JP2006526037A - 光硬化性接着剤組成物およびその光学分野における用途 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光硬化性接着剤組成物およびその光学分野における用途に関する。
眼科用レンズの少なくとも一方の面をいくつかの塗膜でコーティングし、完成したレンズに光学的あるいは機械的に付加ないし改良した特性を与えることは技術的に通常行われることである。
したがって、多くの場合は有機ガラス材料で出来た、眼科用レンズの少なくとも一方の面にレンズ面から順に、耐衝撃塗膜(耐衝撃プライマー)、耐ひっかき塗膜(硬質皮膜)、反射防止塗膜、そして随意的に疎水性保護塗膜をコーティングすることは一般的に行われていることである。そのほか眼科用レンズの片面ないし両面に偏光塗膜、光互変性や着色塗膜などのコーティングを行うことも可能である。
米国特許第2003/0017340号には少なくとも1つのモールド部品から少なくとも幾何学的に決められたレンズ素材表面に塗膜を転写するプロセスないし方法を記載し、これは:
・ 少なくとも1つの幾何学的に決められた表面を持つレンズ素材を準備する;
・ 塗膜を支える内側表面と外側表面を持つサポートないしモールド部品を準備する;
・ 前記レンズ素材の前記幾何学的に決められた表面、あるいは前記塗膜に予め計量した量の硬化性接着剤組成物を置く;
・ レンズ素材とサポートを互いの方向に相対的に移動し、塗膜を硬化性接着剤組成物に接触させるか、あるいは硬化性接着剤組成物を幾何学的に定められたレンズ素材表面に接触させる;
・ 硬化性組成物が硬化した後の接着剤層の最終厚みが100ミクロン未満となるようにサポートの外側表面に十分な圧力を加える;
・ 接着剤組成物の層を硬化する;そして
・ サポートないしモールド部品を取り外し、塗膜が幾何学的に決められたレンズ素材表面に接着した前記レンズ素材を回収する、
ことを含む
予め計量した量とは、塗膜をレンズ素材に転写ならびに接着させるのに十分な硬化性接着剤組成物の量を意味する。
硬化性接着剤組成物は塗膜をサポートからレンズ素材表面に速やかに安全に転写しレンズ素材表面にしっかり接着することを可能にするだけでなく、同時に良好な接着、霞み、塗布汚れなし、そして熱亀裂耐性(臨界温度)など、できた眼科用レンズの光学的、機械的特性を損なってはならない。
さらに、硬化した接着剤組成物層は基材に近い屈折率を持つ必要がある。
さらに本発明の目的は単に結果として塗膜を基材に良好に接着できるというだけではなく、特に霞み、塗布汚れおよび熱亀裂耐性など最終製品の光学的、機械的特性を損なわない上記光硬化性接着剤組成物を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は硬化後に基材に近い屈折率を持つ上記光硬化性接着剤組成物を提供することにある。
・ (A)を5から60wt%;
・ (B)を5から50wt%;および
・ (C)を20から50wt%、
を含む
好ましくは、光硬化性接着剤組成物の発明は:
・ (A)を少なくとも15wt%;
・ (B)を少なくとも9wt%;および
・ (C)を少なくとも25wt%、
を含む
光硬化性接着剤組成物は臭素原子を含むいかなるモノマーも含まないことがさらに好ましい。
好ましい実施形態において、モノまたはポリアクリレートモノマー群(A)は8から12、好ましくは8.5から11.5(cal/cm3)1/2の範囲の溶解パラメーター計算値を持つ。
また、好ましいモノまたはポリアクリレートモノマー(A)の分子量は500未満、好ましくは≦350である。
組成物の各組成に関しては、オリゴマーは10000未満の分子量であることが好ましい。
光硬化性接着剤組成物にはいかなるオリゴマーも存在しないことが最も好ましい。
・ 少なくとも1つの主表面を持つ熱可塑性材料基材を準備する;
・ 塗膜を支える内側面と、外側面を持つサポートを準備する;
・ 基材の前記主表面または前記塗膜上に予め計量した量の硬化性接着剤組成物を置く;
・ 基材とサポートを互いの方向に相対的に移動し、塗膜を硬化性接着剤組成物に接触させるか、または硬化性接着剤組成物を基板の主表面に接触させる;
・ 硬化性組成物が硬化した後の接着剤層の最終厚みが100μm未満となるようにサポートの外側表面に十分な圧力を加える;
・ 接着剤組成物層を硬化する;そして
・ サポートを取り外して塗膜が基材の主表面に接着した前記レンズ素材を回収する、
を備え、ここに硬化性接着剤組成物は上で定義した光硬化性接着剤組成物である。
・ 少なくとも1つの主表面を持つ熱可塑性材料基材を準備する;
・ 内側表面と外側表面を持つモールド部品を準備する;
・ 基材の前記主表面またはモールド部品の前記内側表面上に予め計量した量の上で開示した硬化性接着剤組成物を置く;
・ 基材とモールド部品を互いの方向に相対的に移動し、モールド部品の内表面か基板の主表面を硬化性接着剤組成物に接触させる;
・ 硬化性組成物が均一に広がり、均一な層を形成し、硬化した後の接着剤層の厚みが少なくとも200μmとなるようにモールド部品の外側表面に十分な圧力を加える;
・ 接着剤組成物層を硬化する;そして
・ モールド部品を取り外して硬化性接着剤組成物の硬化層でオーバーモールドされた基材を回収する、
を備える。
サポートまたはモールド部品の内側表面とは、熱可塑性材料基板の1つの主表面に面するサポートまたはモールド部品の表面を意味する。
予め計量した量とは、塗膜の転写と接着、あるいは基材のオーバーモールド、あるいは2つの部分の接着に十分な量の光硬化性接着剤組成物を意味する。
アクリルモノマー群(A)は非芳香族系アクリレートモノマー群であることが好ましい。また、アクリルモノマー群(A)は屈折率の低いアクリレートモノマー群であることが好ましい。
好ましいアクリルモノマー群(A)として次のものが上げられる:
特に、成分(A)は非芳香族系アクリレートモノマー群と芳香族系アクリレートモノマー群、好ましくはベンジルアクリレートのような芳香族系アクリレートモノマー群を含むことができる。
成分(A)の好ましい混合物はジエチレングリコールジアクリレートとベンジルアクリレートとの混合物である。
