JP2012214640A - 光学部品成型用紫外線硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】 レンズ樹脂の透明性、金型からの離型性を損なうことなくプラスチック基材との密着性に優れ、かつ高温高湿試験後の外観が良好な離型剤組成物を提供すること目的とする。
【解決手段】 ポリエステル(メタ)アクリレート(A1)、エポキシ(メタ)アクリレート(A2)およびウレタン(メタ)アクリレート(A3)からなる群より選ばれる数平均分子量1,000〜50,000の紫外線硬化性樹脂(A)、数平均分子量86〜900の(メタ)アクリレート(B)および金型離型性付与剤(C)を必須成分とし、該金型離型性付与剤(C)がリン酸エステル(a)と3級アミン(b)の塩であり、かつ少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を含有することを特徴とする光学部品用紫外線硬化性樹脂組成物を用いる。
【選択図】 なし
【解決手段】 ポリエステル(メタ)アクリレート(A1)、エポキシ(メタ)アクリレート(A2)およびウレタン(メタ)アクリレート(A3)からなる群より選ばれる数平均分子量1,000〜50,000の紫外線硬化性樹脂(A)、数平均分子量86〜900の(メタ)アクリレート(B)および金型離型性付与剤(C)を必須成分とし、該金型離型性付与剤(C)がリン酸エステル(a)と3級アミン(b)の塩であり、かつ少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を含有することを特徴とする光学部品用紫外線硬化性樹脂組成物を用いる。
【選択図】 なし
Description
本発明は、光学部品成型用紫外線硬化型樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、金型からの離型性とプラスチック基材との密着性かつ透明性に優れた光学レンズなどの光学部品成型用紫外線硬化型樹脂組成物、およびそれを硬化させて成型した光学部品に関する。
従来より、プラスチックレンズを成型する場合には、成形品の金型や樹脂型からの離型を容易にするため、離型剤を金型や樹脂型にあらかじめ塗布しておく方法(特許文献1)、もしくは、レンズ用樹脂に内部添加する方法が知られている。
しかしながら、特許文献1の離型剤を金型にあらかじめ塗布しておく方法では、塗布するのに手間がかかり、かつ離型性が持続しないという問題がある。
しかしながら、特許文献1の離型剤を金型にあらかじめ塗布しておく方法では、塗布するのに手間がかかり、かつ離型性が持続しないという問題がある。
そこで、離型剤をレンズ樹脂に添加して離型性を発現させる方法が考案された。この目的で使われる離型剤としては、樹脂表面にブリードアウトしやすく、表面張力が低いフッ素系離型剤(特許文献2)およびシリコーン系離型剤(特許文献3)が提案されている。
しかし特許文献2のフッ素系離型剤および特許文献3のシリコーン系離型剤では、レンズ樹脂との相溶性が悪いため透明性を悪化させてしまう。また、フッ素系離型剤およびシリコーン系離型剤では離型剤の表面張力が低すぎるため、レンズ表面にさらにコーティングする場合には、コーティング樹脂をはじいてしまうという問題がある。
また、近年、最近、光学レンズのさらなる透明性のニーズを満たすために相溶性が良く、かつ金型に配向する特長を持つアルキルリン酸エステルを離型剤として使用することが提案されている(例えば特許文献4)。
しかし、特許文献4のアルキルリン酸エステルを用いた技術では、レンズ樹脂の透明性は良好であり、コーティング樹脂をはじくという問題は解決された。しかし、離型性を向上させるためには添加量を多くする必要があり、その結果、プラスチック基材との密着性を損なうという問題があった。
そこで、反応性基を有さない金型離型性付与剤を用いた技術(特許文献5)が開発された。しかし、離型性およびプラスチック基材との密着性には優れるものの、高温高湿試験で金型離型剤がブリードアウトし、外観不良が発生するという問題がある。
そこで、レンズ樹脂の透明性、金型からの離型性を損なうことなくプラスチック基材との密着性に優れ、かつ高温高湿試験後の外観が良好な離型剤組成物を提供することを本発明の目的とする。
本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、ポリエステル(メタ)アクリレート(A1)、エポキシ(メタ)アクリレート(A2)およびウレタン(メタ)アクリレート(A3)からなる群より選ばれる数平均分子量1,000〜50,000の紫外線硬化性樹脂(A)、数平均分子量86〜900の(メタ)アクリレート(B)および金型離型性付与剤(C)を必須成分とし、該金型離型性付与剤(C)がリン酸エステル(a)と3級アミン(b)の塩であり、かつ少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を含有することを特徴とする光学部品用紫外線硬化性樹脂組成物である。
すなわち、本発明は、ポリエステル(メタ)アクリレート(A1)、エポキシ(メタ)アクリレート(A2)およびウレタン(メタ)アクリレート(A3)からなる群より選ばれる数平均分子量1,000〜50,000の紫外線硬化性樹脂(A)、数平均分子量86〜900の(メタ)アクリレート(B)および金型離型性付与剤(C)を必須成分とし、該金型離型性付与剤(C)がリン酸エステル(a)と3級アミン(b)の塩であり、かつ少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を含有することを特徴とする光学部品用紫外線硬化性樹脂組成物である。
本発明の離型剤組成物は、金型との離型性に優れ、また、プラスチック基材との密着性にも優れる。さらに、その硬化物は高温高湿試験後の透明性に優れる。
本発明の光学部品成型用紫外線硬化型樹脂組成物は、数平均分子量1,000〜50,000の紫外線硬化性樹脂(A)、数平均分子量86〜800の(メタ)アクリレート(B)、およびリン酸エステル(a)と3級アミン(b)から構成される塩(C)を必須成分として含有する。
そして、このリン酸エステル(a)の溶解度パラメーターSPaが8.5〜10.0、3級アミン(b)の溶解度パラメーターSPbが7.8〜9.5であり、かつこの塩(C)の含有量が(A)と(B)の合計に基づいて0.005〜5重量%である。
さらに、この3級アミン(b)は、3級脂肪族アミン(b1)、1級脂肪族アミンのアルキレンオキサイド付加物(b2)、2級脂肪族アミンのアルキレンオキサイド付加物(b3)またはこれらの併用である。
そして、このリン酸エステル(a)の溶解度パラメーターSPaが8.5〜10.0、3級アミン(b)の溶解度パラメーターSPbが7.8〜9.5であり、かつこの塩(C)の含有量が(A)と(B)の合計に基づいて0.005〜5重量%である。
さらに、この3級アミン(b)は、3級脂肪族アミン(b1)、1級脂肪族アミンのアルキレンオキサイド付加物(b2)、2級脂肪族アミンのアルキレンオキサイド付加物(b3)またはこれらの併用である。
本発明における紫外線硬化性樹脂(A)は、そのゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法による数平均分子量(以下、Mnと略称することがある。)1,000〜50,000であり、好ましくは1,300〜30,000である。
さらに少なくとも1個、好ましくは2〜15個の(メタ)アクリロイル基を有する紫外線硬化性樹脂が挙げられる。
具体的には以下のポリエステル(メタ)アクリレート(A1)、エポキシ(メタ)アクリレート(A2)、ウレタン(メタ)アクリレート(A3)が挙げられる。
さらに少なくとも1個、好ましくは2〜15個の(メタ)アクリロイル基を有する紫外線硬化性樹脂が挙げられる。
具体的には以下のポリエステル(メタ)アクリレート(A1)、エポキシ(メタ)アクリレート(A2)、ウレタン(メタ)アクリレート(A3)が挙げられる。
ポリエステル(メタ)アクリレート(A1)としては、多価カルボン酸、ポリオール、および分子内に必ず1個以上のアクリロイル基と少なくとも水酸基もしくはカルボキシル基を含有する化合物(c)のエステル化により得られ、2個以上のエステル結合と1個以上のアクリロイル基を有するMn1,000〜50,000のポリエステルアクリレートが挙げられる。
