JP2008216792A - Optical element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element which does not cause striae or clouding by photopolymerization of a polymerizable compound. <P>SOLUTION: The optical element is obtained by the photopolymerization of a polymerizable composition that contains a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, wherein the shortest wavelength λ1 in the light absorption region of the polymerizable compound to be photopolymerized and the wavelength λ2 in the longest wavelength side in the light absorption region of the photopolymerization initiator have a relation of λ2-λ1≥40 nm. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、カメラ等の撮像光学系、表示デバイス等の投影光学系、画像表示装置等の観察光学系などの光学系に用いる光学素子に関するものであり、特に成形時の脈理、白濁を防止し、耐光性に優れる光学素子である。   The present invention relates to an optical element used in an optical system such as an imaging optical system such as a camera, a projection optical system such as a display device, an observation optical system such as an image display device, and particularly prevents striae and cloudiness during molding. In addition, the optical element has excellent light resistance.

デジタルカメラや携帯カメラのモジュール等の小型の光学素子が急速に普及してきている。小型化を進める上で、レンズ加工・成形技術だけでなく材料そのものの光学特性も重要視されている。
高屈折率の材料を用いれば、曲率半径の小さいレンズを作製できるし、低分散の材料を用いれば色収差補正用のレンズ群が不要となる。このように、高屈折・低分散の材料や安価な材料があればより、光学系の小型化や軽量化低コスト化に貢献できる。
Small optical elements such as modules for digital cameras and portable cameras are rapidly spreading. In pursuing miniaturization, not only the lens processing / molding technology but also the optical properties of the material itself are regarded as important.
If a material having a high refractive index is used, a lens having a small curvature radius can be produced. If a material having a low dispersion is used, a lens group for correcting chromatic aberration is not required. Thus, if there is a material with high refraction and low dispersion or an inexpensive material, it can contribute to miniaturization, weight reduction and cost reduction of the optical system.

また、近年、透明樹脂を所定の形状にポッティングやプレス成形によって光学素子を形成することが行われている。ところが、屋外で使用する場合には、透明樹脂は合成樹脂であるために、紫外線等によって脈理を生じたり変色する等の問題があった。そこで、紫外線吸収剤を添加して、紫外線に対する耐光性を高めることが行われている。   In recent years, optical elements have been formed by potting or pressing a transparent resin into a predetermined shape. However, when used outdoors, since the transparent resin is a synthetic resin, there are problems such as striae or discoloration due to ultraviolet rays or the like. Therefore, an ultraviolet absorber is added to improve the light resistance against ultraviolet rays.

本発明は、成形する光学素子の形状によっては、照射面から深さ方向へ、光源からの紫外線が充分に到達せずに、不均一な硬化により成形時の脈理や白濁が生じることを解決するものである。
また、透明樹脂に紫外線吸収剤を配合した場合には、紫外線吸収剤が光重合開始剤を活性化させるために必要な紫外線を吸収してしまうために不均一な硬化によって生じる脈理や白濁を防止することを解決するものである。
The present invention solves that, depending on the shape of the optical element to be molded, UV rays from the light source do not reach the depth direction from the irradiation surface sufficiently, and streaks and white turbidity occur during molding due to uneven curing. To do.
In addition, when an ultraviolet absorber is blended with the transparent resin, the ultraviolet absorber absorbs the ultraviolet rays necessary for activating the photopolymerization initiator, so that striae and cloudiness caused by uneven curing are eliminated. It is a solution to prevent.

本発明は、光重合する重合性化合物の光吸収領域の最も短波長側の波長λ1と、光重合開始剤の光吸収領域の最も長波長側の波長λ2との間に、λ2−λ1≧40nmの関係を有する、前記重合性化合物と光重合開始剤を含む重合性組成物の光重合によって得られた光学素子である。
また、前記重合性化合物の光吸収領域の最も短波長側の波長λ1よりも長波長側の光吸収領域での光重合開始剤の吸光度が紫外線吸収剤の吸光度よりも大きい紫外線吸収剤を含有する前記の光学素子である。
本発明は、以上のように光重合する重合性化合物の光吸収領域の最も短波長側の波長と、光重合開始剤の光吸収領域の最も長波長側の波長との関係、あるいは更に紫外線吸収剤の紫外線吸収特性と光重合開始剤と紫外線吸収特性とを特定することによって、白濁、脈理等が生じることがない光学素子を作製することが可能であることを見出したものである。
In the present invention, λ2−λ1 ≧ 40 nm between the wavelength λ1 on the shortest wavelength side of the light absorption region of the polymerizable compound to be photopolymerized and the wavelength λ2 on the longest wavelength side of the light absorption region of the photopolymerization initiator. An optical element obtained by photopolymerization of a polymerizable composition containing the polymerizable compound and a photopolymerization initiator having the relationship:
In addition, the light-absorbing region of the polymerizable compound contains an ultraviolet absorber in which the absorbance of the photopolymerization initiator in the light-absorbing region longer than the wavelength λ1 on the shortest wavelength side is larger than the absorbance of the ultraviolet absorber. Said optical element.
The present invention relates to the relationship between the wavelength on the shortest wavelength side of the light absorption region of the polymerizable compound to be photopolymerized as described above and the wavelength on the longest wavelength side of the light absorption region of the photopolymerization initiator, or further ultraviolet absorption. It has been found that an optical element free from white turbidity, striae, etc. can be produced by specifying the ultraviolet absorption characteristics, photopolymerization initiator and ultraviolet absorption characteristics of the agent.

