ）アクリレ−ト、２−ヒドロキシ−
３−フェノキシ−プロピル（メタ）アクリレ−ト、等を
挙げることができる。

【００１１】２官能性反応性単量体（Ｃ）の具体例とし
ては、例えば、１，６−ヘキサンジオ−ルジ（メタ）ア
クリレ−ト、ポリエチレングリコ−ルジ（メタ）アクリ
レ−ト、１，９−ノナンジオ−ルジ（メタ）アクリレ−
ト、ビスフェノ−ルＡポリ（ｎ≒４〜１５）エトキシジ
（メタ）アクリレ−ト、ビスフェノ−ルＡポリ（ｎ≒４
〜１５）プロポキシジ（メタ）アクリレ−ト、エチレン
グリコ−ルジ（メタ）アクリレ−ト等を挙げることがで
きる。

【００１２】本発明では、（Ｂ）及び（Ｃ）成分以外の
反応性単量体を使用することもできる。例えば、テトラ
ヒドロフルフリル（メタ）アクリレ−ト、メトキシエチ
ル（メタ）アクリレ−ト、エトキシエチル（メタ）アク
リレ−ト、ブトキシエチル（メタ）アクリレ−ト、イソ
ボルニル（メタ）アクリレ−ト、２−ヒドロキシエチル
（メタ）アクリレ−ト、２−ヒドロキシプロピル（メ
タ）アクリレ−ト、アクリロイルモルホリン、トリメチ
ロ−ルプロパントリ（メタ）アクリレ−ト、ペンタエリ
スリト−ルトリ及びテトラ（メタ）アクリレ−ト、トリ
メチロ−ルプロパンポリエトキシトリ（メタ）アクリレ
−ト等を挙げることができる。

【００１３】光重合開始剤（Ｄ）の具体例としては、例
えば、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−
１−オン、メチルベンゾイルフォ−メ−ト、２，４，６
−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイ
ド等およびこれらの２種以上の混合物が挙げられる。

【００１４】本発明では、（Ａ）〜（Ｄ）成分を混合、
加熱、溶解することによりレンズ用樹脂組成物を調製す
ることができる。

【００１５】本発明において、（Ａ）〜（Ｄ）成分の使
用割合としては、（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）の総量を１０
０重量部とした場合、（Ａ）〜（Ｃ）の各成分の割合
は、（Ａ）成分は５〜４０重量部が好ましく、１０〜３
０重量部が特に好ましい。（Ｂ）成分は２０〜５０重量
部が好ましく、２５〜４５重量部が特に好ましい。
（Ｃ）成分は２０〜４５重量部が好ましく、２５〜４０
重量部が特に好ましい。（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）の総量
１００重量部に対して（Ｄ）成分は０．１〜１０重量部
が好ましく、０．５〜５重量部が特に好ましい。

【００１６】本発明では、ビスフェノ−ルＡ型エポキシ
（メタ）アクリレ−ト（Ｅ）を好ましく用いることがで
きる。（Ｅ）成分の具体例としては、例えばビスフェノ
−ルＡ型エポキシ樹脂（例えば、油化シェルエポキシ
（株）製、エピコ−ト８２８、エピコ−ト１００１、エ
ピコ−ト１００２、エピコ−ト１００４等。）と（メ
タ）アクリル酸の反応物を挙げることができる。特に好
ましいものとしては、エポキシ当量が５００〜２０００
のビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂とアクリル酸の反応
物を挙げることができる。

【００１７】（Ｅ）成分の使用量は、（Ａ）〜（Ｄ）成
分の総量１００重量部に対して、０〜３０重量部が好ま
しく、５〜２５重量部が特に好ましい。

【００１８】また、本発明の組成物には、必要により重
合禁止剤、消泡剤、レベリング剤、光安定剤、可ソ剤、
熱可ソ性樹脂（例えば、ウレタンポリマ−、ポリエステ
ルポリマ−、（メタ）アクリレ−トポリマ−等）などを
添加することができる。

【００１９】本発明の組成物の粘度は、塗工時の温度に
おいて、通常５００〜５０００ｃｐｓである。また、本
発明の組成物の硬化後の屈折率（２５℃）は、通常１．
５４以上、好ましくは１．５５以上である。

【００２０】本発明の組成物は、紫外線を照射すること
により硬化させることができる。紫外線照射装置は特に
限定されないが、例えば高圧水銀灯、メタルハライドラ
ンプ等が挙げられる。

