JP2003176360A - シランカップリング剤、その製造方法、ガラスと樹脂との接着方法、及び、樹脂接合型光学素子 - Google Patents
シランカップリング剤、その製造方法、ガラスと樹脂との接着方法、及び、樹脂接合型光学素子Info
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- JP2003176360A JP2003176360A JP2001376257A JP2001376257A JP2003176360A JP 2003176360 A JP2003176360 A JP 2003176360A JP 2001376257 A JP2001376257 A JP 2001376257A JP 2001376257 A JP2001376257 A JP 2001376257A JP 2003176360 A JP2003176360 A JP 2003176360A
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- Japan
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- resin
- coupling agent
- silane coupling
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- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＳｉＯ2含有量の低いガラスと樹脂との間の高
い接着性。 【解決手段】第１の構造単位（１）と第２の構造単位
（２）とからなり、一分子中の第１及び第２の構造単位
数はそれぞれ１〜４であるチオール、又は、式（３）若
しくは（４）により表されるアルコールを含む。Ｘは官
能基、Ｙ1，Ｙ2は加水分解性基、水酸基又はＣ1 〜 5の炭
化水素基、Ｚ1〜Ｚ5は水酸基又は加水分解性基、Ｒ1〜
Ｒ13は炭化水素基、Ｙ3〜Ｙ5は２価の有機基、Ｙ6はＨ
又はフェニル基、ａ，ｄ，ｆ，ｈ及びｊは１〜３の整
数、ｂ及びｇは１又は２、ｉは０又は１。 【化１】
い接着性。 【解決手段】第１の構造単位（１）と第２の構造単位
（２）とからなり、一分子中の第１及び第２の構造単位
数はそれぞれ１〜４であるチオール、又は、式（３）若
しくは（４）により表されるアルコールを含む。Ｘは官
能基、Ｙ1，Ｙ2は加水分解性基、水酸基又はＣ1 〜 5の炭
化水素基、Ｚ1〜Ｚ5は水酸基又は加水分解性基、Ｒ1〜
Ｒ13は炭化水素基、Ｙ3〜Ｙ5は２価の有機基、Ｙ6はＨ
又はフェニル基、ａ，ｄ，ｆ，ｈ及びｊは１〜３の整
数、ｂ及びｇは１又は２、ｉは０又は１。 【化１】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シランカップリン
グ剤及びその製造方法と、ガラス及び樹脂の接着方法
と、樹脂接合型光学素子とに関する。
グ剤及びその製造方法と、ガラス及び樹脂の接着方法
と、樹脂接合型光学素子とに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、様々な分野で光学素子が用いられ
ており、その用途によっては、従来の単一な光学材料か
らなる光学素子では困難な光学特性を実現する必要があ
る場合がある。そこで、無機ガラスからなる母材の表面
に樹脂層を形成した樹脂接合型レンズや密着複層型回折
光学素子などが多用されるようになってきている。
ており、その用途によっては、従来の単一な光学材料か
らなる光学素子では困難な光学特性を実現する必要があ
る場合がある。そこで、無機ガラスからなる母材の表面
に樹脂層を形成した樹脂接合型レンズや密着複層型回折
光学素子などが多用されるようになってきている。
【０００３】しかし、光学素子に用いられる無機ガラス
の表面は、一般に非常に滑らかであり、物理的な接着の
ための十分なアンカー効果を得ることができない。ま
た、無機ガラスと樹脂とはほとんど反応しないため、化
学結合による接着も困難である。そこで、無機ガラスと
樹脂との接着性を高めるため、シランカップリング剤に
より接着対象を表面処理しておくことが一般に行われて
いる。
の表面は、一般に非常に滑らかであり、物理的な接着の
ための十分なアンカー効果を得ることができない。ま
た、無機ガラスと樹脂とはほとんど反応しないため、化
学結合による接着も困難である。そこで、無機ガラスと
樹脂との接着性を高めるため、シランカップリング剤に
より接着対象を表面処理しておくことが一般に行われて
いる。
【０００４】この従来用いられているシランカップリン
グ剤は、シラノール基（又は加水分解により脱保護され
てシラノール基になる加水分解性基）と、樹脂に結合す
る結合性官能基とを有する分子構造を有する。このシラ
ンカップリング剤を無機ガラス表面に塗布すると、シラ
ンカップリング剤のシラノールの水酸基が、無機ガラス
表面のシラノール基に結合する。この状態で表面処理後
の無機ガラス表面に樹脂層を成膜すると、無機ガラスに
シロキサン結合したシランカップリング剤の結合性官能
基が樹脂分子と結合することにより、無機ガラスと樹脂
との強固な結合が実現される。
グ剤は、シラノール基（又は加水分解により脱保護され
てシラノール基になる加水分解性基）と、樹脂に結合す
る結合性官能基とを有する分子構造を有する。このシラ
ンカップリング剤を無機ガラス表面に塗布すると、シラ
ンカップリング剤のシラノールの水酸基が、無機ガラス
表面のシラノール基に結合する。この状態で表面処理後
の無機ガラス表面に樹脂層を成膜すると、無機ガラスに
シロキサン結合したシランカップリング剤の結合性官能
基が樹脂分子と結合することにより、無機ガラスと樹脂
との強固な結合が実現される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＳｉＯ2成分
の少ないガラスでは、シランカップリング剤と結合しう
るシラノール基が表面に余り露出していないため、シラ
ンカップリング剤で表面処理しても、十分な接着性を得
ることはできなかった。特にＳｉＯ2の含有量が５０重
量％以下のガラスでは、実用に耐える強度な接着を実現
することは非常に困難であった。
の少ないガラスでは、シランカップリング剤と結合しう
るシラノール基が表面に余り露出していないため、シラ
ンカップリング剤で表面処理しても、十分な接着性を得
