JP2008247755A - (メタ)アクリレート化合物及びそれを含有する樹脂組成物並びにその硬化物 - Google Patents

(メタ)アクリレート化合物及びそれを含有する樹脂組成物並びにその硬化物 Download PDF

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Abstract

【課題】高耐熱性、高屈折率を有する活性エネルギー線硬化物を提供する。
【解決手段】下記一般式(1)
Figure 2008247755

(式中R1〜R8は水素原子、アルキル基等、Akはアルキレン基、m、nは1〜20の正数である。)のアルコール化合物(a)と(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物(b)を反応させて得られる化合物(A)から得られる硬化物。
【選択図】なし

Description

本発明は、高耐熱性、高屈折率を有する活性エネルギー線硬化物を提供することを目的とした、特定の構造を有する不飽和基含有化合物に関する。その用途としては、皮膜形成用材料、プリント(配線回路)基板製造の際のソルダーマスク、メッキレジスト、接着剤、レンズ、ディスプレー、光ファイバー、光導波路、ホログラム等が挙げられる。更に詳しくは、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ、マイクロレンズ等のレンズ類に特に適する樹脂組成物及び硬化物に関するものである。
近年、活性エネルギー線で硬化し、高耐熱かつ高屈折率である透明性を有する感光性材料の開発が様々な用途で進められている(特許文献1〜3)。これらの用途では、高耐熱性、高屈折率以外にも基材への密着性や硬化物の硬度、アルカリに対する溶解性等が求められており、これらの要求に答えるためモノマーやフィラー等の添加剤を加えることが多い。しかしながら、これら添加剤を加えることで屈折率の低下等有機材料の特性を発現しにくくなるため、樹脂自体の耐熱性や屈折率の向上が必要となる。
また、特許文献4では3,3′−ジフェニル−4,4′−ジヒドロキシビフェニルのビスアルキレングリコールエーテル化合物の(メタ)アクリレート化合物が開示されており、光学用プラスチックレンズや光ディスク用のプラスチックモノマーとして有用であることが提案されているが、得られた樹脂が淡褐色であり、透明性を必要とする光学分野では添加量が制限される場合が考えられる。
また従来、上記のレンズはプレス法、キャスト法(注型形成法)等の方法により成形されていた。前者のプレス法は、加熱、加圧、冷却サイクルで製造するため生産性が悪かった。又、後者のキャスト法は、金型にモノマーを流し込んで重合するため製作時間が長くかかるとともに、金型が多数個必要なため製造コストが上がるという問題があった。このような問題を解決するために、紫外線硬化性樹脂組成物を使用することについて種々の提案がなされている(特許文献5、特許文献6)。
これら紫外線硬化型樹脂組成物を使用することによって透過型スクリーンなどに用いる光学レンズシートを製造する方法はある程度成功している。しかしながら、これら従来の樹脂組成物は基板との密着性、型からの離型性が悪いという課題があった。密着性が悪いと、使用可能な基板の種類が限られ、意図する光学物性を得づらくなる。離型性が悪いと、離型時に型に樹脂が残り、型が使用できなくなる。又、密着性の良い樹脂組成物は型への密着も良くなるため離型性が悪くなり易く、一方、離型性の良い樹脂組成物は密着性が悪くなり易いという課題もある。そのため、基板との密着性と型からの離型性の両性能を満足できる樹脂組成物を提供することが望まれている。この性能を満たす提案として特許文献7にはo−フェニルフェノールポリエトキシアクリレートを含む樹脂組成物が記載されている。
これら光学レンズシート等に用いられるレンズ類用組成物は、近年の画像の高精細化等に伴いより微細な形状に加工されたり、より薄く加工されたりするために、あるいはロール状のシートやフィルムに連続加工をするために、加工方法に適した粘度のものが求められる傾向がある。さらに、レンズシートを巻き取ったときなどに微細構造が潰れにくいことも必要であり、ガラス転移温度(Tg)も高いことが求められる。
又、硬化物としての物性も、透過型スクリーン使用時の高温環境下でも物性の変化が少ないように、なるべくガラス転移点温度(Tg)の高いものが求められる傾向がある。
上記のような要求に対し、高い屈折率、高いTg点、離型性、密着性、加工に適した粘度を兼ね備えることは難しく、すべてを満足できるものは得られていないという問題があった。
さらに、近年、感光性のアクリル系ハードコート剤が利用されるようになってきており、特許文献8は加工処理スピード、ハードネス、耐擦傷性、連続加工、反射防止、帯電防止など、様々な機能を付与したハードコートについて述べている。これらのハードコート材料としてはハードネス、耐擦傷性並びに密着性が高く、高屈折率であり、高硬度で低収縮なカールの発生が少ないアクリレート樹脂が要求されている。
国際公開2002/033447号パンフレット 特開2004−29042号公報 特開2005−274664号公報 特許第3606615号公報 特開昭63−167301号公報 特開昭63−199302号公報 特許第3209554号明細書 特開2006−188588号公報
本発明の目的は、透明性に優れ、樹脂単独で高い屈折率と高い密着性を有し、かつ十分な硬度を有する硬化物を与える活性エネルギー線硬化型樹脂を提供し、更にはフレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ、マイクロレンズ、シートレンズ等の光学レンズシート類を製造するに適した、離型性、型再現性、密着性に優れ、高屈折率で加工に適した粘度の樹脂組成物やその硬化物を提供するものである。さらには、硬度、屈折率又は透明性の高さが要求される各種コーティング剤、接着剤等を提供するものである。
本発明者らは前述の課題を解決するため、鋭意研究の結果、特定の構造を有する不飽和基含有化合物及びその組成物が前記課題を解決するものであることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は
(1)下記一般式(1)
Figure 2008247755
(式中R1〜R8は同一又は異なっていてもよく、水素原子、C1〜C4のアルキル基、又はハロゲン原子であり、Akは炭素数1〜5の直鎖状又は分岐状アルキレン基であり、m、nは繰り返し数の平均値であり、同一又は異なっていてよく、1〜20の正数である。)のアルコール化合物(a)と(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物(b)を反応させて得られることを特徴とする化合物(A)、