また、光重合開始剤の光吸収領域の最も長波長側の波長λ2が紫外線吸収剤の光吸収領域の最も長波長側の波長λ3よりも大きいときには、光重合開始剤の吸収が紫外線吸収剤の吸収よりも吸収が大きい領域が、λ3とλ2の間の領域に存在する前記の光学素子である。
光重合開始剤の光吸収領域の最も長波長側の波長λ2が紫外線吸収剤の光吸収領域の最も長波長側の波長λ3よりも小さいときには、光重合開始剤の吸収が紫外線吸収剤の吸収よりも吸収が大きい領域が、前記重合性化合物の光吸収領域の最も短波長側の波長λ1とλ2の間の領域に存在する前記の光学素子である。
When the wavelength λ2 on the longest wavelength side of the light absorption region of the photopolymerization initiator is larger than the wavelength λ3 on the longest wavelength side of the light absorption region of the ultraviolet absorber, the absorption of the photopolymerization initiator is In the above-described optical element, the region where the absorption is larger than the absorption is present in the region between λ3 and λ2.
When the wavelength λ2 on the longest wavelength side of the light absorption region of the photopolymerization initiator is smaller than the wavelength λ3 on the longest wavelength side of the light absorption region of the ultraviolet absorber, the absorption of the photopolymerization initiator is more than the absorption of the ultraviolet absorber. In the optical element, a region having a large absorption exists in a region between wavelengths λ1 and λ2 on the shortest wavelength side of the light absorption region of the polymerizable compound.

光重合する重合性化合物の光吸収領域の最も短波長側の波長と、光重合開始剤の光吸収領域の最も長波長側の波長との関係、あるいは更に紫外線吸収剤の紫外線吸収特性と光重合開始剤の紫外線吸収特性とを特定することによって、白濁、脈理等が生じることがない光学素子を提供することができる。   The relationship between the wavelength of the shortest wavelength side of the light absorption region of the polymerizable compound to be photopolymerized and the wavelength of the longest wavelength side of the light absorption region of the photopolymerization initiator, or the ultraviolet absorption characteristics and photopolymerization of the ultraviolet absorber. By specifying the ultraviolet absorption characteristics of the initiator, it is possible to provide an optical element that does not cause white turbidity, striae or the like.

本発明は、光重合によって作製した光学素子に生じる脈理、白濁が成形時の不均一な硬化によって生じることに着目し、光重合する重合性化合物および光重合開始剤の光吸収特性を所定のものとすることによって、均一な硬化反応を実現できることを見出したものである。
本発明の光学素子の光重合反応による硬化には、光源として、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等が用いることができる。また、光重合開始剤の特性を選択することによって、100nmから400nmまでの紫外線のみならず、400nmから800nmまでの可視光線を用いることができる。
The present invention pays attention to the fact that striae and white turbidity generated in an optical element produced by photopolymerization are caused by non-uniform curing at the time of molding, and the light absorption characteristics of a photopolymerizable polymerizable compound and a photopolymerization initiator are predetermined. It has been found that a uniform curing reaction can be realized.
For curing by the photopolymerization reaction of the optical element of the present invention, a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp or the like can be used as a light source. Further, by selecting the characteristics of the photopolymerization initiator, not only ultraviolet rays from 100 nm to 400 nm but also visible rays from 400 nm to 800 nm can be used.