成分(A)は成分中の光重合可能なモノマー群および/またはオリゴマー群の合計重量に対し重量で5から60%、好ましくは20から60%、より好ましくは25から40%に相当する。
本発明による光硬化性接着剤組成物の第2成分(B)は少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを含む。
ここに R1はH または −CH3。
好ましくは、成分(B)のモノマー群は次の化学式のものである:
ここに R は直線状か枝分かれした、1価か多価の、脂肪族炭化水素ラジカルか、または1価か多価の芳香族基で、芳香族環を介してまたはアルキル直鎖を用いてチオ(メタ)アクリレート基の硫黄原子に直接つながり、ラジカルRはその鎖内に次のものから選択された1つか複数の基を含むこともある:
R1はH または −CH3;そして
n は1から6、好ましくは1から3の整数である。
ここに R2 および R3 は互いに個別に、Hあるいは直線状か枝分かれした(C1−C5)アルキルラジカルで、
R4は直線状か枝分かれした(C1−C5)アルキルラジカル、(C1−C7)アラルキルラジカル、または(C6−C12)アリールラジカルで、随意的に特にアルキル基および/またはハロゲン群と入れ替わり、そしてm は1から4の整数である。
化学式(I)のモノマー群においてn=1で上で定義されたものは特にUS−A−4606864、JP−63316766およびEP−A−0384725の特許に開示されている。
次の化学式のアルキリデンラジカル:
ここに R5 および R6 は(C1−C5)ラジカル;
次の化学式のラジカル:
ここに R7 および R8 は直線状か枝分かれした(C1−C5)アルキレン基で、随意的にその鎖の中に下に示す1つか複数の基を持っている
そして X は(C1−C5)アルキルラジカル群やハロゲン群から選ばれ、pは0から4の整数である;
そして次の化学式のラジカル群:
ここに R9 および R10 は直線状か枝分かれした(C1−C5)アルキルラジカル群で、随意的にその鎖の中に下に示す1つか複数の基を持っている
そして r および s は0か1である。
そして u’、v’、w’は2から6までの整数、
次の化学式のラジカル群:
ここに u と v は1から4までの整数、
特に好ましい2価のR ラジカル群は:
化学式(I)の2価のモノマー群は他のものとともにEP−A−273661、EP−A−273710、EP−A−384725に開示されている。
3価のアルキルアリールラジカル群で随意的に−S― または ―O−の基を1つか複数を含むアルカリ鎖を持つもの、および3価のアリール基を挙げることができる。
3価あるいはより多価のR ラジカル群として、次のものを挙げることができる:
など
S−2−アクリロイルオキシエチルチオ(メタ)アクリレート、
S−2−メタクリロイルオキシエチルチオ(メタ)アクリレート、
1,2−ビス[(メタ)アクリロイルチオ]エタン、
1,2−ビス[(メタ)アクリロイルチオ]プロパン、
1,3−ビス[(メタ)アクリロイルチオ]プロパン、
1,4−ビス[(メタ)アクリロイルチオ]ブタン、
ビス−2−[(メタ)アクリロイルチオエチル]エーテル、
ビス−2−[(メタ)アクリロイルチオエチル]サルファイド、
ビス−2−[(メタ)アクリロイルチオエトキシ]メタン、
ビス−2−[(メタ)アクリロイルチオエチルチオ]メタン、
1,2−ビス−[2−(メタ)アクリロイルチオエトキシ]エタン、
1,2−ビス−[2−(メタ)アクリロイルチオエチルチオ]エタン、
ビス−[2−(2−(メタ)アクリロイルチオエトキシ)エチル]エーテル、
ビス−[2−(2−(メタ)アクリロイルチオエチルチオ)エチル]サルファイド、
1,4−ビス[(メタ)アクリロイルチオ]ベンゼン、
1,4−ビス[(メタ)アクリロイルチオメチル]ベンゼン、
ベンジルチオエチルチオ(メタ)アクリレート、
1,4−ビス[(メタ)アクリロイルチオ]−2,3−ジメチルチオブタン、
1,2,3−トリス[(メタ)アクリロイルチオエチル]チオプロパン、および
ビス[(メタ)アクリロイルチオフェニル]サルファイド、
ここに R1 は H または CH3。
ここで Y は直線状か枝分かれした(C2−C12)アルキレン基、(C3−C12)シクロアルキレン基、(C6−C14)アリーレン基または、(C7−C26)アルカリレン基を表し、Yの炭化水素鎖は随意的に1つか複数の酸素および/または硫黄原子に割り込まれ、R1 は H または CH3 である;
次の化学式のモノマー群:
ここに R1 および Y は上のように定義されそして n は1から6の整数;およびこれらの混合物。
化学式(III)の特に好ましいモノマーは、次の化学式を持つモノマー群である:
最も好ましいチオ(メタ)アクリレートモノマー群(B)は、ビス−2−(メタアクリロイルチオエチル)サルファイド(BMTES)およびビス(メタアクリロイルチオフェニル)サルファイド(BMTPS)で、特に(BMTES)である。
成分(B)のチオ(メタ)アクリレートモノマーは屈折率の高いチオ(メタ)アクリレートモノマーであることが好ましい。
本発明において高屈折率モノマーとは、ホモポリマー化により出来たホモポリマーの屈折率nD 25 が少なくとも1.55、好ましくは1.6以上となるモノマーを意味する。
勿論、チオ(メタ)アクリレートモノマー群の混合物も成分(B)として使用できる。
本発明による光硬化性接着剤組成物の第3成分(C)は少なくとも1つの芳香族系ジメタクリレートモノマーあるいはそのオリゴマーから成る。
好ましい芳香族系ジメタクリレートモノマー群はアルコキシレート化ビスフェノール−Aジメタクリレート群で、特にエトキシレート化ビスフェノール−Aジメタクリレートがよい。
ここにn1+n2は2から10の範囲があるが、2から6が好ましい。
好ましいエトキシレート化ビスフェノール−Aジメタクリレートモノマー群の中から、エトキシレート化(2)ビスフェノール−Aジメタクリレート、エトキシレート化(4)ビスフェノール−Aジメタクリレート、エトキシレート化(8)ビスフェノール−Aジメタクリレートおよびエトキシレート化(10)ビスフェノール−Aジメタクリレートを挙げることができる。
勿論、芳香族系ジメタクリレートモノマー群の混合物も成分(C)に使うことが出来る。