(2)一般式(1)において、R1〜R8が水素原子、Akが炭素数2〜4の直鎖状又は分岐状アルキレン基、m、nが1〜3の正数である前記(1)に記載の化合物(A)、
(3)(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物(b)が(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネート化合物である前記(1)又は(2)に記載の化合物(A)、
(4)(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物(b)が2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートである前記(1)ないし(3)のいずれか一項に記載の化合物(A)、
(5)前記(1)ないし(4)のいずれか一項に記載の化合物(A)及び光重合開始剤(B)を含むことを特徴とする活性エネルギー線硬化型樹脂組成物、
(6)化合物(A)及び光重合開始剤(B)と、化合物(A)以外の(メタ)アクリレート(C)を含む前記(5)に記載の樹脂組成物、
(7)化合物(A)以外の(メタ)アクリレート(C)がo−フェニルフェノールポリエトキシ(メタ)アクリレートである前記(5)又は(6)に記載の樹脂組成物、
(8)光学レンズシート用である前記(5)ないし(7)のいずれか一項に記載の樹脂組成物、
(9)前記(5)ないし(8)のいずれか一項に記載の樹脂組成物を硬化して得られる膜屈折率(25℃)が1.55以上である硬化物、
(10)光学レンズシート用である前記(9)に記載の硬化物、
に関する。
本発明の化合物(A)は、透明性に優れ、高い屈折率を有し、活性エネルギー線により露光硬化することによる塗膜の形成において高い密着性を有し、かつ十分な硬度を有する硬化物を与えるものである。従って、該活性エネルギー線硬化型樹脂は、皮膜形成用材料、プリント(配線回路)基板製造の際のソルダーマスク、メッキレジスト、接着剤、レンズ、ディスプレー、光ファイバー、光導波路、ホログラム等用の一成分として適している。また本発明の化合物(A)を含有する樹脂組成物は、離型性、型再現性、密着性に優れ、その硬化物は高屈折率である。そのため特にフレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ、マイクロレンズ等の光学レンズシート類に適している。さらには本発明の樹脂組成物は、硬化収縮が少ないうえに、その硬化物は耐擦傷性、密着性にも優れるため、屈折率又は透明性の高さが要求されるような各種コーティング剤、接着剤等にも適している。
本発明の化合物(A)は下記一般式(1)のアルコール化合物(a)と(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物(b)を反応させて得られることを特徴とする。
Figure 2008247755
(式中R1〜R8は同一又は異なる水素原子、C1〜C4のアルキル基、ハロゲン原子であり、Akは炭素数1〜5の直鎖状又は分岐状アルキレン基であり、m、nは繰り返し数の平均値であり、同一又は異なっていてよく、1〜20の正数である。)
一般式(1)のアルコール化合物(a)は、下記一般式(2)
Figure 2008247755
(式中R1〜R8は同一又は異なる水素原子、C1〜C4のアルキル基、ハロゲン原子である。)で表わされるフェノール化合物のフェノール性水酸基に特許文献5等の公知の手法によりアルキレンオキサイドを付加することにより得ることができる。このようなフェノール化合物の市販品としては、例えばDOQ−O(三光(株)製)が挙げられる。
一般式(1)において、C1〜C4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。
一般式(1)において、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
一般式(1)において、Akの直鎖状又は分岐状のアルキレン基の好ましい例としては、炭素数が1〜5のアルキレン基が挙げられるが、中でも、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等を好ましいものとして挙げることができ、これらは一般式(2)のフェノール化合物とエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のオキシラン環含有化合物、又はエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物、又は2−クロロエタノール、3−クロロ−2−プロパノール、2−(2−クロロエトキシ)エタノール、2−[2−(2−クロロエトキシ)エトキシ]エタノール等のハロゲノアルカノール化合物を特許文献5等の公知の手法によって反応させることで得ることができる。
一般式(1)において、m、nはいずれも繰り返し数の平均値であり、同一又は異なる1〜20の正数であれば問題ないが、本発明の化合物(A)の高耐熱性、高屈折率の特性を保持させるためには、1〜15の数がより好ましく、更に好ましくは1〜10の数である。
一般式(1)で表される化合物として好ましいものは、一般式(1)において、R1〜R8が水素原子、Akが炭素数2〜4の直鎖状又は分岐状アルキレン基、m、nが1〜5の正数であるものであり、さらに好ましいものはR1〜R8が水素原子、Akが炭素数2〜4の直鎖状又は分岐状アルキレン基、m、nが1〜3の正数であるものである。
本発明で使用する(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物(b)は市販されている(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネート化合物、あるいはポリイソシアネート化合物と少なくとも一つ以上の水酸基を含有するアクリレート化合物の反応物を使用することができる。
市販されている(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネート化合物としては、例えば2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工(株)製:カレンズMOI)、2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工(株)製:カレンズAOI)、1,1−ビス(アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート(昭和電工(株)製:カレンズBEI)等が挙げられる。
