JP2010243699A - Optical article, printed matter, and method of manufacturing optical article - Google Patents

Optical article, printed matter, and method of manufacturing optical article Download PDF

Info

Publication number
JP2010243699A
JP2010243699A JP2009090965A JP2009090965A JP2010243699A JP 2010243699 A JP2010243699 A JP 2010243699A JP 2009090965 A JP2009090965 A JP 2009090965A JP 2009090965 A JP2009090965 A JP 2009090965A JP 2010243699 A JP2010243699 A JP 2010243699A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical article
curable resin
diisocyanate
radiation curable
resin composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009090965A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirotaku Kobayashi
裕卓 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP2009090965A priority Critical patent/JP2010243699A/en
Publication of JP2010243699A publication Critical patent/JP2010243699A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve heat resistance and durability of an optical article having a fine irregular pattern having a light diffraction function formed therein. <P>SOLUTION: The optical article is formed of a cured product of a radiation curable resin composition essentially comprising a urethane resin, and has a fine irregular pattern having a light-diffracting function formed on the surface. The urethane resin used has a number average molecular weight of 6,000 to 10,000, average 6 or more functional groups that are activated by irradiation with radiation per one molecule, and contains at least one isocyanate group in one molecule. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、耐熱性、耐久性を有する光学物品に関するものである。光学物品としては、光回折機能を有する回折格子やホログラムが好適なものとして例示できる。また、本発明は、これに関連して、この光学物品を固定した印刷物に関する。印刷物としては、例えば、その真贋を区別する必要のある印刷物(例えば、紙幣)が例示できる。また、これに加えて、本発明は、前記光学物品の製造方法に関する。   The present invention relates to an optical article having heat resistance and durability. Examples of suitable optical articles include diffraction gratings and holograms having a light diffraction function. In addition, the present invention relates to a printed matter on which the optical article is fixed. As a printed matter, for example, a printed matter (for example, banknote) that needs to be distinguished from its authenticity can be exemplified. In addition to this, the present invention relates to a method for producing the optical article.

その表面に光回折機能を有する微細な凹凸を形成した物品は、通常の印刷物とは異なる視覚効果を発揮する。この光学物品によれば、例えば、観察条件に応じて変化する像を表示させることや、立体像を表示させることができる。また、微細凹凸パターンが表現する虹色に輝く分光色は、通常の印刷技術では表現することができない。そのため、表面に微細凹凸パターンを形成した光学物品は、偽造防止対策が必要な物品に広く用いられている。   An article having fine irregularities having a light diffraction function on its surface exhibits a visual effect different from that of a normal printed matter. According to this optical article, for example, it is possible to display an image that changes according to the observation conditions, or to display a stereoscopic image. Further, the spectral color shining in rainbow colors expressed by the fine concavo-convex pattern cannot be expressed by a normal printing technique. For this reason, optical articles having a fine uneven pattern formed on the surface are widely used for articles that require anti-counterfeiting measures.

このような光学物品を製造する方法としては、一般に、対応する凹凸パターンを形成した金属版を作成し、この金属版を母型として複製して製造する方法が用いられている。具体的には、次のような方法が知られている。   As a method for producing such an optical article, a method is generally used in which a metal plate having a corresponding concavo-convex pattern is prepared and the metal plate is duplicated and produced as a matrix. Specifically, the following method is known.

(1)プレス法
加熱された母型を用いて熱可塑性樹脂を押圧し、その表面に凹凸を複製する方法である。しかし、プレス法は熱可塑性樹脂を用いているため、成型物の耐熱性は一般的に低い。また、角のある形状の凹凸形状の場合、この角が正確に複製されず、丸みを帯びてしまうことが多い。
(1) Pressing method In this method, a thermoplastic resin is pressed using a heated matrix and the irregularities are replicated on the surface. However, since the press method uses a thermoplastic resin, the heat resistance of the molded product is generally low. In addition, in the case of a concavo-convex shape with a corner, the corner is often not accurately replicated and is often rounded.

(2)キャスティング法
溶融軟化した熱可塑性樹脂を、母型の凹凸形成面に塗布または注入し、前記樹脂を固化させて成型物を作製する方法である。しかし、キャスティング法は局所的な温度偏りが存在し、成形品に歪みやカールが起こりやすい。また、熱可塑性樹脂を用いているため、成型物の耐熱性は低い。
(2) Casting method In this method, a melted and softened thermoplastic resin is applied or injected onto the concave / convex forming surface of the matrix, and the resin is solidified to produce a molded product. However, the casting method has local temperature deviation, and the molded product is likely to be distorted or curled. Moreover, since the thermoplastic resin is used, the heat resistance of the molded product is low.

(3)光硬化性樹脂法
プレス法やキャスティング法のような熱可塑性樹脂ではなく、光や電子線等に代表される電離放射線の照射によって硬化するタイプの樹脂を使用し、成型物を作製する方法である。例えば、液状の紫外線硬化型樹脂組成物を成形型内に注入した後、紫外線を照射し、該樹脂組成物を硬化させることにより樹脂成形物を成形する(2P法)。液状の紫外線硬化型樹脂組成物を母型の細かな形状も再現できる。しかし、液状であるので母型の歪みや母型の継ぎ目など転写してほしくない大きな凹凸欠陥まで転写され、微視的な品質は良好であるが、マクロでみると不良な場合が多い。また、未硬化樹脂が液状であることで、取り扱いが難しいことに加え、泡などで酸素阻害による未硬化部が残っていたりすると後工程でブロッキングやコンタミの原因となる。このような問題を解決する方法として、常温で固体状若しくは高粘度状の光硬化性樹脂を使用して成形する方法が提案されている(例えば特許文献1,2)。
(3) Photo-curable resin method A molded product is produced using a resin that is cured by irradiation with ionizing radiation typified by light or an electron beam, instead of a thermoplastic resin such as a pressing method or a casting method. Is the method. For example, after injecting a liquid ultraviolet curable resin composition into a mold, the resin composition is molded by irradiating ultraviolet rays and curing the resin composition (2P method). The fine shape of the matrix can be reproduced from the liquid UV-curable resin composition. However, since it is liquid, large irregularities that are not desired to be transferred, such as the distortion of the mother mold and the seam of the mother mold, are transferred, and the microscopic quality is good, but it is often poor when viewed macroscopically. In addition, since the uncured resin is liquid, handling is difficult, and if uncured portions due to oxygen inhibition remain due to bubbles or the like, blocking or contamination may be caused in a subsequent process. As a method for solving such a problem, a method of molding using a photocurable resin that is solid or highly viscous at room temperature has been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2).

特公平6−85103号公報Japanese Examined Patent Publication No. 6-85103 特開2000−63459号公報JP 2000-63459 A

ところで、このように製造された光学物品には、その用途に応じて、光学部品としての強度、硬度、耐熱性、耐久性(耐摩耗性、耐擦傷性、耐薬品性、耐水性等)、基材に対する密着性、さらには、基材の屈曲性や伸縮に対する追随性等が要求される。   By the way, the optical article manufactured in this way has strength, hardness, heat resistance, durability (abrasion resistance, scratch resistance, chemical resistance, water resistance, etc.) as an optical component, depending on its use. Adhesiveness to the substrate, and further, flexibility of the substrate and followability to expansion and contraction are required.

例えば、このような光学物品は、その光回折機能に基づく特異な光学性能のため、物品やその包装に添付して、その物品の真正を証明する証明手段として用いられることがある。このような物品として代表的なものに、クレジットカードなどのカードがある。また、近年では、紙幣にこの光学物品が固定されて用いられることがある。固定の方法にはさまざまなものが用いられているが、例えば、接着剤を使用して紙幣表面に接着して固定する方法がある。また、光学物品を細い短冊状に加工して、この短冊状光学物品を、紙幣の紙基材に漉き込んで固定することもある。   For example, such an optical article may be used as a proof means for certifying the authenticity of an article attached to the article or its packaging because of its unique optical performance based on its light diffraction function. A typical example of such an article is a card such as a credit card. In recent years, the optical article is sometimes used while being fixed to a bill. Various fixing methods are used. For example, there is a method of bonding and fixing to the banknote surface using an adhesive. Moreover, an optical article may be processed into a thin strip shape, and this strip-shaped optical article may be inserted into a paper base of a bill and fixed.