原料となる上記のアクリロイル基と水酸基もしくはカルボキシル基を含有する化合物(c)とは、水酸基含有(メタ)アクリレート(c1)およびカルボキシル基含有(メタ)アクリレート(c2)である。
水酸基含有(メタ)アクリレート(c1)の具体例としては、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどが挙げられる。
カルボキシル基含有(メタ)アクリレート(c2)の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、2−アクリロイロキシエチルフタル酸などが挙げられる。
エポキシ(メタ)アクリレート(A2)
2〜10個のグリシジル基を有するエポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の開環反応により得られるMn1,000〜50,000のエポキシ(メタ)アクリレートが挙げられる。
上記の2〜10個のグリシジル基を有するエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等が挙げられる。
2〜10個のグリシジル基を有するエポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の開環反応により得られるMn1,000〜50,000のエポキシ(メタ)アクリレートが挙げられる。
上記の2〜10個のグリシジル基を有するエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等が挙げられる。
ウレタン(メタ)アクリレート(A3)
ポリイソシアネート、ポリオール、および水酸基含有(メタ)アクリレートとのウレタン化反応により得られる複数のウレタン結合と2個以上のアクリロイル基を有するMn1,000〜50,000のウレタン(メタ)アクリレートが挙げられる。
ポリイソシアネート、ポリオール、および水酸基含有(メタ)アクリレートとのウレタン化反応により得られる複数のウレタン結合と2個以上のアクリロイル基を有するMn1,000〜50,000のウレタン(メタ)アクリレートが挙げられる。
ポリイソシアネートとしては、例えば脂肪族ポリイソシアネート[ヘキサメチレンジイソシアネート等]、芳香(脂肪)族ポリイソシアネート[2,4−および/または2,6−トリ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、キシリレンジイソシアネート等]、脂環式ポリイソシアネート[イソホロ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)等]が挙げられる。
水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(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)アクリレート等が挙げられる。
本発明の紫外線硬化性樹脂(A)は、上記(A1)〜(A3)は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
これら(A1)〜(A3)のうち、硬化物の金型離型性および基材の樹脂密着性の観点から好ましいのは(A1)および(A3)であり、さらに好ましいのは(A3)である。
これら(A1)〜(A3)のうち、硬化物の金型離型性および基材の樹脂密着性の観点から好ましいのは(A1)および(A3)であり、さらに好ましいのは(A3)である。
本発明における第2の必須成分である(メタ)アクリレート(B)のMnは86〜800であり、好ましくは150〜600である。さらに少なくとも1個、好ましくは1〜6個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートが挙げられ、具体的には以下のモノ(メタ)アクリレート(B1)、ジ(メタ)アクリレート(B2)、3価以上の(メタ)アクリレート(B3)が挙げられる。
モノ(メタ)アクリレート(B1)としては、以下の(B11)〜(B16)が挙げられる。
ポリアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリレート(B11)
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)アクリレートおよびポリテトラメチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート等;
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)アクリレートおよびポリテトラメチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート等;
1価フェノール化合物の炭素数2〜4のアルキレンオキサイド(以下、「炭素数2〜4のアルキレンオキサイド」をAOと略記する。)(1〜15モル)付加物のモノ(メタ)アクリレート(B12)
1価フェノール化合物[フェノール、アルキル置換フェノール、ハロゲン置換フェノール、フェニル基置換フェノール(オルト−、メタ−およびパラ−フェニルフェノール)、クミルフェノール、ヒドロキシナフタレン]のAO付加物のモノ(メタ)アクリレート、例えば、フェノールのエチレンオキサイド(以下、「エチレンオキサイド」をEOと略記する。)1モル付加物のモノ(メタ)アクリレート、オルト−フェニルフェノールのEO1モル付加物のモノ(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのプロピレンオキサイド(以下、「プロピレンオキサイド」をPOと略記する。)5モル付加物のモノ(メタ)アクリレートが挙げられる。
1価フェノール化合物[フェノール、アルキル置換フェノール、ハロゲン置換フェノール、フェニル基置換フェノール(オルト−、メタ−およびパラ−フェニルフェノール)、クミルフェノール、ヒドロキシナフタレン]のAO付加物のモノ(メタ)アクリレート、例えば、フェノールのエチレンオキサイド(以下、「エチレンオキサイド」をEOと略記する。)1モル付加物のモノ(メタ)アクリレート、オルト−フェニルフェノールのEO1モル付加物のモノ(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのプロピレンオキサイド(以下、「プロピレンオキサイド」をPOと略記する。)5モル付加物のモノ(メタ)アクリレートが挙げられる。
2価フェノール化合物のAO(2〜30モル)付加物のモノ(メタ)アクリレート(B13)
2価フェノール化合物[単環フェノール(カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン等)、縮合多環フェノール(ジヒドロキシナフタレン等)、ビスフェノール化合物(ビスフェノールA、−Fおよび−S等)]のAO付加物のモノ(メタ)アクリレート、例えば、レゾルシノールのEO4モル付加物のモノ(メタ)アクリレート、ジヒドロキシナフタレンのPO4モル付加物のモノ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのEO2モル、およびPO4モル付加物のモノ(メタ)アクリレートが挙げられる。
2価フェノール化合物[単環フェノール(カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン等)、縮合多環フェノール(ジヒドロキシナフタレン等)、ビスフェノール化合物(ビスフェノールA、−Fおよび−S等)]のAO付加物のモノ(メタ)アクリレート、例えば、レゾルシノールのEO4モル付加物のモノ(メタ)アクリレート、ジヒドロキシナフタレンのPO4モル付加物のモノ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのEO2モル、およびPO4モル付加物のモノ(メタ)アクリレートが挙げられる。
炭素数1〜15の脂肪族1価アルコールのモノ(メタ)アクリレート(B14)
メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等;
メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等;
炭素数6〜30の脂環式1価アルコールのモノ(メタ)アクリレート(B15)
イソボルニルアルコールのモノ(メタ)アクリレート、シクロヘキサノールのモノ(メタ)アクリレート等;