以上のような波長領域の光による光重合反応においては、光重合する重合性化合物の光吸収域と、光重合開始剤の開始波長が重なっている場合には、前記重合性化合物が吸収する光が多くなると、重合反応は起こりにくくなり、たとえ重合によって硬化したとしても、不均一な硬化となり結果として硬化物の脈理や白濁といった現象が起こる。
本発明においては、 光重合する重合性化合物の光吸収領域の最も短波長側の波長λ1と、光重合開始剤の光吸収領域の最も長波長側の波長λ2との間に、λ2−λ1≧40nmの関係を有する前記重合性化合物と光重合開始剤を用いることによって、重合反応が均一に起こる結果、脈理や白濁を防止することが可能であることを見出したものである。
In the photopolymerization reaction by light in the wavelength region as described above, when the light absorption region of the polymerizable compound to be photopolymerized and the start wavelength of the photopolymerization initiator overlap, the light absorbed by the polymerizable compound. When the amount of is increased, the polymerization reaction is less likely to occur, and even if cured by polymerization, non-uniform curing occurs, resulting in phenomena such as striae and white turbidity of the cured product.
In the present invention, between the wavelength λ1 on the shortest wavelength side of the light absorption region of the polymerizable compound to be photopolymerized and the wavelength λ2 on the longest wavelength side of the light absorption region of the photopolymerization initiator, λ2−λ1 ≧ It has been found that the use of the polymerizable compound having a relationship of 40 nm and a photopolymerization initiator can prevent striae and cloudiness as a result of the uniform polymerization reaction.

本発明における重合性化合物の光吸収は、光学素子の製造に使用する組成物中に含まれている重合性官能基を有する化合物を、光路長10mmの測定セルによって300nmから800nmの光によって測定した光吸収曲線から求めたものであって、光重合する重合性化合物の光吸収領域の最も短波長側の波長λ1は、具体的には、透過率が1%となる最も短い波長である。
前記組成物中に含まれている重合性化合物が一種である場合には、その重合性化合物の光吸収を上記のように測定することができるが、複数種の重合性化合物が含まれている場合には、前記組成物中の配合比と等しい配合比で配合した重合性化合物の光吸収を測定することができる。
The light absorption of the polymerizable compound in the present invention was measured with a compound having a polymerizable functional group contained in the composition used for the production of the optical element by light of 300 nm to 800 nm with a measuring cell having an optical path length of 10 mm. The wavelength λ1 obtained from the light absorption curve and having the shortest wavelength side in the light absorption region of the polymerizable compound to be photopolymerized is specifically the shortest wavelength at which the transmittance is 1%.
When the polymerizable compound contained in the composition is one kind, the light absorption of the polymerizable compound can be measured as described above, but plural kinds of polymerizable compounds are contained. In this case, the light absorption of the polymerizable compound blended at a blending ratio equal to the blending ratio in the composition can be measured.

また、光重合開始剤の光吸収領域の最も長波長側の波長λ2は、前記組成物中に含まれている光重合開始剤の濃度と等しい濃度の光重合開始剤のクロロホルム溶液を調製して光路長1cmの測定セルによって300nmから800nmの光によって測定した光吸収曲線から求めたものであって、吸収を開始する波長のうちで最も長波長のものである。   In addition, the wavelength λ2 on the longest wavelength side of the light absorption region of the photopolymerization initiator is prepared by preparing a chloroform solution of the photopolymerization initiator having a concentration equal to the concentration of the photopolymerization initiator contained in the composition. It is obtained from a light absorption curve measured with light of 300 nm to 800 nm by a measuring cell having an optical path length of 1 cm, and is the longest wavelength among wavelengths at which absorption starts.

本発明においては、光重合性化合物の光吸収波域の最も短波長側の波長λ1と、光重合開始剤の光吸収を開始する波長λ2との間に所定の関係とした場合には、光重合のために照射された光が光重合性化合物によって多少の吸収が生じても、光重合開始剤に対して充分な光が与えられるので、脈理、白濁等の形成されていない光学素子を提供することが可能となる。   In the present invention, when a predetermined relationship is established between the wavelength λ1 on the shortest wavelength side of the light absorption wave region of the photopolymerizable compound and the wavelength λ2 at which the photopolymerization initiator starts to absorb light, Even if the light irradiated for the polymerization is somewhat absorbed by the photopolymerizable compound, sufficient light is given to the photopolymerization initiator. It becomes possible to provide.

光学素子の作製に使用することができる重合性化合物としては、光重合開始剤の存在下で光重合によって光硬化反応するもので、一つもしくは複数の反応基を有するものを用いることができる。
具体例としては、アクリレート、メタクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ノニルフェニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ジメチルロールトリシクロデカンジメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、トリメチルプロパントリ(メタ)アクリレート、ノニルフェニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−メタクリロイルオキシエチルイソシナネート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどを挙げることができる。
これらの重合性化合物は、単独、または複数種を混合したものであって良く、モノマーに限らず、これらのオリゴマーであってもよい。なお、本発明において、(メタ)アクリレートは、アクリレート、メタアクリレートの少なくともいずれか一方を含むものを意味する。
As the polymerizable compound that can be used in the production of the optical element, a compound that undergoes a photocuring reaction by photopolymerization in the presence of a photopolymerization initiator and has one or more reactive groups can be used.
Specific examples include acrylate, methacrylate, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, nonylphenyl ( (Meth) acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, dimethylol tricyclodecane dimethacrylate, isobornyl methacrylate, trimethylpropane tri (meth) acrylate, nonylphenyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) Acrylate, bisphenol A di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, 2-methacryloyloxyethylisocinane , Mention may be made of urethane acrylate, and epoxy acrylate.
These polymerizable compounds may be used singly or as a mixture of a plurality of types, and are not limited to monomers but may be oligomers thereof. In the present invention, (meth) acrylate means one containing at least one of acrylate and methacrylate.