ポリイソシアネート化合物と少なくとも一つ以上の水酸基を含有するアクリレート化合物の反応物は、ポリイソシアネート化合物のNCO基に対し少なくとも一つ以上の水酸基を含有するアクリレート化合物のOH基をNCO基が過剰になるようあらかじめ反応させNCO基を残した化合物をいう。
ポリイソシアネート化合物は、1分子中にイソシアネート基を2個以上含んでなる化合物であり、例えば、脂肪族系ジイソシアネ−ト化合物、芳香族系ジイソシアネ−ト化合物、これらの3量体等が挙げられる。ここで言う脂肪族系ジイソシアネート化合物とは、イソシアネート基が鎖状炭素原子に結合したジイソシアネート化合物と、イソシアネート基が環状飽和炭化水素の炭素原子に結合したジイソシアネート化合物とを意味し、芳香族系ジイソシアネート化合物とは、イソシアネート基が芳香環の炭素原子に結合したイソシアネート化合物を意味する。
脂肪族系ジイソシアネート化合物としては、置換基を有していてもよい炭素数1〜15の直鎖、分岐鎖、環式のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基を有するジイソシアネートが挙げられ、好ましくは炭素数6〜15のものである。例えば、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添トリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、1,3−ジイソシアネートシクロヘキサン、1,4−ジイソシアネートシクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−4,4′−ジイソシアネート、m−テトラメチルキシレンジイソシアネート、p−テトラメチルキシレンジイソシアネート、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,12−ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルシクロヘキサンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート等が挙げられる。
芳香族系ジイソシアネート化合物としては、炭素数5〜15の芳香環を有するものが挙げられる。例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、1,6−フェニレンジイソシアネート等ジイソシアネートモノマー類等が挙げられる。
少なくとも一つ以上の水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物とは、1分子中にヒドロキシル基と(メタ)アクリレートを少なくとも各々1個ずつ有する化合物であり、2価アルコールのモノ(メタ)アクリレート、3価のアルコールのモノアクリレート及びジ(メタ)アクリレートや、これらアルコールの水酸基の一部をアルキル基やε−カプロラクトンで変性したモノ及びジ(メタ)アクリレート、4価以上のアルコールの多官能(メタ)アクリレートでヒドロキシル基を有するものや、これらアルコールの水酸基の一部をアルキル基やε−カプロラクトンで変性したヒドロキシル基を有する多官能(メタ)アクリレート等が挙げられる。
2価アルコールのモノ(メタ)アクリレートとしては、具体的には、エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
3価のアルコールのモノアクリレート及びジ(メタ)アクリレートとしてはトリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートモノ(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。アルコールの水酸基の一部をアルキル基やε−カプロラクトンで変性したモノ及びジ(メタ)アクリレートととしてはアルキル変性グリセロールモノ(メタ)アクリレートやε−カプロラクトン変性ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
4価以上のアルコールの多官能(メタ)アクリレートでヒドロキシル基を有するものとしては、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらアルコールの水酸基の一部をアルキル基やε−カプロラクトンで変性したヒドロキシル基を有する多官能(メタ)アクリレートとしては、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートやε−カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また安価で入手容易な点から、少なくとも1つ以上の水酸基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物の混合物を使用してもよく、具体的にはペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレートとジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートの混合物、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレートとトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートの混合物等が挙げられる。
本発明で使用する(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物(b)は前記のようにNCO基及び(メタ)アクリロイル基を同一分子内に含有していれば問題なく使用できる。市販されている(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネート化合物は入手容易でありかつ、高屈折率であるアルコール化合物(a)の骨格密度が最も高いため、屈折率並びに硬度の高い化合物(A)を得られ、好ましい。
本発明の化合物(A)は前記のアルコール化合物(a)と(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物(b)を反応させて得ることができ、反応後にNCO基が残らないような等量関係で反応させることが好ましい。具体的には、(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物(b)のNCO基1.00molに対しアルコール化合物(a)のOH基を1.0〜3.0mol、好ましくは1.0〜2.0molとなるような等量関係で仕込む。