好ましいことではないが、本発明の組成物はモノメタアクリレートモノマーを含むこともあり、ベンジルメタクリレートの様な芳香族系モノメタアクリレートモノマーが好ましい。
モノメタアクリレートモノマーが存在する場合は、通常光重合可能なモノマーおよび/またはオリゴマーの合計重量に対し、10から30wt%に相当する。
ここで R11 および R12 はアルキル基で、両者でシクロへヘキサン環を形成することが出来、そしてR13 はアルキル基か水素原子であり、
ここで R14 は同一か異なりそしてメチル基、メトキシ基あるいは塩素原子で、eは2か3、そしてR15 はフェニル基かメトキシ基であり、
アセトフェノン重合開始剤:
1)1−フェニル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、
2)1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、および
3)1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン。
α−ジカルボニル化合物:
1)2−ジフェニルエタンジオン、および
2)メチルフェニルグリオキシレート。
アシルフォスフィンオキシド光重合開始剤:
1)2,6−ジメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、
2)2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、
3)メチル2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィネートエステル、
4)2,6−ジクロロベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、および
5)2,6−ジメトキシベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド。
これらの光重合開始剤は単品種でも、2種以上の組み合わせでも使用できる。
ビスアシルフォスフィンオキシド光重合開始剤:
1)ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド。
Irgacure(R)500
ベンゾフェノンと1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルの1/1混合物
Irgacure(R)184
Irgacure(R)819
Irgacure(R)1850
本発明による好ましい光硬化性接着剤組成物は硬化後に高い屈折率nD 25 を持ち、その範囲は1.52から1.65、好ましくは1.53から1.65、さらに好ましくは1.56から1.6、一般には約1.57であり、またガラス転移点Tg は好ましくは少なくとも60℃、そしてより好ましくは少なくとも70℃、そして少なくとも80℃あればさらに良い。
これから本発明による光硬化性組成物の使用について、眼科用レンズのような塗工基材をつくるための塗膜転写方法に応用した場合について記載する。本発明による光硬化性接着剤組成物はこれから述べる方法のみならずいかなる塗膜転写にも使用できることは当然である。
レンズ素材あるいはモールド部品の幾何学的に決められた表面とは、所要の形状と滑らかさを持つ光学表面か、あるいは所要の形状であっても例えば研削して細かく仕上げてはあるがまだ所要形状に研磨されていないレンズ素材のようにまだ幾分粗い表面かのいずれかを意味する。表面粗度は一般にSq値で 10−3μmから 1μmの範囲にあり、好ましくは 10−3 から 0.5μm、そして最も好ましくは 10−3から 0.1μmである。
表面振幅の有効値を計算する(RMS:root-mean-square二乗平均平方根)。このパラメーターはEUR5178ENレポート(欧州委員会)Stout他、1993年:「3次元粗度の特性化に関する方法の開発」に含まれている。
粗度(Sq値)はKLA−Tencor社の P−10 Long Scan で計測した。
測定は2μm端、1mg荷重、走査数10、走査長500μm、データ数2000ヶ所という条件下であった。
本発明による方法の重要な特徴は塗膜をレンズ素材の幾何学的に決められた表面に対する転写が素材に実質的な圧迫を加えることなく、したがって素材の形状をそして特にその幾何学的に決められた表面を変形させることなく実施できることである。
加える圧力は5から50psi(0.35から3.5kgf/cm2)、より具体的には0.3から3kgf/cm2 が好ましい。
最も好ましい範囲は5から20psi(0.35から1.40kgf/cm2)である。
塗膜のサポートないしキャリヤーはプラスチックなど、適当な材料、例えばポリカーボネートフィルムで出来た単なる薄い支持フィルムでよい。塗膜のサポートは好ましくは適切な材料で出来たモールド部品で、プラスチック材料、特に熱可塑材料、中でもポリカーボネートで出来ているのが好ましい。
モールド部品の作業面に型により整えられた起伏を設けること、つまり微細構造を付けることが可能で、最終レンズに微細構造による特性(例えば反射防止特性など)をもつ光学表面を与えることが出来る。
モールド部品あるいはキャリヤーは公知の処理方法、例えば表面仕上げ、熱成形、真空熱成形、熱整形/圧縮、射出成形、射出/圧縮成型などを用いて得ることが出来る。
一般に柔軟性モールド部品の厚みは0.2から5mmあり、0.3から5mmあるのが好ましい。より好ましくは、柔軟性モールド部品はポリカーボネートで造られ、この場合の厚みは0.5から1mmである。
転写プロセスの最高の具現化はモールド部品とレンズ素材の基本曲率に関する要件が満たされた場合に達成されることが見いだされている。
同様に、レンズまたはレンズ素材の基本曲率とは上に述べたモールド部品から塗膜が転写される表面の基本曲率の意味である。
・ 球状表面に関して、曲率半径がRのばあい、
基本曲率(またはベース)=530/R(Rの単位はmm);
この定義はこの技術分野においては古典的なものである。
・円環状表面に関しては2つの曲率が存在し、上の公式にしたがって計算し、2つの基本曲率 BR、Br は BR<Br である。