ることはできなかった。特にＳｉＯ2の含有量が５０重
量％以下のガラスでは、実用に耐える強度な接着を実現
することは非常に困難であった。
【０００６】そこで本発明は、ＳｉＯ2の含有量が低い
ガラスと樹脂との間であっても高い接着性を実現するこ
とのできるシランカップリング剤及びその製造方法、ガ
ラスと樹脂との接着方法、並びに、樹脂接合型光学素子
を提供することを目的とする。
ガラスと樹脂との間であっても高い接着性を実現するこ
とのできるシランカップリング剤及びその製造方法、ガ
ラスと樹脂との接着方法、並びに、樹脂接合型光学素子
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、下記一般式（１）により表される第１
の構造単位と下記一般式（２）により表される第２の構
造単位とからなり、一分子中の上記第１の構造単位の繰
り返し数及び上記第２の構造単位の繰り返し数はそれぞ
れ１〜４であるチオールを含むシランカップリング剤が
提供される。
め、本発明では、下記一般式（１）により表される第１
の構造単位と下記一般式（２）により表される第２の構
造単位とからなり、一分子中の上記第１の構造単位の繰
り返し数及び上記第２の構造単位の繰り返し数はそれぞ
れ１〜４であるチオールを含むシランカップリング剤が
提供される。
【０００８】
【化１】
【０００９】ここで、Ｘは１価の官能基であり、Ｙ1及
びＹ2はそれぞれ加水分解性基、水酸基又は炭素数１〜
５の炭化水素基であり、Ｒ1及びＲ2はそれぞれアルキレ
ン基である。Ｘは、メタクリル基、アクリル基、ビニル
基、エポキシ基、アミノ基、ハロアルキル基及びイソシ
アネート基のうちの少なくともいずれかであることが望
ましい。また、加水分解性基はアルコキシル基であるこ
とが望ましい。両末端は、それぞれ、炭素数１〜５の炭
化水素基、加水分解性基又は水酸基などにすることがで
きる。
びＹ2はそれぞれ加水分解性基、水酸基又は炭素数１〜
５の炭化水素基であり、Ｒ1及びＲ2はそれぞれアルキレ
ン基である。Ｘは、メタクリル基、アクリル基、ビニル
基、エポキシ基、アミノ基、ハロアルキル基及びイソシ
アネート基のうちの少なくともいずれかであることが望
ましい。また、加水分解性基はアルコキシル基であるこ
とが望ましい。両末端は、それぞれ、炭素数１〜５の炭
化水素基、加水分解性基又は水酸基などにすることがで
きる。
【００１０】さらに本発明では、下記一般式（３）又は
（４）により表されるアルコールを含むシランカップリ
ング剤が提供される。
（４）により表されるアルコールを含むシランカップリ
ング剤が提供される。
【００１１】
【化２】
【００１２】ここで、Ｚ1〜Ｚ5はそれぞれ水酸基又は加
水分解性基であり、Ｒ3、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ11及びＲ13はそ
れぞれ炭化水素基であり、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ8〜Ｒ10及びＲ
12はそれぞれアルキレン基であり、Ｙ3〜Ｙ5はそれぞれ
下記構造式（５）又は（６）により表される２価の有機
基であり、Ｙ6は水素原子又はフェニル基であり、ａ，
ｄ，ｆ，ｈ及びｊはそれぞれ１〜３の整数であり、ｂ及
びｇはそれぞれ１又は２であり、ｉは０又は１である。
水分解性基であり、Ｒ3、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ11及びＲ13はそ
れぞれ炭化水素基であり、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ8〜Ｒ10及びＲ
12はそれぞれアルキレン基であり、Ｙ3〜Ｙ5はそれぞれ
下記構造式（５）又は（６）により表される２価の有機
基であり、Ｙ6は水素原子又はフェニル基であり、ａ，
ｄ，ｆ，ｈ及びｊはそれぞれ１〜３の整数であり、ｂ及
びｇはそれぞれ１又は２であり、ｉは０又は１である。
【００１３】
【化３】
【００１４】また、本発明では、下記一般式（７）によ
り表される第１のシラン化合物を加水分解して得られる
シラノール化合物と、下記一般式（８）により表される
第２のシラン化合物を加水分解して得られるシラノール
化合物とを脱水縮合させる工程を備えるシランカップリ
ング剤の製造方法が提供される。
り表される第１のシラン化合物を加水分解して得られる
シラノール化合物と、下記一般式（８）により表される
第２のシラン化合物を加水分解して得られるシラノール
化合物とを脱水縮合させる工程を備えるシランカップリ
ング剤の製造方法が提供される。
【００１５】
【化４】
【００１６】ここで、Ｘは１価の官能基であり、Ｙ1及
びＹ2はそれぞれ加水分解性基、水酸基又は炭素数１〜
５の炭化水素基であり、Ｒ1及びＲ2はそれぞれアルキレ
ン基であり、Ｚ6〜Ｚ9はそれぞれ加水分解性基である。
びＹ2はそれぞれ加水分解性基、水酸基又は炭素数１〜
５の炭化水素基であり、Ｒ1及びＲ2はそれぞれアルキレ
ン基であり、Ｚ6〜Ｚ9はそれぞれ加水分解性基である。
【００１７】なお、加水分解はシラン化合物又はシラノ
ール化合物の混合の前後いずれに行っても構わない。す
なわち、第１及び第２のシラン化合物をあらかじめ加水
分解してシラノール化合物とし、このシラノール化合物
を混合して脱水縮合させてもよく、第１及び第２のシラ
ン化合物をあらかじめ混合した後、この混合物を加水分
解することにより、同一系内で第１及び第２のシラン化
合物をそれぞれシラノール化合物とし、脱水縮合させて
もよい。
ール化合物の混合の前後いずれに行っても構わない。す
なわち、第１及び第２のシラン化合物をあらかじめ加水
分解してシラノール化合物とし、このシラノール化合物
を混合して脱水縮合させてもよく、第１及び第２のシラ
ン化合物をあらかじめ混合した後、この混合物を加水分
解することにより、同一系内で第１及び第２のシラン化
合物をそれぞれシラノール化合物とし、脱水縮合させて
もよい。
【００１８】さらに本発明では、上述した本発明のシラ
ンカップリング剤をガラス表面に結合させた後、該シラ
ンカップリング剤の結合したガラス表面に樹脂層を形成
することにより、ガラスと樹脂とを接着する、ガラスと
樹脂との接着方法が提供される。
ンカップリング剤をガラス表面に結合させた後、該シラ
ンカップリング剤の結合したガラス表面に樹脂層を形成
することにより、ガラスと樹脂とを接着する、ガラスと