光重合開始剤としてはベンゾフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1、2−ジフェニルエタン−1−オンなどを挙げることができる。
光学素子を形成する場合、光重合開始剤量が多いとヒケ等の成形異常が起こり易いので、2質量%以下の量とすることが好ましい。
As photopolymerization initiators, benzophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane Examples thereof include -1-one, 2,2-dimethoxy-1, 2-diphenylethane-1-one, and the like.
When forming an optical element, if the amount of the photopolymerization initiator is large, molding abnormalities such as sink marks are likely to occur, and therefore the amount is preferably 2% by mass or less.

また、本発明の光学素子の形成用の組成物には紫外線吸収剤を配合しても良い。紫外線吸収剤は、前記重合性化合物の光吸収領域の最も短波長側の波長λ1よりも長波長側の光吸収領域での光重合開始剤の吸光度が紫外線吸収剤の吸光度よりも大きい領域が存在していることが必要である。ここで、紫外線吸収剤の吸光度は前記組成物中に含まれている紫外線吸収剤の濃度と等しい濃度の紫外線吸収剤のクロロホルム溶液を調製して光路長10mmの測定セルによって300nmから800nmの光によって測定した光吸収曲線から求めたものである。
紫外線吸収剤の吸光度が光重合開始剤の吸収よりも大きい場合には、光源から照射されて光重合開始剤に寄与するための光エネルギーは紫外線吸収剤によって低減し、重合反応は起こり難く、脈理や濁りといった現象を引き起こしてしまう。
Moreover, you may mix | blend a ultraviolet absorber with the composition for formation of the optical element of this invention. The ultraviolet absorber has a region where the absorbance of the photopolymerization initiator in the light absorption region on the longer wavelength side than the wavelength λ1 on the shortest wavelength side of the light absorption region of the polymerizable compound is larger than the absorbance of the ultraviolet absorber. It is necessary to do. Here, the absorbance of the ultraviolet absorber is determined by preparing a chloroform solution of the ultraviolet absorber having a concentration equal to the concentration of the ultraviolet absorber contained in the composition, and by measuring 300 nm to 800 nm with a measuring cell having an optical path length of 10 mm. It is obtained from the measured light absorption curve.
When the absorbance of the UV absorber is greater than the absorption of the photopolymerization initiator, the light energy that is irradiated from the light source and contributes to the photopolymerization initiator is reduced by the UV absorber, and the polymerization reaction hardly occurs. It causes phenomena such as reason and turbidity.

使用可能な紫外線吸収剤としては、使用する光重合性化合物、光重合開始剤の光吸収波長との関係で上記した関係を満たすものを使用することができる。具体的には、フェニルサリシレート、p−ターシャリーブチルフェニルサリシレート、p−オクチルフェニルサリシレート等のサリチル酸エステル系のもの、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−アセトキシエトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシ−5,5’−ジスルホベンゾフェノン・2ナトリウム塩等のベンゾフェノン系のもの、2(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジターシャリーブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2(2’−ヒドロキシ−3’−ターシャリーブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、2(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジターシャリーブチルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、2(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジターシャリーアミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2(2’−ヒドロキシ−5’−ターシャリーブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2(2’−ヒドロキシ−5’−ターシャリーオクチルフェニル)ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系のもの、2’,4’−ジターシャリーブチルフェニル−3,5−ジターシャリーブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート系のもの、エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート等のシアノアクリレート系のもの、p−アミノ安息香酸ブチル様なアミノ安息香酸系等である。これらの中の一種または複数個を混合して用いることができる。   Usable ultraviolet absorbers that can be used include those that satisfy the relationship described above in relation to the photopolymerizable compound used and the light absorption wavelength of the photopolymerization initiator. Specifically, salicylic acid ester type compounds such as phenyl salicylate, p-tertiary butylphenyl salicylate, p-octylphenyl salicylate, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-acetoxyethoxybenzophenone, 2-hydroxy- 4-methoxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-n-octoxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy Benzophenone series such as -4,4'-dimethoxy-5,5'-disulfobenzophenone disodium salt, 2 (2'-hydroxy-5'-methylphenyl) benzotriazole, 2 (2'-hydroxy- 3 ', 5'-Jitasi Libutylphenyl) benzotriazole, 2 (2′-hydroxy-3′-tertiarybutyl-5′-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2 (2′-hydroxy-3 ′, 5′-ditertiarybutyl Phenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2 (2′-hydroxy-3 ′, 5′-ditertiary amylphenyl) benzotriazole, 2 (2′-hydroxy-5′-tertiarybutylphenyl) benzotriazole, 2 ( Benzotriazoles such as 2′-hydroxy-5′-tertiary octylphenyl) benzotriazole, benzoates such as 2 ′, 4′-ditertiarybutylphenyl-3,5-ditertiarybutyl-4-hydroxybenzoate , Ethyl-2-cyano-3,3-diphe Those cyanoacrylate such as Le acrylate, p- aminobenzoic acid butyl-like amino benzoic acid and the like. One or more of these can be mixed and used.