イソボルニルアルコールのモノ(メタ)アクリレート、シクロヘキサノールのモノ(メタ)アクリレート等;
炭素数6〜30の脂環式2価アルコールのモノ(メタ)アクリレート(B16)
ジメチロールトリシクロデカンのモノ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールのモノ(メタ)アクリレートおよび水素化ビスフェノールAのモノ(メタ)アクリレート等;
ジメチロールトリシクロデカンのモノ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールのモノ(メタ)アクリレートおよび水素化ビスフェノールAのモノ(メタ)アクリレート等;
ジ(メタ)アクリレート(B2)としては、以下の(B21)〜(B24)が挙げられる。
ポリアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート(B21)
ポリエチレングリコールのジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールのジ(メタ)アクリレートおよびポリテトラメチレングリコールのジ(メタ)アクリレート等;
ポリアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート(B21)
ポリエチレングリコールのジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールのジ(メタ)アクリレートおよびポリテトラメチレングリコールのジ(メタ)アクリレート等;
2価フェノール化合物のAO(2〜30モル)付加物のジ(メタ)アクリレート(B22)
2価フェノール化合物[単環フェノール(カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン等)、縮合多環フェノール(ジヒドロキシナフタレン等)、ビスフェノール化合物(ビスフェノールA、−Fおよび−S等)]のAO付加物のジ(メタ)アクリレート、例えば、カテコールのEO4モル付加物のジ(メタ)アクリレート、ジヒドロキシナフタレンのPO4モル付加物のモノ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのEO4モルのジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
2価フェノール化合物[単環フェノール(カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン等)、縮合多環フェノール(ジヒドロキシナフタレン等)、ビスフェノール化合物(ビスフェノールA、−Fおよび−S等)]のAO付加物のジ(メタ)アクリレート、例えば、カテコールのEO4モル付加物のジ(メタ)アクリレート、ジヒドロキシナフタレンのPO4モル付加物のモノ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのEO4モルのジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
炭素数2〜30の脂肪族2価アルコールのジ(メタ)アクリレート(B23)
ネオペンチルグリコールおよび1,6−ヘキサンジオールの各ジ(メタ)アクリレート等;
ネオペンチルグリコールおよび1,6−ヘキサンジオールの各ジ(メタ)アクリレート等;
炭素数6〜30の脂環式2価アルコールのジ(メタ)アクリレート(B24)
ジメチロールトリシクロデカンのジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールのジ(メタ)アクリレートおよび水素化ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート等;
ジメチロールトリシクロデカンのジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールのジ(メタ)アクリレートおよび水素化ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート等;
3価以上の(メタ)アクリレート(B3)
炭素数3〜40の水酸基を3個以上有するアルコールおよびそのAO付加物のポリ(メタ)アクリレート
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリンのトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのEO3モルおよびPO3モル付加物の各トリ(メタ)アクリレート、グリセリンのEO3モルおよびPO3モル付加物の各トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのEO4モル付加物のテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのヘキサ(メタ)アクリレート等;
炭素数3〜40の水酸基を3個以上有するアルコールおよびそのAO付加物のポリ(メタ)アクリレート
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリンのトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのEO3モルおよびPO3モル付加物の各トリ(メタ)アクリレート、グリセリンのEO3モルおよびPO3モル付加物の各トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのEO4モル付加物のテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのヘキサ(メタ)アクリレート等;
本発明の(メタ)アクリレート(B)は、上記(B1)〜(B3)は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これら(B1)〜(B3)のうち、硬化物の基材密着性の観点から好ましいのは(B1)および(B2)、さらに好ましいのは(B1)、特に好ましいのは(B12)である。
本発明における第3の必須成分である塩(C)は、リン酸エステル(a)と3級アミン(b)から構成される、少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を含有する塩である。
ここで、リン酸エステル(a)は、1個または2個の(メタ)アクリロイル基を含有するリン酸エステル(a1)、(メタ)アクリロイル基を含有しないリン酸エステル(a0)からなる群より選ばれる1種以上のリン酸エステルから構成される。
また、3級アミン(b)は、(メタ)アクリロイル基を1個含有する3級アミン(b1)、(メタ)アクリロイル基を2個以上含有する3級アミン(b2)、(メタ)アクリロイル基を含有しない3級アミン(b0)からなる群より選ばれる1種以上の3級アミンから構成される。
ここで、リン酸エステル(a)は、1個または2個の(メタ)アクリロイル基を含有するリン酸エステル(a1)、(メタ)アクリロイル基を含有しないリン酸エステル(a0)からなる群より選ばれる1種以上のリン酸エステルから構成される。
また、3級アミン(b)は、(メタ)アクリロイル基を1個含有する3級アミン(b1)、(メタ)アクリロイル基を2個以上含有する3級アミン(b2)、(メタ)アクリロイル基を含有しない3級アミン(b0)からなる群より選ばれる1種以上の3級アミンから構成される。
上記リン酸エステル(a)としては、下記一般式(1)で示されるもの、および製造過程で生成する不純物が含まれる。
ここで不純物とは、リン酸、ピロリン酸、ピロリン酸モノエステル、ピロリン酸ジエステルが挙げられる。
ここで不純物とは、リン酸、ピロリン酸、ピロリン酸モノエステル、ピロリン酸ジエステルが挙げられる。
(R1)n−P(=O)−(OH)m (1)
式(1)中、R1はアルコキシ基、(メタ)アクリロイルオキシ基を有するエトキシ基およびアルコールのAO1〜20モル付加物から活性水素を除いた残基である。
ここでAOとしては、基材との密着性、組成物の貯蔵安定性等の観点から好ましいのはEOである。
また、mとnはm+n=3を満足する1または2の整数を示す。
ここでAOとしては、基材との密着性、組成物の貯蔵安定性等の観点から好ましいのはEOである。
また、mとnはm+n=3を満足する1または2の整数を示す。