樹脂との接着方法が提供される。
【００１９】また、本発明では、ガラスからなる第１の
部材と、樹脂からなる第２の部材とを備え、ガラスと樹
脂とが、本発明のシランカップリング剤を介して接着さ
れている樹脂接合型光学素子が提供される。
部材と、樹脂からなる第２の部材とを備え、ガラスと樹
脂とが、本発明のシランカップリング剤を介して接着さ
れている樹脂接合型光学素子が提供される。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の第１のシランカップリン
グ剤は、下記一般式（１）により表される第１の構造単
位と、下記一般式（２）により表される第２の構造単位
とからなり、一分子中の上記第１の構造単位の繰り返し
数及び上記第２の構造単位の繰り返し数はそれぞれ１〜
４であるチオールを含む。
グ剤は、下記一般式（１）により表される第１の構造単
位と、下記一般式（２）により表される第２の構造単位
とからなり、一分子中の上記第１の構造単位の繰り返し
数及び上記第２の構造単位の繰り返し数はそれぞれ１〜
４であるチオールを含む。
【００２１】
【化１】
【００２２】ここで、Ｘは１価の官能基であり、接着対
象の樹脂に応じて適宜選択することができるが、例え
ば、メタクリル基、アクリル基、ビニル基、エポキシ
基、アミノ基、ハロアルキル基若しくはイソシアネート
基、又はこれらの少なくともいずれかを含む有機基とす
ることができる。Ｙ1及びＹ2はそれぞれ、加水分解性
基、水酸基又は炭素数１〜５の炭化水素基である。ここ
で加水分解性基とは、加水分解により水酸基となる基で
あり、例えば、メトキシル基、エトキシル基といったア
ルコキシル基（好ましくは炭素数１〜５）が挙げられ
る。Ｒ1及びＲ2はそれぞれアルキレン基（好ましくは炭
素数１〜５であり、直鎖であることが望ましい）であ
る。
象の樹脂に応じて適宜選択することができるが、例え
ば、メタクリル基、アクリル基、ビニル基、エポキシ
基、アミノ基、ハロアルキル基若しくはイソシアネート
基、又はこれらの少なくともいずれかを含む有機基とす
ることができる。Ｙ1及びＹ2はそれぞれ、加水分解性
基、水酸基又は炭素数１〜５の炭化水素基である。ここ
で加水分解性基とは、加水分解により水酸基となる基で
あり、例えば、メトキシル基、エトキシル基といったア
ルコキシル基（好ましくは炭素数１〜５）が挙げられ
る。Ｒ1及びＲ2はそれぞれアルキレン基（好ましくは炭
素数１〜５であり、直鎖であることが望ましい）であ
る。
【００２３】なお、第１の構造単位と第２の構造単位と
は、交互に並んでいてもよく、ランダムに混ざってもよ
く、一方又は両方の構造単位がブロック状に連続してい
てもよい。また、両末端は、それぞれ、炭素数１〜５の
炭化水素基、加水分解性基又は水酸基などにすることが
できる。
は、交互に並んでいてもよく、ランダムに混ざってもよ
く、一方又は両方の構造単位がブロック状に連続してい
てもよい。また、両末端は、それぞれ、炭素数１〜５の
炭化水素基、加水分解性基又は水酸基などにすることが
できる。
【００２４】この第１のシランカップリング剤では、官
能基Ｘにより樹脂との接着を確保しつつ、第２の構成単
位に含まれるメルカプト基の硫黄原子がガラスを構成す
る金属原子等と結合することによって、ガラス表面との
強固な接着が得られる。さらに、本発明の第１のシラン
カップリング剤は、水酸基（加水分解性基の加水分解に
より生成するものを含む）により、ガラス表面のシラノ
ール基と結合することもでき、また、この水酸基によっ
てチオール分子どうしが結合することで、さらに接着性
を向上させることができる。このため、この第１のシラ
ンカップリング剤を用いて表面処理すれば、５重量％以
下のＳｉＯ2しか含まない無機ガラスであっても、高い
接着性で樹脂と接合することができる。
能基Ｘにより樹脂との接着を確保しつつ、第２の構成単
位に含まれるメルカプト基の硫黄原子がガラスを構成す
る金属原子等と結合することによって、ガラス表面との
強固な接着が得られる。さらに、本発明の第１のシラン
カップリング剤は、水酸基（加水分解性基の加水分解に
より生成するものを含む）により、ガラス表面のシラノ
ール基と結合することもでき、また、この水酸基によっ
てチオール分子どうしが結合することで、さらに接着性
を向上させることができる。このため、この第１のシラ
ンカップリング剤を用いて表面処理すれば、５重量％以
下のＳｉＯ2しか含まない無機ガラスであっても、高い
接着性で樹脂と接合することができる。
【００２５】このようなチオールは、例えば、下記一般
式（７）により表される第１のシラン化合物を加水分解
して得られるシラノール化合物と、下記一般式（８）に
より表される第２のシラン化合物を加水分解して得られ
るシラノール化合物とを脱水縮合させ、必要に応じてシ
ラノール基を保護基により保護して加水分解性基とする
ことによって製造することができる。なお、Ｚ6〜Ｚ9は
それぞれ加水分解性基である。Ｚ6及びＺ7、Ｚ8及びＺ9
は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
式（７）により表される第１のシラン化合物を加水分解
して得られるシラノール化合物と、下記一般式（８）に
より表される第２のシラン化合物を加水分解して得られ
るシラノール化合物とを脱水縮合させ、必要に応じてシ
ラノール基を保護基により保護して加水分解性基とする
ことによって製造することができる。なお、Ｚ6〜Ｚ9は
それぞれ加水分解性基である。Ｚ6及びＺ7、Ｚ8及びＺ9
は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
【００２６】
【化４】
【００２７】第１のシラン化合物としては、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシ
シクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルメチルジメトキシシランといったエポ
キシ化合物や、γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェ
ニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β
−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシランといったアミノ化合物、γ