反応は、無溶剤で行うことができるが、生成物の粘度が高く作業性向上のためアルコール性水酸基を有さない溶剤中あるいは後述する化合物(A)以外の(メタ)アクリレート(C)中で行っても良い。溶剤の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、グルタル酸ジアルキル、コハク酸ジアルキル、アジピン酸ジアルキル等のエステル類、γ−ブチロラクトン等の環状エステル類、石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤等の単独又は混合有機溶媒中で行うことができる。
反応温度は通常30〜150℃、好ましくは50〜100℃の範囲である。反応の終点はイシアネート量の減少を逆滴定法で確認する。また、これらの反応時間の短縮を目的として触媒を添加してもよい。この触媒としては、塩基性触媒及び酸性触媒のいずれかが用いられる。塩基性触媒の例としては、ピリジン、ピロール、トリエチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、アンモニアなどのアミン類、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類を挙げることができる。また酸性触媒の例としては、ナフテン酸銅、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸亜鉛、トリブトキシアルミニウム、チタニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、塩化アルミニウム、2−エチルヘキサン酸スズ、オクチルスズトリラウレート、ジブチル錫ジラウレート、オクチルスズジアセテート等のルイス酸触媒を挙げることができる。これら触媒の添加量は、アルコール化合物(a)と(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物(b)の総重量部100重量部に対して、通常0.01〜1重量部である。
原料として用いる(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物(b)の市販品には、既にp−メトキシフェノール等の重合禁止剤が添加されているのが普通であるが、反応時に改めて重合禁止剤を添加してもよい。そのような重合禁止剤の例としては、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、3−ヒドロキシチオフェノール、p−ベンゾキノン、2,6−ジ第三ブチル−p−クレゾール、2,5−ジヒドロキシ−p−ベンゾキノン、フェノチアジン等が挙げられる。その使用量は反応原料混合物に対し0.01〜1重量%である。
反応終了後、必要に応じて水洗等の洗浄工程をとり、溶剤を減圧除去して本発明の化合物(A)を取り出すこともできる。
本発明の化合物(A)は、皮膜形成用材料、プリント(配線回路)基板製造の際のソルダーマスク、メッキレジスト、コーティング剤、接着剤、レンズ、ディスプレー、光ファイバー、光導波路、ホログラム等に使用することができる。皮膜形成用材料とは、基材表面を被覆することを目的として利用されるものである。具体的な用途としては、グラビアインキ、フレキソインキ、シルクスクリーンインキ、オフセットインキ等のインキ材料、ハードコート、トップコート、オーバープリントニス、クリヤコート等の塗工材料等がこれに該当する。また、ソルダーレジスト、エッチングレジスト、マイクロマシン用レジスト等のレジスト材料、ラミネート用他各種接着剤、粘着剤等の接着材料、LED用接着剤等の各種接着剤、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ等の各種光学レンズシート、光ファイバーのコア材、クラッド材、光導波路、ホログラム等の各種光学材料等にも使用することができる。さらには、樹脂組成物を一時的に剥離性基材に塗工しフイルム化した後、本来目的とする基材に貼合し皮膜を形成させる、いわゆるドライフイルムとしても使用することができる。
各種塗膜を形成させる方法としては特に限定はないが、グラビア等の凹版印刷方式、フレキソ等の凸版印刷方式、シルクスクリーン等の孔版印刷方式、オフセット等の平版印刷方式、ロールコーター、ナイフコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スピンコーター等の各種塗工方式においても好適に使用することができる。
本発明において示される活性エネルギー線とは、紫外線、可視光線、赤外線、X線、ガンマー線、レーザー光線等の電磁波、アルファー線、ベータ線、電子線等の粒子線等が挙げられる。しかしながら本発明の好適な用途を考慮すれば、レーザーを含む紫外線、可視光線、または電子線が好ましい。その際、硬化速度を実用的にするべく光重合開始剤(B)を含有することが好ましい。
本発明の樹脂組成物に含有される光重合開始剤(B)としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;アセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−フェニルプロパン−1−オン、ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプロパン−1−オン等のアセトフェノン類;2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、2−クロロアントラキノン、2−アミルアントラキノン等のアントラキノン類;2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン等のチオキサントン類;アセトフエノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類;ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4′−メチルジフェニルサルファイド、4,4′−ビスメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;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、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド等のホスフィンオキサイド類等を挙げることができる。好ましくは、アセトフェノン類であり、さらに好ましくは2−ヒドロキシ−2−メチル−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを挙げることができる。なお、本発明の樹脂組成物においては、光重合開始剤(B)は単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。(A)と(B)の比率は成分(A)の重量を100重量部とした場合に通常成分(B)は0.001〜50重量部であり、好ましくは0.005〜40重量部である。