本発明の塩(C)の構成成分であるリン酸エステル(a)としては、1個または2個の(メタ)アクリロイル基を含有するリン酸エステル(a1)、(メタ)アクリロイル基を含有しないリン酸エステル(a0)が挙げられる。
1個または2個の(メタ)アクリロイル基を含有するリン酸エステル(a1)としては、ビス(2−(メタ)アクリロイロキシエチル)アシッドホスフェート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルアシッドホスフェート、3−(メタ)アクリロリロキシプロピルアシッドホスフェート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルアシッドホスフェートのEO2モル付加物、2−(メタ)アクリロイロキシエチルアシッドホスフェートのPO3モル付加物等が挙げられる。
(メタ)アクリロイル基を含有しないリン酸エステル(a0)としては、ドデカノールのリン酸モノ−および/またはジエステル、トリデカノールのリン酸モノ−および/またはジエステル、テトラデカノールのリン酸モノ−および/またはジエステル、ステアリルアルコールのリン酸モノ−および/またはジエステル、ドデカノールEO2モルまたはPO2モル付加物のリン酸モノ−および/またはジエステル、トリデカノールEO2モルまたはPO2モル付加物のリン酸モノ−および/またはジエステル、テトラデカノールEO2モルまたはPO2モル付加物のリン酸モノ−および/またはジエステル、ステアリルアルコールEO10モル付加物のリン酸モノ−および/またはジエステル、ドデカノールEO10モル付加物のリン酸モノ−および/またはジエステル、トリデカノールEO10モル付加物のリン酸モノ−および/またはジエステル、テトラデカノールEO10モル付加物のリン酸モノ−および/またはジエステル、およびステアリルアルコールEO10モル付加物のリン酸モノ−および/またはジエステル等が挙げられる。
これらのうち、塩(C)の金型離型性付与および高温高湿試験での外観の観点から好ましいのは、1個または2個の(メタ)アクリロイル基を含有するリン酸エステル(a1)であり、特に好ましいのは2−(メタ)アクリロイロキシエチルアシッドホスフェートである。
本発明の塩(C)の構成成分である3級アミン(b)は、(メタ)アクリロイル基を1個含有する3級アミン(b1)、(メタ)アクリロイル基を2個以上含有する3級アミン(b2)、(メタ)アクリロイル基を含有しない3級アミン(b0)およびこれらの混合物である。
(メタ)アクリロイル基を1個含有する3級アミン(b1)としては、トリエタノールアミンのモノアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−メチルエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン等が挙げられる。
(メタ)アクリロイル基を2個以上含有する3級アミン(b2)としては、トリエタノールアミンのトリ(メタ)アクリレート、トリエタノールアミンのジ(メタ)アクリレート、トリエタノールアミンのEO5モル付加物のトリアクリレート等が挙げられる。
(メタ)アクリロイル基を含有しない3級アミン(b0)としては、3級脂肪族アミン(b01)、1級脂肪族アミンのAO付加物(b02)、および2級脂肪族アミンのAO付加物(b03)、およびこれらの混合物が挙げられる。
なお、ここでのAOは炭素数2〜4のアルキレンオキサイドであり、単独でも2種以上の併用でもよい。
なお、ここでのAOは炭素数2〜4のアルキレンオキサイドであり、単独でも2種以上の併用でもよい。
3級脂肪族アミン(b01)としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ラウリルジメチルアミンおよびジメチルステアリルアミン等が挙げられる。
1級脂肪族アミンのAO付加物(b02)としては、ブチルアミンのEO4モル付加物、EO10モル付加物およびPO、ラウリルアミンのEO10モル付加物、ステアリルアミンのEO10モル付加物およびEO15モル付加物等が挙げられる。
2級脂肪族アミンのAO付加物(b03)としては、ジエチルアミンのEO4モル付加物およびPO10モル付加物、ジブチルアミンのEO4モル付加物およびPO10モル付加物、ラウリルメチルアミンのEO10モル付加物、メチルステアリルアミンのEO15モル付加物およびPO10モル付加物等が挙げられる。
上記(b)のうち、(C)の金型離型性付与および高温高湿試験での外観の観点から好ましいのは(メタ)アクリロイル基を1個含有する3級アミン(b1)、さらに好ましいのはN,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートである。
(a)と(b)との中和反応における(a)と(b)の当量比(a/b)は、特に限定はないが、組成物の貯蔵安定性および硬化物の金型離型性の観点から好ましくは0.5/1〜3/1、さらに好ましくは0.8/1〜2/1である。
(C)には、(a)と(b)の中和反応により生成した塩、および未反応の(a)および/または(b)が含まれる。(C)中の該塩の含有量は、組成物の貯蔵安定性、金型離型性の観点から好ましくは65〜100%、さらに好ましくは80〜100%である。
本発明の組成物に(C)を含有させる方法には、(1)(a)と(b)を予め反応させた後に、他の成分と混合する方法、および(2)(a)と(b)を別々に他の成分と混合する方法が含まれる。これらの方法のうち、組成物の貯蔵安定性の観点から好ましいのは(1)の方法である。
(a)と(b)からなる塩の具体例としては、2−(メタ)アクリロイロキシエチルアシッドホスフェートモノ−および/またはジエステル−ジメチルステアリルアミンの塩、2−(メタ)アクリロイロキシエチルアシッドホスフェートモノ−および/またはジエステル−N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩、ドデカノールのリン酸モノ−および/またはジエステル−N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩、ドデカノールのリン酸モノ−および/またはジエステル−ジメチルステアリルアミンの塩、トリデカノールのリン酸モノ−および/またはジエステル−ジメチルステアリルアミンの塩、テトラデカノールEO10モルまたはPO5モル付加物のリン酸モノ−および/またはジエステル−ジメチルステアリルアミンの塩等が挙げられる。
上記(C)は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。このうち、金型離型性と基材密着性および高温高湿下での外観の観点から好ましいのは2−(メタ)アクリロイロキシエチルアシッドホスフェートモノ−および/またはジエステル−ジメチルステアリルアミンの塩、2−(メタ)アクリロイロキシエチルアシッドホスフェートモノ−および/またはジエステル−N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩、トリデカノールのリン酸モノ−および/またはジエステル−N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩、さらに好ましいのはトリデカノールのリン酸モノ−および/またはジエステル−N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩である。
これらのうち、金型離型性付与、基材密着性および高温高湿下での外観の観点から好ましいのはドデカノールのリン酸モノ−および/またはジエステル−ジメチルステアリルアミンの塩、テトラデカノールEO10モル付加物のリン酸モノ−および/またはジエステル−ステアリルアミンの塩、さらに好ましいのは(a)と(b)の当量比(a/b)が1/1の混合物であるそれぞれの塩である。
本発明における塩(C)は、樹脂組成物を金型に塗工した際に選択的に金型表面にブリードアウトさせるため、紫外線硬化性樹脂(A)と(メタ)アクリレート(B)の配合物よりも疎水性であることが好ましい。
疎水性の指標として、溶解度パラメーター(SP)で表すことができ、リン酸エステル(a)の溶解度パラメーター(SPa)は通常8.5〜11.5、好ましくは8.7〜11.3であり、3級アミン(b)の溶解度パラメーター(SPb)は通常7.8〜9.5、好ましくは7.8〜9.2である。