また、重合性化合物がジメチロール−トリシクロデカンジアクリレートであり、光重合開始剤が1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンとベンゾフェノンの等量混合物である光学素子である。
前記重合性化合物が、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレートに加えてN−アリルカルバゾールを含む前記の光学素子である。
前記重合性化合物がビスフェノールAのエチレンオキシド付加物ジメタクリレートであり、光重合開始剤がビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルホスフィンオキシドと2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オンの等量混合物、紫外線吸収剤が2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−2H−ベンゾエートである前記の光学素子である。
前記重合性化合物が、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレートとN−アリルカルバゾールであり、光重合開始剤が1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンとベンゾフェノンの等量混合物であり、紫外線吸収剤が4−ドデシロキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノンである前記の光学素子である。
以下に実施例、比較例を示し本発明を説明する。
The polymerizable compound is an optical element in which dimethylol-tricyclodecanediacrylate is used, and the photopolymerization initiator is an equivalent mixture of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone and benzophenone.
In the optical element, the polymerizable compound contains N-allylcarbazole in addition to dimethylol-tricyclodecane diacrylate.
The polymerizable compound is an ethylene oxide adduct dimethacrylate of bisphenol A, and the photopolymerization initiator is bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide and 2-hydroxy-2-methyl. The optical element as described above, wherein an equal amount mixture of -1-phenyl-propan-1-one and the ultraviolet absorber is 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) -2H-benzoate.
The polymerizable compound is dimethylol-tricyclodecane diacrylate and N-allylcarbazole, the photopolymerization initiator is an equivalent mixture of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone and benzophenone, and the ultraviolet absorber is 4- The optical element is dodecyloxy-2-hydroxybenzophenone.
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples and comparative examples.

実施例1
光重合する重合性化合物としてジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート(共栄社化学製 DCP−A)10gに、光重合開始剤として、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンとベンゾフェノンの等量混合物(チバスペシャリティーケミカルズ製 イルガキュア500)0.2gを50℃にて混合溶解し真空脱泡を行った。
Example 1
10 g of dimethylol-tricyclodecane diacrylate (DCP-A manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as a polymerizable compound to be photopolymerized, and an equivalent mixture of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone and benzophenone (Ciba Specialty) as a photopolymerization initiator Chemicals Irgacure 500) 0.2 g was mixed and dissolved at 50 ° C. and vacuum degassing was performed.

次いで、シリコーン系離型材を塗布したガラス基材に120mg塗布し、直径12mmのシリコーン系離型材を塗布した金型を上方からガラス基材からの距離が1mmになるようにし、基材側から高圧水銀灯にて波長365nmの照度で100mW/cm2 を100sec間照射することにより硬化させ、金型及び、ガラス基材から硬化物を剥がし、直径12mm、厚さ1mmの光学素子を得た。 Next, 120 mg is applied to a glass substrate coated with a silicone mold release material, and a mold coated with a silicone mold release material having a diameter of 12 mm is set so that the distance from the glass substrate is 1 mm from above, and the high pressure is applied from the substrate side. Curing was performed by irradiating 100 mW / cm 2 at a wavelength of 365 nm with a mercury lamp for 100 seconds, and the cured product was peeled off from the mold and the glass substrate to obtain an optical element having a diameter of 12 mm and a thickness of 1 mm.

重合性化合物の光吸収特性の測定
前記の光重合する重合性化合物としてジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート(共栄社化学製 DCP−A)を分光光度計(日立ハイテクノロジーズ製 U4100)によって、10mmの光路長の光吸収特性を測定し、その結果を図1に示す。光吸収領域の最も短い波長:λ1は305nmであった。
Measurement of Light Absorption Characteristics of Polymerizable Compound As a polymerizable compound to be photopolymerized, dimethylol-tricyclodecane diacrylate (DCP-A manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) was used with a spectrophotometer (U4100 manufactured by Hitachi High-Technologies), and the optical path length of 10 mm The light absorption characteristics were measured, and the results are shown in FIG. The shortest wavelength in the light absorption region: λ1 was 305 nm.