0<BC−BL<1.5
好ましくは、
0.2<BC−BL<1
2つの主経線を持ち、半径R および r が R>r である円環状背面を持つレンズないしレンズ素材(円筒レンズないしレンズ素材)に塗膜転写する場合、それぞれ円環状表面を規定する半径R および r に対応する2つの基本曲率 BLR およびBLr を計算することは可能である。
BLR<BLr
a)BLr−BLR ≦ 3.5 の場合
0 < BC−BLR < 3 }
| BC−BLr | < 1 }
好ましくは
0.2 < BC−BLR < 2.5 }
| BC−BLr | < 0.5 }
b)BLr − BLR > 3.5 の場合
BLR < BC < BLr
モールド部品と素材を相対的に近づくように動かす場合、塗膜と硬化性接着剤組成物間あるいは接着剤組成物と幾何学的に決められたレンズ素材間の接触はそれぞれ塗布したモールド部品の中央域あるいは幾何学的に決められたレンズ素材の中央域で起きることが好ましい。
膨張可能な膜は適当な流体を用いて十分に変形し、柔軟性モールド部品をレンズまたはレンズ素材に押しつけることにより、レンズまたはレンズ素材の表面形状にぴったり合わせるようにできるならどのようなエラストマー材料で作ってもよい。
膨張可能な膜はどのようなエラストマー材料で作ってもよい。一般に膨張可能な膜は厚みで0.50mmから5.0mm、伸び率が100から800%、デュロメータが10から100ショアAの範囲にある。
膨張可能な膜によりモールド部品に加えられる圧力は30kPaから150kPaの範囲であることが好ましく、レンズやレンズ素材、柔軟性モールド部品の大きさおよび曲率による。勿論のりや接着剤が完全に硬化して十分に塗膜がレンズやレンズ素材に接着するまで圧力は柔軟性モールド部品およびにレンズやレンズ素材に加え続けられなくてはならない。
本発明による塗膜の転写が球状または円環状の形状におこなわれるのが好ましい場合を除き、レンズ素材の第1の面に漸進的な力を与え第2の面に非漸進的な力を与えるのが好ましい。漸進的な面は素材の前側面であることが好ましい。
これからの記載は好ましい柔軟性モールド部品の使用を引き合いに出しているが、記載したプロセスは剛体のモールド部品を用いても実施できることは当然である。
今度は図2Aから2Cに言及すると、図1Aから1Bに関して記載したのと似たような方法が示されているが、ここではレンズ素材1の両面が本発明による塗膜の転写プロセスで塗膜される。
その後、モールド部品、光学塗膜、接着剤組成物フィルムおよびレンズ素材で形成される組立物は接着剤組成物フィルム4、10をUV硬化するためのUV硬化装置にとりつけられる。
接着剤組成物フィルムのUV硬化が完了した後、モールド部品5、8は取り外され光学塗膜5、6をその両面に接着した素材1は図2Cに示すとおり回収される。
図3Aは膜を加圧して膨らませる前のレンズ素材、柔軟性キャリヤーおよび膨張可能な膜を示し、一方図3Bは膜を加圧して膨らませた後の同じものを示している。
光硬化性接着剤組成物の液滴3がレンズ素材1の幾何学的に決められた面1aの中央に置かれている。
転写可能塗膜5をその1つの面に置いた薄い柔軟性キャリヤー4、例えば球状キャリヤーを接着剤組成物の液滴3の上に転写可能塗膜5が接着剤の液滴3と接するように置く。柔軟性キャリヤー4の基本曲率はレンズ素材1の幾何学的に決められた表面1aの基本曲率よりわずかに高い。
膨張可能な膜装置10は、例えばエアーアキュームレータの様な流体アキュームレータ11を含み、加圧流体源(非表示)につながり加圧流体をアキュームレータに導入したり加圧流体をアキュームレータから導出するための例えば空気引き込み口のような流体引き込み口12を備える。
アキュームレータ10の上面には光透過部13、例えばUVを透過する石英ガラス部を備え、一方アキュームレータ10の下面には透明で膨張可能な膜14を透明な石英ガラス13と位置が重なる様に備えている。
最後に、光源、例えばUV光源16はアキュームレータ10の後方で透明な石英板13の前に位置する。
通常、レンズ素材ホルダー2、レンズ素材1、接着剤組成物の液滴3および柔軟性キャリヤー4から成る組立物は、柔軟性キャリヤー4の縁が漏斗15の小さい方の底面開口部の縁の面の内側に、あるいはそこから距離にして50mmまで、好ましくは20mmまで離れて位置する。
それから接着剤組成物はUV硬化される。
すぐ前で記載した漏斗型器具を用いることにより、動力(度)、シリンダー、プリズムおよびひずみに関する限り、米国光学研究所標準規格(ANSIZ80.1−1987)に合致する優れた光学品質の良好な塗膜転写が得られる。
膜の案内装置(漏斗)は余分な圧力をキャリヤーやレンズ素材の縁にかけることなく均一の圧力を柔軟性キャリヤーを介してレンズ素材に作用させ、膜を良好な形状と方向に膨らませる上で非常に大切である。
本発明によるプロセスの基材としてはどの様な熱可塑性材料も非常に好まれるが、特にポリカーボネートの様な光学レンズを作るのに適したものが好まれる。
しかし、好まれてはいないにしても、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートポリマー(CR39(R)PPG)、ポリウレタン、ポリチオウレタン、エピサルファイドの高屈折率材料など、熱硬化性(架橋した)材料でできた基板を使うこともできる。
基板は随意的に光互変性化合物を含むこともある。
基板は非常に高い屈折率を持つこと、すなわち屈折率nD 25が1.56以上、一般的には1.56から1.74、好ましくは1.57から1.59あることが好ましい。
基材の材料として好ましいのはポリカーボネート(PC)である。
・ 随意的に、疎水性保護膜;
・ 反射防止積層。通常金属酸化物やシリカのような無機材料を含む;
・ 耐摩耗(硬質)塗膜。1つまたは複数のエポキシシラン加水分解物と随意的にコロイダルシリカの様な無機充填剤を1つまたは複数含むことが好ましい;
・ 随意的に、耐衝撃プライマー、ポリウレタンラテックスまたはアクリル系ラテックスが好ましい;
積み重ねる各層は上に記した順番でサポート上に置かれる。