これらのいずれの場合にも、これら物品が長期間にわたって使用されるものであることから、その光学的性能と共に、高い耐久性を要求される。   In any of these cases, since these articles are used over a long period of time, high durability is required along with their optical performance.

例えば、紙幣に利用される前記光学物品の場合、160℃程度の温度で加熱処理される場合(アイロンに接触)や、熱と圧力が同時に加わる環境の下でも、光硬化性樹脂組成物を硬化させて形成した微細凹凸パターンが変形又は消失しないことが求められる。   For example, in the case of the optical article used for banknotes, the photocurable resin composition is cured even when heat-treated at a temperature of about 160 ° C. (contact with an iron) or in an environment where heat and pressure are applied simultaneously. It is required that the fine concavo-convex pattern thus formed does not deform or disappear.

また、耐久性に関しては、例えば、カードに利用される前記光学物品の場合、例えば外部からの衝撃により負荷が掛かる場合や、表面に付着した汚れをアルコールやアセトン等の有機溶剤で擦り取る場合や、カードを高温高湿度下に放置したり、或いは水につけたりする場合が想定される。従って、前記光学物品の表面の微細な凹凸パターンには、摩耗し易い環境の下で摩擦等の機械的外力が加わったとしても傷ついたり或いは削れたりしないような耐摩耗性又は耐擦傷性が求められ、また、有機溶剤によって溶出しない耐薬品性、及び、水分の影響で変形しない耐水性等耐久性が求められる。   As for durability, for example, in the case of the optical article used for a card, for example, when a load is applied due to an impact from the outside, or when dirt adhered to the surface is scraped with an organic solvent such as alcohol or acetone, It is assumed that the card is left under high temperature and high humidity or is put on water. Therefore, the fine uneven pattern on the surface of the optical article is required to have wear resistance or scratch resistance so that it is not damaged or scraped even if mechanical external force such as friction is applied in an environment where it is easily worn. In addition, chemical resistance that does not elute by an organic solvent and durability such as water resistance that does not deform due to the influence of moisture are required.

前記特許文献1及び2に記載の技術によれば、凹凸パターンの複製に際して、その正確な複製が可能となる点で製品として求められる諸物性を、ある程度満足し得るものである。しかし、これらの技術によっても、前記耐久性を満足することはできなかった。   According to the techniques described in Patent Documents 1 and 2, the physical properties required as a product can be satisfied to some extent when the concave / convex pattern is replicated. However, even with these techniques, the durability could not be satisfied.

そこで、本発明は、耐熱性、耐久性に優れた前記光学物品を提供することを目的とするものである。   Therefore, an object of the present invention is to provide the optical article excellent in heat resistance and durability.

すなわち、請求項1に係る発明は、ウレタン樹脂を主成分とする放射線硬化性樹脂組成物の硬化物から構成され、その表面に光回折機能を有する微細凹凸パターンが形成されている光学物品において、
前記ウレタン樹脂が、数平均分子量が6千〜1万であり、放射線の照射によって活性化する官能基を1分子当たりの平均で6以上有し、かつ1分子中に少なくとも1つ以上のイソシアネート基を含有するウレタン樹脂であることを特徴とする光学物品である。
That is, the invention according to claim 1 is composed of a cured product of a radiation curable resin composition mainly composed of a urethane resin, and an optical article in which a fine uneven pattern having a light diffraction function is formed on the surface thereof.
The urethane resin has a number average molecular weight of 6,000 to 10,000, has an average of 6 or more functional groups per molecule activated by irradiation with radiation, and at least one isocyanate group in one molecule. It is an optical article characterized by being a urethane resin containing.

後述する実施例から分かるように、この発明によれば、母型の凹凸パターンを正確に反映して優れた光学性能を発揮すると共に、耐熱性、耐傷性、耐薬品性などの耐久性に優れた光学物品が得られる。なお、数平均分子量が6千に満たない場合、耐熱性と耐薬品性に劣る結果となる。また、数平均分子量が1万を超える場合、耐熱性に劣る。また、数平均
分子量が6千〜1万であっても、イソシアネート基を含有しない場合、耐熱性に劣る。なお、放射線としては、紫外線または電子線が利用できる。
As can be seen from the examples to be described later, according to the present invention, excellent optical performance is exhibited by accurately reflecting the concave / convex pattern of the matrix, and durability such as heat resistance, scratch resistance, chemical resistance, etc. is excellent. An optical article is obtained. In addition, when a number average molecular weight is less than 6,000, it results in inferior heat resistance and chemical resistance. Moreover, when a number average molecular weight exceeds 10,000, it is inferior to heat resistance. Moreover, even if a number average molecular weight is 6,000-10,000, when it does not contain an isocyanate group, it is inferior in heat resistance. As radiation, ultraviolet rays or electron beams can be used.

次に、請求項2に係る発明は、前記放射線硬化性樹脂組成物が、硬化前の状態で固体であることを特徴とする請求項1に記載の光学物品であり、母型の微細な凹凸パターンを正確に反映すると共に、母型の歪みや母型の継ぎ目など大きな凹凸欠陥の複製を抑制することができる。   Next, the invention according to claim 2 is the optical article according to claim 1, wherein the radiation curable resin composition is solid in a state before curing, and fine irregularities of a matrix. It is possible to accurately reflect the pattern, and to suppress duplication of large uneven defects such as matrix distortion and matrix seam.

次に、請求項3に係る発明は、前記放射線硬化性樹脂組成物が離型剤を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学物品であり、母型からの離型性を向上させて、母型の耐刷性を向上させることができる。   Next, the invention according to claim 3 is the optical article according to claim 1 or 2, wherein the radiation curable resin composition contains a release agent, and the release property from the matrix. And the printing durability of the matrix can be improved.

また、請求項4に係る発明は、前記離型剤が反応性であることを特徴とする請求項3に記載の光学物品であり、この反応性の離型剤は樹脂層の硬化とともに樹脂に反応して結合するので、後に凹凸パターンが形成された樹脂層の表面にブリードアウトすることがない。また、凹凸パターンの複製の際にも、母型の微細な凹凸パターンが損なわれることが無いため、耐刷性を一層向上させることができる。   The invention according to claim 4 is the optical article according to claim 3, wherein the release agent is reactive, and the reactive release agent is applied to the resin along with the curing of the resin layer. Since it reacts and couple | bonds, it does not bleed out on the surface of the resin layer in which the uneven | corrugated pattern was formed later. Further, when the concave / convex pattern is duplicated, the fine concave / convex pattern of the matrix is not damaged, so that the printing durability can be further improved.

次に、請求項5に係る発明は、前記光学物品を備える印刷物に関するもので、印刷物本体と、この印刷物に固定された光学物品とで構成された印刷物において、
前記光学物品が請求項1〜5のいずれかに記載の光学物品であることを特徴とする印刷物である。
Next, the invention according to claim 5 relates to a printed matter including the optical article, and in a printed matter composed of a printed matter main body and an optical article fixed to the printed matter,
The optical article is an optical article according to any one of claims 1 to 5, and is a printed matter.

また、請求項5に係る発明は、前記光学物品を製造する方法に関するもので、ウレタン樹脂を主成分とする放射線硬化性樹脂組成物を基材に塗布し、乾燥して放射線硬化性樹脂層を形成し、該放射線硬化性樹脂層の表面をエンボス加工すると共に、該樹脂層に露光して樹脂を硬化させる光学物品の製造方法において、
前記ウレタン樹脂が、数平均分子量が6千〜1万であり、放射線の照射によって活性化する官能基を1分子当たりの平均で6以上有し、かつ1分子中に少なくとも1つ以上のイソシアネート基を含有するウレタン樹脂であることを特徴とする光学物品の製造方法である。
The invention according to claim 5 relates to a method for producing the optical article, wherein a radiation curable resin composition mainly composed of a urethane resin is applied to a substrate and dried to form a radiation curable resin layer. Forming and embossing the surface of the radiation curable resin layer, and exposing the resin layer to cure the resin,
The urethane resin has a number average molecular weight of 6,000 to 10,000, has an average of 6 or more functional groups per molecule activated by irradiation with radiation, and at least one isocyanate group in one molecule. A method for producing an optical article, which is a urethane resin containing

本発明によれば、母型の凹凸パターンを正確に反映して優れた光学性能を発揮すると共に、耐熱性、耐傷性、耐薬品性などの耐久性に優れた光学物品が得られるという効果を奏する。   According to the present invention, an optical article excellent in durability such as heat resistance, scratch resistance, chemical resistance and the like can be obtained while exhibiting excellent optical performance by accurately reflecting the uneven pattern of the matrix. Play.