光重合開始剤の光吸収特性の測定
光重合開始剤として使用した1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンとベンゾフェノンの等量混合物(チバスペシャリティーケミカルズ製 イルガキュア500)の2.0質量%のクロロホルム溶液の光吸収特性を分光光度計(日立ハイテクノロジーズ製 U4100)によって、10mmの光路長で測定し、その結果を図1に示す。光吸収領域の最も長い波長:λ2は390nmであった。
以上の測定結果からλ2−λ1=85nmであった。
Measurement of Light Absorption Characteristics of Photopolymerization Initiator A 2.0 mass% chloroform solution of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone and benzophenone equivalent mixture (Irgacure 500 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) used as a photopolymerization initiator. The light absorption characteristics of the sample were measured with a spectrophotometer (U4100, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) with an optical path length of 10 mm, and the results are shown in FIG. The longest wavelength of the light absorption region: λ2 was 390 nm.
From the above measurement results, λ2−λ1 = 85 nm.

光学素子の評価
得られた光学素子の脈理および白濁を目視によって観察したところ、脈理あるいは白濁は生じていなかった。
Evaluation of Optical Element When the striae and white turbidity of the obtained optical element were visually observed, no striae or white turbidity occurred.

実施例2
実施例1における光重合する重合性化合物に加えてN−アリルカルバゾール(日本蒸溜工業製)0.75gを加えた点を除き、実施例1と同様に光学素子を作製して評価するとともに、実施例1と同様に光重合する重合性組成物の光吸収特性を測定した。その光吸収特性の測定結果を図2に示す。また、光吸収領域の最も短い波長:λ1は350nmであった。また、光重合開始剤の光吸収領域の最も長い波長:λ2は390nmであった。
以上の測定結果からλ2−λ1=40nmであった。
得られた光学素子には、脈理あるいは白濁は生じていなかった。
Example 2
An optical element was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 0.75 g of N-allylcarbazole (manufactured by Nippon Distilled Industries) was added in addition to the polymerizable compound to be photopolymerized in Example 1. In the same manner as in Example 1, the light absorption characteristics of the polymerizable composition that photopolymerized were measured. The measurement result of the light absorption characteristic is shown in FIG. The shortest wavelength of the light absorption region: λ1 was 350 nm. The longest wavelength of the light absorption region of the photopolymerization initiator: λ2 was 390 nm.
From the above measurement results, λ2−λ1 = 40 nm.
No striae or white turbidity occurred in the obtained optical element.

実施例3
光重合する重合性化合物としてビスフェノールAのエチレンオキシド付加物ジメタクリレート(共栄社化学製 BP−6EM)10g、光感応性重合開始剤としてビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルホスフィンオキシドと2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オンの等量混合物(チバスペシャリティーケミカルズ製 イルガキュア1700)0.1g、紫外線吸収剤として2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−2H−ベンゾエート(シプロ化成製 SEESORB701)0.0025gを50℃にて混合溶解し、真空脱泡を行った後、実施例1と同様に光学素子を作製した。
Example 3
Bisphenol A ethylene oxide adduct dimethacrylate (BP-6EM manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 10 g as a photopolymerizable polymerizable compound, and bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl- as a photosensitive polymerization initiator 0.1 g of an equivalent mixture of pentylphosphine oxide and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one (Irgacure 1700, manufactured by Ciba Specialty Chemicals), 2- (2-hydroxy-5 as an ultraviolet absorber) -Methylphenyl) -2H-benzoate (SEPRORB701 manufactured by Cypro Kasei) 0.0025 g was mixed and dissolved at 50 ° C., and after vacuum degassing, an optical element was produced in the same manner as in Example 1.

実施例1と同様に光学素子を作製して評価するとともに、実施例1と同様に光重合する重合性組成物の光吸収特性、光重合開始剤の光吸収特性を測定した。光吸収特性の測定結果を図3に示す。また、光吸収領域の最も短い波長:λ1は305nmであった。光重合開始剤の光吸収領域の最も長い波長:λ2は445nmであった。
以上の測定結果からλ2−λ1=140nmであった。
While producing and evaluating an optical element similarly to Example 1, the light absorption characteristic of the polymerizable composition photopolymerized similarly to Example 1 and the light absorption characteristic of the photopolymerization initiator were measured. The measurement results of the light absorption characteristics are shown in FIG. The shortest wavelength of the light absorption region: λ1 was 305 nm. The longest wavelength of the light absorption region of the photopolymerization initiator: λ2 was 445 nm.
From the above measurement results, λ2−λ1 = 140 nm.