本発明の樹脂組成物は、化合物(A)及び光重合開始剤(B)以外に、得られる本発明の樹脂組成物を使用する用途や求められる性能に応じて、例えば密着性や、ガラス転移点温度(Tg)、硬化物の硬度、等を考慮して、成分(A)、以外の(メタ)アクリレート化合物(C)を単独あるいは二種類以上を混合して使用してもよい。該(メタ)アクリレート化合物(C)としては、(メタ)アクリレートモノマーや(メタ)アクリレートオリゴマーが挙げられる。
(メタ)アクリレートモノマーとしては、単官能(メタ)アクリレートモノマー、2官能(メタ)アクリレートモノマー、3官能以上の多官能(メタ)アクリレートモノマー等を挙げることができる。
単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、アクリロイルモルホリン、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキサン−1,4−ジメタノールモノ(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルポリエトキシ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェニルオキシプロピル(メタ)アクリレート、p−クミルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノールポリエトキシ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
2官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、ビスフェノールAポリエトキシジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAポリプロポキシジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFポリエトキシジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
3官能以上の多官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ヒドロキシビバリン酸ネオペンチルグリコールのε−カプロラクトン付加物のジ(メタ)アクリレート(例えば、日本化薬(株)製、KAYARAD HX−220、HX−620等)、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンポリエトキシトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
ウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、ジオール化合物(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ビスフェノールAポリエトキシジオール、ビスフェノールAポリプロポキシジオール等)又はこれらジオール化合物と二塩基酸若しくはその無水物(例えば、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、ダイマー酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フタル酸若しくはこれらの無水物)との反応物であるポリエステルジオールと、有機ポリイソシアネート(例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の鎖状飽和炭化水素イソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネート、水添トルエンジイソシアネート等の環状飽和炭化水素イソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、3,3′−ジメチル−4,4′−ジイソシアネート、6−イソプロピル−1,3−フェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート)を反応させ、次いで水酸基含有(メタ)アクリレートを付加した反応物等が挙げられる。
エポキシ(メタ)アクリレートとしては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物の末端グリシジルエーテル、フルオレンエポキシ樹脂等のエポキシ樹脂類と(メタ)アクリル酸との反応物等を挙げることができる。
ポリエステル(メタ)アクリレートとしては、例えば、上記のジオール化合物と上記の二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ールと、(メタ)アクリル酸の反応物等が挙げられる。
中でも本発明の樹脂組成物に使用する(メタ)アクリレート化合物(C)には、粘度が低く、硬化物の密着性の良好なアクリロイルモルホリン、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノールポリエトキシ(メタ)アクリレート等の単官能あるいは2官能(メタ)アクリレートモノマーが適しており、特にo−フェニルフェノールポリエトキシ(メタ)アクリレートが好ましい。
o−フェニルフェノールポリエトキシアクリレートとしては、エトキシ構造部分の繰り返しが平均で1〜3の化合物が好ましく、o−フェニルフェノールとエチレンオキサイドとの反応物と(メタ)アクリル酸を反応させることにより得ることができる。o−フェニルフェノールとエチレンオキサイドとの反応物は公知の方法により得ることができ、次いで、p−トルエンスルホン酸又は硫酸等のエステル化触媒、ハイドロキノン、フェノチアジン等の重合禁止剤の存在下に、好ましくは溶剤類(例えば、トルエン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、n−ヘプタン等)の存在下に、好ましくは70〜150℃の温度で(メタ)アクリル酸と反応させることによりo−フェニルフェノールポリエトキシアクリレートが得られる。(メタ)アクリル酸の使用割合は、p−フェニルフェノールとエチレンオキサイドとの反応物1モルに対して1〜5モル、好ましくは1.05〜2モルである。エステル化触媒は使用する(メタ)アクリル酸に対して0.1〜15モル%、好ましくは1〜6モル%である。
本発明の樹脂組成物中の各成分の使用割合は、所望の屈折率やガラス転移温度や粘度や密着性等を考慮して決められるが、成分(A)+成分(C)を100重量部とした場合に、成分(A)の使用割合は通常1〜70重量部であり、好ましくは5〜60重量部である。成分(B)は成分(A)+成分(C)の総量100重量部に対して、0.1〜10重量部使用することが好ましく、特に好ましくは0.3〜5重量部である。