−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、γ
−（メタクリロキシプロピル）トリエトキシシランとい
ったメタクリル化合物などが本発明に好適である。
ドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシ
シクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルメチルジメトキシシランといったエポ
キシ化合物や、γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェ
ニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β
−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシランといったアミノ化合物、γ
−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、γ
−（メタクリロキシプロピル）トリエトキシシランとい
ったメタクリル化合物などが本発明に好適である。
【００２８】第２のシラン化合物としては、メルカプト
メチルメチルジエトキシシラン、メルカプトメチルトリ
メトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン、γ−メルカプトメチルジメトキシシラン、γ−
メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプ
トプロピルメチルジメトキシシランなどのメルカプト化
合物が本発明に好適である。
メチルメチルジエトキシシラン、メルカプトメチルトリ
メトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン、γ−メルカプトメチルジメトキシシラン、γ−
メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプ
トプロピルメチルジメトキシシランなどのメルカプト化
合物が本発明に好適である。
【００２９】本発明の第２のシランカップリング剤は、
下記一般式（３）又は（４）により表されるアルコール
を含む。
下記一般式（３）又は（４）により表されるアルコール
を含む。
【００３０】
【化２】
【００３１】ここで、Ｚ1〜Ｚ5はそれぞれ水酸基又は加
水分解性基である。ここで加水分解性基とは、加水分解
により水酸基となる基であり、例えば、メトキシル基、
エトキシル基といったアルコキシル基（好ましくは炭素
数１〜５）が挙げられる。Ｒ 3、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ11及びＲ
13はそれぞれ炭化水素基であり、炭素数は１〜４である
ことが望ましい。Ｒ4、Ｒ5、Ｒ8〜Ｒ10及びＲ12はそれ
ぞれアルキレン基（好ましくは炭素数１〜５であり、直
鎖であることが望ましい）である。Ｙ3〜Ｙ5はそれぞれ
下記構造式（５）又は（６）により表される２価の有機
基であり、２本の結合手のうちのいずれが隣接する原子
団の窒素原子に結合していても構わない。Ｙ6は水素原
子又はフェニル基であり、ａ，ｄ，ｆ，ｈ及びｊはそれ
ぞれ１〜３の整数であり、ｂ及びｇはそれぞれ１又は２
であり、ｉは０又は１である。
水分解性基である。ここで加水分解性基とは、加水分解
により水酸基となる基であり、例えば、メトキシル基、
エトキシル基といったアルコキシル基（好ましくは炭素
数１〜５）が挙げられる。Ｒ 3、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ11及びＲ
13はそれぞれ炭化水素基であり、炭素数は１〜４である
ことが望ましい。Ｒ4、Ｒ5、Ｒ8〜Ｒ10及びＲ12はそれ
ぞれアルキレン基（好ましくは炭素数１〜５であり、直
鎖であることが望ましい）である。Ｙ3〜Ｙ5はそれぞれ
下記構造式（５）又は（６）により表される２価の有機
基であり、２本の結合手のうちのいずれが隣接する原子
団の窒素原子に結合していても構わない。Ｙ6は水素原
子又はフェニル基であり、ａ，ｄ，ｆ，ｈ及びｊはそれ
ぞれ１〜３の整数であり、ｂ及びｇはそれぞれ１又は２
であり、ｉは０又は１である。
【００３２】
【化３】
【００３３】このようなアルコールは、例えば、下記反
応式（９）に示すように、エポキシ基を有するアルコキ
シシラン化合物（式（９）の例ではγ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン）とアミノ基を有するアルコ
キシシラン化合物（式（９）の例ではγ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン）とを結合させることにより合成
することができる。シラノール基は、必要に応じて保護
基により保護して加水分解性基とすることができる。た
だし、この場合も、シランカップリング処理に先立っ
て、加水分解により脱保護し、水酸基にしておくことが
望ましい。
応式（９）に示すように、エポキシ基を有するアルコキ
シシラン化合物（式（９）の例ではγ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン）とアミノ基を有するアルコ
キシシラン化合物（式（９）の例ではγ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン）とを結合させることにより合成
することができる。シラノール基は、必要に応じて保護
基により保護して加水分解性基とすることができる。た
だし、この場合も、シランカップリング処理に先立っ
て、加水分解により脱保護し、水酸基にしておくことが
望ましい。
【００３４】
【化５】
【００３５】ここで、エポキシ基を有するアルコキシシ
ラン化合物としては、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシ
シラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチ
ルトリメトキシシランなどを用いることができる。
ラン化合物としては、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシ
シラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチ
ルトリメトキシシランなどを用いることができる。
【００３６】また、アミノ基を有するアルコキシシラン
化合物としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェ
ニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β
−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシランなどを用いることができ
る。
化合物としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェ
ニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β
−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシランなどを用いることができ
る。
【００３７】本発明の接着方法が接着対象とするガラス
は、特に限定されるものではないが、 必要に応じて、
ゾルゲルガラス、無機ガラスなどを適宜用いることがで
きる。なお、光学素子には、通常、屈折率ｎd＝１．４
〜２．０、アッベ数νd＝２０〜１００程度の透明材料
が用いられる。無機ガラスを用いる場合、その組成成分
としては、例えばＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、Ｎａ2Ｏ、
Ｋ2Ｏ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、Ｍ
ｎＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3Ｌａ2Ｏ3などが挙げられる。
は、特に限定されるものではないが、 必要に応じて、
ゾルゲルガラス、無機ガラスなどを適宜用いることがで
きる。なお、光学素子には、通常、屈折率ｎd＝１．４
〜２．０、アッベ数νd＝２０〜１００程度の透明材料
が用いられる。無機ガラスを用いる場合、その組成成分
としては、例えばＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、Ｎａ2Ｏ、
Ｋ2Ｏ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、Ｍ
ｎＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3Ｌａ2Ｏ3などが挙げられる。
【００３８】本発明の接着方法が接着対象とする樹脂
は、特に限定されるものではないが、エポキシ樹脂、ウ
レタン樹脂、チオウレタン、ポリメタクリレート、ポリ
アクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエ
ステル、不飽和ポリエステル、セルロイド、セルロース
誘導体、ポリイミド、フタル樹脂、ポリカーボネートな
どを適宜用いることができる。
は、特に限定されるものではないが、エポキシ樹脂、ウ
レタン樹脂、チオウレタン、ポリメタクリレート、ポリ
アクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエ
ステル、不飽和ポリエステル、セルロイド、セルロース
誘導体、ポリイミド、フタル樹脂、ポリカーボネートな
どを適宜用いることができる。
【００３９】本発明は、ガラスと樹脂との接合体を含む
ものであれば、どのような樹脂接合型光学素子にも用い
ることができ、例えば、レンズ、プリズム、回折格子、
非球面鏡などに好適である。
ものであれば、どのような樹脂接合型光学素子にも用い
ることができ、例えば、レンズ、プリズム、回折格子、
非球面鏡などに好適である。
【００４０】本発明の光学素子は、小型化及び／又は軽
量化が特に要求され、高い光学特性が要求されるスチル
カメラ、ビデオカメラ、それらの交換レンズ、眼鏡レン
ズ、望遠鏡、双眼鏡、顕微鏡、光ディスク／光磁気ディ
スク読取用ピックアップレンズ等の光学物品に、特に適
している。
量化が特に要求され、高い光学特性が要求されるスチル
カメラ、ビデオカメラ、それらの交換レンズ、眼鏡レン
ズ、望遠鏡、双眼鏡、顕微鏡、光ディスク／光磁気ディ
スク読取用ピックアップレンズ等の光学物品に、特に適
している。
【００４１】
【実施例】＜実施例１＞エタノール４８ｇに、γ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業
（株）製ＫＢＭ５０３）１ｇと、γ−メルカプトプロピ
ルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製ＫＢＭ８
０３）１ｇとを加え、さらにｐＨ４の酢酸酸性水溶液５
０ｇを加えて３０分間撹拌し、シランカップリング剤を
調製した。得られたシランカップリング剤には、下記チ
オールＡが含まれていると考えられる（ただし、ｍ及び
ｎは１以上の整数であり、メタクリロキシ基を含む構成
単位とメルカプト基を含む構成単位との結合順はランダ
ムである）。
クリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業
（株）製ＫＢＭ５０３）１ｇと、γ−メルカプトプロピ
ルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製ＫＢＭ８
０３）１ｇとを加え、さらにｐＨ４の酢酸酸性水溶液５
０ｇを加えて３０分間撹拌し、シランカップリング剤を
調製した。得られたシランカップリング剤には、下記チ
オールＡが含まれていると考えられる（ただし、ｍ及び
ｎは１以上の整数であり、メタクリロキシ基を含む構成
単位とメルカプト基を含む構成単位との結合順はランダ
ムである）。
【００４２】
【化６】
【００４３】続いて、得られたシランカップリング剤
を、主成分がＢ2Ｏ3（２０重量％）及びＬａ2Ｏ3（５０
重量％）であり、ＳｉＯ2含有量が５重量％のガラスか
らなる、直径３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの丸板ガラス基板の
片面に、スピンコーターを用いて塗布し、直ちにオーブ
ンにより１１０℃で５分間加熱した。
を、主成分がＢ2Ｏ3（２０重量％）及びＬａ2Ｏ3（５０