本発明による方法は「保護層、反射防止層、硬質層およびプライマー層」から成る積み重ね全体を転写する方法として特に興味深い。
硬質層の厚みは好ましくは1から10マイクロメートルの範囲で、2から6マイクロメートルが好ましい。プライマー層の厚みは0.5から3マイクロメートルが好ましい。
一般に、転写される塗膜の全体厚みは1から500μmであるが、50μm未満が好ましく、20μm未満がさらに好ましく、10μm未満ならなお良い。
<多層塗膜>
保護および剥離塗膜の組成は次のとおりである:
PC製キャリヤーは石けん水を使って洗いそして圧縮空気で乾燥される。それからキャリヤーの凸表面は上の保護膜組成物をスピンコートにより塗布速度600rpmで3秒間、乾燥速度1200rpm、6秒間塗布される。塗膜はFusionSystem H+bulbを用いて速度 1.524m/分(5フィート/分)で硬化した。
<ステップ2:疎水性保護層および反射防止(AR)塗膜
A/ 標準真空AR処理: 標準真空AR処理は標準箱形コーターでよく知られた真空蒸発によりなされる。次に示すのはモールドにVAR(真空反射防止膜)を得る1つの手順である。
1.すでに表面に保護膜を塗布したキャリヤーを標準箱形コーターに組み込み、容器内を排気して高真空にする。
2.
3.熱蒸発技術を用いて疎水性塗膜(薬品=Shin Etsu KP801M)を厚み2から15nmの範囲でキャリヤー表面に堆積する。
4.それから屈折率の高い材料、低い材料の副層の積み重ねから成る多層誘電体のAR塗膜が正常とは逆の順に堆積される。この堆積物の詳細は以下の通り:
B/ 4層の反射防止積み重ねの堆積が完了した時点で、物理厚み1〜50nmから成る薄いSiO2層を堆積させる。この層は反射防止酸化物の積み重ねと後ほど塗膜モールドに堆積されるラッカーの硬膜との接着を促進するためのものである。
<ステップ3:硬膜(HC)とラテックスプライマーの塗布
<転写パラメーター>
数滴(0.5〜0.7g)をレンズの中心に垂らすか、1滴を中心に、4滴を中心から同距離に垂らす。
・ 膜圧力(膜によりモールドに加えられる圧力)
10または12psi(0.689または0.827bar)
・ UV照射
Dymax 2000−EC flood UV光で電球部n°35008、強度 135 mW/cm2。
・ 暴露時間:
膜がセット位置に収まってから40秒間。
<試験および検査手順>
25ヶの四角形を設けた。
接着性は次の様に評価される:
・ サーマルクラック(熱によるひび割れ)に対する耐性は ISTMの方式 n°02032 による臨界温度(Tc)で決められる。
オーブンから出した直後には亀甲割れが見つかっても、(室温放置で)24時間後には認められない場合は、報告される臨界温度は末尾の「+」で差を付ける。
・ 霞みならびに塗布汚れ度合いはVita−Life社の15ワット蛍光灯の付いた標準R17塗工ランプ、次いでOSRAM社製の mini−spot 41601ランプを用いて目視で判定された。
レンズはレンズ面に対しほぼ直角の入射光で観察された。霞みはレンズの広範部分にわたる一般的な曇りや光の散乱と定義づけられている。検査は目視で行われる。
Vita−Life電球の付いたランプよりmini−spotランプの方がより正確である。
< 比較実施例 C1 から C10 >
できた塗膜レンズについて接着および霞み度合いを試験した。
< 実施例 1 から 3 >
市場で手に入る数種の光硬化性接着剤組成物を塗膜転写に使用し上記の様に試験した。
<硬化に関するコメントの略号>
CST 堆積層の転写を達成
IST 堆積層の転写を不達成
EC BST過程でエッジにクラック発生
EC+ 広範におよぶエッジクラック発生
n/a 不適用
表3は市販されている接着剤のほとんどが要求される一連の特性のすべてを持つ最終塗膜レンズに到達できなかったことを示している。
< 溶解度パラメーターの計算例 >
蒸発エネルギーは次の式で与えられる:
ΔEv=ΣjnjΔej
ここに njは分子中のタイプjの基の数で、Δejは基jの蒸発エネルギーの寄与値である。
ここにViは分子のモル容積である。
分子の溶解度パラメーター(δ)は分子引力定数と次の様な関係がある。
ここにρijは分子の密度で、Miは分子量である。
< ステップ 1 >
3= COO 基
< ステップ 2 >
ネオペンチルグリコールの密度=1.031、そして分子量は212(Sartomer Co.のデータ)。
(518+498+1376+538+65+606)=3601
(3601×1.031/212=17.51(MPa)1/2×{(cal/cm3)1/2/2.046(MPa)1/2}
=8.56(cal/cm3)1/2。
< 実施例 4 から 28 >
・ 台座と膜の環との距離: 31mm
・ 膜圧(膜によりモールドに加えられる圧力):12psi(0.827bar)
・ UV照射: Dymax5000−EC flood UV光、D bulb part n°38560付、強度 135mW/cm2
・ 暴露(硬化)時間: 30秒
・ 合計BST処理時間: 65秒
自動装置を用いた場合の転写パラメーターは次の通りである:
・ 台座と膜の環との距離: 27.5mm
・ 膜圧: 12psi(0.827bar)
・ 膨らまし時間: 21〜23秒
・ 放出時間: 3秒
・ UV照射: UVランプ キセノン(890〜1866B)
4.2”スパイラルランプ(オゾンフリー)
パルスUV(100PPS)
・ 暴露(硬化)時間: 25秒
・ 合計BST処理時間: 120秒
接着剤組成物の組成および特性は表5、6そして7に集約してある。
Claims (63)
- 光硬化性接着剤組成物で、組成物内の光重合性モノマーおよび/またはオリゴマーの合計重量を基準として:
少なくとも1つのモノもしくはポリアクリレートモノマー、またはそのオリゴマーを5から60wt%(A);
少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを5から50wt%(B);そして
少なくとも1つの芳香族系ジメタクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを20から50wt%(C);
を組成物が単官能性アクリレートの臭化物を含まないという条件付で;