本発明の樹脂組成物には、前記成分以外に取り扱い時の利便性等を改善するために、離型剤、消泡剤、レベリング剤、光安定剤、酸化防止剤、重合禁止剤、帯電防止剤等を状況に応じて併用して含有することができる。更に、必要に応じて、アクリルポリマー、ポリエステルエラストマー、ウレタンポリマー及びニトリルゴム等のポリマー類も添加することができる。
本発明の樹脂組成物は、各成分を常法に従い混合溶解することにより調製することができる。例えば、撹拌装置、温度計のついた丸底フラスコに各成分を仕込み、40〜80℃にて0.5〜6時間撹拌することにより得ることができる。
このようにして得られた樹脂組成物は、例えば皮膜形成用材料、プリント(配線回路)基板製造の際のソルダーマスク、メッキレジスト、接着剤、レンズ、ディスプレー、光ファイバー、光導波路、ホログラム等や、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ、マイクロレンズ等の光学レンズシート類に使用することが出来る。
本発明の樹脂組成物をフレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ、マイクロレンズ等の光学レンズシート類に使用する場合は、それらを製造するに適した粘度として、E型粘度計TV−200(東機産業)を用いて測定した粘度が25℃で7000mPa・s以下である組成物が好ましい。
常法に従い、本発明の樹脂組成物に紫外線を照射することにより硬化して得ることができる硬化物も本発明に含まれる。該硬化物は本発明の樹脂組成物を、例えば、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ等の形状を有するスタンパー上に、好ましくは無溶剤で塗布し、該樹脂組成物の層を設け、その層の上に硬質透明基板であるバックシート(例えば、ポリメタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、又はこれらポリマーのブレンド品等からなる基板あるいはフィルム)を接着させ、次いで該硬質透明基板側から高圧水銀灯等により紫外線を照射して該樹脂組成物を硬化させた後、該スタンパーから硬化物を剥離して得られる。又、これらの応用として連続式での加工により行うこともできる。
この様にして屈折率(25℃)が1.55以上で離型性、型再現性、密着性、耐光性に優れたフレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ、マイクロレンズ等の光学レンズシートを得ることができ、これらも本発明に含まれる。なお、屈折率はアッベ屈折率計(型番:DR−M2、(株)アタゴ製)等で測定することができる。
本発明の樹脂組成物は、硬化収縮が少なく、さらに本発明の硬化物は硬度が高く、耐擦傷性、密着性に優れるため、屈折率又は透明性の高さが要求されるような各種コーティング剤、接着剤等としても有用である。
次に、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
合成例1 アルコール化合物(a)の合成
窒素雰囲気下、攪拌装置及び還流脱水装置をつけた2Lフラスコ中に上記一般式(2)においてR1〜R8=水素原子である化合物(DOQ−O 三光株式会社製 分子量:338.1)を67.6g(0.2mol)、キシレンを600ml、ジメチルアセトアミドを60ml、プロピレンカーボネート(分子量:102.09)を71.5g(0.70mol)を仕込み、攪拌下100〜120℃で無水炭酸カリウム粉末8gを添加し、5時間そのまま反応させた。反応混合物を冷却しキシレンを200ml追加し、水100mlで3回洗浄し、有機相を濃縮して、得られた固形物をキシレンで再結晶して上記一般式(1)においてR1〜R8=水素原子、Ak=プロピル基、m=n=1である白色結晶のアルコール化合物(a)を74.8g得た。
実施例1 化合物(A)の合成
攪拌装置、還流管をつけた1Lフラスコ中に、希釈剤として、トルエンを600ml、合成例1で得られたアルコール化合物(a)を27.3g(0.06mol)、熱重合禁止剤として、2,6−ジ第三ブチル−p−クレゾールを0.08g及び反応触媒として、ジブチル錫ジラウレートを0.06g仕込み、攪拌混合し25℃とした。次いで、(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物(b)として、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工(株)製:カレンズMOI)を18.6g(0.12mol)仕込み、80℃の温度で24時間反応させNCO(%)を測定したところ0.00%であった。
次いで、この溶液を水100gで3回洗浄し、有機相を減圧濃縮して、白色結晶状の化合物(A)を44.3g得た。プロトンNMRを測定したところ以下のようなピークであった。また屈折率を測定したところ、その屈折率は1.582であった。(ジメチルスルホキシドに溶解し、その屈折率を3点測定し、計算した。測定装置:多波長アッベ屈折計DR−M2 株式会社アタゴ製、測定波長:589nm(D線))
1H−NMR
1.26ppm=6H、1.94ppm=6H、3.20−3.60ppm=4H、4.01ppm=4H、4.23ppm=4H、4.87ppm=2H、5.10ppm=2H、5.58ppm=2H、6.11ppm=2H、7.00−7.60ppm=16H
比較例1 化合物(H)の合成
窒素雰囲気下、攪拌装置及び還流脱水装置をつけた2Lフラスコ中に上記一般式(2)においてR1〜R8=水素原子である化合物(DOQ−O 三光株式会社製 分子量:338.1)を67.6g(0.2mol)、トルエンを600ml、エチレンカーボネート(分子量:88.06)を61.6g(0.70mol)を仕込み、攪拌下90〜110℃で無水炭酸カリウム粉末8gを添加し、5時間そのまま反応させた。反応混合物を冷却し、析出物を濾別、水及びメタノールで洗浄し、75℃で乾燥して上記一般式(1)においてR1〜R8=水素原子、Ak=エチル基、m=n=1である白色結晶の化合物(分子量:426.5)を71.0g得た。
次いで、還流冷却器、攪拌機、温度計、温度調節装置、および水分離機を備えた反応器に得られた前記化合物を42.7g(0.10mol)、アクリル酸(分子量:72.06)を17.3g(0.20mol)、パラトルエンスルホン酸・一水和物を0.35g、ハイドロキノンを0.14g、トルエンを60g仕込み、反応温度を100℃〜115℃で生成水を溶媒と共沸留去しながら反応させ、生成水が3.6mlに達したところで反応の終点とした。反応混合物をトルエン100gに溶解し、25%苛性ソーダ水溶液で中和した後、15%食塩水20gで3回洗浄した。溶媒を減圧留去して褐色樹脂状の前記一般式(2)においてR1〜R8=水素原子である化合物のエチレンオキサイドアクリレート化合物(H)を51.6g得た。この樹脂の25℃における屈折率を測定したところ、1.614であった。