本発明に係る光学物品は、ウレタン樹脂を主成分とする放射線硬化性樹脂組成物の硬化物から構成され、その表面に光回折機能を有する微細凹凸パターンが形成されているものである。   The optical article according to the present invention is composed of a cured product of a radiation curable resin composition containing a urethane resin as a main component, and a fine uneven pattern having a light diffraction function is formed on the surface thereof.

前記ウレタン樹脂は、2以上のイソシアネート基を有する有機イソシアネートと、このイソシアネート基と反応する置換基を有する化合物とを反応させて製造することができる。なお、この化合物は、前記置換基と共に、放射線の照射によって活性化する官能基を有することが必要である。ここで、放射線としては、紫外線または電子線が例示できる。   The urethane resin can be produced by reacting an organic isocyanate having two or more isocyanate groups with a compound having a substituent that reacts with the isocyanate groups. In addition, this compound needs to have a functional group that is activated by irradiation with radiation together with the substituent. Here, examples of the radiation include ultraviolet rays and electron beams.

放射線の照射によって活性化する官能基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基のようなビニル基が例示できる。このようなビニル基は、放射線照射によりラジカル重合反応性を示す。また、この官能基の量は、ウレタン樹脂を合成した際にそのウレタン樹脂1分子当たりの平均で6以上有する量である必要がある。   Examples of functional groups activated by irradiation with radiation include vinyl groups such as acryloyl groups, methacryloyl groups, and allyl groups. Such a vinyl group exhibits radical polymerization reactivity upon irradiation. Further, the amount of the functional group needs to be an amount having an average of 6 or more per molecule of the urethane resin when the urethane resin is synthesized.

イソシアネート基と反応する置換基を有する前記化合物としては、例えば、(メタ)アクリル化合物が例示できる。例えば、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類、水酸基含有アクリレート、酸性官能基を含有するアクリル系化合物、アルキルアクリレート、アルコキシアルコキシアルキルアクリレート、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、アクリロニトリル、ジメチルアクリルアミドなどが挙げられる。また、前記ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類のε−カプロラクトン縮合物を使用することもできる。   Examples of the compound having a substituent that reacts with an isocyanate group include (meth) acrylic compounds. For example, hydroxyalkyl (meth) acrylates, hydroxyl group-containing acrylates, acrylic compounds containing acidic functional groups, alkyl acrylates, alkoxyalkoxyalkyl acrylates, dialkylaminoalkyl (meth) acrylates, dialkylaminoalkyl (meth) acrylates, acrylonitrile, Examples include dimethylacrylamide. Moreover, the epsilon-caprolactone condensate of the said hydroxyalkyl (meth) acrylates can also be used.

ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、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)アクリレートなどが例示できる。   Examples of hydroxyalkyl (meth) acrylates include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, and the like.

また、水酸基含有アクリレートとしては、例えば、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、2−ヒドロキシフェノキシプロピル(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ペンタ(メタ)アクリレートなどが例示できる。   Examples of the hydroxyl group-containing acrylate include polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, 2-hydroxyphenoxypropyl (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, and dipentaerythritol penta (meth). ) Acrylate and the like.

また、酸性官能基を含有するアクリル系化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸等が例示できる。   Moreover, as an acryl-type compound containing an acidic functional group, (meth) acrylic acid etc. can be illustrated, for example.

また、アルキルアクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等が例示できる。   Examples of the alkyl acrylate include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and butyl (meth) acrylate.

また、アルコキシアルコキシアルキルアクリレートとしては、例えば、エトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキルアクリレート;2−メトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート等が例示できる。   Examples of the alkoxyalkoxyalkyl acrylate include alkoxyalkyl acrylates such as ethoxyethyl (meth) acrylate; 2-methoxyethoxyethyl (meth) acrylate and the like.

また、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート等が例示できる。   Moreover, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate etc. can be illustrated.

また、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が例示できる。   Examples of the dialkylaminoalkyl (meth) acrylate include N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate and N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate.

また、このほか、イソシアネート基と反応する置換基を有する前記化合物として、1,5−ペンタンジオールと1,6−ヘキサンジオールとのポリカーボネートジオールも使用できる。この化合物は、旭化成ケミカルズ社から、商品名「PCDLT−5652」として市販されている。   In addition, polycarbonate diol of 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol can also be used as the compound having a substituent that reacts with an isocyanate group. This compound is commercially available from Asahi Kasei Chemicals Corporation under the trade name “PCDLT-5562”.

また、前記有機イソシアネートしては、例えば、脂肪族系ジイソシアネート化合物、脂環族系ジイソシアネート化合物、芳香族系ジイソシアネート化合物などのジイソシアネート化合物が好ましく使用できる。具体的には、トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、キシ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、リジンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサン−2,4(又は2,6)−ジイソシアネート、1,3−(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、フェニルジイソシアネート、ハロゲン化フェニルジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、ブチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、オクタデシレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート重合体、ジフェニルメタンジイソシアネートの重合体、ヘキサメチレンジイソシアネートの重合体、3−フェニル−2−エチレンジイソシアネート、クメン−2,4−ジイソシアネート、4−メトキシ−1,3−フェニレンジイソシアネート、4−エトキシ−1,3−フェニレンジイソシアネート、2,4’−ジイソシアネートジフェニルエーテル、5,6−ジメチル−1,3−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジイソシアネートジフェニルエーテル、ベンジジンジイゾシアネート、9,10−アンスラセンジイソシアネート、4,4’−ジイソシアネートベンジル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアネートジフェニルメタン、2,6−ジメチル−4,4’−ジイソシアネートジフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジイソシアネートジフェニル、1,4−アンスラセンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、2,4,6−トリレントリイソシアネート、2,4,4’−トリイソシアネートジフェニルエーテル、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,10−デカメチレンジイソシアネート、1,3−シクロヘキシレンジイソシアネート、4,4’−メチレン−ビス(シクロヘキシルイソシアネート)などを挙げることができる。   Moreover, as said organic isocyanate, diisocyanate compounds, such as an aliphatic diisocyanate compound, an alicyclic diisocyanate compound, an aromatic diisocyanate compound, can be used preferably, for example. Specifically, tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, xylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 4,4′-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), methylcyclohexane-2,4 (or 2,6) -diisocyanate, 1,3- (isocyanatomethyl) cyclohexane, isophorone diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, dianisidine diisocyanate, phenyl diisocyanate, halogenated phenyl diisocyanate, methylene diisocyanate, ethylene diisocyanate, butylene diisocyanate, Propylene diisocyanate, octadecile Diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, polymethylene polyphenylene diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, naphthalene diisocyanate, tolylene diisocyanate polymer, polymer of diphenylmethane diisocyanate, polymer of hexamethylene diisocyanate, 3-phenyl-2-ethylene diisocyanate , Cumene-2,4-diisocyanate, 4-methoxy-1,3-phenylene diisocyanate, 4-ethoxy-1,3-phenylene diisocyanate, 2,4′-diisocyanate diphenyl ether, 5,6-dimethyl-1,3-phenylene Diisocyanate, 4,4'-diisocyanate diphenyl ether, benzidine diisocyanate, 9,10-anthracene diisocyanate 4,4'-diisocyanate benzyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanate diphenylmethane, 2,6-dimethyl-4,4'-diisocyanate diphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4 ' -Diisocyanate diphenyl, 1,4-anthracene diisocyanate, phenylene diisocyanate, 2,4,6-tolylene triisocyanate, 2,4,4'-triisocyanate diphenyl ether, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexa Examples include methylene diisocyanate, 1,10-decamethylene diisocyanate, 1,3-cyclohexylene diisocyanate, and 4,4′-methylene-bis (cyclohexyl isocyanate).