【００２１】本発明のレンズシ−トは、例えば次のよう
にして得ることができる。即ち、レンズ金型、例えばフ
レネルレンズ用金型の上に本発明のレンズ用樹脂組成物
を厚さ３０〜３００μｍの厚さに塗布し、次いでその上
に泡が入らないようにプラスチック基板（例えば、メチ
ルメタクリレ−ト系（共）重合物）をのせ、プラスチッ
ク基板側により紫外線を照射し、レンズ用樹脂組成物を
硬化させ、次いで硬化物を金型より剥離し、プラスチッ
ク基板上にフレネルレンズを有するレンズシ−トを得る
ことができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものでな
いことはもとよりである。なお、以下において「部」と
あるのは、特に断りのない限り「重量部」を示す。

【００２３】（ウレタン（メタ）アクリレ−ト（Ａ）の
合成例） 合成例１ ポリカ−ボネ−トジオ−ル（日本ポリウレタン（株）
製、ニッポラン９８０、平均分子量２０００、融点５３
℃）２０００部、２，４−トリレンジイソシアネ−ト２
６１部を仕込み８５℃に加熱し、混合液中のイソシアネ
−ト基の濃度が１．８６％になるまで約１２時間反応
し、次いで２−ヒドロキシエチルアクリレ−ト１２２部
及びＰ−メトキシフェノ−ル１．２部を仕込み、８５℃
で約１５時間反応し、イソシアネ−ト基の濃度が０．３
％以下になったら反応を終了し、ウレタンアクリレ−ト
（Ａ−１）を得た。屈折率（２５℃）は、１．４８９５
であった。

【００２４】合成例２ ポリカ−ボネ−トジオ−ル（日本ポリウレタン（株）
製、ニッポラン９８０、平均分子量２０００、融点５３
℃）１４００部、ビスフェノ−ルＡジプロポキシジオ−
ル（ビスフェノ−ルＡ１モルとプロピレンオキサイド２
モルの反応物）１０３．２部、２，４−トリレンジイソ
シアネ−ト２６１部を仕込み、８５℃に加熱し、混合液
中のイソシアネ−ト基の濃度が２．３８％になるまで約
１２時間反応し、次いで２−ヒドロキシエチルアクリレ
−ト１２２部及びＰ−メトキシフェノ−ル０．９部を仕
込み、８５℃で約１５時間反応し、イソシアネ−ト基の
濃度が０．３％以下になったら反応を終了しウレタンア
クリレ−ト（Ａ−２）を得た。屈折率（２５℃）は１．
５００２であった。

【００２５】合成例３（比較例のための合成例） ビスフェノ−ルＡジプロポキシジオ−ル３４４部、２，
４−トリレンジイソシアネ−ト２６１部を仕込み、混合
液中のイソシアネ−ト基の濃度が６．９４％になるまで
約１２時間反応し、次いで２−ヒドロキシエチルアクリ
レ−ト１２２部及びＰ−メトキシフェノ−ル０．４部を
仕込み、８５℃で約１５時間反応し、イソシアネ−ト基
の濃度が０．３％以下になったら反応を終了しウレタン
アクリレ−ト（Ａ−３）を得た。

【００２６】実施例１，２、比較例１ 表１に示すような組成（数値は重量部を示す。）の紫外
線硬化型樹脂組成物をフレネルレンズ金型の上に塗布
し、その上に透明なメチルメタクリレ−ト系共重合物か
らなる厚さ２ｍｍの基板を接着させて、紫外線を照射し
て硬化させ、金型から離型しフレネルレンズシ−トを得
た。このフレネルレンズシ−トを使用して、種々の評価
を行った。その結果を表１に示す。尚、評価は次の方法
で行った。