実施例2〜4、比較例2〜3
実施例1で合成した化合物(A)及び比較例1で得られた化合物(H)を表1に示す組成で配合した感光性樹脂組成物をバーコーター(No.20)を用いて易接着処理ポリエステルフィルム(東洋紡(株)製:A−4300、膜厚188μm)に塗布し、80℃の乾燥炉中に1分間放置後、空気雰囲気下で120W/cm2の高圧水銀灯を用い、ランプ高さ10cmの距離から5m/分の搬送速度で紫外線を照射し、硬化皮膜(10〜15μm)を有するフィルムを得た。
表1
配合量(g)
実施例 比較例
2 3 4 2 3
(A) 5 5 10
(H) 5 5
HDDA *1 10 10 10 10 10
DPHA *2 35 30 35
PET−30 *3 35 35
Irg.184 *4 3 3 3 3 3
MEK *5 50 50 50 50 50
*1:HDDA:1,6−ヘキサンジオールジアクリレート
*2:DPHA:日本化薬(株)製、KAYARAD DPHA(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート/ジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物)
*3:PET−30:日本化薬(株)製、KAYARAD PET−30(ペンタエリスリトールトリアクリレート/ペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物)
*4:Irg.184(イルガキュアー184):チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)
*5:MEK:2−ブタノン
試験例
実施例2〜4又は比較例2〜3で得られたフィルムにつき、下記項目を評価しその結果を表2に示した。
(鉛筆硬度)
JIS K 5400に従い、鉛筆引っかきを用いて、塗工フィルムの鉛筆硬度を測定した。即ち、測定する硬化皮膜を有するポリエステルフィルム上に、鉛筆を45度の角度で、上から1kgの荷重を掛け5mm程度引っかき、傷の付き具合を確認した。5回測定を行い、傷なしの回数を数える。
評価 5/5:5回中5回とも傷なし
0/5:5回中全て傷発生
(耐擦傷試験)
スチールウール#0000上で200g/cm2の荷重を掛け10往復させ、傷の状況を目視で判断した。
評価 5:傷の発生が全く観察されなかった
評価 4:1〜5本の傷の発生が観察された
評価 3:6〜50本の傷の発生が観察された
評価 2:51〜100本の傷の発生が観察された
評価 1:塗膜剥離が観察された
(密着性)
JIS K 5400に従い、フィルムの表面に1mm間隔で縦、横11本の切れ目を入れて100個の碁盤目を作る。セロハンテープをその表面に密着させた後一気に剥がした時に剥離せず残存したマス目の個数を表示した。
(カール)
測定する硬化皮膜を有するポリエステルフィルムを5cm×5cmにカットし、80℃の乾燥炉に1時間放置した後、室温まで戻した。水平な台上で浮き上がった4辺それぞれの高さを測定し、平均値を測定値(単位:mm)とした。この時、基材自身のカールは0mmであった。
(外観)
表面のクラック、白化、曇り等の状態を目視にて判断した。
評価 ○:良好
△:微少クラック発生
×:著しいクラック発生
表2 評価結果
鉛筆硬度1H 擦傷性 密着性 カール 外観
実施例2 5/5 5 98 10 ○
実施例3 5/5 5 95 8 ○
実施例4 5/5 5 94 6 ○
比較例2 4/5 4 82 15 ○
比較例3 3/5 3 76 12 ○
以上の結果から、本発明の化合物(A)は樹脂単独で高屈折率で透明性に優れ、それを含有する本発明の樹脂組成物はカールした高さが低いことから硬化収縮が少なく、その硬化物は高い密着性を有し、十分な硬度を有するため、透明性を必要とするコーティング剤として有用である。
次に、以下の実施例に示すような組成(数値は重量部を示す)にて本発明の紫外線硬化性樹脂組成物及び硬化物を得た。又、樹脂組成物及び硬化膜についての評価方法及び評価基準は以下の通り行った。
(1)粘度:E型粘度計TV−200(東機産業(株))を用い、25℃にて測定した。
(2)離型性:硬化した樹脂を金型より離型させるときの難易
○・・・・金型からの離型が良好
△・・・・離型がやや困難あるいは離型時に剥離音がある
×・・・・離型が困難あるいは型残りがある
(3)型再現性:硬化した紫外線硬化性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
×・・・・再現性が不良
(4)密着性:基材上に樹脂組成物を膜厚約50μm程度に塗布し、次いで高圧水銀灯(80W/cm、オゾンレス)で1000mJ/cm2の照射を行い硬化させたテストピースを作製し、JIS K5600−5−6に準じて密着性評価を行った。
評価結果は0〜2を○とし、3〜5を×とした。
(5)屈折率(25℃):硬化した紫外線硬化性樹脂層の屈折率(25℃)をアッベ屈折率計(型番:DR−M2、(株)アタゴ製)で測定した。
(6)ガラス転移点温度(Tg):硬化した紫外線硬化性樹脂層のTg点を粘弾性測定システムDMS−6000(セイコー電子工業(株)製)、引っ張りモード、周波数1Hzにて測定した。
実施例5
成分(A)として実施例1で得られた化合物10部、成分(C)としてo−フェニルフェノールモノエトキシアクリレート77部、アクリロイルモルホリン13部、成分(B)として2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン3部を60℃に加温、混合し、本発明の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の粘度は200mPa・sであった。又、この樹脂組成物を硬化させた膜は着色がなく透明性が高かった。またそのの屈折率(25℃)は1.604であり、ガラス転移温度(Tg)は55℃だった。
この樹脂組成物をプリズムレンズ金型の上に膜厚が50μmになるように塗布し、その上に基材としてポリカーボネートフィルム500μm厚)を接着させ、更にその上から高圧水銀ランプで1000mJ/cm2の照射量の紫外線を照射して硬化させた後剥離して、プリズムレンズシートを得た。
評価結果
離型性:○、型再現性:○、密着性:○であった。
実施例6
実施例5で得られた樹脂組成物をレンズ金型の上に膜厚が200μmになるように塗布し、その上に基材としてメタクリル/スチレンの基材を接着させ、さらにその上から高圧水銀ランプで1000mJ/cm2の照射量の紫外線を照射して硬化させた後剥離して、フレネルレンズを得た。離型性:○、型再現性:○、密着性:○であった。