また、前記有機イソシアネートして、トリフェニルメタン−4,4’,4”−トリイソシアネート、1,3,5−トリイソシアナトベンゼン、2,4,6−トリイソシアナトトルエン、4,4’−ジメチルジフェニルメタン−2,2’,5,5’−テトライソシアネートなどの3個以上のイソシアネ−ト基を有するポリイソシアネート化合物;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、ポリアルキレングリコール、トリメチロ−ルプロパン、ヘキサントリオ−ルなどのポリオールの水酸基に対してイソシアネート基が過剰量となる量のポリイソシアネート化合物を反応させてなる付加物;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、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、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)などのビューレットタイプ付加物、イソシアヌル環タイプ付加物なども使用できる。1種の化合物を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   The organic isocyanate may be triphenylmethane-4,4 ′, 4 ″ -triisocyanate, 1,3,5-triisocyanatobenzene, 2,4,6-triisocyanatotoluene, 4,4′- Polyisocyanate compounds having three or more isocyanate groups such as dimethyldiphenylmethane-2,2 ′, 5,5′-tetraisocyanate; ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butylene glycol, polyalkylene glycol, trimethylo- Adducts obtained by reacting an excess amount of polyisocyanate compounds with hydroxyl groups of polyols such as rupropane and hexanetriol; hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate , 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-methylenebis (cyclohexyl isocyanate) and other burette type adducts, isocyanuric ring type adducts, etc. Even if one compound is used alone. Two or more kinds may be used in combination.

次に、これら両者は、有機溶媒に溶解し、加熱することで反応させることができる。反応温度は、20〜250℃でよく、50〜150℃の範囲が好ましい。有機溶媒としては、例えば、炭化水素系、ケトン系、エーテル系、エステル系などの各種溶媒を使用できる。また、反応時には、必要に応じてイソシアネート基と水酸基との反応触媒を添加することができ、このような反応触媒としては、オレイン酸鉛、テトラブチルスズ、三塩化アンチモン、トリフェニルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸ジルコニウム、ジブチルスズジラウレート、テトラ−n−ブチル−1,3−ジアセチルオキシジスタノキサン、1,4−ジアザ[2,2,2]ビシクロオクタン、N−エチルモルホリンなどを挙げることができる。   Next, both of these can be dissolved in an organic solvent and reacted by heating. The reaction temperature may be 20 to 250 ° C, and is preferably in the range of 50 to 150 ° C. As the organic solvent, for example, various solvents such as hydrocarbon, ketone, ether and ester can be used. Further, during the reaction, a reaction catalyst of an isocyanate group and a hydroxyl group can be added as necessary. Examples of such a reaction catalyst include lead oleate, tetrabutyltin, antimony trichloride, triphenylaluminum, and trioctylaluminum. , Zinc naphthenate, zirconium naphthenate, dibutyltin dilaurate, tetra-n-butyl-1,3-diacetyloxydistanoxane, 1,4-diaza [2,2,2] bicyclooctane, N-ethylmorpholine, etc. be able to.

また、その反応時間によって、得られるウレタン樹脂の数平均分子量と、このウレタン樹脂1分子あたりのイソシアネート基の含有量を制御することができる。すなわち、本発明に適用できるウレタン樹脂の数平均分子量は6千〜1万である必要があり、また、1分子中に少なくとも1つ以上のイソシアネート基を含有する必要がある。反応時間は10分間〜24時間であるが、イソシアネート基と反応する置換基を有する前記化合物や有機イソシアネートの具体的材質や混合比に応じて反応時間を選択する必要がある。   Moreover, the number average molecular weight of the urethane resin obtained and the content of isocyanate groups per molecule of the urethane resin can be controlled by the reaction time. That is, the number average molecular weight of the urethane resin applicable to the present invention needs to be 6,000 to 10,000, and it is necessary to contain at least one isocyanate group in one molecule. Although reaction time is 10 minutes-24 hours, it is necessary to select reaction time according to the specific material and mixing ratio of the said compound and organic isocyanate which have a substituent which reacts with an isocyanate group.

イソシアネート基と反応する置換基を有する前記化合物と有機イソシアネートとの混合比は、反応化合物の総使用量(総仕込み量)に対する有機イソシアネートの量の割合で表
すと、30〜60モル%含有することが好ましい。また、イソシアネート基と反応する置換基を有する前記化合物も同様である。イソシアネート基と反応する置換基を有する前記化合物少なすぎる場合には、最終的に放射線硬化性樹脂に導入される放射線反応性官能基の量が少なくなるために架橋密度が不充分となり易く、さらには放射線反応性官能基の導入に伴い形成されるウレタン結合構造の量も少なくなるため、当該放射線硬化性樹脂は硬化前の熱可塑性及び硬化後の柔軟性が不充分となり易い。
The mixing ratio of the compound having a substituent that reacts with an isocyanate group and the organic isocyanate is 30 to 60 mol% in terms of the ratio of the amount of the organic isocyanate to the total amount of the reaction compound used (total amount charged). Is preferred. The same applies to the compound having a substituent that reacts with an isocyanate group. If the amount of the compound having a substituent that reacts with an isocyanate group is too small, the amount of the radiation-reactive functional group that is finally introduced into the radiation-curable resin is reduced, so that the crosslinking density tends to be insufficient. Since the amount of the urethane bond structure formed with the introduction of the radiation-reactive functional group is also reduced, the radiation-curable resin tends to have insufficient thermoplasticity before curing and flexibility after curing.

こうして得られたウレタン樹脂は、イソシアネート基と反応する置換基を有する前記化合物に起因して、放射線照射により活性化する前記官能基を有するものである。   The urethane resin thus obtained has the functional group activated by radiation irradiation due to the compound having a substituent that reacts with an isocyanate group.

そして、前述のとおり、ウレタン樹脂は、放射線照射により活性化する官能基を1分子当たりの平均で6以上有する量である必要がある。なお、複数種類のウレタン樹脂を混合して使用する場合には、各ウレタン樹脂の平均分子量を用いて算出することができる。例えば、ウレタン樹脂が2種類である場合には、ウレタン樹脂の平均分子量をMa及びMbとし、その使用重量をWa及びWbとし、1分子当たりの平均官能基数をNa及びNbとすると、1分子当たりの平均官能基数Nは、式N={(Wa/Ma)・Na+(Wb/Mb)・Nb}/{(Wa/Ma)+(Wb/Mb)}により算出することができる。   And as above-mentioned, a urethane resin needs to be the quantity which has 6 or more on an average per functional group activated by radiation irradiation. In addition, when mixing and using several types of urethane resin, it can calculate using the average molecular weight of each urethane resin. For example, when there are two types of urethane resins, the average molecular weight of the urethane resin is Ma and Mb, the use weights are Wa and Wb, and the average number of functional groups per molecule is Na and Nb. The average functional group number N can be calculated by the formula N = {(Wa / Ma) · Na + (Wb / Mb) · Nb} / {(Wa / Ma) + (Wb / Mb)}.

こうして得られたウレタン樹脂に必要な添加剤を添加して主成分とする放射線硬化性樹脂組成物とし、この組成物を基材に塗布し、乾燥固化させ、その固体状の放射線硬化性樹脂組成物被膜表面に母型を重ねてその凹凸を複製した後、その未硬化塗膜面に放射線照射すると、放射線照射により活性化する前記官能基による硬化に加えて、イソシアネート基の架橋反応により硬化する。更に、その硬化物からなる微細凹凸パターン形成層は、耐熱性、耐久性(耐摩耗性、耐擦傷性、耐薬品性、耐水性等)の諸物性に優れる。また、硬化させる放射線硬化性樹脂の平均分子量が6千〜1万であり、かつ官能基が6つ以上であるため、硬化した際の架橋密度が非常に大きくなり、硬化後の諸物性を向上させる効果が高い。特に、硬化前の官能基としてイソシアネート基が含まれているから、硬化後の耐熱性を更に向上させることができる。   A radiation curable resin composition containing as a main component by adding necessary additives to the urethane resin thus obtained is applied to a substrate, dried and solidified, and the solid radiation curable resin composition is obtained. After replicating the irregularities by overlaying the matrix on the surface of the material coating, when the surface of the uncured coating is irradiated with radiation, it is cured by the crosslinking reaction of the isocyanate group in addition to curing by the functional group activated by radiation irradiation. . Furthermore, the fine concavo-convex pattern forming layer made of the cured product is excellent in various physical properties such as heat resistance and durability (abrasion resistance, scratch resistance, chemical resistance, water resistance, etc.). Moreover, since the average molecular weight of the radiation curable resin to be cured is 6,000 to 10,000 and the number of functional groups is 6 or more, the crosslink density upon curing becomes very large, and various physical properties after curing are improved. High effect. In particular, since an isocyanate group is included as a functional group before curing, the heat resistance after curing can be further improved.