【００２７】（１）離型性：硬化した樹脂を金型より離
型させる時の難易。 ○・・・・金型からの離型性が良好。 △・・・・離型がやや困難。 ×・・・・離型が困難あるいは型のこりがある。 （２）型再現性：硬化した紫外線硬化型樹脂層の表面形
状と金型の表面形状を観察した。 ○・・・・再現性良好。 ×・・・・再現性不良。 （３）密着性：硬化した紫外線硬化型樹脂層の表面のク
ロスカット剥離をＪＩＳＫ５４００、８．５．２の碁盤
目テ−プ法によって行った。 ○・・・・クロスカット剥離の際に剥離がないもの。 ×・・・・クロスカット剥離の際に剥離があるもの。 （４）耐擦傷性：硬化した紫外線硬化型樹脂層の金型よ
り離型した面にメチルメタクリレ−ト系共重合物基板
（幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を縦に
強く押しつけながら約１００ｍｍの間隔を１往復あたり
約１秒のスピ−ドで１０往復させた後、面についた傷を
観察した。 ◎・・・・傷がまったく認められない。 ○・・・・スジ状の傷が数本認められる。 △・・・・部分的に帯状の傷が認められる。 ×・・・・全面的に帯状の傷が認められる。 （５）復元性：硬化した紫外線硬化型樹脂層の金型より
離型した面に直径１０ｍｍの金属丸棒を強く押しつけた
後、面についた丸棒の跡が完全に消失するまでの時間を
測定した。 ◎・・・・瞬時に消失した。 ○・・・・６０秒以内に消失した。 △・・・・１〜６０分の間に消失した。 ×・・・・消失しない。 （６）屈折率：硬化した紫外線硬化型樹脂の屈折率（２
５℃）を測定した。

【００２８】 表１ 実施例 比較例 １ ２ １ 合成例１で得たウレタンアクリレ−ト（Ａ−１）１６ 〃２〃（Ａ−２） １６ 〃３〃（Ａ−３） １６ ビスフェノ−ルＡ型エポキシアクリレ−ト＊１ ２２ ２２ ２２ フェノキシエチルアクリレ−ト １０ １３ １３ ０−フェニルフェニルオキシエチルアクリレ−ト９．５ ８ ８ ０−フェニルフェニルオキシエチルオキシエチルアクリレ−ト ９．５ ８ ８ １，６−ヘキサンジオ−ルアクリレ−ト ２ ２ ２ ポリエチレングリコ−ルジアクリレ−ト １４ １７ １７ ビスフェノ−ルＡテトラプロポキシレ−トジアクリレ−ト １７ １４ １４ ２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン ３ ３ ３ 離型性 ○ ○ ○ 型再現性 ○ ○ ○ 密着性 ○ ○ × 耐擦傷性 ◎ ○ △ 復元性 ◎ ○ △ 屈折率 １．５５０ １．５５１ １．５６６

【００２９】注）＊１．ビスフェノ−ルＡ型エポキシア
クリレ−ト：ビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂（三井化
学（株）製、エポミックＲ−３０４、エポキシ当量９５
０、平均分子量１９００）１９００ｇとアクリル酸１３
７ｇを反応させたものでフェノキシエチルアクリレ−ト
５０％希釈品。

【００３０】表１の結果から、本発明のレンズシ−ト
は、密着性、耐擦傷性、復元性に優れている。

【００３１】

【発明の効果】本発明のレンズ用樹脂組成物およびレン
ズシ−トは、密着性、復元性、耐擦傷性に優れ、フレネ
ルレンズやレンチキュラ−レンズに好適に用いることが
できる。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J027 AC03 AC04 AC06 AE02 AG02 AG03 AG09 AG12 AG14 AG23 AG24 AG25 AG27 AJ08 AJ09 BA02 BA07 BA19 BA20 BA21 BA25 BA27 BA28 CB10 CC05 CD04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリカ−ボネ−トジオ−ル（ａ）と任意成
   分として（ａ）成分以外のジオ−ル化合物（ａ１）と有
   機イソシアネ−ト（ｂ）と水酸基含有（メタ）アクリレ
   −ト化合物（ｃ）の反応物であるウレタン（メタ）アク
   リレ−ト（Ａ）と屈折率（２５℃）が１．５０以上の単
   官能性（メタ）アクリレ−ト（Ｂ）と２官能性反応性単
   量体（Ｃ）及び光重合開始剤（Ｄ）を含有することを特
   徴とするレンズ用樹脂組成物。
2. 【請求項２】ポリカ−ボネ−トジオ−ル（ａ）が１，６
   −ヘキサンジオールから誘導された常温で固体のポリカ
   ーボネートジオールである請求項１記載のレンズ用樹脂
   組成物。
3. 【請求項３】ビスフェノ−ルＡ型エポキシ（メタ）アク
   リレ−ト（Ｅ）を含有する請求項１あるいは２記載のレ
   ンズ用樹脂組成物。
4. 【請求項４】請求項１ないし３記載のいずれか１項の組
   成物をプラスチック基板上に硬化させた樹脂からなるレ
   ンズが設けられているレンズシ−ト。