さらにリン酸エステル(a)と3級アミン(b)から構成された塩(C)全体の溶解度パラメーター(SPC)は、リン酸エステル(a)と3級アミン(b)が1:1のモル比で含んでいるのでそれぞれのSPaとSPbの平均として計算できる。このようなSPCは、通常8.0〜10.0であり、好ましくは8.3〜9.7である。
また、紫外線硬化性樹脂(A)と(メタ)アクリレート(B)全体として計算した溶解度パラメーター(SPAB)は、(A)と(B)の含有比率によってその値は変わり、(A)と(B)の含有モル比に応じたSPAとSPBの相加平均として計算する。このように定義したSPABは、通常9.0〜13.0であり、好ましくは9.5〜12.5である。
さらに、SPABとSPCとの差の絶対値|SPAB−SPC|はヘイズおよび金型離型性の観点から通常0.3〜2.5、好ましくは0.7〜2.4である
なお、ここで溶解パラメータ(SP)の値は次式で求められるものである。
SP=(ΔH/V)1/2
SP=(ΔH/V)1/2
但し、式中、ΔHはモル蒸発熱(cal/モル)、Vはモル体積(cm3/モル)を表す。また、ΔHおよびVは、「POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE,February,1974,Vol.14,No.2,Robert F. Fedors.(147〜154頁)」に記載の原子団のモル蒸発熱(△ei)の合計(ΔH)と、モル体積(△vi)の合計(V)を用いることができる。
(C)の含有量は、(A)と(B)の合計に基づいて、金型離型性および基材の樹脂密着性の観点から好ましくは0.005〜5重量%、さらに好ましくは0.01〜3重量%、とくに好ましくは0.05〜2重量%である。
本発明の光学部品成型用紫外線硬化性樹脂組成物は、紫外線硬化性樹脂(A)、アクリレート(B)、塩(C)以外に、光重合開始剤(D)を添加することが好ましい。
本発明における光重合開始剤(D)は、ヒドロキシベンゾイル化合物(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−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、ベンゾインアルキルエーテル等)、ベンゾイルホルメート化合物(メチルベンゾイルホルメート等)、チオキサントン化合物(イソプロピルチオキサントン等)、ベンゾフェノン(ベンゾフェノン等)、リン酸エステル化合物(1,3,5−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド等)、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。
これらのうち硬化物の着色防止の観点から好ましいのは2−ヒドロキシ−2−メチル−1−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および1,3,5−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドである。
(D)の使用量は、(A)、(B)の合計に基づいて硬化性および硬化物の着色の観点から好ましくは0.3〜10重量%、さらに好ましくは0.5〜5重量%である。
本発明の光学部品成型用紫外線硬化性樹脂(E)には、本発明の効果を阻害しない範囲で必要により種々の添加剤を含有させてもよい。
添加剤には、有機溶剤、無機充填剤、分散剤、消泡剤、レベリング剤、シランカップリング剤、チクソトロピー性付与剤(増粘剤)、スリップ剤、酸化防止剤および紫外線吸収剤が含まれる。
(F)の合計の使用量は、本発明の組成物の全重量に基づいて、通常5重量%以下、添加効果および透明性の観点から好ましくは0.5〜3重量%である。
添加剤には、有機溶剤、無機充填剤、分散剤、消泡剤、レベリング剤、シランカップリング剤、チクソトロピー性付与剤(増粘剤)、スリップ剤、酸化防止剤および紫外線吸収剤が含まれる。
(F)の合計の使用量は、本発明の組成物の全重量に基づいて、通常5重量%以下、添加効果および透明性の観点から好ましくは0.5〜3重量%である。
本発明の樹脂組成物を用いた成形体の製造方法は、特に限定されないが、例えば次の方法で塗工、成形することができる。すなわち、本発明の樹脂組成物を予め20〜50℃に温調し、成形体形状(例えば光学レンズ形状)が得られる金型(型温は通常20〜50℃、好ましくは25〜40℃)にディスペンサー等を用いて、硬化後の厚みが50〜150μmとなるように塗工(または充填)し、塗膜上から透明基材(透明フィルムを含む)を空気が入らないように加圧積層し、さらに該透明基材上から後述の活性エネルギー線を照射して該塗膜を硬化させた後に、型から離型し成形体(レンズシート)を得る。
透明基材(透明フィルムを含む)としては、メチルメタクリレート(共)重合物、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリトリアセチルセルロース、ポリシクロオレフィン等の樹脂からなるものが挙げられる。
本発明の紫外線硬化性樹脂組成物を紫外線により硬化させる場合は、種々の紫外線照射装置[例えば、紫外線照射装置[型番「VPS/I600」、フュージョンUVシステムズ(株)製]を使用できる。使用するランプ光源としては、例えば高圧水銀灯、メタルハライドランプ、LED等が挙げられる。紫外線の照射量(mJ/cm2)は、組成物の硬化性および硬化物の可撓性の観点から好ましくは10〜10,000、さらに好ましくは100〜5,000である。
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、%は重量%、部は重量部を示す。
製造例1 <ポリウレタンアクリレート(A−1) の製造>
撹拌装置および温度計を取り付けたガラス製の反応容器に、ビスフェノールのエチレンオキサイドのエチレンオキサイド2モル付加物[ニューポールBP−2P、三洋化成工業(株)製]27.3部、フェノキシエチルアクリレート49.5部を仕込み、攪拌して均一溶液とした。均一溶液の水分が500ppmであることを確認した後、ここに、キシレンジイソシアネート[タケネート500、三井武田ケミカル(株)製]を18.6部、ジブチルジンジラウレート0.02部仕込み、攪拌して均一溶液とした。均一溶液にした後、重合禁止の目的で酸素濃度を5%に調整した窒素と酸素の混合気体を液中に通気し、50℃に昇温した。容器内の温度が85℃以上にならないように温度調整しながら、ウレタン化反応を6時間行った。
ウレタン化反応の終点はイソシアネート含量で規定し、イソシアネート含量が1.20%以下になったのを確認した後、ヒドロキシエチルアクリレート(BHEA、日本触媒(株)製)を4.6部加え、75℃で2時間反応した。ウレタン化反応の終点はイソシアネート含量で規定し、イソシアネート含量が0.01%以下になったのを確認した後、60℃に冷却し、アクリレートモノマーで希釈されたウレタンアクリレートオリゴマー(A−1)を得た。
なお、GPCに付属の計算ソフトで、希釈溶媒のアクリレートモノマーのクロマトグラムを除外する操作により計算されたエポキシアクリレートオリゴマーのみのMnは2,750であった。
撹拌装置および温度計を取り付けたガラス製の反応容器に、ビスフェノールのエチレンオキサイドのエチレンオキサイド2モル付加物[ニューポールBP−2P、三洋化成工業(株)製]27.3部、フェノキシエチルアクリレート49.5部を仕込み、攪拌して均一溶液とした。均一溶液の水分が500ppmであることを確認した後、ここに、キシレンジイソシアネート[タケネート500、三井武田ケミカル(株)製]を18.6部、ジブチルジンジラウレート0.02部仕込み、攪拌して均一溶液とした。均一溶液にした後、重合禁止の目的で酸素濃度を5%に調整した窒素と酸素の混合気体を液中に通気し、50℃に昇温した。容器内の温度が85℃以上にならないように温度調整しながら、ウレタン化反応を6時間行った。
ウレタン化反応の終点はイソシアネート含量で規定し、イソシアネート含量が1.20%以下になったのを確認した後、ヒドロキシエチルアクリレート(BHEA、日本触媒(株)製)を4.6部加え、75℃で2時間反応した。ウレタン化反応の終点はイソシアネート含量で規定し、イソシアネート含量が0.01%以下になったのを確認した後、60℃に冷却し、アクリレートモノマーで希釈されたウレタンアクリレートオリゴマー(A−1)を得た。
なお、GPCに付属の計算ソフトで、希釈溶媒のアクリレートモノマーのクロマトグラムを除外する操作により計算されたエポキシアクリレートオリゴマーのみのMnは2,750であった。