例えば、耐熱性の向上によって微細凹凸パターンを高温環境下、特に熱と圧力が同時に加わるような厳しい環境下に曝した場合でも賦型形状の変形や材料の変質が起き難くなる。また、耐摩耗性及び耐擦傷性の向上によって、ホログラム等の微細凹凸パターンをクレジットカードの表面のように機械的外力に曝され易い場所に設ける場合でも摩耗や傷がつき難くなる。さらに、耐薬品性の向上によって、ホログラム等の微細凹凸パターンの表面のよごれを溶剤で拭き取る場合でも溶出し難くなる。   For example, even if the fine uneven pattern is exposed to a high temperature environment, particularly a severe environment where heat and pressure are applied simultaneously, due to the improvement in heat resistance, deformation of the shaped shape and alteration of the material are difficult to occur. In addition, by improving the wear resistance and scratch resistance, even when a fine uneven pattern such as a hologram is provided in a place that is easily exposed to a mechanical external force, such as the surface of a credit card, wear and scratches are less likely to occur. Furthermore, due to the improvement in chemical resistance, even when the surface of a fine concavo-convex pattern such as a hologram is wiped with a solvent, it becomes difficult to elute.

次に、前記放射線硬化性樹脂組成物に添加する添加剤としては、例えば、光増感剤、増感色素、離型剤、重合防止剤などが例示できる。また、必要に応じて、非反応性の樹脂、架橋剤(例えば、エポキシ樹脂など)、染料、顔料、レベリング剤、消泡剤、タレ止め剤、付着向上剤、塗面改質剤、可塑剤、含窒素化合物、促進剤、粘度調節剤、界面活性剤、シランカップリング剤等を配合することもできる。   Next, as an additive added to the said radiation-curable resin composition, a photosensitizer, a sensitizing dye, a mold release agent, a polymerization inhibitor etc. can be illustrated, for example. If necessary, non-reactive resins, crosslinking agents (for example, epoxy resins), dyes, pigments, leveling agents, antifoaming agents, anti-sagging agents, adhesion improvers, coating surface modifiers, plasticizers , Nitrogen-containing compounds, accelerators, viscosity modifiers, surfactants, silane coupling agents, and the like can also be blended.

光増感剤は、前記放射線硬化性樹脂組成物を紫外線照射によって硬化させる場合に必要なもので、電子線照射を利用する場合には不必要なものである。また、増感色素も電子線照射を利用する場合には必要がない。   The photosensitizer is necessary when the radiation curable resin composition is cured by ultraviolet irradiation, and is unnecessary when electron beam irradiation is used. A sensitizing dye is not necessary when electron beam irradiation is used.

光増感剤としては、例えば、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、ベンゾインイソブチルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、2−メチル−2−モルフォリノ(4−チオメ
チルフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン、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サイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルエトキシフォスフィンオキサイド、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、ヒドロキシベンゾフェノン、2−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−S−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロ)−S−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−4、6−ビス(トリクロロメチル)−S−トリアジン、鉄−アレン錯体、チタノセン化合物などが挙げられ、これらのうち1種以上を使用できる。光増感剤は前記ウレタン変性アクリル系樹脂100重量部当たり約0.5〜10重量部の範囲で使用することが好ましい。
Examples of the photosensitizer include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isobutyl ether, diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal, 1- Hydroxycyclohexyl-phenyl ketone, 2-methyl-2-morpholino (4-thiomethylphenyl) propan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butanone, 2,4,6 -Trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoylphenylethoxyphosphine oxide, benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, hydroxybenzophenone, 2-isopropylthioxanthone 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -S-triazine, 2-methyl-4,6-bis (trichloro)- S-triazine, 2- (4-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -S-triazine, iron-allene complex, titanocene compound and the like can be mentioned, and one or more of these can be used. The photosensitizer is preferably used in the range of about 0.5 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the urethane-modified acrylic resin.

次に、離型剤は母型からの離型を容易とするものである。母型からの離型を容易とすることにより、母型の損傷を防ぎ、その耐刷性を向上させることができる。離型剤としては従来公知の離型剤、例えば、ポリエチレンワックス、アミドワックス、テフロン(登録商標)パウダー等の固形ワックス、フッ素系の界面活性剤、リン酸エステル系の界面活性剤、シリコーン、変性シリコーン等が使用できる。   Next, the release agent facilitates release from the mother die. By facilitating release from the mother die, damage to the mother die can be prevented and its printing durability can be improved. As the release agent, conventionally known release agents such as polyethylene wax, amide wax, solid wax such as Teflon (registered trademark) powder, fluorine-based surfactant, phosphate-based surfactant, silicone, modified Silicone or the like can be used.

変性シリコーンとしては、変性シリコーンオイル側鎖型、変性シリコーンオイル片末端型、変性シリコーンオイル側鎖両末端型、トリメチルシロキシケイ酸を含有するメチルポリシロキサン、シリコーングラフトアクリル樹脂、メチルフェニルシリコーンオイルなどが使用できる。   Examples of the modified silicone include modified silicone oil side chain type, modified silicone oil one end type, modified silicone oil side chain both end type, methylpolysiloxane containing trimethylsiloxysilicate, silicone graft acrylic resin, methylphenyl silicone oil, etc. Can be used.

中でも、前記放射線硬化性樹脂組成物と反応性である基を有する離型剤は樹脂組成物の硬化とともに反応して結合するので、後に凹凸パターンが形成された樹脂組成物の表面にブリードアウトすることが無く、多数回のエンボス処理を繰り返し行なった際にも金型の微細な凹凸パターンが損なわれることが無いため、特に優れた耐刷性を有することができる。   Among them, the release agent having a group that is reactive with the radiation curable resin composition reacts and bonds with the curing of the resin composition, and therefore bleeds out to the surface of the resin composition on which the uneven pattern is formed later. In addition, even when the embossing process is repeated a number of times, the fine uneven pattern of the mold is not damaged, so that particularly excellent printing durability can be obtained.

このような反応性の離型剤としては、反応性シリコーンオイルが例示できる。反応性シリコーンオイルとしては、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、(メタ)アクリル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、片末端反応性シリコーンオイル、異種官能基変性シリコーンオイル等が挙げられる。なお、非反応性のシリコーンオイルとしては、ポリエーテル変性シリコーンオイル、メチルスチリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、高級脂肪エステル変性シリコーンオイル、親水性特殊変性シリコーンオイル、高級アルコキシ変性シリコーンオイル、高級脂肪酸変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等が挙げられる。   An example of such a reactive release agent is a reactive silicone oil. As reactive silicone oils, amino-modified silicone oil, epoxy-modified silicone oil, carboxyl-modified silicone oil, carbinol-modified silicone oil, (meth) acryl-modified silicone oil, mercapto-modified silicone oil, phenol-modified silicone oil, one-end reactive Examples thereof include silicone oil and different functional group-modified silicone oil. Non-reactive silicone oils include polyether modified silicone oil, methylstyryl modified silicone oil, alkyl modified silicone oil, higher fatty ester modified silicone oil, hydrophilic special modified silicone oil, higher alkoxy modified silicone oil, higher fatty acid. Examples thereof include modified silicone oil and fluorine-modified silicone oil.