また、紫外線吸収剤の濃度0.025質量%のクロロホルム溶液の光吸収特性を同様に測定し、その結果を図3に示す。吸収開始波長すなわち光吸収領域の最も長波長側の波長λ3は、400nmであった。また、445nmから390nmまでの領域で、光重合開始剤の吸光度が紫外線吸収剤の吸光度よりも大きかった。
得られた光学素子には、脈理あるいは白濁は生じていなかった。
Further, the light absorption characteristics of a chloroform solution having a UV absorber concentration of 0.025% by mass were measured in the same manner, and the results are shown in FIG. The absorption start wavelength, that is, the wavelength λ3 on the longest wavelength side of the light absorption region was 400 nm. In the region from 445 nm to 390 nm, the absorbance of the photopolymerization initiator was larger than that of the ultraviolet absorber.
No striae or white turbidity occurred in the obtained optical element.

実施例4
光重合する重合性化合物として実施例1と同成分を10g、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンとベンゾフェノンの等量混合物(チバスペシャリティーケミカルズ製 イルガキュア500)、紫外線吸収剤として2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−2H−ベンゾエート(シプロ化成製 SEESORB701)0.0025gを50℃にて混合溶解し、真空脱泡を行った後、実施例1と同様に光学素子を作製した。
Example 4
10 g of the same components as in Example 1 as a polymerizable compound to be photopolymerized, an equivalent mixture of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone and benzophenone (Irgacure 500 manufactured by Ciba Specialty Chemicals), and 2- (2- Hydroxy-5-methylphenyl) -2H-benzoate (SEPRORB 701 manufactured by Cypro Kasei) 0.0025 g was mixed and dissolved at 50 ° C., vacuum degassing was performed, and then an optical element was produced in the same manner as in Example 1.

実施例1と同様に光学素子を作製して評価するとともに、実施例1と同様に、光重合する重合性組成物の光吸収特性、光重合開始剤の光吸収特性を測定した。光吸収特性の測定結果を図4に示す。また、光吸収領域の最も短い波長:λ1は305nmであった。光重合開始剤の光吸収領域の最も長い波長:λ2は390nmであった。
以上の測定結果からλ2−λ1=85nmであった。
While producing and evaluating an optical element like Example 1, the light absorption characteristic of the polymeric composition photopolymerized and the light absorption characteristic of a photoinitiator were measured similarly to Example 1. FIG. The measurement results of the light absorption characteristics are shown in FIG. The shortest wavelength of the light absorption region: λ1 was 305 nm. The longest wavelength of the light absorption region of the photopolymerization initiator: λ2 was 390 nm.
From the above measurement results, λ2−λ1 = 85 nm.

また、紫外線吸収剤の濃度0.025質量%のクロロホルム溶液の光吸収特性を同様に測定し、その結果を図4に示す。吸収開始波長すなわち光吸収領域の最も長波長側の波長λ3は、400nmであった。また、385nmから360nmまでの領域で、光重合開始剤の吸光度が紫外線吸収剤の吸光度よりも大きかった。
得られた光学素子には、脈理あるいは白濁は生じていなかった。
Further, the light absorption characteristics of a chloroform solution having a UV absorber concentration of 0.025% by mass were similarly measured, and the results are shown in FIG. The absorption start wavelength, that is, the wavelength λ3 on the longest wavelength side of the light absorption region was 400 nm. Further, in the region from 385 nm to 360 nm, the absorbance of the photopolymerization initiator was larger than that of the ultraviolet absorber.
No striae or white turbidity occurred in the obtained optical element.

比較例1
実施例1における光重合する重合性化合物に加えてN−アリルカルバゾール1gを加えた点を除き、実施例1と同様に光学素子を作製して評価するとともに、実施例1と同様に光重合する重合性組成物の光吸収特性を測定した。光吸収特性の測定結果を図5に示す。また、光吸収領域の最も短い波長:λ1は360nmであり、光重合開始剤の光吸収領域の最も長い波長:λ2は390nmであった。
以上の測定結果からλ2−λ1=30nmであった。
得られた光学素子には、脈理および白濁が生じた。
Comparative Example 1
An optical element was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 1 g of N-allylcarbazole was added in addition to the polymerizable compound to be photopolymerized in Example 1, and photopolymerized in the same manner as in Example 1. The light absorption property of the polymerizable composition was measured. The measurement results of the light absorption characteristics are shown in FIG. The shortest wavelength: λ1 of the light absorption region was 360 nm, and the longest wavelength: λ2 of the light absorption region of the photopolymerization initiator was 390 nm.
From the above measurement results, λ2−λ1 = 30 nm.
In the obtained optical element, striae and white turbidity occurred.