製造例2 <ポリウレタンアクリレート(A−2) の製造>
撹拌装置および温度計を取り付けたガラス製の反応容器に、ポリテトラメチレングリコール[PTMG−1000、三菱化学(株)製]59.7部を仕込み、水分が500ppmであることを確認した後、ここに、イソホロンジイソシアネート[商品名:VESTANAT IPDI、BASFジャパン(株)製]を26.5部、触媒としてビスマストリ(2−エチルヘキサノエート)(2−エチルヘキサン酸50%溶液)0.5部を仕込み、攪拌して均一溶液とした。均一溶液にした後、50℃に昇温した。容器内の温度が110℃に温度調整しながら、ウレタン化反応を6時間行った。
ウレタン化反応の終点はイソシアネート含量で規定し、イソシアネート含量が5.85%以下になったのを確認した後、重合禁止の目的で酸素濃度を8%に調整した窒素と酸素の混合気体を液中に通気し、ヒドロキシエチルアクリレート(BHEA、日本触媒(株)製)を13.8部加え、75℃で2時間反応した。ウレタン化反応の終点はイソシアネート含量で規定し、イソシアネート含量が0.01%以下になったのを確認した後、60℃に冷却し、ウレタンアクリレートオリゴマー(A−2)を得た。GPCによるMnは1,750であった。
撹拌装置および温度計を取り付けたガラス製の反応容器に、ポリテトラメチレングリコール[PTMG−1000、三菱化学(株)製]59.7部を仕込み、水分が500ppmであることを確認した後、ここに、イソホロンジイソシアネート[商品名:VESTANAT IPDI、BASFジャパン(株)製]を26.5部、触媒としてビスマストリ(2−エチルヘキサノエート)(2−エチルヘキサン酸50%溶液)0.5部を仕込み、攪拌して均一溶液とした。均一溶液にした後、50℃に昇温した。容器内の温度が110℃に温度調整しながら、ウレタン化反応を6時間行った。
ウレタン化反応の終点はイソシアネート含量で規定し、イソシアネート含量が5.85%以下になったのを確認した後、重合禁止の目的で酸素濃度を8%に調整した窒素と酸素の混合気体を液中に通気し、ヒドロキシエチルアクリレート(BHEA、日本触媒(株)製)を13.8部加え、75℃で2時間反応した。ウレタン化反応の終点はイソシアネート含量で規定し、イソシアネート含量が0.01%以下になったのを確認した後、60℃に冷却し、ウレタンアクリレートオリゴマー(A−2)を得た。GPCによるMnは1,750であった。
製造例3 <ポリエステルアクリレート(A−3)の製造>
撹拌装置および温度計を取り付けたガラス製の反応容器に、1,4−ブタンジオール(東京化成(株)社製)39.4部、アジピン酸51.1部および48%水酸化ナトリウム水溶液0.01部を入れ、180℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら12時間反応させた。次いで230℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成する水を留去しながら4時間反応させた。水酸基価を測定し、108.5であるのを確認し、100℃まで冷却した。冷却した後、トルエン87.6部、パラトルエンスルホン酸1.8部を投入し、均一化した。ここにアクリル酸12.6部を投入した後、110℃まで昇温した後、12時間反応を行った。さらに、減圧下で6時間反応し、ポリエステルアクリレートのトルエン溶液を得た。これに10%水酸化ナトリウム溶液を26.3部入れ、遠心分離し、さらに溶剤留去してポリエステルアクリレート(A−3)を得た。GPCによるMnは1,450であった。
撹拌装置および温度計を取り付けたガラス製の反応容器に、1,4−ブタンジオール(東京化成(株)社製)39.4部、アジピン酸51.1部および48%水酸化ナトリウム水溶液0.01部を入れ、180℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら12時間反応させた。次いで230℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成する水を留去しながら4時間反応させた。水酸基価を測定し、108.5であるのを確認し、100℃まで冷却した。冷却した後、トルエン87.6部、パラトルエンスルホン酸1.8部を投入し、均一化した。ここにアクリル酸12.6部を投入した後、110℃まで昇温した後、12時間反応を行った。さらに、減圧下で6時間反応し、ポリエステルアクリレートのトルエン溶液を得た。これに10%水酸化ナトリウム溶液を26.3部入れ、遠心分離し、さらに溶剤留去してポリエステルアクリレート(A−3)を得た。GPCによるMnは1,450であった。
製造例4 <ポリエポキシアクリレート(A−4)の製造>
加熱冷却・撹拌装置、還流冷却管、滴下ロート、窒素導入管および温度計を取り付けたガラス製の反応容器に、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EOCN−104S」(日本化薬(株)製、エポキシ当量218)73.9部とトルエン99.7部を仕込み、110℃まで加熱して均一に溶解させた。続いて、アクリル酸25.8部、トリフェニルホスフィン0.3部およびp−メトキシフェノール0.03部を仕込み、110℃にて10時間反応させた。
エステル化の終点は酸価で規定し、酸価が1.0以下になったのを確認した後60℃に冷却した。
ここに、フェノキシエチルアクリレート[ライトアクリレートPO−A、共栄社化学(株)製]99.7部を仕込み攪拌して均一溶液とした後、重合禁止の目的で酸素濃度を8%に調整した窒素と酸素の混合気体を液中に通気し、80℃に昇温、減圧下トルエンを留去してアクリレートモノマーで希釈されたエポキシアクリレートオリゴマー(A−4)を得た。
なお、製造例1と同様の操作で計算したGPCによるエポキシアクリレートオリゴマーのみのMnは2,250であった。
加熱冷却・撹拌装置、還流冷却管、滴下ロート、窒素導入管および温度計を取り付けたガラス製の反応容器に、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EOCN−104S」(日本化薬(株)製、エポキシ当量218)73.9部とトルエン99.7部を仕込み、110℃まで加熱して均一に溶解させた。続いて、アクリル酸25.8部、トリフェニルホスフィン0.3部およびp−メトキシフェノール0.03部を仕込み、110℃にて10時間反応させた。
エステル化の終点は酸価で規定し、酸価が1.0以下になったのを確認した後60℃に冷却した。
ここに、フェノキシエチルアクリレート[ライトアクリレートPO−A、共栄社化学(株)製]99.7部を仕込み攪拌して均一溶液とした後、重合禁止の目的で酸素濃度を8%に調整した窒素と酸素の混合気体を液中に通気し、80℃に昇温、減圧下トルエンを留去してアクリレートモノマーで希釈されたエポキシアクリレートオリゴマー(A−4)を得た。
なお、製造例1と同様の操作で計算したGPCによるエポキシアクリレートオリゴマーのみのMnは2,250であった。
製造例5
撹拌装置および温度計を取り付けたガラス製の反応容器に、1個の(メタ)アクリロイル基を有し、SPaが11.2の2−メタアクリロイロキシエチルアシッドホスフェート(ライトアクリレート P−1A、共栄社化学(株)製)(a−1)59.5部と、1個の(メタ)アクリロイル基を有し、SPbが8.9のN,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート(DMAEA、興人(株)製)(b−1)40.5部を投入し50℃で2時間攪拌し、(メタ)アクリロイル基を2個有する、リン酸エステル(a−1)とアルキルアミン(b−1)との塩(C−1)を得た。
撹拌装置および温度計を取り付けたガラス製の反応容器に、1個の(メタ)アクリロイル基を有し、SPaが11.2の2−メタアクリロイロキシエチルアシッドホスフェート(ライトアクリレート P−1A、共栄社化学(株)製)(a−1)59.5部と、1個の(メタ)アクリロイル基を有し、SPbが8.9のN,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート(DMAEA、興人(株)製)(b−1)40.5部を投入し50℃で2時間攪拌し、(メタ)アクリロイル基を2個有する、リン酸エステル(a−1)とアルキルアミン(b−1)との塩(C−1)を得た。
製造例6