また、重合防止剤は、前記放射線硬化性樹脂組成物の貯蔵安定性の向上のために添加するものである。重合防止剤としては、フェノール類、キノン類、フェノチアジン類、銅類等が例示できる。フェノール類としては、例えば、ハイドロキノン、t−ブチルハイドロキノン、カテコール、ハイドロキノンモノメチルエーテル等が挙げられる。また、キノン類としては、ベンゾキノン、ジフェニルベンゾキノン等が挙げられる。   Moreover, a polymerization inhibitor is added in order to improve the storage stability of the radiation curable resin composition. Examples of the polymerization inhibitor include phenols, quinones, phenothiazines, coppers and the like. Examples of phenols include hydroquinone, t-butyl hydroquinone, catechol, hydroquinone monomethyl ether, and the like. Examples of quinones include benzoquinone and diphenylbenzoquinone.

また、非反応性の樹脂は、前記放射線硬化性樹脂組成物を基材上に接着するバインダーの役割を果たすものである。このような非反応性樹脂としては、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、ポリブタジエン、ポリエーテル、エポキシ樹脂、スチレン含有ポリマー等を挙げることができる。また、スチレン・ブタジエンラバ
ーなどであってもよい。
The non-reactive resin serves as a binder that adheres the radiation curable resin composition onto the substrate. Examples of such non-reactive resins include polyester resins, alkyd resins, phenol resins, polyurethanes, polybutadienes, polyethers, epoxy resins, and styrene-containing polymers. Also, styrene / butadiene rubber may be used.

なお、この放射線硬化性樹脂組成物は、これを溶剤に溶解または分散して基材に塗布することができる。溶剤としては、特に限定はされず公知のものを使用することができるが、溶解性や乾燥速度を考慮すれば、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、キシレン等が好ましい。   In addition, this radiation-curable resin composition can be dissolved or dispersed in a solvent and applied to a substrate. The solvent is not particularly limited and known ones can be used, but considering solubility and drying speed, for example, ethanol, isopropyl alcohol, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, toluene, xylene and the like can be used. preferable.

次に、前記放射線硬化性樹脂組成物を使用して本発明に係る光学物品を製造する方法について説明する。   Next, a method for producing an optical article according to the present invention using the radiation curable resin composition will be described.

すなわち、まず、表面に微細な凹凸パターンを有する母型を準備する。微細な凹凸パターンは、例えば、光回折機能を有する回折格子やホログラムを構成する凹凸パターンであり、凸部の高さまたは凹部の深さ、そのピッチは、共に、0.1〜5μm程度である。なお、凸部の高さまたは凹部の深さは、ピッチの1/2以上であることが望ましい。そして、後述するように、この微細な凹凸パターンが前記放射線硬化性樹脂組成物の表面に複製される。   That is, first, a matrix having a fine uneven pattern on the surface is prepared. The fine concavo-convex pattern is, for example, a concavo-convex pattern constituting a diffraction grating or hologram having a light diffraction function, and the height of the convex portion or the depth of the concave portion and the pitch thereof are both about 0.1 to 5 μm. . It is desirable that the height of the convex portion or the depth of the concave portion is 1/2 or more of the pitch. And as will be described later, this fine uneven pattern is replicated on the surface of the radiation curable resin composition.

このような母型は、例えば、基板上にフォトレジストを塗布し、2光束干渉法に従って露光し、現像することにより前記凹凸パターンを形成して製造することができる。また、基板上に電子線レジストを塗布し、電子線描画し、現像ことにより前記凹凸パターンを形成して製造することもできる。また、シリコンをエッチングする方法によって製造することもできる。   Such a matrix can be manufactured by, for example, forming a concavo-convex pattern by applying a photoresist on a substrate, exposing according to a two-beam interference method, and developing. Moreover, it can also be manufactured by applying an electron beam resist on a substrate, drawing an electron beam, and developing to form the concavo-convex pattern. It can also be manufactured by a method of etching silicon.

また、こうして得られた凹凸パターンを原版として、反転を繰り返すことによって母型を製造することもできる。すなわち、この凹凸パターンを原版としてその表面にニッケル、鉄等金属を電鋳した後、剥離することにより、金属製の母型を製造することができる。また、前記原版を樹脂により型取りして樹脂製の母型を製造することもできる。   In addition, the mother die can be manufactured by repeating the inversion using the uneven pattern thus obtained as an original plate. That is, a metal matrix can be manufactured by electroforming a metal such as nickel or iron on the surface of the concavo-convex pattern as an original plate and then peeling it off. In addition, the master can be molded with a resin to produce a resin matrix.

こうして製造した母型はそのまま使用することもできるが、ロールの周囲に巻きつけて使用することが望ましい。ロールの周囲に巻きつけることにより、光学物品の連続的生産が可能となり、その生産効率が向上する。   Although the mother mold manufactured in this way can be used as it is, it is desirable to use it by winding it around a roll. By winding around the roll, the optical article can be continuously produced and the production efficiency is improved.

次に、光学物品の基材となるフィルムを準備する。このようなフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレン(PE)等のプラスチックシート等のプラスチックシートが挙げられる。厚みは10〜100μmでよい。   Next, a film to be a base material for an optical article is prepared. Examples of such a film include plastic sheets such as plastic sheets such as polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), and polyethylene (PE). The thickness may be 10 to 100 μm.

そして、この基材フィルムの表面に前記放射線硬化性樹脂組成物を塗布し、乾燥する。乾燥後の膜厚は、前記凹凸パターンが正確に複製できる厚みであればよいが、このためには、前記凹凸パターンの凸部の高さまたは凹部の深さの1から10倍であることが望ましい。一般には、0.5〜5μmでよい。   And the said radiation-curable resin composition is apply | coated to the surface of this base film, and it dries. The film thickness after drying may be any thickness that allows the concave / convex pattern to be accurately replicated. desirable. Generally, it may be 0.5-5 μm.

そして、この前記放射線硬化性樹脂組成物の被膜に前記母型を重ね、押圧して、母型の前記凹凸パターンを放射線硬化性樹脂組成物の被膜に複製する。例えば、放射線硬化性樹脂組成物の被膜を形成した基材フィルムを連続的に走行させながら、前記母型を巻きつけたロールと、ペーパーロールの間を通過させ、これら両ロールで押圧して、前記放射線硬化性樹脂組成物の被膜に凹凸パターンを転写して複製することができる。   Then, the matrix is overlaid on the coating of the radiation curable resin composition and pressed to replicate the uneven pattern of the matrix on the coating of the radiation curable resin composition. For example, while continuously running the base film on which the coating of the radiation curable resin composition is formed, the roll around which the matrix is wound and the paper roll are passed through and pressed with both of these rolls, The uneven pattern can be transferred to the film of the radiation curable resin composition and replicated.

なお、押圧に際して、母型を巻きつけたロールの温度及び圧力は、エンボス形状を再現する観点からは比較的高温で、比較的高い圧力でエンボスする方が良く、エンボス版への
付着を防止するためには全く逆の関係となる。このため、温度50〜150℃、圧力10〜50kg/cmの条件で押圧することが望ましい。
When pressing, the temperature and pressure of the roll around which the master die is wound are relatively high from the viewpoint of reproducing the embossed shape, and it is better to emboss at a relatively high pressure, thus preventing adhesion to the embossed plate. For this purpose, the relationship is completely opposite. For this reason, it is desirable to press on the conditions of the temperature of 50-150 degreeC, and the pressure of 10-50 kg / cm < 2 >.

次に、表面に凹凸パターンが複製された放射線硬化性樹脂組成物の被膜に放射線を照射して硬化させる。放射線としては、前述のように、紫外線や電子線が利用できる。紫外線光源としては、例えば、紫外線螢光灯、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノン灯、炭素アーク灯、太陽灯等が挙げられる。   Next, the coating of the radiation curable resin composition having the concavo-convex pattern replicated on the surface is cured by irradiation with radiation. As described above, ultraviolet rays and electron beams can be used as the radiation. Examples of the ultraviolet light source include an ultraviolet fluorescent lamp, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, and a solar lamp.

本発明に係る光学物品はこうして製造することができるが、この光学物品には、そのほかの層を加えて、その機能を向上させることができる。例えば、反射層、絵柄印刷層、隠蔽層、接着層などである。   The optical article according to the present invention can be manufactured in this way, but other layers can be added to the optical article to improve its function. For example, a reflective layer, a pattern printing layer, a concealing layer, an adhesive layer, and the like.