重量％）であり、ＳｉＯ2含有量が５重量％のガラスか
らなる、直径３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの丸板ガラス基板の
片面に、スピンコーターを用いて塗布し、直ちにオーブ
ンにより１１０℃で５分間加熱した。
【００４４】次に、このシランカップリング剤により表
面処理した面に、未硬化状態の紫外線硬化型樹脂組成物
を膜厚約２００μｍで成膜し、１０ｍＷ／ｃｍ2で５分
間紫外線を照射して硬化させて、ガラスと樹脂との接合
体を得た。得られた接合体を塩化メチレン中に３０分間
浸漬させたが、ガラスから樹脂が剥離することはなかっ
た。
面処理した面に、未硬化状態の紫外線硬化型樹脂組成物
を膜厚約２００μｍで成膜し、１０ｍＷ／ｃｍ2で５分
間紫外線を照射して硬化させて、ガラスと樹脂との接合
体を得た。得られた接合体を塩化メチレン中に３０分間
浸漬させたが、ガラスから樹脂が剥離することはなかっ
た。
【００４５】なお、感光性樹脂組成物としては、重量平
均分子量８００の下記構造式（１０）のジメタアクリレ
ート８０重量部と、下記構造式（１１）のウレタン変性
ヘキサメタクリレート１９．５重量部と、アセトフェノ
ン系光開始剤０．５重量部とを混合して調製したものを
用いた。ただし、式（１１）においてＲは構造式（１
３）により表される１価の有機基である。
均分子量８００の下記構造式（１０）のジメタアクリレ
ート８０重量部と、下記構造式（１１）のウレタン変性
ヘキサメタクリレート１９．５重量部と、アセトフェノ
ン系光開始剤０．５重量部とを混合して調製したものを
用いた。ただし、式（１１）においてＲは構造式（１
３）により表される１価の有機基である。
【００４６】
【化７】
【００４７】＜比較例１＞γ−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン１ｇの代わりにγ−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５０３）をさらに
１ｇ加えた他は実施例１と同様にして、ガラスと樹脂と
の接合体を得た。
トリメトキシシラン１ｇの代わりにγ−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５０３）をさらに
１ｇ加えた他は実施例１と同様にして、ガラスと樹脂と
の接合体を得た。
【００４８】得られた接合体を、実施例１と同様に塩化
メチレン中に３０分間浸漬させたところ、ガラスから樹
脂が剥離していた。
メチレン中に３０分間浸漬させたところ、ガラスから樹
脂が剥離していた。
【００４９】＜実施例２＞γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン（信越化学工業（株）製ＫＢＭ４０
３）６ｇと、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
（信越化学工業（株）製ＫＢＥ９０３）２．８ｇとを混
合し、６０℃以上に加熱しながら８時間撹拌した。得ら
れた反応物を１ｇ取り、これにエタノール４８ｇを加
え、さらにγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシ
ラン（信越化学工業（株）製ＫＢＭ５０３）１ｇを加え
た後、加水分解させてシランカップリング剤を調製し
た。
リメトキシシラン（信越化学工業（株）製ＫＢＭ４０
３）６ｇと、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
（信越化学工業（株）製ＫＢＥ９０３）２．８ｇとを混
合し、６０℃以上に加熱しながら８時間撹拌した。得ら
れた反応物を１ｇ取り、これにエタノール４８ｇを加
え、さらにγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシ
ラン（信越化学工業（株）製ＫＢＭ５０３）１ｇを加え
た後、加水分解させてシランカップリング剤を調製し
た。
【００５０】得られたシランカップリング剤には、下記
アルコールＢが含まれていると考えられる（ただし、ｐ
は１以上の整数である）。
アルコールＢが含まれていると考えられる（ただし、ｐ
は１以上の整数である）。
【００５１】
【化８】
【００５２】得られたシランカップリング剤を用い、実
施例１と同様にしてガラスと樹脂との接合体を得た。得
られた接合体を塩化メチレン中に３０分間浸漬させた
が、ガラスから樹脂が剥離することはなかった。
施例１と同様にしてガラスと樹脂との接合体を得た。得
られた接合体を塩化メチレン中に３０分間浸漬させた
が、ガラスから樹脂が剥離することはなかった。
【００５３】＜比較例２＞エタノール４８ｇにγ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５０
３）を２ｇ加え、さらにｐＨ４の酢酸酸性水溶液を５０
ｇ加えて３０分間撹拌し、シランカップリング剤を調製
した。このシランカップリング剤を用い、実施例２と同
様にしてガラスと樹脂との接合体を作製し、実施例２と
同様に塩化メチレン中に３０分間浸漬させたところ、ガ
ラスから樹脂が剥離していた。
クリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５０
３）を２ｇ加え、さらにｐＨ４の酢酸酸性水溶液を５０
ｇ加えて３０分間撹拌し、シランカップリング剤を調製
した。このシランカップリング剤を用い、実施例２と同
様にしてガラスと樹脂との接合体を作製し、実施例２と
同様に塩化メチレン中に３０分間浸漬させたところ、ガ
ラスから樹脂が剥離していた。
【００５４】＜実施例３＞図１に示すように、鏡筒に取
り付けるための係止部１３を外周部に有する凹レンズ形
状のガラス母材１０（外径（直径）４０ｍｍ、中心厚１
ｍｍ、最大厚１０ｍｍ、樹脂層形成面１４の曲率１８ｍ
ｍ）を用意した。この母材１０のガラスの組成は実施例
１と同様である。
り付けるための係止部１３を外周部に有する凹レンズ形
状のガラス母材１０（外径（直径）４０ｍｍ、中心厚１
ｍｍ、最大厚１０ｍｍ、樹脂層形成面１４の曲率１８ｍ
ｍ）を用意した。この母材１０のガラスの組成は実施例
１と同様である。
【００５５】このガラス母材１０の凹面１４に、実施例
１と同様にして調製したシランカップリング剤を用い、
実施例１と同様にして表面処理を施した後、実施例１と