含む光硬化性接着剤組成物。 - ・少なくとも(A)を15wt%;
・少なくとも(B)を9wt%;および
・少なくとも(C)を15wt%
含む、請求項1に記載の光硬化性接着剤組成物。 - 少なくとも1つのモノもしくはポリアクリレートモノマー、またはそのオリゴマーを20から60wt%(A);
少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを20から50wt%(B);そして
少なくとも1つの芳香族系ジメタクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを光重合性組成物の合計重量を基準として20から40wt%(C)、
含む、請求項1に記載の光硬化性接着剤組成物。 - (A)を20から60wt%、(B)を30から50wt%、(C)を20から40wt%含む、請求項1に記載の光硬化性接着剤組成物。
- 少なくとも1つのモノもしくはポリアクリレートモノマー、またはそのオリゴマーを20から50wt%(A);
少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを30から50wt%(B);そして
少なくとも1つの芳香族系ジメタクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを20から40wt%(C)、
含む、請求項1に記載の光硬化性接着剤組成物。 - 少なくとも1つのモノもしくはポリアクリレートモノマー、またはそのオリゴマーを20から40wt%(A);
少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを35から45wt%(B);そして
少なくとも1つの芳香族系ジメタクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを25から35wt%(C)、
含む、請求項1に記載の光硬化性接着剤組成物。 - 前記少なくとも1つのモノまたはポリアクリレートモノマー(A)の溶解度パラメーターの計算値が8から12(cal/cm3)1/2の範囲にある、請求項1から5のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- 前記少なくとも1つのモノまたはポリアクリレートモノマー(A)の溶解度パラメーターの計算値が8.5から11.5(cal/cm3)1/2の範囲にある、請求項7に記載の光硬化性接着剤組成物。
- 前記少なくとも1つのモノまたはポリアクリレートモノマー(A)の分子量が<500 である、請求項1から8のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- 前記少なくとも1つのモノまたはポリアクリレートモノマー(A)の分子量が≦350 である、請求項9に記載の光硬化性接着剤組成物。
- 前記少なくとも1つのモノまたはポリアクリレートモノマー(A)が低屈折率モノマーである、請求項1から10のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- 前記モノまたはポリアクリレートモノマー(A)が、非芳香族系のモノまたはポリアクリレートモノマーである、請求項1から11のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- モノマー(A)がジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレートおよびテトラヒドロフルフリルアクリレートから選択される、請求項12に記載の光硬化性接着剤組成物。
- 少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマー(B)が高屈折率モノマーである、請求項1から13のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- 少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマー(B)が次の化学式を持つモノマーである、請求項1から14のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物:
ここに R は直線状もしくは枝分かれした1価または多価の脂肪族炭化水素ラジカル、あるいは、チオ(メタ)アクリレート基(群)の硫黄原子に芳香族環を経由してもしくはアルキル直鎖を介して直接連結した1価または多価の芳香族基で、ラジカルRはその鎖に1つまたはそれ以上の:
を含むことがある;
R1はHまたは −CH3;そして
n は1から6の整数である。 - 少なくとも1つの芳香族系ジメタクリレートモノマー(C)がエトキシレート化ビスフェノール−Aモノマーである、請求項1から15のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- さらに少なくとも1つの光開始剤を含む、請求項1から16のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- 重合可能なモノマー群および/またはオリゴマー群の重量100部に対して光開始剤が重量で0.1から5部に相当する、請求項17に記載の光硬化性接着剤組成物。
- 接着剤組成物の硬化後の屈折率が1.53から1.65である、請求項1から18のいずれかに記載の光硬化性接着剤組成物。
- 塗膜をサポートから熱可塑性材料の基材表面に転写する方法で:
・少なくとも1つの主表面を持つ熱可塑性材料の基材を準備する;
・塗膜を支える内側面と、外側面を持つサポートを準備する;
・基材の主表面または塗膜面に予め計量した量の硬化性接着剤組成物で、その組成物中の光重合性モノマーおよび/またはオリゴマーの全量に対し;
少なくとも1つのモノもしくはポリアクリレートモノマー、またはそのオリゴマーを5から60wt%(A);
少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを5から50wt%(B);そして