例えば、前記凹凸パターンが回折格子やホログラムを構成する凹凸パターンである場合、この光学物品は透過型のレリーフ回折格子、あるいは、やはり透過型のレリーフホログラムである。周知のように、反射型のレリーフホログラムは、透過型のレリーフホログラムよりその画像が鮮明である。そこで、この凹凸表面に反射層を設けることにより、反射型のレリーフ回折格子またはホログラムとすることができる。   For example, when the concavo-convex pattern is a concavo-convex pattern constituting a diffraction grating or a hologram, the optical article is a transmissive relief diffraction grating or a transmissive relief hologram. As is well known, the reflection-type relief hologram has a clearer image than the transmission-type relief hologram. Therefore, by providing a reflective layer on the uneven surface, a reflective relief diffraction grating or hologram can be obtained.

反射層としては、金属反射層と透明反射層のいずれを適用することもできる。また、反射層として、隣り合うもの同士の屈折率が異なる誘電体層の積層体、即ち、誘電体多層膜を使用してもよい。また、これら反射層は、前記凹凸パターンの全面に設ける必要はなく、図柄状に設けることも可能である。   As the reflective layer, either a metal reflective layer or a transparent reflective layer can be applied. Further, as the reflective layer, a laminate of dielectric layers having different refractive indexes between adjacent ones, that is, a dielectric multilayer film may be used. Moreover, these reflective layers do not need to be provided on the entire surface of the concavo-convex pattern, and can be provided in a pattern.

金属反射層としては、アルミニウム、クロム、ニッケル、銀、金、錫などが例示できる。アルミニウム、クロム、ニッケル、銀、金等が特に好ましく、その膜厚は1〜10nm、望ましくは20〜200nmの範囲である。   Examples of the metal reflective layer include aluminum, chromium, nickel, silver, gold, and tin. Aluminum, chromium, nickel, silver, gold and the like are particularly preferable, and the film thickness is in the range of 1 to 10 nm, desirably 20 to 200 nm.

また、透明反射層は、前記放射線硬化性樹脂組成物の屈折率とは異なる屈折率を有する透明誘電体で、この屈折率の相違に基づいて両者の界面で光を反射する。透明反射層としては、硫化亜鉛、二酸化チタンなどが例示できる。   The transparent reflective layer is a transparent dielectric having a refractive index different from the refractive index of the radiation curable resin composition, and reflects light at the interface between the two based on the difference in refractive index. Examples of the transparent reflective layer include zinc sulfide and titanium dioxide.

これら反射層は、いずれも、真空蒸着法及びスパッタリング法などの気相堆積法により形成することができる。   Any of these reflective layers can be formed by a vapor deposition method such as a vacuum deposition method or a sputtering method.

次に、絵柄印刷層や隠蔽層は、任意の位置に設けることができる。例えば、放射線硬化性樹脂組成物の被膜の上である。また、基材フィルムと前記被膜との間に設けることもできる。また、基材フィルムの裏側、すなわち、前記被膜の反対側に設けることも可能である。印刷方式としては、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷等、一般的な印刷方法を用いることが可能である。   Next, the pattern printing layer and the hiding layer can be provided at an arbitrary position. For example, on the coating of a radiation curable resin composition. Moreover, it can also provide between a base film and the said coating film. Moreover, it is also possible to provide in the back side of a base film, ie, the other side of the said film. As a printing method, general printing methods such as gravure printing, flexographic printing, screen printing, and offset printing can be used.

次に、放射線硬化性樹脂組成物の被膜の上、あるいは、基材フィルムの裏側、すなわち、前記被膜の反対側に接着層を設けることができる。この接着層により、光学物品をカードや紙幣などに接着することが可能となる。もちろん、カードや紙幣に限らず、各種商品やその包装に貼着して、これら商品の真性を証明することが可能である。   Next, an adhesive layer can be provided on the coating of the radiation curable resin composition or on the back side of the base film, that is, on the opposite side of the coating. With this adhesive layer, the optical article can be adhered to a card, bill or the like. Of course, not only cards and banknotes but also various products and their packaging can be attached to prove the authenticity of these products.

温度計、冷却管、攪拌装置を備えた1Lの4口フラスコに、1,5−ペンタンジオールと1,6−ヘキサンジオールとのポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ社製PCDLT−5652、数平均分子量:2000)300gと、イソホロンジイソシアネート200gと、ジブチルスズジラウレート(反応触媒)0.2g、メチルエチルケトン(有
機溶媒)400gとを投入し、70℃において反応させてウレタン樹脂を製造した。この際、反応時間を様々に振り、その度赤外線吸収スペクトル測定を行ってイソシアネート残基が観測される部分と、観測されなくなった部分のそれぞれ数点における反応時間で化合物を合成した。このようにして、数平均分子量3千〜1万5千(各反応時間で変化した)であり、また平均官能基数とイソシアネート含有量の異なる樹脂液をそれぞれ得た。
Polycarbonate diol of 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol (PCDLT-5562 manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation, number average molecular weight: 2000) in a 1 L four-necked flask equipped with a thermometer, a condenser, and a stirring device 300 g, 200 g of isophorone diisocyanate, 0.2 g of dibutyltin dilaurate (reaction catalyst) and 400 g of methyl ethyl ketone (organic solvent) were added and reacted at 70 ° C. to produce a urethane resin. At this time, the reaction time was varied and the infrared absorption spectrum was measured each time, and the compound was synthesized with the reaction time at several points of the portion where the isocyanate residue was observed and the portion where the isocyanate residue was not observed. In this way, resin liquids having a number average molecular weight of 3,000 to 15,000 (changed with each reaction time) and different in average functional group number and isocyanate content were obtained.

次いで、これらのウレタン樹脂液中の樹脂(固形分)100質量部に対して、1.5質量部の光重合開始剤(チバスペシャリティケミカルズ社製イルガキュア184、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン)を加え、さらに3重量部の離型剤(ビックケミー社製BYK−3700、アクリル変性シリコーン)を加え、基材としてポリエチレンテレフタレートフィルムを使用し、その上に、乾燥膜厚2μmとなるように、この樹脂組成物液をグラビア法で塗布した。   Next, 1.5 parts by mass of a photopolymerization initiator (Irgacure 184, 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone manufactured by Ciba Specialty Chemicals) is added to 100 parts by mass of the resin (solid content) in these urethane resin liquids. Further, 3 parts by weight of a release agent (BYK-3700 manufactured by Big Chemie, acrylic modified silicone) is added, a polyethylene terephthalate film is used as a base material, and a dry film thickness of 2 μm is further formed thereon. The liquid material was applied by a gravure method.

その後、ピッチ1μm、深さ100nmの回折格子パターンの微細凹凸パターンを有するニッケルスタンパー(母型)と前記フィルムとを、線圧50kg/cm、130℃で加熱圧接し、その状態で基材側からメタハライドランプを使用して200mJ/cmの光量を照射して、前記樹脂組成物の被膜を硬化させた。そして、このフィルムをニッケルスタンパー(母型)から剥離して微細凹凸パターンを有するフィルムを得た。さらに表面硬度を上げるため、前記被膜側から窒素雰囲気下、高圧水銀灯で300mJ/cmの光量を追加露光した。 Thereafter, a nickel stamper (matrix) having a fine concavo-convex pattern of a diffraction grating pattern with a pitch of 1 μm and a depth of 100 nm and the film were heated and pressed at a linear pressure of 50 kg / cm at 130 ° C., and in this state from the substrate side The film of the resin composition was cured by irradiating a light amount of 200 mJ / cm 2 using a metahalide lamp. And this film was peeled from the nickel stamper (matrix), and the film which has a fine uneven | corrugated pattern was obtained. In order to further increase the surface hardness, a light amount of 300 mJ / cm 2 was additionally exposed from the coating side with a high-pressure mercury lamp in a nitrogen atmosphere.

下記の方法により、各サンプルの耐熱性、耐傷性、耐薬品性をそれぞれ評価した。   The heat resistance, scratch resistance, and chemical resistance of each sample were evaluated by the following methods.