撹拌装置および温度計を取り付けたガラス製の反応容器に、1個の(メタ)アクリロイル基を有し、SPaが11.2の2−メタアクリロイロキシエチルアシッドホスフェート(ライトアクリレート P−1A、共栄社化学(株)製)(a−1)41.4部と、(メタ)アクリロイル基を有さないSPbが8.2のジメチルステアリルアミン(ファーミン DM8680、花王(株)製)(b−2)58.6部を投入し50℃で2時間攪拌し、(メタ)アクリロイル基を1個有する、リン酸エステル(a−1)とアルキルアミン(b−2)との塩(C−2)を得た。
撹拌装置および温度計を取り付けたガラス製の反応容器に、1個の(メタ)アクリロイル基を有し、SPaが11.2の2−メタアクリロイロキシエチルアシッドホスフェート(ライトアクリレート P−1A、共栄社化学(株)製)(a−1)41.4部と、(メタ)アクリロイル基を有さないSPbが8.2のジメチルステアリルアミン(ファーミン DM8680、花王(株)製)(b−2)58.6部を投入し50℃で2時間攪拌し、(メタ)アクリロイル基を1個有する、リン酸エステル(a−1)とアルキルアミン(b−2)との塩(C−2)を得た。
製造例7
撹拌装置および温度計を取り付けたガラス製の反応容器に、2−エチルヘキシルアルコール25.3部を仕込み、窒素雰囲気下とした。攪拌した状態で、容器内の温度が65℃以上にならないように無水リン酸を16.8部加えた後に、65℃で2時間反応した。さらに100℃に昇温した後、この温度で5時間反応させ、(メタ)アクリロイル基を有さないSPaが9.1のリン酸エステル(a−2)を得た。
ここに、1個のアクリロイル基を有し、SPbが8.9のN,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート(DMAEA、興人(株)製)(b−1)57.9部を投入し50℃で2時間攪拌し、(メタ)アクリロイル基を1個有する、リン酸エステル(a−2)とアルキルアミン(b−1)との塩(C−3)を得た。
撹拌装置および温度計を取り付けたガラス製の反応容器に、2−エチルヘキシルアルコール25.3部を仕込み、窒素雰囲気下とした。攪拌した状態で、容器内の温度が65℃以上にならないように無水リン酸を16.8部加えた後に、65℃で2時間反応した。さらに100℃に昇温した後、この温度で5時間反応させ、(メタ)アクリロイル基を有さないSPaが9.1のリン酸エステル(a−2)を得た。
ここに、1個のアクリロイル基を有し、SPbが8.9のN,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート(DMAEA、興人(株)製)(b−1)57.9部を投入し50℃で2時間攪拌し、(メタ)アクリロイル基を1個有する、リン酸エステル(a−2)とアルキルアミン(b−1)との塩(C−3)を得た。
比較製造例1
製造例7で合成した(メタ)アクリロイル基を有さないリン酸エステル(a−2)にSPbが8.2のジメチルステアリルアミン(ファーミン DM8680、花王(株)製)(b−1)44.4部を投入し50℃で2時間攪拌し、リン酸エステル(a−1)と、(メタ)アクリロイル基を有さないSPbが8.2のジメチルステアリルアミン(ファーミン DM8680、花王(株)製)(b−2)44.4部を投入し50℃で2時間攪拌し、(メタ)アクリロイル基を1個有する、リン酸エステル(a−2)とアルキルアミン(b−2)との塩(C’−1)を得た。
製造例7で合成した(メタ)アクリロイル基を有さないリン酸エステル(a−2)にSPbが8.2のジメチルステアリルアミン(ファーミン DM8680、花王(株)製)(b−1)44.4部を投入し50℃で2時間攪拌し、リン酸エステル(a−1)と、(メタ)アクリロイル基を有さないSPbが8.2のジメチルステアリルアミン(ファーミン DM8680、花王(株)製)(b−2)44.4部を投入し50℃で2時間攪拌し、(メタ)アクリロイル基を1個有する、リン酸エステル(a−2)とアルキルアミン(b−2)との塩(C’−1)を得た。
実施例1
製造例1で合成したポリウレタンアクリレート(A−1)を35部、フェノキシエチルアクリレート[商品名「ライトアクリレートPO−A」、共栄社化学(株)製、GPCによるMn:192](B−1)35部、ビスフェノールAのエチレンオキサイド4モル付加物のジアクリレート[商品名「ネオマーBA−641」、三洋化成工業(株)製、GPCによるMn512](B−2)30部、製造例5で合成したリン酸エステルとアルキルアミンとの塩(C−1)0.9部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン[商品名「イルガキュア184」、チバスペシャリティケミカルズ(株)製](D−1)3部を一括で配合し、ディスパーサーで均一に混合攪拌し、本発明の光学部品用樹脂組成物(E−1)を得た。
製造例1で合成したポリウレタンアクリレート(A−1)を35部、フェノキシエチルアクリレート[商品名「ライトアクリレートPO−A」、共栄社化学(株)製、GPCによるMn:192](B−1)35部、ビスフェノールAのエチレンオキサイド4モル付加物のジアクリレート[商品名「ネオマーBA−641」、三洋化成工業(株)製、GPCによるMn512](B−2)30部、製造例5で合成したリン酸エステルとアルキルアミンとの塩(C−1)0.9部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン[商品名「イルガキュア184」、チバスペシャリティケミカルズ(株)製](D−1)3部を一括で配合し、ディスパーサーで均一に混合攪拌し、本発明の光学部品用樹脂組成物(E−1)を得た。
実施例2〜4および比較例1〜6
表1に記載の各成分と配合量に従って、実施例と同様にして光学部品用樹脂組成物(E−2)〜(E−4)および(E’−1)〜(E’−6)を得た。
表1に記載の各成分と配合量に従って、実施例と同様にして光学部品用樹脂組成物(E−2)〜(E−4)および(E’−1)〜(E’−6)を得た。
実施例1〜5で作成した本発明の樹脂組成物(E−1)〜(E−4)、および比較例1〜6で作成した比較のための樹脂組成物(E’-1)~(E’-6)の、(1)湿熱処理前の透明性、(2)湿熱処理後の透明性、(3)金型離型性、(4)湿熱処理前の密着性、(5)湿熱処理200時間後の密着性、を下記の方法で測定した。その結果を表1に示す。
なお、表1中の実施例4で用いた(D−2)は以下のものである。
(D−2):2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイド[商品名「ダロキュアTPO」、チバスペシャリティケミカルズ(株)製]
(D−2):2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイド[商品名「ダロキュアTPO」、チバスペシャリティケミカルズ(株)製]
(1)湿熱処理前の透明性
樹脂組成物をガラス板の片面に厚さが100μmになるように塗工した後、厚さ100μmのPETフィルム[商品名「コスモシャインA4300」東洋紡績(株)製]を樹脂側に貼り合わせ、ローラーを上から転がして空気を押し出した。PETフィルム側から紫外線照射装置[型番「VPS/I600」、フュージョンUVシステムズ(株)製]により、紫外線を1000mJ/cm2照射して、硬化させた。PETフィルムに密着した硬化物をガラス板から剥離し、テストピースを作成した。
JIS−K7105に準拠し、上記テストピースを全光線透過率測定装置[商品名「haze−garddual」BYK gardner(株)製]を用いてヘイズ(%)を測定した。
樹脂組成物をガラス板の片面に厚さが100μmになるように塗工した後、厚さ100μmのPETフィルム[商品名「コスモシャインA4300」東洋紡績(株)製]を樹脂側に貼り合わせ、ローラーを上から転がして空気を押し出した。PETフィルム側から紫外線照射装置[型番「VPS/I600」、フュージョンUVシステムズ(株)製]により、紫外線を1000mJ/cm2照射して、硬化させた。PETフィルムに密着した硬化物をガラス板から剥離し、テストピースを作成した。
JIS−K7105に準拠し、上記テストピースを全光線透過率測定装置[商品名「haze−garddual」BYK gardner(株)製]を用いてヘイズ(%)を測定した。
(2)湿熱処理後の透明性
上記のテストピースを60℃、相対湿度95%の条件下で200時間放置した後、上記の方法で測定し、評価した。