少なくとも1つの芳香族系ジメタクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを20から50wt%(C);
を組成物が単官能性アクリレートの臭化物を含まないという条件付で;
含む光硬化性接着剤組成物であり、
・基材とサポートを互いの方向に相対的に移動し、塗膜を硬化性接着剤組成物に接触させるか、あるいは硬化性接着剤組成物を基板の主表面に接触させる;
・硬化性組成物が硬化した後の接着剤層の最終厚みが100μm未満となるように、サポートの外側表面に十分な圧力を加える;
・接着剤組成物層を硬化する;そして
・サポートをはずしてその主表面に塗膜が接着した基材を回収する、
工程を含む塗膜を転写する方法。 - 光硬化性接着剤組成物が、
・少なくとも(A)を15wt%;
・少なくとも(B)を9wt%;および
・少なくとも(C)を25wt%
含む、請求項20に記載の方法。 - 光硬化性接着剤組成物が、
少なくとも1つのモノもしくはポリアクリレートモノマー、またはそのオリゴマーを20から60wt%(A);
少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを20から50wt%(B);そして
少なくとも1つの芳香族系ジメタクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを、光重合性組成物の全重量をベースとして20から40wt%(C)、
含む、請求項20に記載の方法。 - 光硬化性接着剤組成物が、
(A)を20から60wt%、(B)を30から50wt%、(C)を20から40wt%含む、請求項20に記載の方法。 - 光硬化性接着剤組成物が、
少なくとも1つのモノもしくはポリアクリレートモノマー、またはそのオリゴマーを20から50wt%(A);
少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを30から50wt%(B);そして
少なくとも1つの芳香族系ジメタクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを20から40wt%(C)、
含む、請求項20に記載の方法。 - 光硬化性接着剤組成物が、
少なくとも1つのモノもしくはポリアクリレートモノマー、またはそのオリゴマーを20から40wt%(A);
少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを35から45wt%(B);そして
少なくとも1つの芳香族系ジメタクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを25から35wt%(C)、
含む、請求項20に記載の方法。 - 基材の熱可塑性材料が高屈折材料である、請求項20から25のいずれかに記載の方法。
- 基材の熱可塑性材料がポリカーボネートである、請求項20から26のいずれかに記載の方法。
- 前記少なくとも1つのモノまたはポリアクリレートモノマー(A)の溶解度パラメーターの計算値が8から12(cal/cm3)1/2の範囲にある、請求項20から27のいずれかに記載の方法。
- 前記少なくとも1つのモノまたはポリアクリレートモノマー(A)の溶解度パラメーターの計算値が8.5から11.5(cal/cm3)1/2の範囲にある、請求項28に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのモノまたはポリアクリレートモノマー(A)の分子量が<500 である、請求項20から29のいずれかに記載の方法。
- 前記少なくとも1つのモノまたはポリアクリレートモノマー(A)の分子量が≦350 である、請求項30に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのモノマー(A)が低屈折率モノマーである、請求項20から31のいずれかに記載の方法。
- 前記少なくとも1つのモノまたはポリアクリレートモノマー(A)が、非芳香族系モノまたはポリアクリレートモノマーである、請求項20から32のいずれかに記載の方法。
- モノマー(A)がジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレートおよびテトラヒドロフルフリルアクリレートである、請求項33に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマー(B)が高屈折率モノマーである、請求項20から34のいずれかに記載の方法。
- 少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマー(B)が次の化学式を持つモノマーである、請求項の20から35いずれかに記載の方法:
ここに R は直線状もしくは枝分かれした1価または多価の脂肪族炭化水素ラジカル、あるいは、直接チオ(メタ)アクリレート基の硫黄原子に芳香族環を経由してもしくはアルキル直鎖を介して連結した1価または多価の芳香族基で、ラジカルRはその鎖に1つまたはそれ以上の:
を含むことがある;
R1はHまたは −CH3;そして
n は1から6の整数で、1から3が好ましい。 - n が1から3の整数である、請求項36に記載の方法。
- 少なくとも1つの芳香族系ジメタクリレートモノマー(C)が、エトキシレート化ビスフェノール−Aモノマー群から選択される、請求項20から37のいずれかに記載の方法。
- 光重合性接着剤組成物がさらに少なくとも1つの光開始剤を含む、請求項20から38のいずれかに記載の方法。
- 光重合可能なモノマー群の重量100部に対して光開始剤が重量で0.1から5部に相当する、請求項39に記載の方法。
- 基材がレンズ素材で、主表面がレンズ素材の幾何学的に決められた面である、請求項20から40のいずれかに記載の方法。
- サポートがレンズ素材の幾何学的に決められた面に合わさった場合、ぴったり合う内側表面を持つ柔軟性サポート部品である、請求項41に記載の方法。
- サポートがポリカーボネート製である、請求項41または42に記載の方法。
- サポートの厚みが0.3から1mmある、請求項20から43のいずれかに記載の方法。