比較例4
特許文献5(特開昭63−167301)の実施例1に従い、アロニックスM−315(トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート)を70部、テトラヒドロフルフリルアクリレート30部、光重合開始剤として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3部を60℃に加温、混合し、比較用の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の粘度は134mPa・sであった。又、この樹脂組成物を硬化させた膜の屈折率(25℃)は1.52であった。
この結果から比較例4の組成物は本発明の組成物に比べて屈折率が低く、本発明のレンズ類の製造に不向きである。
比較例5
特許文献2(特許第3209554号)の実施例に従い、該文献の合成例1のウレタンアクリレート(ネオペンチルグリコールとアジピン酸のポリエステルジオール、エチレングリコール、トリレンジイソシアネート及び2−ヒドロキシエチルアクリレートの反応物)及び該文献合成例3の化合物(o−フェニルフェノールジエトキシアクリレート)を合成し、上記のウレタンアクリレートを30部、上記のo−フェニルフェノールジエトキシアクリレートを15部、KAYARAD R551(ビスフェノールAテトラエトキシジアクリレート)を45部、トリブロモフェニルアクリレートを10部、イルガキュアー184(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)3部を60℃に加温、混合し、比較用の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の粘度は4420mPa・sであった。又、この樹脂組成物を硬化させた膜の屈折率(25℃)は1.574であった。
この結果から比較例5の組成物は本発明の組成物に比べて粘度が高く、微細な加工やロール状のシートやフィルムの連続加工に不向きである。
比較例6
成分(A)として実施例1で得られた化合物10部のかわりに、比較例1で合成した化合物(H)を用い、その他については実施例5と同様にして比較用の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物を硬化させた膜を作製したところ着色していることが目視で確認され、透明性という点で問題であった。そのためレンズ用途としては不都合であった。
実施例5、6及び比較例4、5、6の評価結果から明らかなように、特定の組成を有する本発明の樹脂組成物は離型性、型再現性、基材への密着性に優れ、その硬化物は透明で、高屈折率でガラス転移点(Tg)が50℃以上である。そのため微細構造を有する光学レンズシート、例えば、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ、マイクロレンズ等に適している。特に微細な加工が必要な用途や連続加工が必要な工程を含む製造に適している。
本発明の化合物(A)は、透明性に優れ、高い屈折率を有し、活性エネルギー線により露光硬化することによる塗膜の形成において高い密着性を有し、かつ十分な硬度を有する硬化物を与えるものである。従って、該活性エネルギー線硬化型樹脂は、皮膜形成用材料、プリント(配線回路)基板製造の際のソルダーマスク、メッキレジスト、接着剤、レンズ、ディスプレー、光ファイバー、光導波路、ホログラム等用の一成分として適している。また本発明の化合物(A)を含有する樹脂組成物は、離型性、型再現性、密着性に優れ、その硬化物は高屈折率である。そのため特にフレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ、マイクロレンズ等の光学レンズシート類に適している。さらには、本発明の硬化物は硬度が高く、耐擦傷性、密着性に優れるため、屈折率又は透明性の高さが要求されるような各種コーティング剤、接着剤等としても有用である。

Claims (10)

  1. 下記一般式(1)
    Figure 2008247755
    (式中R1〜R8は同一又は異なっていてもよく、水素原子、C1〜C4のアルキル基、又はハロゲン原子であり、Akは炭素数1〜5の直鎖状又は分岐状アルキレン基であり、m、nは繰り返し数の平均値であり、同一又は異なっていてよく、1〜20の正数である。)のアルコール化合物(a)と(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物(b)を反応させて得られることを特徴とする化合物(A)。
  2. 一般式(1)において、R1〜R8が水素原子、Akが炭素数2〜4の直鎖状又は分岐状アルキレン基、m、nが1〜3の正数である請求項1に記載の化合物(A)。
  3. (メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物(b)が(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネート化合物である請求項1又は請求項2に記載の化合物(A)。
  4. (メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物(b)が2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートである請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の化合物(A)。
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の化合物(A)及び光重合開始剤(B)を含むことを特徴とする活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
  6. 化合物(A)及び光重合開始剤(B)と、化合物(A)以外の(メタ)アクリレート(C)を含む請求項5に記載の樹脂組成物。
  7. 化合物(A)以外の(メタ)アクリレート(C)がo−フェニルフェノールポリエトキシ(メタ)アクリレートである請求項5又は6に記載の樹脂組成物。
  8. 光学レンズシート用である請求項5ないし7のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
  9. 請求項5ないし8のいずれか一項に記載の樹脂組成物を硬化して得られる膜屈折率(25℃)が1.55以上である硬化物。
  10. 光学レンズシート用である請求項9に記載の硬化物。
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