同様の感光性樹脂組成物を滴下し、ガラス母材１０の上
下を反転させて非球面金型の凸面に押し付けて樹脂組成
物を所望の形状に押し広げた後、母材１０側から高圧水
銀灯（照度１０ｍＷ／ｃｍ2）で５分間紫外線を照射し
て硬化させて樹脂層１１とし、カメラの撮像系用樹脂接
合型レンズ１２を作製した。
１と同様にして調製したシランカップリング剤を用い、
実施例１と同様にして表面処理を施した後、実施例１と
同様の感光性樹脂組成物を滴下し、ガラス母材１０の上
下を反転させて非球面金型の凸面に押し付けて樹脂組成
物を所望の形状に押し広げた後、母材１０側から高圧水
銀灯（照度１０ｍＷ／ｃｍ2）で５分間紫外線を照射し
て硬化させて樹脂層１１とし、カメラの撮像系用樹脂接
合型レンズ１２を作製した。
【００５６】得られた樹脂接合型レンズ１２を離型した
後、塩化メチレン中に３０分間浸漬させたが、ガラス母
材１０から樹脂層１１が剥離することはなかった。ま
た、得られた樹脂接合型レンズ１２は良好な光学特性を
有しており、このレンズを用いてカメラを作製したとこ
ろ、耐候性の高い優れた製品を得ることができた。
後、塩化メチレン中に３０分間浸漬させたが、ガラス母
材１０から樹脂層１１が剥離することはなかった。ま
た、得られた樹脂接合型レンズ１２は良好な光学特性を
有しており、このレンズを用いてカメラを作製したとこ
ろ、耐候性の高い優れた製品を得ることができた。
【００５７】
【発明の効果】本発明によれば、ＳｉＯ2の含有量が低
いガラスを用いる場合であっても、ガラスと樹脂との間
の高い接着性を実現することができる。
いガラスを用いる場合であっても、ガラスと樹脂との間
の高い接着性を実現することができる。
【図１】 実施例３で作製した樹脂接合型レンズの断面
図である。
図である。
１０…ガラス母材、１１…樹脂層、１２…樹脂接合型レ
ンズ、１３…係止部、１４…樹脂層形成面。
ンズ、１３…係止部、１４…樹脂層形成面。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０２Ｂ 7/00 Ｇ０２Ｂ 7/00 Ｆ
Ｆターム(参考） 2H043 AE02
4J035 BA02 CA01 CA05 CA11 CA15
CA19 CA21 GA01 LB02
4J040 EK051 EK061 EK071 EK101
GA05 GA11 GA13 GA20 GA24
GA31 MA05 MA10 MB03 MB14
Claims (6)
- 【請求項１】下記一般式（１）により表される第１の構
造単位と、下記一般式（２）により表される第２の構造
単位とからなり、 一分子中の上記第１の構造単位の繰り返し数及び上記第
２の構造単位の繰り返し数はそれぞれ１〜４であるチオ
ールを含むことを特徴とするシランカップリング剤。 【化１】 （ここで、Ｘは１価の官能基であり、Ｙ1及びＹ2はそれ
ぞれ加水分解性基、水酸基又は炭素数１〜５の炭化水素
基であり、Ｒ1及びＲ2はそれぞれアルキレン基である） - 【請求項２】上記Ｘは、メタクリル基、アクリル基、ビ
ニル基、エポキシ基、アミノ基、ハロアルキル基及びイ
ソシアネート基のうちの少なくともいずれかの有機基で
あり、 上記加水分解性基はアルコキシル基であることを特徴と
する請求項１記載のシランカップリング剤。 - 【請求項３】下記一般式（３）又は（４）により表され
るアルコールを含むことを特徴とするシランカップリン
グ剤。 【化２】 （ここで、Ｚ1〜Ｚ5はそれぞれ水酸基又は加水分解性基
であり、Ｒ3、Ｒ6、Ｒ 7、Ｒ11及びＲ13はそれぞれ炭化
水素基であり、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ8〜Ｒ10及びＲ12はそれぞ
れアルキレン基であり、Ｙ3〜Ｙ5はそれぞれ下記構造式
（５）又は（６）により表される２価の有機基であり、
Ｙ6は水素原子又はフェニル基であり、ａ，ｄ，ｆ，ｈ
及びｊはそれぞれ１〜３の整数であり、ｂ及びｇはそれ
ぞれ１又は２であり、ｉは０又は１である） 【化３】 - 【請求項４】下記一般式（７）により表される第１のシ
ラン化合物を加水分解して得られるシラノール化合物
と、下記一般式（８）により表される第２のシラン化合
物を加水分解して得られるシラノール化合物とを脱水縮
合させる工程を備えることを特徴とするシランカップリ
ング剤の製造方法。 【化４】 （ここで、Ｘは１価の官能基であり、Ｙ1及びＹ2はそれ
ぞれ加水分解性基、水酸基又は炭素数１〜５の炭化水素
基であり、Ｒ1及びＲ2はそれぞれアルキレン基であり、
Ｚ6〜Ｚ9はそれぞれ加水分解性基である） - 【請求項５】ガラス表面に請求項１〜３のいずれかに記
載されたシランカップリング剤を結合させた後、該シラ
ンカップリング剤の結合したガラス表面に樹脂層を形成
することにより、上記ガラスと上記樹脂とを接着するこ
とを特徴とする、ガラスと樹脂との接着方法。 - 【請求項６】ガラスからなる第１の部材と、樹脂からな
る第２の部材とを備え、 上記ガラスと上記樹脂とは、請求項１〜３のいずれかに
記載されたシランカップリング剤を介して接着されてい
ることを特徴とする樹脂接合型光学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001376257A JP2003176360A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | シランカップリング剤、その製造方法、ガラスと樹脂との接着方法、及び、樹脂接合型光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001376257A JP2003176360A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | シランカップリング剤、その製造方法、ガラスと樹脂との接着方法、及び、樹脂接合型光学素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003176360A true JP2003176360A (ja) | 2003-06-24 |
Family