本発明の光重合する重合性化合物に光重合開始剤を添加して重合することによって得られる光学素子は、光重合性化合物、光重合開始剤及び紫外線吸収剤の光吸収領域を所定の値としたので、硬化反応を均一に進めることが可能となり、重合時に脈理、白濁が発生せず、また太陽光による着色による劣化の防止が可能となり特性が優れた光学素子を提供することが可能となる。   The optical element obtained by adding a photopolymerization initiator to the photopolymerizable polymerizable compound of the present invention and polymerizing the photopolymerizable compound, the photopolymerization initiator, and the light absorbing region of the ultraviolet absorber has a predetermined value. As a result, the curing reaction can proceed uniformly, no striae or white turbidity occurs during the polymerization, and it is possible to prevent deterioration due to coloring by sunlight and to provide an optical element with excellent characteristics. Become.

図1は、本発明の一実施例の光学素子の製造用組成物の各成分の光吸収領域を説明する図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the light absorption region of each component of the composition for producing an optical element of one example of the present invention. 図2は、本発明の他の実施例の光学素子の製造用組成物の各成分の光吸収領域を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the light absorption regions of the respective components of the composition for producing an optical element of another example of the present invention. 図3は、本発明の他の実施例の光学素子の製造用組成物の各成分の光吸収領域を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the light absorption regions of the respective components of the composition for manufacturing an optical element according to another embodiment of the present invention. 図4は、本発明の他の実施例の光学素子の製造用組成物の各成分の光吸収領域を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the light absorption regions of the respective components of the composition for producing an optical element of another example of the present invention. 図5は、本発明の比較例の光学素子の製造用組成物の各成分の光吸収領域を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the light absorption regions of the respective components of the composition for manufacturing an optical element of a comparative example of the present invention.

Claims (4)

光重合する重合性化合物の光吸収領域の最も短波長λ1と、光重合開始剤の光吸収領域の最も長波長側の波長λ2との間に、λ2−λ1≧40nmの関係を有する、前記重合性化合物と光重合開始剤を含む重合性組成物の光重合によって得られたものであることを特徴とする光学素子。 The polymerization having a relationship of λ2−λ1 ≧ 40 nm between the shortest wavelength λ1 of the light absorption region of the polymerizable compound to be photopolymerized and the wavelength λ2 of the longest wavelength side of the light absorption region of the photopolymerization initiator. An optical element obtained by photopolymerization of a polymerizable composition containing a polymerizable compound and a photopolymerization initiator. 前記重合性化合物の光吸収領域の最も短波長側の波長λ1よりも長波長側の光吸収領域での、重合性組成物中の濃度の光重合開始剤の吸光度が、重合性組成物中の濃度の紫外線吸収剤の吸光度よりも大きい紫外線吸収剤を含有することを特徴とする請求項1記載の光学素子。 The absorbance of the photopolymerization initiator at a concentration in the polymerizable composition in the light absorption region longer than the wavelength λ1 on the shortest wavelength side of the light absorption region of the polymerizable compound is 2. The optical element according to claim 1, further comprising an ultraviolet absorber having a concentration higher than the absorbance of the ultraviolet absorber. 光重合開始剤の光吸収領域の最も長波長側の波長λ2が紫外線吸収剤の光吸収領域の最も長波長側の波長λ3よりも大きいときには、光重合開始剤の吸収が紫外線吸収剤よりも吸収が大きい領域が、λ3とλ2の間の領域に存在することを特徴とする請求項2記載の光学素子。 When the wavelength λ2 on the longest wavelength side of the light absorption region of the photopolymerization initiator is larger than the wavelength λ3 on the longest wavelength side of the light absorption region of the ultraviolet absorber, the absorption of the photopolymerization initiator is absorbed more than the ultraviolet absorber. The optical element according to claim 2, wherein a region having a large value exists in a region between λ3 and λ2. 光重合開始剤の光吸収領域の最も長波長側の波長λ2が、紫外線吸収剤の光吸収領域の最も長波長側の波長λ3よりも小さいときには、光重合開始剤の吸収が紫外線吸収剤よりも吸収が大きい領域が、重合性化合物の光吸収領域の最も短波長側の波長λ1と、λ2の間の領域に存在することを特徴とする請求項2記載の光学素子。 When the wavelength λ2 on the longest wavelength side of the light absorption region of the photopolymerization initiator is smaller than the wavelength λ3 on the longest wavelength side of the light absorption region of the ultraviolet absorber, the absorption of the photopolymerization initiator is more than that of the ultraviolet absorber. 3. The optical element according to claim 2, wherein the region having a large absorption exists in a region between wavelengths [lambda] 1 and [lambda] 2 on the shortest wavelength side of the light absorption region of the polymerizable compound.
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