- 最終的に硬化した接着剤層の厚みが80μm未満である、請求項20から44のいずれかに記載の方法。
- 最終的に硬化した接着剤層の厚みが50μm未満である、請求項20から44のいずれかに記載の方法。
- 最終的に硬化した接着剤層の屈折率が1.53から1.65である、請求項20から46のいずれかに記載の方法。
- 加える圧力が5から50psi(0.35から3.5kgf/cm2)の範囲である、請求項20から47のいずれかに記載の方法。
- 塗膜が、疎水性保護膜、反射防止塗膜層、耐摩耗塗膜層、耐衝撃塗膜層、光互変性塗膜層、着色塗膜層、偏光塗膜層、印刷層またはこれら塗膜層の2つ以上の積み重ねを含む、請求項20から48のいずれかに記載の方法。
- 塗膜が50μm以下の厚みである、請求項49に記載の方法。
- 基材が既に片面は塗膜された半完成レンズである、請求項20から50のいずれかに記載の方法。
- 既に塗膜が施された面はレンズの前側面で、塗膜の転写がなされる幾何学的に決められた面はレンズの背面である、請求項51に記載の方法。
- 膨張可能な膜を用いて柔軟性サポートをレンズ素材面に押しつける、請求項42に記載の方法。
- オーバーモールド方法で:
・ 少なくとも1つの主表面を持つ熱可塑性材料基材を準備する;
・ 内側表面と外側表面を持つモールド部品を準備する;
・ 基材の前記主表面または前記モールド部品の内側表面上に、組成物内の光重合性モノマーおよび/またはオリゴマーの合計重量を基準として、予め計量した量の:
少なくとも1つのモノもしくはポリアクリレートモノマー、またはそのオリゴマーを5から60wt%(A);
少なくとも1つのモノまたはポリアクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを5から50wt%(B);そして
少なくとも1つのモノもしくはポリアクリレートモノマー、またはそのオリゴマーを20から50wt%(C);
を組成物が単官能性アクリレートの臭化物を含まないという条件付で;
含む光硬化性接着剤組成物を置き、
・ 基材とモールド部品を互いの方向に相対的に移動し、モールド部品の内側表面か基板の主表面を硬化性接着剤組成物に接触させる;
・ 硬化性組成物が均一に広がり均一な層を形成し、硬化した後の接着剤層の厚みが少なくとも200μmとなるようにモールド部品の外側表面に十分な圧力を加える;
・ 接着剤組成物層を硬化する;そして
・モールド部品をはずして硬化性接着剤組成物の硬化層でオーバーモールドされた基材を回収する、
を含むオーバーモールド方法。 - 光硬化性接着剤組成物が、
・少なくとも(A)を15wt%;
・少なくとも(B)を9wt%;および
・少なくとも(C)を25wt%、
含む、請求項54に記載のオーバーモールド方法。 - 光硬化性接着剤組成物が、
少なくとも1つのモノもしくはポリアクリレートモノマー、またはそのオリゴマーを20から60wt%(A);
少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを20から50wt%(B);そして
少なくとも1つの芳香族系ジメタクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを、光重合性組成物の全重量をベースとして、20から40wt%(C)、
含む、請求項54に記載のオーバーモールド方法。 - 光硬化性接着剤組成物が、(A)を20から60wt%、(B)を30から50wt%、(C)を20から40wt%含む、請求項56に記載のオーバーモールド方法。
- 光硬化性接着剤組成物が:
少なくとも1つのモノもしくはポリアクリレートモノマー、またはそのオリゴマーを20から50wt%(A);
少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを30から50wt%(B);そして
少なくとも1つの芳香族系ジメタクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを20から40wt%(C);
含む、請求項54に記載のオーバーモールド方法。 - 光硬化性接着剤組成物が:
少なくとも1つのモノもしくはポリアクリレートモノマー、またはそのオリゴマーを20から40wt%(A);
少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを35から45wt%(B);そして
少なくとも1つの芳香族系ジメタクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを25から35wt%(C)、
を含む、請求項54に記載のオーバーモールド方法。 - 転写する塗膜をモールド部品の内側表面に、硬化性接着剤組成物を置く前に塗布する、請求項54から59のいずれかに記載のオーバーモールド方法。
- オーバーモールドして硬化した硬化性接着剤組成物の層の厚みが少なくとも500μmある、請求項54から60のいずれかに記載のオーバーモールド方法。
- 積層熱可塑性物品を造る方法で、予め計量した量の光硬化性接着剤組成物を熱可塑性材料でできた第1部分の主表面に置き;
置いた光硬化性接着剤組成物を熱可塑性材料でできた第2部分の主表面と接触させ;
第1、第2部分を互いに押しつけて硬化性接着剤組成物を均一に広げて均一な薄い層を形成し;
そしてこの薄い層を光硬化させて積層物品を得るが、ここに光硬化性接着剤組成物は
組成物内の光重合性モノマーおよび/またはオリゴマーの合計重量を基準として:
少なくとも1つのモノもしくはポリアクリレートモノマー、またはそのオリゴマーを5から60wt%(A);
少なくとも1つのチオ(メタ)アクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを5から50wt%(B);そして
少なくとも1つの芳香族系ジメタクリレートモノマーまたはそのオリゴマーを20から50wt%(C);
を組成物が単官能性アクリレートの臭化物を含まないという条件付で;
含む。 - 物品が眼科用レンズである、請求項62に記載の方法。
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