ID=19184486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001376257A Pending JP2003176360A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | シランカップリング剤、その製造方法、ガラスと樹脂との接着方法、及び、樹脂接合型光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003176360A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1688469A1 (en) * | 2003-11-28 | 2006-08-09 | Seiko Epson Corporation | Anti-fogging treating fluid and method for production thereof, anti-fogging article and method for production thereof |
| JP2009120770A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Sekisui Chem Co Ltd | シリコーン化合物 |
| JP2016199425A (ja) * | 2015-04-09 | 2016-12-01 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 高屈折ガラスの表面処理方法 |
| KR20170126979A (ko) * | 2015-03-06 | 2017-11-20 | 피알시-데소토 인터내쇼날, 인코포레이티드 | 부분 반응된 실란 프라이머 조성물 |
| JP2020118800A (ja) * | 2019-01-22 | 2020-08-06 | オリンパス株式会社 | 光学組立体の製造方法およびレンズ枠 |
| US11173692B2 (en) | 2019-12-19 | 2021-11-16 | Prc-Desoto International, Inc. | Free radical polymerizable adhesion-promoting interlayer compositions and methods of use |
| US11608458B2 (en) | 2019-12-19 | 2023-03-21 | Prc-Desoto International, Inc. | Adhesion-promoting interlayer compositions containing organic titanates/zirconates and methods of use |
| US11624007B2 (en) | 2020-01-29 | 2023-04-11 | Prc-Desoto International, Inc. | Photocurable adhesion-promoting compositions and methods of use |
-
2001
- 2001-12-10 JP JP2001376257A patent/JP2003176360A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1688469A1 (en) * | 2003-11-28 | 2006-08-09 | Seiko Epson Corporation | Anti-fogging treating fluid and method for production thereof, anti-fogging article and method for production thereof |
| EP1688469A4 (en) * | 2003-11-28 | 2007-12-19 | Seiko Epson Corp | ANTIFOG TREATMENT LIQUID AND ITS MANUFACTURING METHOD, ANTIFOGUE PRODUCT AND ITS PRODUCTION PROCESS |
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| KR20170126979A (ko) * | 2015-03-06 | 2017-11-20 | 피알시-데소토 인터내쇼날, 인코포레이티드 | 부분 반응된 실란 프라이머 조성물 |
| JP2018513882A (ja) * | 2015-03-06 | 2018-05-31 | ピーアールシー−デソト インターナショナル，インコーポレイティド | 部分的に反応したシランプライマー組成物 |
| KR102059253B1 (ko) * | 2015-03-06 | 2019-12-24 | 피알시-데소토 인터내쇼날, 인코포레이티드 | 부분 반응된 실란 프라이머 조성물 |
| JP2020169342A (ja) * | 2015-03-06 | 2020-10-15 | ピーアールシー−デソト インターナショナル，インコーポレイティド | 部分的に反応したシランプライマー組成物 |
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| US11173692B2 (en) | 2019-12-19 | 2021-11-16 | Prc-Desoto International, Inc. | Free radical polymerizable adhesion-promoting interlayer compositions and methods of use |
| US11608458B2 (en) | 2019-12-19 | 2023-03-21 | Prc-Desoto International, Inc. | Adhesion-promoting interlayer compositions containing organic titanates/zirconates and methods of use |
| US11624007B2 (en) | 2020-01-29 | 2023-04-11 | Prc-Desoto International, Inc. | Photocurable adhesion-promoting compositions and methods of use |
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