上記のテストピースを60℃、相対湿度95%の条件下で200時間放置した後、上記の方法で測定し、評価した。
(3)金型離型性
溝の深さが200μmでピッチ幅を80μmで平行線を刻んで微細に凹凸処理を施したSUS製の金型を用意する。
樹脂組成物をこの金型の片面に厚さが100μmになるように塗工した後、厚さ100μmのPETフィルム[商品名「コスモシャインA4300」東洋紡績(株)製]を樹脂側に貼り合わせ、ローラーを上から転がして空気を押し出した。PETフィルム側から紫外線照射装置により、紫外線を1000mJ/cm2照射して、硬化させ、硬化物を作成した。
上記硬化物を金型から剥離した際に、一部破損した樹脂が金属板に残らず、忠実に凹凸の転写が再現できた場合を○、できなかった場合を×とした。
溝の深さが200μmでピッチ幅を80μmで平行線を刻んで微細に凹凸処理を施したSUS製の金型を用意する。
樹脂組成物をこの金型の片面に厚さが100μmになるように塗工した後、厚さ100μmのPETフィルム[商品名「コスモシャインA4300」東洋紡績(株)製]を樹脂側に貼り合わせ、ローラーを上から転がして空気を押し出した。PETフィルム側から紫外線照射装置により、紫外線を1000mJ/cm2照射して、硬化させ、硬化物を作成した。
上記硬化物を金型から剥離した際に、一部破損した樹脂が金属板に残らず、忠実に凹凸の転写が再現できた場合を○、できなかった場合を×とした。
(4)湿熱処理前の樹脂密着性
上記の金型離型性評価で忠実に凹凸の転写が再現できた硬化物をJIS K 5600−5−6に準拠し、100個(10個×10個)のマスができるよう1mm幅にカッターナイフで切込みを入れ樹脂密着性を測定する。
測定結果は「試験後に基材に残ったマス目/100」で表す。
上記の金型離型性評価で忠実に凹凸の転写が再現できた硬化物をJIS K 5600−5−6に準拠し、100個(10個×10個)のマスができるよう1mm幅にカッターナイフで切込みを入れ樹脂密着性を測定する。
測定結果は「試験後に基材に残ったマス目/100」で表す。
(5)湿熱処理200時間後の樹脂密着性
上記の金型離型性評価で忠実に凹凸の転写が再現できた硬化物を60℃、相対湿度95%の条件下で200時間放置した後、上記の方法で測定し、評価した。
上記の金型離型性評価で忠実に凹凸の転写が再現できた硬化物を60℃、相対湿度95%の条件下で200時間放置した後、上記の方法で測定し、評価した。
本発明の光学部品用樹脂は、実施例1〜4で示す通り、湿熱処理前後の透明性、湿熱処理前後の基材密着性、金型離型性のすべて点で優れている。
一方、(メタ)アクリロイル基を有するリン酸エステルのみ(C’−1)を添加した比較例1、(メタ)アクリロイル基を有する3級アミンのみ(C’−2)を添加した比較例2いずれも金型離型性を満足しない。また、(メタ)アクリロイル基を有さないリン酸エステルとアルキルアミンとの組合せの塩(C’−3)を添加した比較例3は湿熱処理後の透明性が悪化し、(メタ)アクリロイル基を有さないリン酸エステルのみ(C’−4)を添加した比較例4はさらに金型離型性も悪化する。
また、リン酸エステルとアルキルアミンの塩の含有量が多過ぎる比較例5は、透明性および樹脂密着性を満足しない。反対に、リン酸エステルとアルキルアミンの塩の含有量が少な過ぎる比較例6は、金型離型性を満足しない。
一方、(メタ)アクリロイル基を有するリン酸エステルのみ(C’−1)を添加した比較例1、(メタ)アクリロイル基を有する3級アミンのみ(C’−2)を添加した比較例2いずれも金型離型性を満足しない。また、(メタ)アクリロイル基を有さないリン酸エステルとアルキルアミンとの組合せの塩(C’−3)を添加した比較例3は湿熱処理後の透明性が悪化し、(メタ)アクリロイル基を有さないリン酸エステルのみ(C’−4)を添加した比較例4はさらに金型離型性も悪化する。
また、リン酸エステルとアルキルアミンの塩の含有量が多過ぎる比較例5は、透明性および樹脂密着性を満足しない。反対に、リン酸エステルとアルキルアミンの塩の含有量が少な過ぎる比較例6は、金型離型性を満足しない。
本発明の光学部品成型用紫外線硬化性樹脂組成物は、硬化物作成時の金型離型性、湿熱処理前の基材密着性および湿熱処理後の基材密着性が優れ、硬化物の透明性に優れているため、光学部材、電気・電子部材としても有用である。
また、本発明の硬化物を用いた光学部品は、プラスチックレンズ(プリズムレンズ、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズ、フレネルレンズ、視野角向上レンズ等)、プリズム、光ファイバー、フレキシブルプリント配線用ソルダーレジスト、メッキレジスト、多層プリント配線板用層間絶縁膜、感光性光導波路として有用である。
また、本発明の硬化物を用いた光学部品は、プラスチックレンズ(プリズムレンズ、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズ、フレネルレンズ、視野角向上レンズ等)、プリズム、光ファイバー、フレキシブルプリント配線用ソルダーレジスト、メッキレジスト、多層プリント配線板用層間絶縁膜、感光性光導波路として有用である。
Claims (6)
- ポリエステル(メタ)アクリレート(A1)、エポキシ(メタ)アクリレート(A2)およびウレタン(メタ)アクリレート(A3)からなる群より選ばれる数平均分子量1,000〜50,000の紫外線硬化性樹脂(A)、数平均分子量86〜900の(メタ)アクリレート(B)および金型離型性付与剤(C)を必須成分とし、該金型離型性付与剤(C)がリン酸エステル(a)と3級アミン(b)の塩であり、かつ少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を含有することを特徴とする光学部品用紫外線硬化性樹脂組成物。
- 該リン酸エステル(a)の溶解度パラメーターSPaが8.5〜11.5、かつ該3級アミン(b)の溶解度パラメーターSPbが7.8〜9.5である請求項1記載の光学部品用紫外線硬化性樹脂組成物。
- 該金型離型性付与剤(C)の含有量が、(A)と(B)の合計に基づいて0.005〜5重量%である請求項1または2記載の光学部品用紫外線硬化性樹脂組成物。
- 該金型離型性付与剤(C)が、1個または2個の(メタ)アクリロイル基を含有するリン酸エステル(a1)と(メタ)アクリロイル基を含有しない3級アミン(b0)の塩である請求項1〜3いずれか記載の光学部品用紫外線硬化性樹脂組成物。
- 該金型離型性付与剤(C)が、(メタ)アクリロイル基を1個含有する3級アミン(b1)と(メタ)アクリロイル基を含有しないリン酸エステル(a0)の塩である請求項1〜3いずれか記載の光学部品用紫外線硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜5いずれか記載の光学レンズ成型用紫外線硬化性樹脂組成物を紫外線照射で硬化させて得られる光学部品。
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JP2011081152A JP2012214640A (ja) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | 光学部品成型用紫外線硬化性樹脂組成物 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014109223A1 (ja) * | 2013-01-10 | 2014-07-17 | 昭和電工株式会社 | 重合性組成物、重合物、光学用粘着シート、画像表示装置およびその製造方法 |
JP2020094087A (ja) * | 2018-12-10 | 2020-06-18 | 三洋化成工業株式会社 | 活性エネルギー線硬化性組成物 |
WO2022215711A1 (ja) * | 2021-04-07 | 2022-10-13 | 出光興産株式会社 | 射出成形用熱硬化性組成物、それを用いた成形品の製造方法、及び硬化物 |
JP7359663B2 (ja) | 2019-11-26 | 2023-10-11 | デンカ株式会社 | 組成物 |
-
2011
- 2011-03-31 JP JP2011081152A patent/JP2012214640A/ja not_active Withdrawn
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