<評価方法>
(1)耐熱性
160℃のホットプレートの上にエンボスしたフィルムを乗せ、98Paの荷重をかけて10秒間保持し、表面状態を目視検査した。
(2)耐傷性
サンプルの凹凸構造面を、JIS K5600−5−4引っかき硬度(鉛筆法)に基づいて耐傷性を評価した。
(3)耐薬品性
サンプルを水、アセトン、エタノール中に各24時間浸漬し、表面状態を目視検査した。
<Evaluation method>
(1) Heat resistance The embossed film was put on a 160 degreeC hotplate, the load of 98 Pa was hold | maintained for 10 second, and the surface state was visually inspected.
(2) Scratch resistance The concavo-convex structure surface of the sample was evaluated for scratch resistance based on JIS K5600-5-4 scratch hardness (pencil method).
(3) Chemical resistance The sample was immersed in water, acetone, and ethanol for 24 hours, and the surface condition was visually inspected.

評価の結果、数平均分子量が6千に達していないサンプルについては、耐熱性と耐薬品性に優れず、数平均分子量が1万を超えてしまうと、耐熱性に優れないことが分かった。また、平均官能基数が6未満であると、耐熱性と耐傷性に優れず、分子内にイソシア基が含まれていないと、耐熱性に優れないことが分かった。総合すると、数平均分子量が6千〜1万であり、かつ1分子当たりの平均官能基数が6以上であり、かつ1分子中に少なくとも1つ以上のイソシアネート基を含有したサンプルの硬化物は、耐熱性、耐傷性、耐薬品性に優れることが分かった。   As a result of the evaluation, it was found that the sample whose number average molecular weight did not reach 6,000 was not excellent in heat resistance and chemical resistance, and when the number average molecular weight exceeded 10,000, it was not excellent in heat resistance. It was also found that when the average number of functional groups is less than 6, the heat resistance and scratch resistance are not excellent, and when the isocyanate group is not included in the molecule, the heat resistance is not excellent. In summary, a cured product of a sample having a number average molecular weight of 6,000 to 10,000, an average number of functional groups per molecule of 6 or more, and containing at least one isocyanate group in one molecule is: It was found to be excellent in heat resistance, scratch resistance and chemical resistance.

Claims (6)

ウレタン樹脂を主成分とする放射線硬化性樹脂組成物の硬化物から構成され、その表面に光回折機能を有する微細凹凸パターンが形成されている光学物品において、
前記ウレタン樹脂が、数平均分子量が6千〜1万であり、放射線の照射によって活性化する官能基を1分子当たりの平均で6以上有し、かつ1分子中に少なくとも1つ以上のイソシアネート基を含有するウレタン樹脂であることを特徴とする光学物品。
In an optical article composed of a cured product of a radiation curable resin composition mainly composed of a urethane resin, and having a fine uneven pattern having a light diffraction function on the surface thereof,
The urethane resin has a number average molecular weight of 6,000 to 10,000, has an average of 6 or more functional groups per molecule activated by irradiation with radiation, and at least one isocyanate group in one molecule. An optical article comprising a urethane resin containing
前記放射線硬化性樹脂組成物が、硬化前の状態で固体であることを特徴とする請求項1に記載の光学物品。   The optical article according to claim 1, wherein the radiation curable resin composition is solid in a state before being cured. 前記放射線硬化性樹脂組成物が離型剤を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学物品。   The optical article according to claim 1 or 2, wherein the radiation curable resin composition contains a release agent. 前記離型剤が反応性であることを特徴とする請求項3に記載の光学物品。   The optical article according to claim 3, wherein the release agent is reactive. 印刷物本体と、この印刷物に固定された光学物品とで構成された印刷物において、
前記光学物品が請求項1〜4のいずれかに記載の光学物品であることを特徴とする印刷物。
In a printed material composed of a printed material main body and an optical article fixed to the printed material,
A printed matter, wherein the optical article is the optical article according to any one of claims 1 to 4.
ウレタン樹脂を主成分とする放射線硬化性樹脂組成物を基材に塗布し、乾燥して放射線硬化性樹脂層を形成し、該放射線硬化性樹脂層の表面をエンボス加工すると共に、該樹脂層に露光して樹脂を硬化させる光学物品の製造方法において、
前記ウレタン樹脂が、数平均分子量が6千〜1万であり、放射線の照射によって活性化する官能基を1分子当たりの平均で6以上有し、かつ1分子中に少なくとも1つ以上のイソシアネート基を含有するウレタン樹脂であることを特徴とする光学物品の製造方法。
A radiation curable resin composition mainly composed of a urethane resin is applied to a substrate, dried to form a radiation curable resin layer, and the surface of the radiation curable resin layer is embossed. In the method of manufacturing an optical article that cures the resin by exposure,
The urethane resin has a number average molecular weight of 6,000 to 10,000, has an average of 6 or more functional groups per molecule activated by irradiation with radiation, and at least one isocyanate group in one molecule. A method for producing an optical article, which is a urethane resin containing
JP2009090965A 2009-04-03 2009-04-03 Optical article, printed matter, and method of manufacturing optical article Pending JP2010243699A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009090965A JP2010243699A (en) 2009-04-03 2009-04-03 Optical article, printed matter, and method of manufacturing optical article

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009090965A JP2010243699A (en) 2009-04-03 2009-04-03 Optical article, printed matter, and method of manufacturing optical article

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010243699A true JP2010243699A (en) 2010-10-28

Family

ID=43096791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009090965A Pending JP2010243699A (en) 2009-04-03 2009-04-03 Optical article, printed matter, and method of manufacturing optical article

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010243699A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011145657A (en) * 2009-12-18 2011-07-28 Nikon Corp Structure color developing body and camera using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011145657A (en) * 2009-12-18 2011-07-28 Nikon Corp Structure color developing body and camera using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4197240B2 (en) Photocurable resin, photocurable resin composition, fine uneven pattern forming method, transfer foil, optical article and stamper
US7420005B2 (en) Photocurable resin composition, finely embossed pattern-forming sheet, finely embossed transfer sheet, optical article, stamper and method of forming finely embossed pattern
TWI577564B (en) Laminate structure comprising a protective layer and an exposed photopolymer layer
JP4324374B2 (en) Fine uneven pattern forming material, fine uneven pattern forming method, transfer foil, optical article and stamper
JP4015471B2 (en) Photocurable resin composition, fine uneven pattern transfer foil, optical article, stamper, and method for forming fine uneven pattern
TW473615B (en) Resin-bonded type optical element, production method therefor and optical article
KR101804591B1 (en) Photopolymer formulation having ester-based writing monomers
TWI227889B (en) Optical disk producing sheet
JP4100991B2 (en) Optical article using photocurable resin composition, method for forming fine uneven pattern, and transfer foil
JP4156415B2 (en) Molding method, molded film, and injection molded product
JP2005010231A (en) Rugged pattern forming material, rugged pattern receiving body, rugged pattern forming method, transfer foil, and optical component
KR20150123852A (en) Protective lacquers and adhesives based on acrylate
TW201908135A (en) Full-image medium containing a holographically illuminated photopolymer layer and a highly resistant lacquer layer
JP4248805B2 (en) Photocurable resin composition, sheet, transfer foil, fine concavo-convex pattern forming method, and optical article
JP6459163B2 (en) OVD transfer foil
TW201906729A (en) System for protecting a hologram of a photopolymer film composite from two layers of UV curable lacquer applied dry
JP2010243699A (en) Optical article, printed matter, and method of manufacturing optical article
JP3357014B2 (en) Photocurable resin composition and method for forming uneven pattern
JP5246021B2 (en) Optical article, security article using the same, and uneven pattern forming method
JP2000063459A (en) Photocurable resin composition and formation of uneven pattern
JP5169275B2 (en) Photocurable resin and photocurable resin composition
JP3527651B2 (en) Photocurable resin composition and method of forming uneven pattern
JP2004123831A (en) Photocurable resin composition, fine irregular pattern transfer foil, optical article, stamper, and method of forming fine irregular pattern
JP3355309B2 (en) Photocurable resin composition and method for forming uneven pattern
JP2007086251A (en) Label with hologram and its manufacturing method